塗膜形成装置
【課題】比較的薄肉で変形しやすい被塗装物の外周面に一定の厚みの塗膜を容易に形成することができる塗膜形成装置を提供する。
【解決手段】塗膜形成装置１は保持部１１と移動部１２と塗布ユニット１３を備えている。保持部１１は軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態に基体４を保持する。塗布ユニット１３は塗布ヘッド３７と支持ベース３４と移動支持部３５を備えている。塗布ヘッド３７は円環状に形成されて内側に基体４を通して外周面４ｃに塗料７を塗布する。塗布ヘッド３７の内周面には全周に亘ってシール部材５２が取り付けられている。シール部材５２はゴムなどの弾性材料で構成され基体４と当接すると弾性変形する。支持ベース３４は移動部１２によって軸芯Ｐに沿って移動される。支持ベース３４は塗布ヘッド３７を支持している。移動支持部３５は塗布ヘッド３７を軸芯Ｐに対して直交する方向に移動自在とする。
【解決手段】塗膜形成装置１は保持部１１と移動部１２と塗布ユニット１３を備えている。保持部１１は軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態に基体４を保持する。塗布ユニット１３は塗布ヘッド３７と支持ベース３４と移動支持部３５を備えている。塗布ヘッド３７は円環状に形成されて内側に基体４を通して外周面４ｃに塗料７を塗布する。塗布ヘッド３７の内周面には全周に亘ってシール部材５２が取り付けられている。シール部材５２はゴムなどの弾性材料で構成され基体４と当接すると弾性変形する。支持ベース３４は移動部１２によって軸芯Ｐに沿って移動される。支持ベース３４は塗布ヘッド３７を支持している。移動支持部３５は塗布ヘッド３７を軸芯Ｐに対して直交する方向に移動自在とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置に関する。例えば、ＰＰＣ（普通紙複写機）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した画像形成装置において、転写紙上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる定着部材（定着ローラ、定着ベルト）の離型層やプライマ層を形成するのに好適な塗膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の原理に基づく複写機およびプリンタなどの画像形成装置では、転写紙を狭厚し、熱によりトナーを溶融して該転写紙に定着させる定着プロセスを行う。近年、その定着プロセスで用いられる部品（定着ローラあるいは定着ベルト）には、基体上にシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層（厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度）と、該弾性層上に形成されたプライマ層と、フッ素樹脂で構成された離型層（厚みが２０μｍ〜３０μｍ程度）などが順に形成されて得られる。
【０００３】
前述した離型層を形成するための工法としては、一般的に、スプレー噴霧して塗装するスプレーコーティング塗装が用いられてきた。しかし、スプレーによる噴霧は、塗着効率が２０％〜３０％（実際に塗装対象物に付着する塗料の割合）程度であり、塗装に用いる塗料のうち７０％〜８０％程度の塗料をすてていることとなり、非常に塗料の効率が悪く、非常に多くの塗料が必要となる。また、フッ素樹脂は、塗装が難しく、一度に２０μｍ〜３０μｍの塗膜を吹き付けると、塗料をはじくなど表面欠陥ができてしまうため、前述した離型層を形成するためには薄い層を何層も重ねて塗装する必要があり作業時間が長時間化する傾向であった。
【０００４】
一方これらの欠点を補う工法として浸漬塗装が考えられる。この浸漬塗装は、塗料を収容した液槽に被塗装物を浸し引き上げることで塗料を被塗装物に付着させて塗膜を形成する方式であるため塗着効率が９０％以上と非常に高く塗装時の塗料の無駄が少ない。しかしながら、この浸漬塗装では、液槽内に完全に被塗装物が浸るだけの液量の塗料が必要となり、前述した画像形成装置の定着プロセスで用いられる部品を、その軸方向に完全に浸すためには、５００ｍｍ程度の深さの液槽が必要となり、大量の塗料が必要になるという欠点があった。
【０００５】
上記の欠点の全てを回避する塗工装置（例えば特許文献１乃至３に示された）が提案されている。この種の塗工装置は、液槽部を密閉して被塗装物と相対的に動かすことにより少ない塗料での浸漬塗装を実現している。前述した特許文献１乃至３に示された塗工装置は、同軸に配置された複数の被塗装物を連続的に塗装することも可能であり、勿論、被塗装物を一本ずつ塗装することも可能である。
【特許文献１】特開平８−２３６９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９９１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特許文献１乃至３に示された塗工装置では、比較的の圧肉の画像形成装置で用いられる感光体として用いられるアルミニウム合金で構成された円筒状の被塗装物を塗装している。このため、特許文献１乃至特許文献３には、比較的薄肉で変形しやすい被塗装物の外周に一定の厚みの塗膜を形成することが困難であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、比較的薄肉で変形しやすい被塗装物の外周面に一定の厚みの塗膜を容易に形成することができる塗膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するために請求項１に記載の塗膜形成装置は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、前記外周面を露出させかつ前記被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で当該被塗装物を保持する保持部と、円環の箱状に形成されて前記塗料を収容し、かつ内周面が全周に亘って切り欠かれて、前記被塗装物を内側に通して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布する塗布ヘッドと、前記塗布ヘッドの内周面の全周に亘って取り付けられて前記被塗装物と当接して弾性変形することで該被塗装物との間を水密に保つシール部材と、前記塗布ヘッドを支持した支持ベースと、前記保持部と前記支持ベースとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記支持ベースに対して前記塗布ヘッドを前記軸芯に直交する方向に沿って移動自在に支持する移動支持部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の塗膜形成装置は、請求項１に記載の塗膜形成装置において、前記支持ベースが、前記塗布ヘッドの下方に配置されるベース本体と、該ベース本体の外縁から立設して先端部が前記塗布ヘッドの上方に配置される外縁凸部と、を備え、前記移動支持部が、前記ベース本体と前記塗布ヘッドとの間に配置されてこれらの双方に対して転動自在な第１転動体と、前記外縁凸部の先端部と前記塗布ヘッドとの間に配置されてこれらの双方に対して転動自在な第２転動体と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の塗膜形成装置は、請求項１に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッド内に侵入可能となる調整位置と前記塗布ヘッドから退避した退避位置とに亘って移動自在に設けられているとともに、前記調整位置で前記塗布ヘッド内に通されることで前記シール部材と干渉して前記支持ベースに対する基準となる位置に前記塗布ヘッドを位置付ける基準位置決め部材と、前記支持ベースに対して前記塗布ヘッドを移動自在とする第１の状態と、前記支持ベースに前記塗布ヘッドを固定する第２の状態とが切り替え可能な移動固定部と、前記移動固定部を前記第２の状態として前記基準位置決め部材を調整位置に位置付けた後、前記移動部に該基準位置決め部材を前記塗布ヘッド内に通させて、前記移動固定部を前記第１の状態に切り替えるように制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の塗膜形成装置は、請求項３に記載の塗膜形成装置において、前記移動固定部が、前記支持ベースに固定され、かつ印加されると前記塗布ヘッドを前記支持ベースに固定する磁力を生じる電磁石を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記保持部が、前記被塗装物内に挿入されるマンドレルと、前記被塗装物の両端部に挿入される一対の保持部材と、前記一対の保持部材同士が互いに近づく方向に該一対の保持部材を押圧する押圧部と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の塗膜形成装置は、請求項５に記載の塗膜形成装置において、前記マンドレルが、前記被塗装物の両端部内に挿入される一対の円盤部材と、該円盤部材の中央部同士を連結した軸部材と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の塗膜形成装置は、請求項６に記載の塗膜形成装置において、前記円盤部材の外径が、前記被塗装物の内径よりも大きく形成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載の塗膜形成装置は、請求項５乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物との間を水密に保つシール部材を備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項９に記載の塗膜形成装置は、請求項５乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、一対の保持部材のうち一方の保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物との間を水密に保つシール部材を備え、そして、他方の保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物の奥に向かうにしたがって徐々に先細となるテーパ部を備えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項１０に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項９のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッド内の前記塗料の液面の高さを計測可能な計測手段と、前記塗布ヘッド内に前記塗料を供給する塗料供給部と、前記計測手段が計測した液面の高さに基づいて、該液面の高さが一定となるように、前記塗料供給部に前記塗料を前記塗布ヘッド内に供給させる制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項１１に記載の塗膜形成装置は、請求項１０に記載の塗膜形成装置において、前記塗料供給部が、前記塗料を収容する収容容器と、該収容容器と該収容容器から前記塗布ヘッドに塗料を供給する供給管とのうち少なくとも一方に設けられた前記塗料の粘度を測定可能な粘度測定部と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
請求項１２に記載の塗膜形成装置は、請求項１１に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッド内の前記塗料の温度を測定可能な温度測定部と、前記塗布ヘッドの前記被塗装物に対する移動速度を測定可能な移動速度検出手段とを更に備え、前記制御部が、前記粘度測定部が測定した前記塗料の粘度と、前記温度測定部が測定した前記塗料の温度と、前記移動速度検出手段が測定した塗布ヘッドの移動速度と、に基づいて、前記被塗装物の外周面に形成された前記塗膜の厚みを推定して該塗膜の良否を判定する制御部であることを特徴としている。
【００２０】
請求項１３に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項１２のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッドの全周に亘って、該塗布ヘッドに取り付けられているとともに、冷媒を循環する冷媒循環部と、前記冷媒循環部内の冷媒の温度を一定に保つ熱交換機と、を備えたことを特徴としている。
【００２１】
請求項１４に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項１３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッドの上方でかつ該塗布ヘッドと同軸に配置されて、前記被塗装物に塗布された塗料を加熱可能な円環状に形成された加熱部を備えたことを特徴としている。
【００２２】
請求項１５に記載の塗膜形成装置は、請求項１４に記載の塗膜形成装置において、前記加熱部が、赤外線を輻射する赤外線発生源と、前記被塗装物と相対する開口部が少なくとも設けられて、前記赤外線発生源からの赤外線を前記被塗装物の外周面に塗布された塗料に向かって反射する円環の箱状に形成された反射部材と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の塗膜形成装置によれば、移動支持部が支持ベースに対して塗布ヘッドを軸芯に直交する方向に移動自在とし、かつ塗布ヘッドの内周面の全周に弾性変形自在なシール部材を設けているので、該シール部材の弾性復元力によって、該シール部材の弾性復元力が周方向に均一となる位置に塗布ヘッドが位置付けられる。そのために、シール部材が被塗装物を押圧する力が周方向に均一となって、該シール部材の押圧する力が一部に集中することを防止でき、被塗装物が薄肉であっても、該被塗装物が変形することを防止でき、しかも、前述したシール部材の弾性復元力によって、塗布ヘッドと被塗装物との間隔が周方向に均一となるので、被塗装物の外周に一定の厚みの塗膜を形成できるとともに、よって、比較的薄肉で変形しやすい被塗装物の外周にも一定の厚みの塗膜を容易に形成することができる。
【００２４】
請求項２に記載の塗膜形成装置によれば、支持ベースのベース本体と塗布ヘッドとの間と、支持ベースの外縁凸部と塗布ヘッドとの間とにそれぞれ転動体を設けているので、塗布ヘッドを軸芯に対して直交する方向に確実に移動自在とでき、そのために、塗布ヘッドと被塗装物との間隔を周方向に均一とできるとともに、塗布ヘッドが支持ベースに対して軸芯に沿って移動することを防止でき、しかも、被塗装物の外周面の塗料に浸漬される時間が軸芯に沿ってばらつくことを防止でき、したがって、被塗装物の外周に一定の厚みの塗膜を形成できる。
【００２５】
請求項３に記載の塗膜形成装置によれば、制御部が塗布ヘッドを移動自在として基準位置決め部材で塗布ヘッドの位置決めを行うので、被塗装物との間隔が周方向に均一となる位置に塗布ヘッドを位置決めすることができる。また、塗布ヘッドを位置決めした後、塗布ヘッドを支持ベースに対して固定するので、塗布ヘッドが位置ずれすることを防止できる。よって、被塗装物の外周に一定の厚みの塗膜を形成できる。
【００２６】
請求項４に記載の塗膜形成装置によれば、移動固定部が支持ベースに固定された電磁石を備えているので、支持ベースに対して塗布ヘッドを確実に固定できるとともに、塗布ヘッドが一旦位置決めされた位置からずれることを防止でき、しかも、該支持ベースに対して塗布ヘッドを移動自在にすることができる。
【００２７】
請求項５に記載の塗膜形成装置によれば、保持部がマンドレルと一対の保持部材とを備えているので、被塗装物を確実に支持することができる。
【００２８】
請求項６に記載の塗膜形成装置によれば、マンドレルが被塗装物の両端を内側から支持する一対の円盤部材と、該円盤部材同士を連結する該円盤部材よりも小径の軸部材とを備えているので、円盤部材のみが被塗装物と接触することとなって、マンドレルと被塗装物との接触面積を抑制することができ、そのために、マンドレルに被塗装物を取り付ける際に、該被塗装物に無理な力が作用することを防止でき、被塗装物が薄肉であっても該被塗装物の変形を防止できる。
【００２９】
また、円盤部材で被塗装物の両端を支持するだけであるので、加熱手段などで加熱する際の熱容量が小さくできるとともに、瞬時に塗料を乾燥できて該塗料の液垂れを防止することができる。
【００３０】
請求項７に記載の塗膜形成装置によれば、円盤部材の外径が被塗装物の内径より大きくなっているので、被塗装物を円盤部材で確実に保持でき、かつ、被塗装物の内側に塗料が入り込むのを防ぐことができる。
【００３１】
請求項８に記載の塗膜形成装置によれば、保持部材が両端部にシール部材を備えているので、該シール部材がその変形により被塗装物の内側との間をシールすること（水密に保つこと）ができ、そのために、被塗装物内部への塗料の入り込みを防ぐことができる。
【００３２】
請求項９に記載の塗膜形成装置によれば、一方の保持部材がシール部材を備え、他方の保持部材がテーパ部を設けているので、被塗装物の内部への塗料の浸入を防止できる。また、テーパ部による線接触により被塗装物が他方の保持部材から抜きやすくなるので、被塗装物に無理な力が作用することを防止できる。
【００３３】
請求項１０に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ヘッド内と塗料の液面を検出する計測手段を備えているので、塗布ヘッド内と塗料の液面を一定に保つことが可能で高精度な厚み塗膜を形成することが可能となる。
【００３４】
請求項１１に記載の塗膜形成装置によれば、塗料を貯める収容容器もしくは収容容器から塗布ヘッドに塗料を供給する供給管の内部に塗料の粘度を測定する粘度測定部を備えているので、塗膜の厚みを一定に管理することが可能となる。
【００３５】
請求項１２に記載の塗膜形成装置によれば、塗料の粘度と、該塗料の温度と、塗布ヘッドの移動速度を測定でき、しかも、これらの測定した値に基づいて塗膜の厚みを演算する制御部を有しているので、塗膜の良否を判定でき、そのために、規格外の厚みになる可能性のある場合に警報を発することが可能となって、不良品の流出を抑えることが可能となる。
【００３６】
請求項１３に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ヘッドの周りに冷媒を流す冷媒循環部と冷媒を一定の温度に保つ熱交換機を備えているので、塗料の温度が上昇して該塗料の粘度が変化することを防止でき、そのために、高精度な膜厚を形成することができる。
【００３７】
請求項１４に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ヘッドの上方に被塗装物と同心円状の加熱部を備えているので、塗膜を周方向に均一に乾燥させることが可能となるとともに、塗膜の垂れを防止でき、しかも、塗膜にひびなどが生じることを防止できる。
【００３８】
請求項１５に記載の塗膜形成装置によれば、加熱部が赤外線を輻射する赤外線発生源と、該赤外線を被塗装物に向けて反射する反射部材を備えているので、塗装中のみ加熱することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図５、図８及び図９を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る一実施形態の塗膜形成装置の構成図であり、図２は図１に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドなどの断面図、図３は図１に示された塗膜形成装置の保持部の縦断面図である。
【００４０】
図１に示された塗膜形成装置１は、コピー機などの画像形成装置を構成する定着ベルト２（図８に示す）のプライマ層３（図９に示す）と弾性層５とが形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての離型層６を形成する装置である。
【００４１】
定着ベルト２は、図８に示すように、無端状に形成されている。定着ベルト２は、図９に示すように、ポリイミド、Ｎｉなどで構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ層３と、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ層３と、フッ素樹脂で構成された離型層６とが順に積層されて構成されている。弾性層５の厚みＴは、１００〜３００μｍ程度に形成されている。離型層６の厚みは、２０〜３０μｍ程度に形成されている。前述した離型層６が形成される前の被塗装物としての基体４の前述したプライマ層３と合わせた厚みは、２００μｍ〜４００μｍ程度に形成されている。即ち、前述した基体４は、全体として比較的薄肉で変形しやすくなっている。
【００４２】
また、プライマ層３と弾性層５と離型層６は、基体４の幅方向の一端部（塗膜形成装置１によって後述の塗料７が塗布される際には上端部）４ａと、基体４の幅方向の他端部（塗膜形成装置１によって塗料７が塗布される際には下端部）４ｂとに亘って形成されている。前述した定着ベルト２は、加熱されてトナーを転写紙に押圧して、該トナーを転写紙に定着させる。
【００４３】
塗膜形成装置１は、表面にプライマ層３と弾性層５とが形成された基体４（特許請求の範囲の被塗装物に相当）の外表面即ち前述したプライマ層３上に、前述したフッ素樹脂と周知の溶媒などを含んだ塗料７（図２に示す）を塗布して、前述した離型層６を形成する。
【００４４】
塗膜形成装置１は、図１に示すように、装置本体１０と、保持部１１と、移動部１２と、塗布ユニット１３と、基準位置決め機構１４と、塗料供給部１５と、冷却部１６と、送風部１７と、制御部としての制御装置１８とを備えている。
【００４５】
装置本体１０は、工場のフロア上などに設置される。装置本体１０は、複数の水平板１９と、一つの鉛直板２０と、複数の連結柱２１と、を備えている。水平板１９は、三つ設けられている。水平板１９は、それそれ両表面が水平方向と平行に配置されている。水平板１９は、互いに鉛直方向に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。鉛直板２０は、両表面が鉛直方向と平行に配置されている。鉛直板２０は、最も下方に配置された水平板１９と、最も上方に配置された水平板１９とを連結している。中央に位置する水平板１９は、鉛直板２０の中央部に連なっている。連結柱２１は、四角柱状に形成され、かつ、複数の水平板１９同士を連結している。
【００４６】
保持部１１は、図１に示すように、マンドレル２２（図３に示す）と、一対の保持部材２３と、一つの保持棒２４と、一つのチャックシリンダ２５と、を備えている。マンドレル２２は、図３に示すように、一対の円盤部材２６と、一つの軸部材２７とを備えている。円盤部材２６は、それぞれ、勿論、厚手の円盤状に形成されている。円盤部材２６の外径は、基体４の内径よりも若干大きく形成されている。軸部材２７は、円柱状に形成され、かつ、その外径が円盤部材２６の外径と基体４の内径より小さく形成されている。軸部材２７は、一対の円盤部材２６と同軸に配置されているとともに、該一対の円盤部材２６同士を連結している。マンドレル２２は、前述した基体４内に圧入されて、円盤部材２６が基体４の両端を内側から支持することとなる。
【００４７】
保持部材２３は、それぞれ、全体として圧肉の円筒状に形成されている。保持部材２３は、厚手の円筒状の部材本体２８と、一対のシール部材２９とを備えている。シール部材２９は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されている。シール部材２９は、円環状に形成されているとともに、図３に示すように、保持部材２３の基体４内に挿入される両端部に全周に亘って埋設されている。保持部材２３は、それぞれ、マンドレル２２が圧入された基体４の両端内に一方のシール部材２９が圧入される。保持部材２３は、シール部材２９が弾性変形して、該シール部材２９が基体４との間を水密に保つ。
【００４８】
保持棒２４は、円柱状に形成され、かつ三つの水平板１９のうちの中央に配置された水平板１９から立設した状態で該水平板１９に固定されている。保持棒２４は、その軸芯が鉛直方向と平行に配置され、かつ、その上端部が上方に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。
【００４９】
チャックシリンダ２５は、シリンダ本体３０と、該シリンダ本体３０から凸没自在なロッド３１とを備えている。シリンダ本体３０は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド３１が伸長する状態で、最も上方に位置する水平板１９に取り付けられている。ロッド３１は、円柱状に形成され、かつその軸芯が鉛直方向と平行に配置されているとともに、その下端部が下方に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。ロッド３１は、鉛直方向に沿って、保持棒２４と間隔をあけて相対する位置（保持棒２４と同軸となる位置）に配置されている。
【００５０】
保持棒２４とチャックシリンダ２５は、該チャックシリンダ２５のロッド３１が伸長することで、互いの間に挟んだ一対の保持部材２３とマンドレル２２とが互いに近づく方向に、これらの一対の保持部材２３とマンドレル２２を押圧する。保持棒２４とチャックシリンダ２５は、特許請求の範囲に記載された押圧部をなしている。
【００５１】
前述した保持部１１は、マンドレル２２が基体４内に圧入されかつ該基体４の両端内に保持部材２３が圧入されて、これらの基体４とマンドレル２２と保持部材２３を、保持棒２４とチャックシリンダ２５との間に配置して、該チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。そして、保持部１１は、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間に、保持部材２３を介してマンドレル２２を挟んで、前述した基体４を保持する。
【００５２】
保持部１１が、基体４を保持すると、基体４の軸芯Ｐ（図１中に一点鎖線で示す）が、鉛直方向と平行になる。保持部１１が、基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯Ｐに直交する方向の断面形が円弧状）となる。このように、保持部１１は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持する。また、保持部１１は、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長して、前述したマンドレル２２などを介して基体４を保持するとともに、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小して、マンドレル２２などを介して基体４を着脱自在とする。さらに、保持部１１は、基体４を保持する際には、勿論、基体４の外周面４ｃを露出させる。
【００５３】
移動部１２は、図２に示すように、リニアアクチュエータ３２と、移動速度検出手段としてのリニアエンコーダ３３などを備えている。リニアアクチュエータ３２は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で鉛直板２０に取り付けられたレールと、該レールの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレールに対し移動するスライダとを備えている。スライダには、後述する支持ベース３４が取り付けられている。
【００５４】
リニアアクチュエータ３２即ち移動部１２は、支持ベース３４を介して塗布ヘッド３７を昇降させる。即ち、リニアアクチュエータ３２即ち移動部１２は、保持部１１と支持ベース３４即ち塗布ヘッド３７とを前記軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。リニアエンコーダ３３は、前述したスライダ即ち塗布ヘッド３７の移動速度を検出して、該移動速度に応じた情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００５５】
塗布ユニット１３は、図２に示すように、支持ベース３４と、移動支持部３５と、移動固定部３６と、塗布ヘッド３７と、加熱部３８と、チャックシリンダ３９と、を備えている。
【００５６】
支持ベース３４は、平板状に形成されたベース本体４０を備えている。ベース本体４０は、リニアアクチュエータ３２のスライダに取り付けられている。支持ベース３４のベース本体４０は、その両表面が水平方向と平行に配置されている。即ち、ベース本体４０即ち支持ベース３４の表面は、軸芯Ｐに対して直交する方向に沿って平坦に形成されている。支持ベース３４は、後述する玉４１を介して、塗布ヘッド３７を支持している。支持ベース３４は、塗布ヘッド３７の下方に配置される。
【００５７】
移動支持部３５は、支持ベース３４のベース本体４０上に転動自在に設けられた第１転動体としての玉４１を複数備えている。玉４１上には塗布ヘッド３７が配置される。即ち、玉４１は、支持ベース３４のベース本体４０と塗布ヘッド３７との間に配置されて、これらの双方に対して転動自在となる。移動支持部３５は、玉４１が前述した双方に対して転動することで、支持ベース３４上に前述した軸芯Ｐに対し直交する方向に沿って、塗布ヘッド３７を移動自在に支持する。
【００５８】
移動固定部３６は、支持ベース３４のベース本体４０に取り付けられた複数の電磁石４２を備えている。電磁石４２は、電圧が印加されると、磁力を生じて、支持ベース３４のベース本体４０に塗布ヘッド３７を吸引して、該塗布ヘッド３７を支持ベース３４のベース本体４０に固定する。移動固定部３６は、電磁石４２に印加されないと、支持ベース３４のベース本体４０に対して塗布ヘッド３７を移動自在とする第１の状態となる。移動固定部３６は、電磁石４２に印加されることで、支持ベース３４のベース本体４０に対して塗布ヘッド３７を固定する第２の状態となる。移動固定部３６は、電磁石４２に印加されるか否かで、第１の状態と第２の状態とが切り換え可能である。
【００５９】
塗布ヘッド３７は、図２に示すように、ヘッド本体４３と、蓋体４４とを備えている。ヘッド本体４３は、円環状の底板部４５と、該底板部４５の外縁の全周から立設した外周壁４６と、底板部４５の内縁の全周から立設した内周壁４７とを備えている。底板部４５即ちヘッド本体４３の内径は、基体４の外径よりも大きい。外周壁４６の底板部４５からの高さが、内周壁４７の底板部４５からの高さよりも高い。内周壁４７の内面には、底板部４５から上方に向かうにしたがって、徐々に底板部４５の内側に向かう方向に傾斜した傾斜面４８が形成されている。
【００６０】
蓋体４４は、円環状の蓋本体４９と、仕切壁５０とを備えている。蓋本体４９は、内外径がヘッド本体４３の底板部４５と略等しく形成されている。蓋本体４９即ち蓋体４４は、その外縁部がヘッド本体４３の外周壁４６に重ねられて、該ヘッド本体４３に取り付けられる。蓋体４４は、ヘッド本体４３の塗料の溶媒などが揮発することを防止するとともに、ヘッド本体４３内の塗料７にゴミなどの異物が侵入することを防止する。蓋本体４９の内縁は、内周壁４７と間隔をあける。このため、塗布ヘッド３７は、その内周面の上端部が全周に亘って切り欠かれている。即ち、塗布ヘッド３７は、その内周面の上端部に内外を連通する開口部が設けられている。
【００６１】
仕切壁５０は、円筒状に形成され、蓋体４４と同軸に配置されている。仕切壁５０は、蓋本体４９の内縁と外縁との間の中央部から底板部４５に向かって立設している。仕切壁５０の蓋本体４９からの高さは、外周壁４６の底板部４５からの高さよりも低い。このため、仕切壁５０は、ヘッド本体４３の底板部４５と間隔をあけて相対している。仕切壁５０は、ヘッド本体４３と蓋本体４９とで囲まれる塗布ヘッド３７内の空間５１を、二つに仕切っている。仕切壁５０は、塗料供給部１５によって供給される際などに塗布ヘッド３７内の塗料７に生じた気泡と干渉して、該気泡が基体４側に移動して該基体４に付着することを防止する。
【００６２】
前述した塗布ヘッド３７は、ヘッド本体４３と蓋体４４との間に囲まれる前述した空間５１内に前述した塗料７を収容する。塗布ヘッド３７は、塗料供給部１５によって、液面７ａが内周壁４７よりも上方に位置するまで、塗料７が供給される。また、塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の内周壁４７の内面即ち塗布ヘッド３７の内周面には、全周に亘ってシール部材５２が取り付けられている。シール部材５２は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されており、円環状に形成されている。シール部材５２の厚みは、周方向に一定に形成されている。シール部材５２は、塗布ヘッド３７と同軸に配置されている。シール部材５２の弾性変形していない中立状態（図２中に二点鎖線で示す）での内径は、基体４の外径よりも小さい。
【００６３】
このため、シール部材５２は、塗布ヘッド３７内に通された基体４に当接して、該基体４を通すことができる状態（図２中に実線で示す）まで弾性変形する。シール部材５２は、前述したように弾性変形すると、基体４の外周面４ｃを該基体４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該基体４の外周面４ｃとの間を水密に保つ。即ち、シール部材５２は、基体４との間から塗布ヘッド３７内の塗料７が該塗布ヘッド３７外に漏れることを防止する。なお、シール部材５２自体が円環状に形成されているので、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に対して移動自在とすると、シール部材５２の基体４の外周面４ｃを押圧する力は、該基体４の周方向に均一となる。
【００６４】
塗布ヘッド３７は、ヘッド本体４３内に基体４を通すことで、該基体４の外周面４ｃをヘッド本体４３の塗料７に浸漬させて、図２中の平行斜線で示すように、外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。
【００６５】
また、塗布ヘッド３７内には、図２に示すように、計測手段としての液面検知センサ５３と、温度測定部としての温度センサ５４とが設けられている。液面検知センサ５３は、蓋体４４の蓋本体４９に取り付けられ、塗布ヘッド３７内に収容された塗料７の液面７ａに向かって超音波などを照射することで、該液面７ａの高さを計測する。液面検知センサ５３は、塗布ヘッド３７内の塗料７の液面７ａの高さを示す情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００６６】
温度センサ５４は、ヘッド本体４３の内面などに取り付けられ、塗布ヘッド３７内に収容された塗料７の温度を計測する。温度センサ５４は、塗布ヘッド３７内の塗料７の温度を示す情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００６７】
加熱部３８は、図２に示すように、ブラケット５５と、反射部材５６と、赤外線発生源としてのハロゲンヒータ５７と、を備えている。ブラケット５５は、支持ベース３４のベース本体４０から立設した立設部５８と、該立設部５８の上端から塗布ヘッド３７の上方に向かって水平方向に延びた水平延在部５９と、を備えている。
【００６８】
反射部材５６は、ブラケット５５の水平延在部５９の先端に取り付けられており、平面形状が円環の箱状に形成されている。反射部材５６即ち加熱部３８は、支持ベース３４のベース本体４０即ち塗布ヘッド３７と同軸に配置されている。反射部材５６の塗布ヘッド３７の内側を通る基体４と相対する内縁部には、反射部材５６の内外を連通した開口部６０が、全周に亘って設けられている。反射部材５６の他の部分の全ては、塞がれている。このように、反射部材５６は、基体４と相対する開口部６０が少なくとも設けられている。反射部材５６は、その内側に収容するハロゲンヒータ５７が輻射した赤外線を、開口部６０を通して、被塗装物としての基体４に向かって反射する。
【００６９】
ハロゲンヒータ５７は、円環状に形成され、反射部材５６内に収容されている。ハロゲンヒータ５７は、支持ベース３４のベース本体４０と反射部材５６などと同軸に配置されている。ハロゲンヒータ５７は、赤外線を輻射する。
【００７０】
前述した加熱部３８は、塗布ヘッド３７内を通って、該塗布ヘッド３７によって浸漬されて基体４の外周面４ｃに塗布された塗料７を加熱して、該塗料７を乾燥させて、前述した離型層６の形成を促進する。
【００７１】
チャックシリンダ３９は、シリンダ本体６１と、一対の接離ロッド６２とを備えている。シリンダ本体６１即ちチャックシリンダ３９は、支持ベース３４の下方に配置されかつ該支持ベース３４に固定されている。一対の接離ロッド６２は、それぞれ、棒状に形成され、互いに間隔をあけて平行に配置されている。一対の接離ロッド６２は、互いの間に塗布ヘッド３７内を通される基体４や保持部材２３を位置付ける位置に配置されている。接離ロッド６２は、互いに接離自在となっている。チャックシリンダ３９は、一対の接離ロッド６２同士を互いに近づけることで、該一対の接離ロッド６２間に保持部材２３を挟む。
【００７２】
前述した塗布ユニット１３は、移動部１２によって、徐々に降下されることで、上端部４ａから下端部４ｂに向かって基体４を通す。そして、塗布ユニット１３は、上端部４ａから下端部４ｂに向けて基体４の外周面４ｃを順に浸漬させることで、該基体４の外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。また、塗布ユニット１３の塗布ヘッド３７は、移動支持部３５によって軸芯Ｐに直交する方向に沿って移動自在に設けられているので、シール部材５２の弾性復元力によって、常に基体４と同軸に配置される。なお、前述した塗布ユニット１３の塗布ヘッド３７と基体４との軸芯のずれを０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度にすることができる。
【００７３】
基準位置決め機構１４は、図１に示すように、ロータリシリンダ６３と、旋回アーム６４と、基準位置決め部材としてのマスタマンドレル６５とを備えている。ロータリシリンダ６３は、シリンダ本体６６と、該シリンダ本体６６に対して回転自在に設けられたロッドとを備えている。シリンダ本体６６は、鉛直板２０に取り付けられている。ロッドの軸芯は、鉛直方向と平行である。
【００７４】
旋回アーム６４は、一端がロータリシリンダ６３のロッドに固定された帯板状に形成されている。マスタマンドレル６５は、外径が基体４の外径と等しい円柱状に形成されている。マスタマンドレル６５は、旋回アーム６４の他端に取り付けられている。マスタマンドレル６５の軸芯は、前述した基体４の軸芯Ｐ即ち鉛直方向と平行である。
【００７５】
前述した構成によって、基準位置決め機構１４は、ロータリシリンダ６３のロッドが回転することで、マスタマンドレル６５を、保持部１１によって位置決めされる良品の基体４と同じ位置の調整位置（図１中に二点鎖線で示す）と、塗布ヘッド３７から離れた（退避した）退避位置とに亘って、移動自在とする。調整位置では、マスタマンドレル６５は、基体４と同じ位置に位置付けられるので、塗布ヘッド３７内に侵入可能となる。基準位置決め機構１４は、前述した第１の状態の塗布ヘッド３７内に調整位置のマスタマンドレル６５を通すことで、該マスタマンドレル６５にシール部材５２が当接（干渉）することで、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に対する基準となる位置に、該塗布ヘッド３７を位置付ける。なお、基準となる位置とは、塗布ヘッド３７内を通る基体４の外周面４ｃをシール部材５２が押圧する力が周方向に均一となって、塗布ヘッド３７の内縁と基体４の外周面４ｃとの間隔が周方向に均一となって、塗布ヘッド３７が周方向に均一の厚みの離型層６を形成できる位置を示している。
【００７６】
塗料供給部１５は、図１に示すように、収容容器としての塗料タンク６７と、攪拌用モータ６８と、図示しない送液用ポンプと、粘度測定部としての粘度計６９と、供給管７０（図２に示す）とを備えている。塗料タンク６７は、装置本体１０の最も下方の水平板１９上に設置されている。塗料タンク６７は、前述した塗料７を収容する。攪拌用モータ６８は、塗料タンク６７に固定されているとともに、その塗料タンク６７内に位置付けられた出力軸に羽根車が取り付けられている。攪拌モータ６８は、塗料タンク６７内の塗料７を攪拌して、該塗料７の粘度にむらが生じることを防止する。
【００７７】
送液用ポンプは、塗料タンク６７内の塗料７を、供給管７０を通して塗布ヘッド３７のヘッド本体４３内に送り出す。粘度計６９は、塗料タンク６７内に設けられ、該塗料タンク６７内の塗料７の粘度を測定可能である。粘度計６９は、塗料タンク６７内の塗料７の粘度を示す情報を制御装置１８に向けて出力する。供給管７０は、塗料タンク６７と、塗布ヘッド３７のヘッド本体４３とを連結している。
【００７８】
前述した塗料供給部１５は、送液用ポンプが塗料タンク６７内の塗料７を塗布ヘッド３７のヘッド本体４３内に送り出すことで、液面７ａが内周壁４７を上回るように、塗布ヘッド３７内に前述した塗料７を供給する。
【００７９】
冷却部１６は、冷媒循環部としての冷媒循環用の配管７１（図２に示す）と、熱交換機としての冷却水循環装置７２（図１に示す）とを備えている。配管７１は、塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の外周壁４６の外周面の全周に亘って、該塗布ヘッド３７の外周壁４６に取り付けられている。配管７１は、冷媒としての水を通して、該水を塗布ヘッド３７の外周に循環する。配管７１は、水を循環することで、塗布ヘッド３７内の塗料を冷却又は加熱する。
【００８０】
冷却水循環装置７２は、最も下方の水平板１９上に設置されている。冷却水循環装置７２は、配管７１内の水を一旦溜めて、該水の熱を外部の熱と交感して、該水を所望の温度に冷却又は加熱する。そして、冷却水循環装置７２は、冷却又は加熱した水を再度配管７１内に送り出す。こうして、冷却水循環装置７２は、配管７１内の冷媒としての水の温度を一定に保つことで、前述した塗布ヘッド３７内の塗料７を冷却又は加熱して、該塗料７の温度を一定に保つ。
【００８１】
送風部１７は、図１に示すように、入口ダクト７３と、図示しない送風機と、出口ダクト７４と、図示しない真空ポンプとを備えている。入口ダクト７３は、最も上方の水平板１９を貫通している。送風機は、入口ダクト７３内に空気を送り出す。出口ダクト７４は、鉛直板２０を貫通している。真空ポンプは、出口ダクト内の空気を吸引する。前述した送風部１７は、送風機から空気を送り出し、真空ポンプで空気を吸引することで、図１中の矢印Ｃに沿って、空気を流して、塗布ヘッド３７内の塗料７から揮発した溶媒が拡散することを防止する。
【００８２】
制御装置１８は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置１８は、図１に示すように、鉛直板２０の上端部と最も上方の水平板１９との双方に取り付けられている。制御装置１８は、保持部１１と、移動部１２と、塗布ユニット１３と、基準位置決め機構１４と、塗料供給部１５と、冷却部１６と、送風部１７とに接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１全体の制御を司る。即ち、制御装置１８には、移動部１２のリニアエンコーダ３３からの情報が入力するとともに、リニアエンコーダ３３からの情報などに基づいて、各部位を制御する。
【００８３】
制御装置１８には、起動スイッチ７５と、各種の操作スイッチ７６が取り付けられている。起動スイッチ７５は、塗膜形成装置１全体のオン・オフを切り換えるために用いられる。操作スイッチ７６は、塗膜形成装置１全体の操作を行うために用いられる。制御装置１８は、操作スイッチ７６によって、塗膜形成装置１全体を、塗布ヘッド位置決めモードと、通常塗布モードとに切り換えて動作させる。
【００８４】
塗布ヘッド位置決めモードは、塗布ヘッド３７内を清掃して、該塗布ヘッド３７を再度組み付ける際などの各種の段取り作業が行われた後に動作されるモードである。塗布ヘッド位置決めモードでは、まず、図４（ａ）に示すように、制御装置１８は、支持ベース３４のベース本体４０上に塗布ヘッド３７が重ねられると、電磁石４２に印加して、該支持ベース３４に塗布ヘッド３７を仮固定する。即ち、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に固定した前述した移動固定部３６を第２の状態にする。そして、制御装置１８は、勿論、加熱部３８のハロゲンヒータ５７をオフとしたまま、チャックシリンダ３９の一対の接離ロッド６２を互いに離した状態で、移動部１２に支持ベース３４を最も上方に位置付けさせる。
【００８５】
そして、制御装置１８は、基準位置決め機構１４にマスタマンドレル６５を調整位置に位置付けさせる。すると、図４（ｂ）に示すように、塗布ヘッド３７の下方にマスタマンドレル６５が位置付けられる。そして、制御装置１８は、移動部１２に塗布ヘッド３７を徐々に降下させる。すると、塗布ヘッド３７内にマスタマンドレル６５が侵入するとともに、該マスタマンドレル６５にシール部材５２が当接する。このように、制御装置１８は、移動部１２にマスタマンドレル６５を塗布ヘッド３７内に通させる。そして、制御装置１８は、リニアエンコーダからの情報に基づいて、図４（ｃ）に示すように、シール部材５２がマスタマンドレル６５の軸芯方向に中央に位置付けられたと判定すると、移動部１２を停止する。
【００８６】
その後、制御装置１８は、電磁石４２に電圧を印加しなくなって（電磁石４２をオフにして）、移動支持部３５によって支持ベース３４に対して塗布ヘッド３７が移動自在となる第１の状態に移動固定部３６を切り換える。すると、シール部材５２の弾性復元力によって、シール部材５２がマスタマンドレル６５即ち基体４の外周面４ｃを押圧する力が該基体４の周方向に均一となる位置に、塗布ヘッド３７が位置付けられる。そして、制御装置１８は、移動固定部３６を一旦第１の状態に切り換えてから所定の時間が経過すると、移動固定部３６を再度第２の状態に切り換えて電磁石４２に再度印加して、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に固定する。そして、制御装置１８は、移動部１２に塗布ヘッド３７を上昇させて、該塗布ヘッド３７を最も上方に位置付けさせる。
【００８７】
すると、塗布ヘッド３７内からマスタマンドレル６５が抜け出る。制御装置１８は、塗布ヘッド３７が最も上方に位置付けられた後、基準位置決め機構１４のマスタマンドレル６５を退避位置に位置付ける。こうして、制御装置１８は、塗布ヘッド位置決めモードにおいて、塗布ヘッド３７を、支持ベース３４に対して基準となる位置に位置決めする。
【００８８】
通常塗布モードは、塗布ヘッド３７内に基体４を通して、該塗布ヘッド３７を降下させることで、基体４の外周面４ｃを上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に塗料７を塗布して、離型層６を形成するモードである。通常塗布モードでは、まず、制御装置１８は、加熱部３８を停止したまま、図５（ａ）に示すように、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小させて、移動部１２に塗布ヘッド３７を最も上方に位置付けさせる。このとき、塗布ヘッド３７内に保持部材２３を通しておくとともに、チャックシリンダ３９の一対の接離ロッド６２同士を近づけて、該一対の接離ロッド６２で保持部材２３を挟んでおく。また、制御装置１８は、塗料供給部１５に塗料７を塗布ヘッド３７内に供給させる。このとき、シール部材５２が保持部材２３との間を水密に保つこととなるので、塗布ヘッド３７と保持部材２３との間から塗料７が漏れることがない。
【００８９】
図５（ｂ）に示すように、塗布ヘッド３７が最も上方に位置付けられた状態で、マンドレル２２が圧入され一端に保持部材２３が圧入された基体４が保持棒２４と、チャックシリンダ２５のロッド３１との間に位置付けられる。制御装置１８は、保持棒２４と、チャックシリンダ２５のロッド３１との間に基体４と一対の保持部材２３が位置付けられると、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。すると、図５（ｃ）に示すように、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間に保持部材２３とマンドレル２２などを挟んで、保持部１１が基体４を軸芯が鉛直方向と平行に状態で保持する。さらに、制御装置１８は、チャックシリンダ３９の一対の接離ロッド６２同士を互いに離す。
【００９０】
そして、制御装置１８は、加熱部３８を動作させて、移動部１２に塗布ヘッド３７を徐々に降下させる。すると、基体４の外周面４ｃに上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に塗料７が塗布されて、加熱部３８によって加熱されて、速やかに乾燥して、該塗料７が液だれすることなく、離型層６が形成される。
【００９１】
図５（ｄ）に示すように、制御装置１８は、リニアエンコーダ３３からの情報に基づいて、塗布ヘッド３７が最も下方に位置付けられたと判定すると、移動部１２を停止する。そして、制御装置１８は、加熱部３８を停止するとともに、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小する。そして、図５（ｄ）に示すように、離型層６が形成された基体４と、基体４を支持したマンドレル２２と、上方に位置した保持部材２３とが取り除かれた後、制御装置１８は、チャックシリンダ３９の一対の接離ロッド６２同士を互いに近づけて、残った保持部材２３毎塗布ヘッド３７を上昇させて、先ほどの図５（ａ）に戻って、前述した工程と同様に、基体４を塗装する。
【００９２】
また、制御装置１８は、通常塗布モードでは、送風部１７の送風機と真空ポンプとを動作させておく。さらに、制御装置１８は、通常塗布モードでは、液面検知センサ５３からの情報に基いて、塗布ヘッド３７内の液面が常に内周壁４７を上回る一定の高さを維持するように、塗料供給部１５に塗料７を塗布ヘッド３７内に供給させる。また、制御装置１８は、通常塗布モードでは、前述した冷却部１６に冷媒としての水の温度を一定に保たせて、前述した塗布ヘッド３７内の塗料７の温度を一定に保つ。
【００９３】
さらに、制御装置１８は、通常塗布モードでは、前述した温度センサ５４が検出した塗布ヘッド３７内の塗料７の温度と、粘度計６９が検出した塗料７の粘度と、リニアエンコーダが検出した塗布中の塗布ヘッド３７の移動速度とに基づいて、塗膜としての離型層６の厚みを推定して該塗膜としての離型層６の良否を判定する機能を有している。そして、制御装置１８は、形成した離型層６の厚み即ち推定した厚みが、予め定められた良品とされる所望の範囲内であるか否かを判定する。制御装置１８は、不良品であると判定すると、該制御装置１８に接続した警報器に不良品が形成された旨を示す警報を該警報器から発する。
【００９４】
本実施形態によれば、移動支持部３５が支持ベース３４に対して塗布ヘッド３７を軸芯Ｐに直交する方向に移動自在とし、かつ塗布ヘッド３７の内縁の全周に弾性変形自在なシール部材５２を設けているので、該シール部材５２の弾性復元力によって、該シール部材５２の弾性復元力が周方向に均一となる位置に塗布ヘッド３７が位置付けられる。そのために、シール部材５２が被塗装物としての基体４を押圧する力が周方向に均一となって、該シール部材５２の押圧する力が一部に集中することを防止でき、被塗装物としての基体４が薄肉であっても、該基体４が変形することを防止できる。
【００９５】
前述したシール部材５２の弾性復元力によって、塗布ヘッド３７と基体４との間隔が周方向に均一となるので、基体４の外周面４ｃに一定の厚みの離型層６を形成できる。よって、比較的薄肉で変形しやすい基体４の外周にも一定の厚みの離型層６を容易に形成することができる。
【００９６】
制御装置１８が塗布ヘッド３７を移動自在としてマスタマンドレル６５で塗布ヘッド３７の位置決めを行うので、基体４との間隔が周方向に均一となる位置に塗布ヘッド３７を位置決めすることができる。また、塗布ヘッド３７を位置決めした後、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に対して固定するので、塗布ヘッド３７が位置ずれすることを防止できる。よって、基体４の外周面４ｃに一定の厚みの塗膜を形成できる。
【００９７】
移動固定部３６が支持ベース３４に固定された電磁石４２を備えているので、支持ベース３４に対して塗布ヘッド３７を確実に固定でき、塗布ヘッド３７が一旦位置決めされた位置からずれることを防止できるとともに、該支持ベース３４に対して塗布ヘッド３７を確実に移動自在にすることができる。
【００９８】
保持部１１がマンドレル２２と一対の保持部材２３とを備えているので、基体４を確実に支持することができる。
【００９９】
マンドレル２２が基体４の両端を内側から支持する一対の円盤部材２６と、該円盤部材２６同士を連結する該円盤部材２６よりも小径の軸部材２７とを備えている。そのために、円盤部材２６のみが基体４と接触することとなり、マンドレル２２と基体４との接触面積を抑制することができる。よって、マンドレル２２に基体４を取り付ける際に、該基体４に無理な力が作用することを防止でき、基体４が薄肉であっても該基体４の変形を防止できる。
【０１００】
また、円盤部材２６で基体４の両端を支持するだけであるので、加熱部３８などで加熱する際の熱容量が小さくでき、瞬時に塗料７を乾燥できて該塗料７の液垂れを防止することができる。
【０１０１】
円盤部材２６の外径が基体４の内径より大きくなっているので、基体４を円盤部材２６で確実に保持でき、かつ、基体４の内側に塗料が入り込むのを防ぐことができる。
【０１０２】
保持部材２３が両端部にシール部材２９を備えているので、該シール部材２９がその変形により基体４の内側との間をシールすること（水密に保つこと）で、基体４内部への塗料７の入り込みを防ぐことができる。
【０１０３】
塗布ヘッド３７内の塗料７の液面７ａを検出する液面検知センサ５３を備えているので、塗布ヘッド３７内の塗料７の液面７ａを一定に保つことが可能で高精度な厚み塗膜としての離型層６を形成することが可能となる。
【０１０４】
塗料７を貯める塗料タンク６７の内部に塗料７の粘度を測定する粘度計６９を備えているので、塗膜としての離型層６の厚みを一定に管理することが可能となる。
【０１０５】
塗料７の粘度と、該塗料７の温度と、塗布ヘッド３７の移動速度を測定でき、これらの測定した値に基づいて離型層６の厚みを演算する制御装置１８を有しているので、離型層６の良否を判定でき、規格外の厚みになる可能性のある場合に警報を発することが可能で、不良品の流出を抑えることが可能となる。
【０１０６】
塗布ヘッド３７の周りに水を流す配管７１と該水を一定の温度に保つ冷却水循環装置７２を備えているので、塗料７の温度が上昇して該塗料７の粘度が変化することを防止でき、高精度な離型層６を形成することができる。
【０１０７】
塗布ヘッド３７の上方に基体４と同心円状の加熱部３８を備えているので、塗布された塗料７を周方向に均一に乾燥させることが可能となり、塗料７の垂れを防止できるとともに、塗膜としての離型層６にひびなどが生じることを防止できる。
【０１０８】
加熱部３８が赤外線を輻射するハロゲンヒータ５７と、該赤外線を被塗装物に向けて反射する反射部材５６を備えているので、塗装中のみ加熱することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。
【０１０９】
次に、本発明の発明者は、前述した構成の塗膜形成装置１の効果を確認した。結果を以下の表１に示す。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
なお、表１において、本発明品Ａは、基体４と塗布ヘッド３７の軸芯のずれを０．１ｍｍとした移動支持部３５を備えた塗膜形成装置１を用いて形成された離型層６を示している。本発明品Ｂは、基体４と塗布ヘッド３７の軸芯のずれを０．２ｍｍとした移動支持部３５を備えた塗膜形成装置１を用いて形成された離型層６を示している。比較例は、基体４と塗布ヘッド３７の軸芯のずれを０．５ｍｍとした移動支持部３５を備えない従来の塗膜形成装置を用いて形成された離型層を示している。
【０１１２】
なお、表１に示す実験では、塗料７として三井ヂュポン社製のＰＲ９１０Ｋ（商品名）を用い、シール部材５２をニトリルゴムで構成してその厚みを１．０ｍｍとし、被塗装物として厚みが９０μｍのポリイミドで構成されたベルト（グンゼ社製）とし、塗布ヘッド３７の移動速度を２．０ｍｍ／秒とした。
【０１１３】
表１によれば、本発明のように移動支持部３５を設けることで、スジが発生することなく塗膜を形成できることが明らかとなった。
【０１１４】
前述した実施形態では、移動固定部３６を設けていたが、本発明では、図６に示すように、移動固定部３６を設けなくても良い。なお、図６において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。移動固定部３６を設けない場合には、図６に示すように、支持ベース３４が外縁凸部７７を備え、移動支持部３５が、該外縁凸部７７と塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の底板部４５上との間に複数設けられた第２転動体としての玉７８を備えても良い。外縁凸部７７は、支持ベース３４のベース本体４０の外縁から立設して、その先端部が塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の底板部４５の上方に配置される。玉７８は、外縁凸部７７の先端部と塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の底板部４５との間に配置されて、これらの双方に対して転動自在である。
【０１１５】
図６に示された例では、支持ベース３４のベース本体４０と塗布ヘッド３７との間と、支持ベース３４の外縁凸部７７と塗布ヘッド３７との間とにそれぞれ転動体としての玉４１，７８を設けているので、塗布ヘッド３７を軸芯Ｐに対して直交する方向に確実に移動自在とでき、そのために、塗布ヘッド３７と基体４との間隔を周方向に均一とできるとともに、塗布ヘッド３７が支持ベース３４に対して軸芯Ｐに沿って移動することを防止できるので、基体４の外周面４ｃの塗料７に浸漬される時間が軸芯Ｐに沿ってばらつくことを防止でき、よって、基体４の外周面４ｃに一定の厚みの離型層６を形成できる。
【０１１６】
前述した実施形態では、保持部材２３の両端部にシール部材２９を設けていたが、本発明では、図７に示すように、保持部材２３の一端部にシール部材２９を設け、他端部に保持部材２３を徐々に細くするテーパ部７９を設けても良い。なお、図７において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１７】
図７に示された例では、一対の保持部材２３のうち上方に位置する一方の保持部材２３のシール部材２９が基体４内に挿入されている。即ち、一方の保持部材２３が、基体４内に挿入される端部に該基体４との間を水密に保つシール部材２９を設けている。図７に示された例では、一対の保持部材２３のうち下方に位置する他方の保持部材２３のテーパ部７９が基体４内に挿入されている。即ち、他方の保持部材２３が、基体４内に挿入される端部に、該基体４の奥に向かうにしたがって徐々に先細となるテーパ部７９を設けている。
【０１１８】
図７に示された例では、一方の保持部材２３がシール部材２９を備え、他方の保持部材２３がテーパ部７９を設けているので、基体４の内部への塗料７の浸入を防止できる。また、テーパ部７９による線接触により基体４が他方の保持部材２３から抜きやすくなるので、基体４に無理な力が作用することを防止できる。
【０１１９】
前述した実施形態では、粘度計６９を塗料タンク６７内に配置している。しかしながら、本発明では、粘度計６９を供給管７０内に配置しても良い。また、転動体として玉４１，７８を用いたが、本発明では、転動体としてころを用いても良い。また、図２に示された実施形態において、図６に示すように、外縁凸部７７と第２転動体としての玉７８を設けても良い。さらに、前述した実施形態では、離型層６を形成したが、本発明の塗膜形成装置１は、プライマ層３を形成しても良い。
【０１２０】
前述した実施形態では、定着ベルト２の離型層６を形成する場合を示しているが、本発明は、定着ベルト２に限ることなく種々の無端ベルトに塗膜を形成しても良いことは勿論である。
【０１２１】
また、前述した実施形態では、基体４を固定して、塗布ユニット１３の支持ベース３４を移動させている。しかしながら、本発明では、塗布ユニット１３の支持ベース３４を固定して、基体４を移動させても良く、塗布ユニット１３の支持ベース３４と基体４との双方を移動させても良い。
【０１２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、保持部１１と移動部１２と移動支持部３５などは、実施形態に記載された構成及び配置に限定されることなく、種々の構成及び配置にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示された塗膜形成装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】図１（ａ）中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示された塗膜形成装置の保持部材とマンドレルなどの縦断面図である。
【図４】図１に示された塗膜形成装置の塗布ヘッド位置決めモードの塗布ヘッドの動きなどを説明する説明図である。
【図５】図１に示された塗膜形成装置の通常塗布モードの塗布ヘッドの動きなどを説明する説明図である。
【図６】図２に示された塗布ユニットの変形例を示す断面図である。
【図７】図３に示された保持部材の変形例を示す縦断面図である。
【図８】図１に示された塗膜形成装置によって塗膜が形成されて得られる定着ベルトの斜視図である。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
４ｃ 外周面
６ 離型層（塗膜）
１１ 保持部
１２ 移動部
１５ 塗料供給部
１８ 制御装置（制御部）
２２ マンドレル
２３ 保持部材
２４ 保持棒（押圧部）
２５ チャックシリンダ（押圧部）
２６ 円盤部材
２７ 軸部材
２９ シール部材
３３ リニアエンコーダ（移動速度検出手段）
３４ 支持ベース
３５ 移動支持部
３６ 移動固定部
３７ 塗布ヘッド
３８ 加熱部
４０ ベース本体
４１ 玉（第１転動体）
４２ 電磁石
５２ シール部材
５３ 液面検知センサ（計測手段）
５４ 温度センサ（温度測定部）
５６ 反射部材
５７ ハロゲンヒータ（赤外線発生源）
６０ 開口部
６５ マスタマンドレル（基準位置決め部材）
６７ 塗料タンク（収容容器）
６９ 粘度計（粘度測定部）
７０ 供給管
７１ 配管（冷媒循環部）
７２ 冷却水循環装置（熱交換機）
７７ 外縁凸部
７８ 玉（第２転動体）
Ｐ 軸芯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置に関する。例えば、ＰＰＣ（普通紙複写機）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した画像形成装置において、転写紙上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる定着部材（定着ローラ、定着ベルト）の離型層やプライマ層を形成するのに好適な塗膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の原理に基づく複写機およびプリンタなどの画像形成装置では、転写紙を狭厚し、熱によりトナーを溶融して該転写紙に定着させる定着プロセスを行う。近年、その定着プロセスで用いられる部品（定着ローラあるいは定着ベルト）には、基体上にシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層（厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度）と、該弾性層上に形成されたプライマ層と、フッ素樹脂で構成された離型層（厚みが２０μｍ〜３０μｍ程度）などが順に形成されて得られる。
【０００３】
前述した離型層を形成するための工法としては、一般的に、スプレー噴霧して塗装するスプレーコーティング塗装が用いられてきた。しかし、スプレーによる噴霧は、塗着効率が２０％〜３０％（実際に塗装対象物に付着する塗料の割合）程度であり、塗装に用いる塗料のうち７０％〜８０％程度の塗料をすてていることとなり、非常に塗料の効率が悪く、非常に多くの塗料が必要となる。また、フッ素樹脂は、塗装が難しく、一度に２０μｍ〜３０μｍの塗膜を吹き付けると、塗料をはじくなど表面欠陥ができてしまうため、前述した離型層を形成するためには薄い層を何層も重ねて塗装する必要があり作業時間が長時間化する傾向であった。
【０００４】
一方これらの欠点を補う工法として浸漬塗装が考えられる。この浸漬塗装は、塗料を収容した液槽に被塗装物を浸し引き上げることで塗料を被塗装物に付着させて塗膜を形成する方式であるため塗着効率が９０％以上と非常に高く塗装時の塗料の無駄が少ない。しかしながら、この浸漬塗装では、液槽内に完全に被塗装物が浸るだけの液量の塗料が必要となり、前述した画像形成装置の定着プロセスで用いられる部品を、その軸方向に完全に浸すためには、５００ｍｍ程度の深さの液槽が必要となり、大量の塗料が必要になるという欠点があった。
【０００５】
上記の欠点の全てを回避する塗工装置（例えば特許文献１乃至３に示された）が提案されている。この種の塗工装置は、液槽部を密閉して被塗装物と相対的に動かすことにより少ない塗料での浸漬塗装を実現している。前述した特許文献１乃至３に示された塗工装置は、同軸に配置された複数の被塗装物を連続的に塗装することも可能であり、勿論、被塗装物を一本ずつ塗装することも可能である。
【特許文献１】特開平８−２３６９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９９１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特許文献１乃至３に示された塗工装置では、比較的の圧肉の画像形成装置で用いられる感光体として用いられるアルミニウム合金で構成された円筒状の被塗装物を塗装している。このため、特許文献１乃至特許文献３には、比較的薄肉で変形しやすい被塗装物の外周に一定の厚みの塗膜を形成することが困難であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、比較的薄肉で変形しやすい被塗装物の外周面に一定の厚みの塗膜を容易に形成することができる塗膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するために請求項１に記載の塗膜形成装置は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、前記外周面を露出させかつ前記被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で当該被塗装物を保持する保持部と、円環の箱状に形成されて前記塗料を収容し、かつ内周面が全周に亘って切り欠かれて、前記被塗装物を内側に通して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布する塗布ヘッドと、前記塗布ヘッドの内周面の全周に亘って取り付けられて前記被塗装物と当接して弾性変形することで該被塗装物との間を水密に保つシール部材と、前記塗布ヘッドを支持した支持ベースと、前記保持部と前記支持ベースとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記支持ベースに対して前記塗布ヘッドを前記軸芯に直交する方向に沿って移動自在に支持する移動支持部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の塗膜形成装置は、請求項１に記載の塗膜形成装置において、前記支持ベースが、前記塗布ヘッドの下方に配置されるベース本体と、該ベース本体の外縁から立設して先端部が前記塗布ヘッドの上方に配置される外縁凸部と、を備え、前記移動支持部が、前記ベース本体と前記塗布ヘッドとの間に配置されてこれらの双方に対して転動自在な第１転動体と、前記外縁凸部の先端部と前記塗布ヘッドとの間に配置されてこれらの双方に対して転動自在な第２転動体と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の塗膜形成装置は、請求項１に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッド内に侵入可能となる調整位置と前記塗布ヘッドから退避した退避位置とに亘って移動自在に設けられているとともに、前記調整位置で前記塗布ヘッド内に通されることで前記シール部材と干渉して前記支持ベースに対する基準となる位置に前記塗布ヘッドを位置付ける基準位置決め部材と、前記支持ベースに対して前記塗布ヘッドを移動自在とする第１の状態と、前記支持ベースに前記塗布ヘッドを固定する第２の状態とが切り替え可能な移動固定部と、前記移動固定部を前記第２の状態として前記基準位置決め部材を調整位置に位置付けた後、前記移動部に該基準位置決め部材を前記塗布ヘッド内に通させて、前記移動固定部を前記第１の状態に切り替えるように制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の塗膜形成装置は、請求項３に記載の塗膜形成装置において、前記移動固定部が、前記支持ベースに固定され、かつ印加されると前記塗布ヘッドを前記支持ベースに固定する磁力を生じる電磁石を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記保持部が、前記被塗装物内に挿入されるマンドレルと、前記被塗装物の両端部に挿入される一対の保持部材と、前記一対の保持部材同士が互いに近づく方向に該一対の保持部材を押圧する押圧部と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の塗膜形成装置は、請求項５に記載の塗膜形成装置において、前記マンドレルが、前記被塗装物の両端部内に挿入される一対の円盤部材と、該円盤部材の中央部同士を連結した軸部材と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の塗膜形成装置は、請求項６に記載の塗膜形成装置において、前記円盤部材の外径が、前記被塗装物の内径よりも大きく形成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載の塗膜形成装置は、請求項５乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物との間を水密に保つシール部材を備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項９に記載の塗膜形成装置は、請求項５乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、一対の保持部材のうち一方の保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物との間を水密に保つシール部材を備え、そして、他方の保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物の奥に向かうにしたがって徐々に先細となるテーパ部を備えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項１０に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項９のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッド内の前記塗料の液面の高さを計測可能な計測手段と、前記塗布ヘッド内に前記塗料を供給する塗料供給部と、前記計測手段が計測した液面の高さに基づいて、該液面の高さが一定となるように、前記塗料供給部に前記塗料を前記塗布ヘッド内に供給させる制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項１１に記載の塗膜形成装置は、請求項１０に記載の塗膜形成装置において、前記塗料供給部が、前記塗料を収容する収容容器と、該収容容器と該収容容器から前記塗布ヘッドに塗料を供給する供給管とのうち少なくとも一方に設けられた前記塗料の粘度を測定可能な粘度測定部と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
請求項１２に記載の塗膜形成装置は、請求項１１に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッド内の前記塗料の温度を測定可能な温度測定部と、前記塗布ヘッドの前記被塗装物に対する移動速度を測定可能な移動速度検出手段とを更に備え、前記制御部が、前記粘度測定部が測定した前記塗料の粘度と、前記温度測定部が測定した前記塗料の温度と、前記移動速度検出手段が測定した塗布ヘッドの移動速度と、に基づいて、前記被塗装物の外周面に形成された前記塗膜の厚みを推定して該塗膜の良否を判定する制御部であることを特徴としている。
【００２０】
請求項１３に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項１２のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッドの全周に亘って、該塗布ヘッドに取り付けられているとともに、冷媒を循環する冷媒循環部と、前記冷媒循環部内の冷媒の温度を一定に保つ熱交換機と、を備えたことを特徴としている。
【００２１】
請求項１４に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項１３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記塗布ヘッドの上方でかつ該塗布ヘッドと同軸に配置されて、前記被塗装物に塗布された塗料を加熱可能な円環状に形成された加熱部を備えたことを特徴としている。
【００２２】
請求項１５に記載の塗膜形成装置は、請求項１４に記載の塗膜形成装置において、前記加熱部が、赤外線を輻射する赤外線発生源と、前記被塗装物と相対する開口部が少なくとも設けられて、前記赤外線発生源からの赤外線を前記被塗装物の外周面に塗布された塗料に向かって反射する円環の箱状に形成された反射部材と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の塗膜形成装置によれば、移動支持部が支持ベースに対して塗布ヘッドを軸芯に直交する方向に移動自在とし、かつ塗布ヘッドの内周面の全周に弾性変形自在なシール部材を設けているので、該シール部材の弾性復元力によって、該シール部材の弾性復元力が周方向に均一となる位置に塗布ヘッドが位置付けられる。そのために、シール部材が被塗装物を押圧する力が周方向に均一となって、該シール部材の押圧する力が一部に集中することを防止でき、被塗装物が薄肉であっても、該被塗装物が変形することを防止でき、しかも、前述したシール部材の弾性復元力によって、塗布ヘッドと被塗装物との間隔が周方向に均一となるので、被塗装物の外周に一定の厚みの塗膜を形成できるとともに、よって、比較的薄肉で変形しやすい被塗装物の外周にも一定の厚みの塗膜を容易に形成することができる。
【００２４】
請求項２に記載の塗膜形成装置によれば、支持ベースのベース本体と塗布ヘッドとの間と、支持ベースの外縁凸部と塗布ヘッドとの間とにそれぞれ転動体を設けているので、塗布ヘッドを軸芯に対して直交する方向に確実に移動自在とでき、そのために、塗布ヘッドと被塗装物との間隔を周方向に均一とできるとともに、塗布ヘッドが支持ベースに対して軸芯に沿って移動することを防止でき、しかも、被塗装物の外周面の塗料に浸漬される時間が軸芯に沿ってばらつくことを防止でき、したがって、被塗装物の外周に一定の厚みの塗膜を形成できる。
【００２５】
請求項３に記載の塗膜形成装置によれば、制御部が塗布ヘッドを移動自在として基準位置決め部材で塗布ヘッドの位置決めを行うので、被塗装物との間隔が周方向に均一となる位置に塗布ヘッドを位置決めすることができる。また、塗布ヘッドを位置決めした後、塗布ヘッドを支持ベースに対して固定するので、塗布ヘッドが位置ずれすることを防止できる。よって、被塗装物の外周に一定の厚みの塗膜を形成できる。
【００２６】
請求項４に記載の塗膜形成装置によれば、移動固定部が支持ベースに固定された電磁石を備えているので、支持ベースに対して塗布ヘッドを確実に固定できるとともに、塗布ヘッドが一旦位置決めされた位置からずれることを防止でき、しかも、該支持ベースに対して塗布ヘッドを移動自在にすることができる。
【００２７】
請求項５に記載の塗膜形成装置によれば、保持部がマンドレルと一対の保持部材とを備えているので、被塗装物を確実に支持することができる。
【００２８】
請求項６に記載の塗膜形成装置によれば、マンドレルが被塗装物の両端を内側から支持する一対の円盤部材と、該円盤部材同士を連結する該円盤部材よりも小径の軸部材とを備えているので、円盤部材のみが被塗装物と接触することとなって、マンドレルと被塗装物との接触面積を抑制することができ、そのために、マンドレルに被塗装物を取り付ける際に、該被塗装物に無理な力が作用することを防止でき、被塗装物が薄肉であっても該被塗装物の変形を防止できる。
【００２９】
また、円盤部材で被塗装物の両端を支持するだけであるので、加熱手段などで加熱する際の熱容量が小さくできるとともに、瞬時に塗料を乾燥できて該塗料の液垂れを防止することができる。
【００３０】
請求項７に記載の塗膜形成装置によれば、円盤部材の外径が被塗装物の内径より大きくなっているので、被塗装物を円盤部材で確実に保持でき、かつ、被塗装物の内側に塗料が入り込むのを防ぐことができる。
【００３１】
請求項８に記載の塗膜形成装置によれば、保持部材が両端部にシール部材を備えているので、該シール部材がその変形により被塗装物の内側との間をシールすること（水密に保つこと）ができ、そのために、被塗装物内部への塗料の入り込みを防ぐことができる。
【００３２】
請求項９に記載の塗膜形成装置によれば、一方の保持部材がシール部材を備え、他方の保持部材がテーパ部を設けているので、被塗装物の内部への塗料の浸入を防止できる。また、テーパ部による線接触により被塗装物が他方の保持部材から抜きやすくなるので、被塗装物に無理な力が作用することを防止できる。
【００３３】
請求項１０に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ヘッド内と塗料の液面を検出する計測手段を備えているので、塗布ヘッド内と塗料の液面を一定に保つことが可能で高精度な厚み塗膜を形成することが可能となる。
【００３４】
請求項１１に記載の塗膜形成装置によれば、塗料を貯める収容容器もしくは収容容器から塗布ヘッドに塗料を供給する供給管の内部に塗料の粘度を測定する粘度測定部を備えているので、塗膜の厚みを一定に管理することが可能となる。
【００３５】
請求項１２に記載の塗膜形成装置によれば、塗料の粘度と、該塗料の温度と、塗布ヘッドの移動速度を測定でき、しかも、これらの測定した値に基づいて塗膜の厚みを演算する制御部を有しているので、塗膜の良否を判定でき、そのために、規格外の厚みになる可能性のある場合に警報を発することが可能となって、不良品の流出を抑えることが可能となる。
【００３６】
請求項１３に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ヘッドの周りに冷媒を流す冷媒循環部と冷媒を一定の温度に保つ熱交換機を備えているので、塗料の温度が上昇して該塗料の粘度が変化することを防止でき、そのために、高精度な膜厚を形成することができる。
【００３７】
請求項１４に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ヘッドの上方に被塗装物と同心円状の加熱部を備えているので、塗膜を周方向に均一に乾燥させることが可能となるとともに、塗膜の垂れを防止でき、しかも、塗膜にひびなどが生じることを防止できる。
【００３８】
請求項１５に記載の塗膜形成装置によれば、加熱部が赤外線を輻射する赤外線発生源と、該赤外線を被塗装物に向けて反射する反射部材を備えているので、塗装中のみ加熱することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図５、図８及び図９を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る一実施形態の塗膜形成装置の構成図であり、図２は図１に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドなどの断面図、図３は図１に示された塗膜形成装置の保持部の縦断面図である。
【００４０】
図１に示された塗膜形成装置１は、コピー機などの画像形成装置を構成する定着ベルト２（図８に示す）のプライマ層３（図９に示す）と弾性層５とが形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての離型層６を形成する装置である。
【００４１】
定着ベルト２は、図８に示すように、無端状に形成されている。定着ベルト２は、図９に示すように、ポリイミド、Ｎｉなどで構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ層３と、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ層３と、フッ素樹脂で構成された離型層６とが順に積層されて構成されている。弾性層５の厚みＴは、１００〜３００μｍ程度に形成されている。離型層６の厚みは、２０〜３０μｍ程度に形成されている。前述した離型層６が形成される前の被塗装物としての基体４の前述したプライマ層３と合わせた厚みは、２００μｍ〜４００μｍ程度に形成されている。即ち、前述した基体４は、全体として比較的薄肉で変形しやすくなっている。
【００４２】
また、プライマ層３と弾性層５と離型層６は、基体４の幅方向の一端部（塗膜形成装置１によって後述の塗料７が塗布される際には上端部）４ａと、基体４の幅方向の他端部（塗膜形成装置１によって塗料７が塗布される際には下端部）４ｂとに亘って形成されている。前述した定着ベルト２は、加熱されてトナーを転写紙に押圧して、該トナーを転写紙に定着させる。
【００４３】
塗膜形成装置１は、表面にプライマ層３と弾性層５とが形成された基体４（特許請求の範囲の被塗装物に相当）の外表面即ち前述したプライマ層３上に、前述したフッ素樹脂と周知の溶媒などを含んだ塗料７（図２に示す）を塗布して、前述した離型層６を形成する。
【００４４】
塗膜形成装置１は、図１に示すように、装置本体１０と、保持部１１と、移動部１２と、塗布ユニット１３と、基準位置決め機構１４と、塗料供給部１５と、冷却部１６と、送風部１７と、制御部としての制御装置１８とを備えている。
【００４５】
装置本体１０は、工場のフロア上などに設置される。装置本体１０は、複数の水平板１９と、一つの鉛直板２０と、複数の連結柱２１と、を備えている。水平板１９は、三つ設けられている。水平板１９は、それそれ両表面が水平方向と平行に配置されている。水平板１９は、互いに鉛直方向に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。鉛直板２０は、両表面が鉛直方向と平行に配置されている。鉛直板２０は、最も下方に配置された水平板１９と、最も上方に配置された水平板１９とを連結している。中央に位置する水平板１９は、鉛直板２０の中央部に連なっている。連結柱２１は、四角柱状に形成され、かつ、複数の水平板１９同士を連結している。
【００４６】
保持部１１は、図１に示すように、マンドレル２２（図３に示す）と、一対の保持部材２３と、一つの保持棒２４と、一つのチャックシリンダ２５と、を備えている。マンドレル２２は、図３に示すように、一対の円盤部材２６と、一つの軸部材２７とを備えている。円盤部材２６は、それぞれ、勿論、厚手の円盤状に形成されている。円盤部材２６の外径は、基体４の内径よりも若干大きく形成されている。軸部材２７は、円柱状に形成され、かつ、その外径が円盤部材２６の外径と基体４の内径より小さく形成されている。軸部材２７は、一対の円盤部材２６と同軸に配置されているとともに、該一対の円盤部材２６同士を連結している。マンドレル２２は、前述した基体４内に圧入されて、円盤部材２６が基体４の両端を内側から支持することとなる。
【００４７】
保持部材２３は、それぞれ、全体として圧肉の円筒状に形成されている。保持部材２３は、厚手の円筒状の部材本体２８と、一対のシール部材２９とを備えている。シール部材２９は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されている。シール部材２９は、円環状に形成されているとともに、図３に示すように、保持部材２３の基体４内に挿入される両端部に全周に亘って埋設されている。保持部材２３は、それぞれ、マンドレル２２が圧入された基体４の両端内に一方のシール部材２９が圧入される。保持部材２３は、シール部材２９が弾性変形して、該シール部材２９が基体４との間を水密に保つ。
【００４８】
保持棒２４は、円柱状に形成され、かつ三つの水平板１９のうちの中央に配置された水平板１９から立設した状態で該水平板１９に固定されている。保持棒２４は、その軸芯が鉛直方向と平行に配置され、かつ、その上端部が上方に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。
【００４９】
チャックシリンダ２５は、シリンダ本体３０と、該シリンダ本体３０から凸没自在なロッド３１とを備えている。シリンダ本体３０は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド３１が伸長する状態で、最も上方に位置する水平板１９に取り付けられている。ロッド３１は、円柱状に形成され、かつその軸芯が鉛直方向と平行に配置されているとともに、その下端部が下方に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。ロッド３１は、鉛直方向に沿って、保持棒２４と間隔をあけて相対する位置（保持棒２４と同軸となる位置）に配置されている。
【００５０】
保持棒２４とチャックシリンダ２５は、該チャックシリンダ２５のロッド３１が伸長することで、互いの間に挟んだ一対の保持部材２３とマンドレル２２とが互いに近づく方向に、これらの一対の保持部材２３とマンドレル２２を押圧する。保持棒２４とチャックシリンダ２５は、特許請求の範囲に記載された押圧部をなしている。
【００５１】
前述した保持部１１は、マンドレル２２が基体４内に圧入されかつ該基体４の両端内に保持部材２３が圧入されて、これらの基体４とマンドレル２２と保持部材２３を、保持棒２４とチャックシリンダ２５との間に配置して、該チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。そして、保持部１１は、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間に、保持部材２３を介してマンドレル２２を挟んで、前述した基体４を保持する。
【００５２】
保持部１１が、基体４を保持すると、基体４の軸芯Ｐ（図１中に一点鎖線で示す）が、鉛直方向と平行になる。保持部１１が、基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯Ｐに直交する方向の断面形が円弧状）となる。このように、保持部１１は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持する。また、保持部１１は、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長して、前述したマンドレル２２などを介して基体４を保持するとともに、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小して、マンドレル２２などを介して基体４を着脱自在とする。さらに、保持部１１は、基体４を保持する際には、勿論、基体４の外周面４ｃを露出させる。
【００５３】
移動部１２は、図２に示すように、リニアアクチュエータ３２と、移動速度検出手段としてのリニアエンコーダ３３などを備えている。リニアアクチュエータ３２は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で鉛直板２０に取り付けられたレールと、該レールの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレールに対し移動するスライダとを備えている。スライダには、後述する支持ベース３４が取り付けられている。
【００５４】
リニアアクチュエータ３２即ち移動部１２は、支持ベース３４を介して塗布ヘッド３７を昇降させる。即ち、リニアアクチュエータ３２即ち移動部１２は、保持部１１と支持ベース３４即ち塗布ヘッド３７とを前記軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。リニアエンコーダ３３は、前述したスライダ即ち塗布ヘッド３７の移動速度を検出して、該移動速度に応じた情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００５５】
塗布ユニット１３は、図２に示すように、支持ベース３４と、移動支持部３５と、移動固定部３６と、塗布ヘッド３７と、加熱部３８と、チャックシリンダ３９と、を備えている。
【００５６】
支持ベース３４は、平板状に形成されたベース本体４０を備えている。ベース本体４０は、リニアアクチュエータ３２のスライダに取り付けられている。支持ベース３４のベース本体４０は、その両表面が水平方向と平行に配置されている。即ち、ベース本体４０即ち支持ベース３４の表面は、軸芯Ｐに対して直交する方向に沿って平坦に形成されている。支持ベース３４は、後述する玉４１を介して、塗布ヘッド３７を支持している。支持ベース３４は、塗布ヘッド３７の下方に配置される。
【００５７】
移動支持部３５は、支持ベース３４のベース本体４０上に転動自在に設けられた第１転動体としての玉４１を複数備えている。玉４１上には塗布ヘッド３７が配置される。即ち、玉４１は、支持ベース３４のベース本体４０と塗布ヘッド３７との間に配置されて、これらの双方に対して転動自在となる。移動支持部３５は、玉４１が前述した双方に対して転動することで、支持ベース３４上に前述した軸芯Ｐに対し直交する方向に沿って、塗布ヘッド３７を移動自在に支持する。
【００５８】
移動固定部３６は、支持ベース３４のベース本体４０に取り付けられた複数の電磁石４２を備えている。電磁石４２は、電圧が印加されると、磁力を生じて、支持ベース３４のベース本体４０に塗布ヘッド３７を吸引して、該塗布ヘッド３７を支持ベース３４のベース本体４０に固定する。移動固定部３６は、電磁石４２に印加されないと、支持ベース３４のベース本体４０に対して塗布ヘッド３７を移動自在とする第１の状態となる。移動固定部３６は、電磁石４２に印加されることで、支持ベース３４のベース本体４０に対して塗布ヘッド３７を固定する第２の状態となる。移動固定部３６は、電磁石４２に印加されるか否かで、第１の状態と第２の状態とが切り換え可能である。
【００５９】
塗布ヘッド３７は、図２に示すように、ヘッド本体４３と、蓋体４４とを備えている。ヘッド本体４３は、円環状の底板部４５と、該底板部４５の外縁の全周から立設した外周壁４６と、底板部４５の内縁の全周から立設した内周壁４７とを備えている。底板部４５即ちヘッド本体４３の内径は、基体４の外径よりも大きい。外周壁４６の底板部４５からの高さが、内周壁４７の底板部４５からの高さよりも高い。内周壁４７の内面には、底板部４５から上方に向かうにしたがって、徐々に底板部４５の内側に向かう方向に傾斜した傾斜面４８が形成されている。
【００６０】
蓋体４４は、円環状の蓋本体４９と、仕切壁５０とを備えている。蓋本体４９は、内外径がヘッド本体４３の底板部４５と略等しく形成されている。蓋本体４９即ち蓋体４４は、その外縁部がヘッド本体４３の外周壁４６に重ねられて、該ヘッド本体４３に取り付けられる。蓋体４４は、ヘッド本体４３の塗料の溶媒などが揮発することを防止するとともに、ヘッド本体４３内の塗料７にゴミなどの異物が侵入することを防止する。蓋本体４９の内縁は、内周壁４７と間隔をあける。このため、塗布ヘッド３７は、その内周面の上端部が全周に亘って切り欠かれている。即ち、塗布ヘッド３７は、その内周面の上端部に内外を連通する開口部が設けられている。
【００６１】
仕切壁５０は、円筒状に形成され、蓋体４４と同軸に配置されている。仕切壁５０は、蓋本体４９の内縁と外縁との間の中央部から底板部４５に向かって立設している。仕切壁５０の蓋本体４９からの高さは、外周壁４６の底板部４５からの高さよりも低い。このため、仕切壁５０は、ヘッド本体４３の底板部４５と間隔をあけて相対している。仕切壁５０は、ヘッド本体４３と蓋本体４９とで囲まれる塗布ヘッド３７内の空間５１を、二つに仕切っている。仕切壁５０は、塗料供給部１５によって供給される際などに塗布ヘッド３７内の塗料７に生じた気泡と干渉して、該気泡が基体４側に移動して該基体４に付着することを防止する。
【００６２】
前述した塗布ヘッド３７は、ヘッド本体４３と蓋体４４との間に囲まれる前述した空間５１内に前述した塗料７を収容する。塗布ヘッド３７は、塗料供給部１５によって、液面７ａが内周壁４７よりも上方に位置するまで、塗料７が供給される。また、塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の内周壁４７の内面即ち塗布ヘッド３７の内周面には、全周に亘ってシール部材５２が取り付けられている。シール部材５２は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されており、円環状に形成されている。シール部材５２の厚みは、周方向に一定に形成されている。シール部材５２は、塗布ヘッド３７と同軸に配置されている。シール部材５２の弾性変形していない中立状態（図２中に二点鎖線で示す）での内径は、基体４の外径よりも小さい。
【００６３】
このため、シール部材５２は、塗布ヘッド３７内に通された基体４に当接して、該基体４を通すことができる状態（図２中に実線で示す）まで弾性変形する。シール部材５２は、前述したように弾性変形すると、基体４の外周面４ｃを該基体４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該基体４の外周面４ｃとの間を水密に保つ。即ち、シール部材５２は、基体４との間から塗布ヘッド３７内の塗料７が該塗布ヘッド３７外に漏れることを防止する。なお、シール部材５２自体が円環状に形成されているので、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に対して移動自在とすると、シール部材５２の基体４の外周面４ｃを押圧する力は、該基体４の周方向に均一となる。
【００６４】
塗布ヘッド３７は、ヘッド本体４３内に基体４を通すことで、該基体４の外周面４ｃをヘッド本体４３の塗料７に浸漬させて、図２中の平行斜線で示すように、外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。
【００６５】
また、塗布ヘッド３７内には、図２に示すように、計測手段としての液面検知センサ５３と、温度測定部としての温度センサ５４とが設けられている。液面検知センサ５３は、蓋体４４の蓋本体４９に取り付けられ、塗布ヘッド３７内に収容された塗料７の液面７ａに向かって超音波などを照射することで、該液面７ａの高さを計測する。液面検知センサ５３は、塗布ヘッド３７内の塗料７の液面７ａの高さを示す情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００６６】
温度センサ５４は、ヘッド本体４３の内面などに取り付けられ、塗布ヘッド３７内に収容された塗料７の温度を計測する。温度センサ５４は、塗布ヘッド３７内の塗料７の温度を示す情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００６７】
加熱部３８は、図２に示すように、ブラケット５５と、反射部材５６と、赤外線発生源としてのハロゲンヒータ５７と、を備えている。ブラケット５５は、支持ベース３４のベース本体４０から立設した立設部５８と、該立設部５８の上端から塗布ヘッド３７の上方に向かって水平方向に延びた水平延在部５９と、を備えている。
【００６８】
反射部材５６は、ブラケット５５の水平延在部５９の先端に取り付けられており、平面形状が円環の箱状に形成されている。反射部材５６即ち加熱部３８は、支持ベース３４のベース本体４０即ち塗布ヘッド３７と同軸に配置されている。反射部材５６の塗布ヘッド３７の内側を通る基体４と相対する内縁部には、反射部材５６の内外を連通した開口部６０が、全周に亘って設けられている。反射部材５６の他の部分の全ては、塞がれている。このように、反射部材５６は、基体４と相対する開口部６０が少なくとも設けられている。反射部材５６は、その内側に収容するハロゲンヒータ５７が輻射した赤外線を、開口部６０を通して、被塗装物としての基体４に向かって反射する。
【００６９】
ハロゲンヒータ５７は、円環状に形成され、反射部材５６内に収容されている。ハロゲンヒータ５７は、支持ベース３４のベース本体４０と反射部材５６などと同軸に配置されている。ハロゲンヒータ５７は、赤外線を輻射する。
【００７０】
前述した加熱部３８は、塗布ヘッド３７内を通って、該塗布ヘッド３７によって浸漬されて基体４の外周面４ｃに塗布された塗料７を加熱して、該塗料７を乾燥させて、前述した離型層６の形成を促進する。
【００７１】
チャックシリンダ３９は、シリンダ本体６１と、一対の接離ロッド６２とを備えている。シリンダ本体６１即ちチャックシリンダ３９は、支持ベース３４の下方に配置されかつ該支持ベース３４に固定されている。一対の接離ロッド６２は、それぞれ、棒状に形成され、互いに間隔をあけて平行に配置されている。一対の接離ロッド６２は、互いの間に塗布ヘッド３７内を通される基体４や保持部材２３を位置付ける位置に配置されている。接離ロッド６２は、互いに接離自在となっている。チャックシリンダ３９は、一対の接離ロッド６２同士を互いに近づけることで、該一対の接離ロッド６２間に保持部材２３を挟む。
【００７２】
前述した塗布ユニット１３は、移動部１２によって、徐々に降下されることで、上端部４ａから下端部４ｂに向かって基体４を通す。そして、塗布ユニット１３は、上端部４ａから下端部４ｂに向けて基体４の外周面４ｃを順に浸漬させることで、該基体４の外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。また、塗布ユニット１３の塗布ヘッド３７は、移動支持部３５によって軸芯Ｐに直交する方向に沿って移動自在に設けられているので、シール部材５２の弾性復元力によって、常に基体４と同軸に配置される。なお、前述した塗布ユニット１３の塗布ヘッド３７と基体４との軸芯のずれを０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度にすることができる。
【００７３】
基準位置決め機構１４は、図１に示すように、ロータリシリンダ６３と、旋回アーム６４と、基準位置決め部材としてのマスタマンドレル６５とを備えている。ロータリシリンダ６３は、シリンダ本体６６と、該シリンダ本体６６に対して回転自在に設けられたロッドとを備えている。シリンダ本体６６は、鉛直板２０に取り付けられている。ロッドの軸芯は、鉛直方向と平行である。
【００７４】
旋回アーム６４は、一端がロータリシリンダ６３のロッドに固定された帯板状に形成されている。マスタマンドレル６５は、外径が基体４の外径と等しい円柱状に形成されている。マスタマンドレル６５は、旋回アーム６４の他端に取り付けられている。マスタマンドレル６５の軸芯は、前述した基体４の軸芯Ｐ即ち鉛直方向と平行である。
【００７５】
前述した構成によって、基準位置決め機構１４は、ロータリシリンダ６３のロッドが回転することで、マスタマンドレル６５を、保持部１１によって位置決めされる良品の基体４と同じ位置の調整位置（図１中に二点鎖線で示す）と、塗布ヘッド３７から離れた（退避した）退避位置とに亘って、移動自在とする。調整位置では、マスタマンドレル６５は、基体４と同じ位置に位置付けられるので、塗布ヘッド３７内に侵入可能となる。基準位置決め機構１４は、前述した第１の状態の塗布ヘッド３７内に調整位置のマスタマンドレル６５を通すことで、該マスタマンドレル６５にシール部材５２が当接（干渉）することで、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に対する基準となる位置に、該塗布ヘッド３７を位置付ける。なお、基準となる位置とは、塗布ヘッド３７内を通る基体４の外周面４ｃをシール部材５２が押圧する力が周方向に均一となって、塗布ヘッド３７の内縁と基体４の外周面４ｃとの間隔が周方向に均一となって、塗布ヘッド３７が周方向に均一の厚みの離型層６を形成できる位置を示している。
【００７６】
塗料供給部１５は、図１に示すように、収容容器としての塗料タンク６７と、攪拌用モータ６８と、図示しない送液用ポンプと、粘度測定部としての粘度計６９と、供給管７０（図２に示す）とを備えている。塗料タンク６７は、装置本体１０の最も下方の水平板１９上に設置されている。塗料タンク６７は、前述した塗料７を収容する。攪拌用モータ６８は、塗料タンク６７に固定されているとともに、その塗料タンク６７内に位置付けられた出力軸に羽根車が取り付けられている。攪拌モータ６８は、塗料タンク６７内の塗料７を攪拌して、該塗料７の粘度にむらが生じることを防止する。
【００７７】
送液用ポンプは、塗料タンク６７内の塗料７を、供給管７０を通して塗布ヘッド３７のヘッド本体４３内に送り出す。粘度計６９は、塗料タンク６７内に設けられ、該塗料タンク６７内の塗料７の粘度を測定可能である。粘度計６９は、塗料タンク６７内の塗料７の粘度を示す情報を制御装置１８に向けて出力する。供給管７０は、塗料タンク６７と、塗布ヘッド３７のヘッド本体４３とを連結している。
【００７８】
前述した塗料供給部１５は、送液用ポンプが塗料タンク６７内の塗料７を塗布ヘッド３７のヘッド本体４３内に送り出すことで、液面７ａが内周壁４７を上回るように、塗布ヘッド３７内に前述した塗料７を供給する。
【００７９】
冷却部１６は、冷媒循環部としての冷媒循環用の配管７１（図２に示す）と、熱交換機としての冷却水循環装置７２（図１に示す）とを備えている。配管７１は、塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の外周壁４６の外周面の全周に亘って、該塗布ヘッド３７の外周壁４６に取り付けられている。配管７１は、冷媒としての水を通して、該水を塗布ヘッド３７の外周に循環する。配管７１は、水を循環することで、塗布ヘッド３７内の塗料を冷却又は加熱する。
【００８０】
冷却水循環装置７２は、最も下方の水平板１９上に設置されている。冷却水循環装置７２は、配管７１内の水を一旦溜めて、該水の熱を外部の熱と交感して、該水を所望の温度に冷却又は加熱する。そして、冷却水循環装置７２は、冷却又は加熱した水を再度配管７１内に送り出す。こうして、冷却水循環装置７２は、配管７１内の冷媒としての水の温度を一定に保つことで、前述した塗布ヘッド３７内の塗料７を冷却又は加熱して、該塗料７の温度を一定に保つ。
【００８１】
送風部１７は、図１に示すように、入口ダクト７３と、図示しない送風機と、出口ダクト７４と、図示しない真空ポンプとを備えている。入口ダクト７３は、最も上方の水平板１９を貫通している。送風機は、入口ダクト７３内に空気を送り出す。出口ダクト７４は、鉛直板２０を貫通している。真空ポンプは、出口ダクト内の空気を吸引する。前述した送風部１７は、送風機から空気を送り出し、真空ポンプで空気を吸引することで、図１中の矢印Ｃに沿って、空気を流して、塗布ヘッド３７内の塗料７から揮発した溶媒が拡散することを防止する。
【００８２】
制御装置１８は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置１８は、図１に示すように、鉛直板２０の上端部と最も上方の水平板１９との双方に取り付けられている。制御装置１８は、保持部１１と、移動部１２と、塗布ユニット１３と、基準位置決め機構１４と、塗料供給部１５と、冷却部１６と、送風部１７とに接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１全体の制御を司る。即ち、制御装置１８には、移動部１２のリニアエンコーダ３３からの情報が入力するとともに、リニアエンコーダ３３からの情報などに基づいて、各部位を制御する。
【００８３】
制御装置１８には、起動スイッチ７５と、各種の操作スイッチ７６が取り付けられている。起動スイッチ７５は、塗膜形成装置１全体のオン・オフを切り換えるために用いられる。操作スイッチ７６は、塗膜形成装置１全体の操作を行うために用いられる。制御装置１８は、操作スイッチ７６によって、塗膜形成装置１全体を、塗布ヘッド位置決めモードと、通常塗布モードとに切り換えて動作させる。
【００８４】
塗布ヘッド位置決めモードは、塗布ヘッド３７内を清掃して、該塗布ヘッド３７を再度組み付ける際などの各種の段取り作業が行われた後に動作されるモードである。塗布ヘッド位置決めモードでは、まず、図４（ａ）に示すように、制御装置１８は、支持ベース３４のベース本体４０上に塗布ヘッド３７が重ねられると、電磁石４２に印加して、該支持ベース３４に塗布ヘッド３７を仮固定する。即ち、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に固定した前述した移動固定部３６を第２の状態にする。そして、制御装置１８は、勿論、加熱部３８のハロゲンヒータ５７をオフとしたまま、チャックシリンダ３９の一対の接離ロッド６２を互いに離した状態で、移動部１２に支持ベース３４を最も上方に位置付けさせる。
【００８５】
そして、制御装置１８は、基準位置決め機構１４にマスタマンドレル６５を調整位置に位置付けさせる。すると、図４（ｂ）に示すように、塗布ヘッド３７の下方にマスタマンドレル６５が位置付けられる。そして、制御装置１８は、移動部１２に塗布ヘッド３７を徐々に降下させる。すると、塗布ヘッド３７内にマスタマンドレル６５が侵入するとともに、該マスタマンドレル６５にシール部材５２が当接する。このように、制御装置１８は、移動部１２にマスタマンドレル６５を塗布ヘッド３７内に通させる。そして、制御装置１８は、リニアエンコーダからの情報に基づいて、図４（ｃ）に示すように、シール部材５２がマスタマンドレル６５の軸芯方向に中央に位置付けられたと判定すると、移動部１２を停止する。
【００８６】
その後、制御装置１８は、電磁石４２に電圧を印加しなくなって（電磁石４２をオフにして）、移動支持部３５によって支持ベース３４に対して塗布ヘッド３７が移動自在となる第１の状態に移動固定部３６を切り換える。すると、シール部材５２の弾性復元力によって、シール部材５２がマスタマンドレル６５即ち基体４の外周面４ｃを押圧する力が該基体４の周方向に均一となる位置に、塗布ヘッド３７が位置付けられる。そして、制御装置１８は、移動固定部３６を一旦第１の状態に切り換えてから所定の時間が経過すると、移動固定部３６を再度第２の状態に切り換えて電磁石４２に再度印加して、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に固定する。そして、制御装置１８は、移動部１２に塗布ヘッド３７を上昇させて、該塗布ヘッド３７を最も上方に位置付けさせる。
【００８７】
すると、塗布ヘッド３７内からマスタマンドレル６５が抜け出る。制御装置１８は、塗布ヘッド３７が最も上方に位置付けられた後、基準位置決め機構１４のマスタマンドレル６５を退避位置に位置付ける。こうして、制御装置１８は、塗布ヘッド位置決めモードにおいて、塗布ヘッド３７を、支持ベース３４に対して基準となる位置に位置決めする。
【００８８】
通常塗布モードは、塗布ヘッド３７内に基体４を通して、該塗布ヘッド３７を降下させることで、基体４の外周面４ｃを上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に塗料７を塗布して、離型層６を形成するモードである。通常塗布モードでは、まず、制御装置１８は、加熱部３８を停止したまま、図５（ａ）に示すように、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小させて、移動部１２に塗布ヘッド３７を最も上方に位置付けさせる。このとき、塗布ヘッド３７内に保持部材２３を通しておくとともに、チャックシリンダ３９の一対の接離ロッド６２同士を近づけて、該一対の接離ロッド６２で保持部材２３を挟んでおく。また、制御装置１８は、塗料供給部１５に塗料７を塗布ヘッド３７内に供給させる。このとき、シール部材５２が保持部材２３との間を水密に保つこととなるので、塗布ヘッド３７と保持部材２３との間から塗料７が漏れることがない。
【００８９】
図５（ｂ）に示すように、塗布ヘッド３７が最も上方に位置付けられた状態で、マンドレル２２が圧入され一端に保持部材２３が圧入された基体４が保持棒２４と、チャックシリンダ２５のロッド３１との間に位置付けられる。制御装置１８は、保持棒２４と、チャックシリンダ２５のロッド３１との間に基体４と一対の保持部材２３が位置付けられると、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。すると、図５（ｃ）に示すように、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間に保持部材２３とマンドレル２２などを挟んで、保持部１１が基体４を軸芯が鉛直方向と平行に状態で保持する。さらに、制御装置１８は、チャックシリンダ３９の一対の接離ロッド６２同士を互いに離す。
【００９０】
そして、制御装置１８は、加熱部３８を動作させて、移動部１２に塗布ヘッド３７を徐々に降下させる。すると、基体４の外周面４ｃに上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に塗料７が塗布されて、加熱部３８によって加熱されて、速やかに乾燥して、該塗料７が液だれすることなく、離型層６が形成される。
【００９１】
図５（ｄ）に示すように、制御装置１８は、リニアエンコーダ３３からの情報に基づいて、塗布ヘッド３７が最も下方に位置付けられたと判定すると、移動部１２を停止する。そして、制御装置１８は、加熱部３８を停止するとともに、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小する。そして、図５（ｄ）に示すように、離型層６が形成された基体４と、基体４を支持したマンドレル２２と、上方に位置した保持部材２３とが取り除かれた後、制御装置１８は、チャックシリンダ３９の一対の接離ロッド６２同士を互いに近づけて、残った保持部材２３毎塗布ヘッド３７を上昇させて、先ほどの図５（ａ）に戻って、前述した工程と同様に、基体４を塗装する。
【００９２】
また、制御装置１８は、通常塗布モードでは、送風部１７の送風機と真空ポンプとを動作させておく。さらに、制御装置１８は、通常塗布モードでは、液面検知センサ５３からの情報に基いて、塗布ヘッド３７内の液面が常に内周壁４７を上回る一定の高さを維持するように、塗料供給部１５に塗料７を塗布ヘッド３７内に供給させる。また、制御装置１８は、通常塗布モードでは、前述した冷却部１６に冷媒としての水の温度を一定に保たせて、前述した塗布ヘッド３７内の塗料７の温度を一定に保つ。
【００９３】
さらに、制御装置１８は、通常塗布モードでは、前述した温度センサ５４が検出した塗布ヘッド３７内の塗料７の温度と、粘度計６９が検出した塗料７の粘度と、リニアエンコーダが検出した塗布中の塗布ヘッド３７の移動速度とに基づいて、塗膜としての離型層６の厚みを推定して該塗膜としての離型層６の良否を判定する機能を有している。そして、制御装置１８は、形成した離型層６の厚み即ち推定した厚みが、予め定められた良品とされる所望の範囲内であるか否かを判定する。制御装置１８は、不良品であると判定すると、該制御装置１８に接続した警報器に不良品が形成された旨を示す警報を該警報器から発する。
【００９４】
本実施形態によれば、移動支持部３５が支持ベース３４に対して塗布ヘッド３７を軸芯Ｐに直交する方向に移動自在とし、かつ塗布ヘッド３７の内縁の全周に弾性変形自在なシール部材５２を設けているので、該シール部材５２の弾性復元力によって、該シール部材５２の弾性復元力が周方向に均一となる位置に塗布ヘッド３７が位置付けられる。そのために、シール部材５２が被塗装物としての基体４を押圧する力が周方向に均一となって、該シール部材５２の押圧する力が一部に集中することを防止でき、被塗装物としての基体４が薄肉であっても、該基体４が変形することを防止できる。
【００９５】
前述したシール部材５２の弾性復元力によって、塗布ヘッド３７と基体４との間隔が周方向に均一となるので、基体４の外周面４ｃに一定の厚みの離型層６を形成できる。よって、比較的薄肉で変形しやすい基体４の外周にも一定の厚みの離型層６を容易に形成することができる。
【００９６】
制御装置１８が塗布ヘッド３７を移動自在としてマスタマンドレル６５で塗布ヘッド３７の位置決めを行うので、基体４との間隔が周方向に均一となる位置に塗布ヘッド３７を位置決めすることができる。また、塗布ヘッド３７を位置決めした後、塗布ヘッド３７を支持ベース３４に対して固定するので、塗布ヘッド３７が位置ずれすることを防止できる。よって、基体４の外周面４ｃに一定の厚みの塗膜を形成できる。
【００９７】
移動固定部３６が支持ベース３４に固定された電磁石４２を備えているので、支持ベース３４に対して塗布ヘッド３７を確実に固定でき、塗布ヘッド３７が一旦位置決めされた位置からずれることを防止できるとともに、該支持ベース３４に対して塗布ヘッド３７を確実に移動自在にすることができる。
【００９８】
保持部１１がマンドレル２２と一対の保持部材２３とを備えているので、基体４を確実に支持することができる。
【００９９】
マンドレル２２が基体４の両端を内側から支持する一対の円盤部材２６と、該円盤部材２６同士を連結する該円盤部材２６よりも小径の軸部材２７とを備えている。そのために、円盤部材２６のみが基体４と接触することとなり、マンドレル２２と基体４との接触面積を抑制することができる。よって、マンドレル２２に基体４を取り付ける際に、該基体４に無理な力が作用することを防止でき、基体４が薄肉であっても該基体４の変形を防止できる。
【０１００】
また、円盤部材２６で基体４の両端を支持するだけであるので、加熱部３８などで加熱する際の熱容量が小さくでき、瞬時に塗料７を乾燥できて該塗料７の液垂れを防止することができる。
【０１０１】
円盤部材２６の外径が基体４の内径より大きくなっているので、基体４を円盤部材２６で確実に保持でき、かつ、基体４の内側に塗料が入り込むのを防ぐことができる。
【０１０２】
保持部材２３が両端部にシール部材２９を備えているので、該シール部材２９がその変形により基体４の内側との間をシールすること（水密に保つこと）で、基体４内部への塗料７の入り込みを防ぐことができる。
【０１０３】
塗布ヘッド３７内の塗料７の液面７ａを検出する液面検知センサ５３を備えているので、塗布ヘッド３７内の塗料７の液面７ａを一定に保つことが可能で高精度な厚み塗膜としての離型層６を形成することが可能となる。
【０１０４】
塗料７を貯める塗料タンク６７の内部に塗料７の粘度を測定する粘度計６９を備えているので、塗膜としての離型層６の厚みを一定に管理することが可能となる。
【０１０５】
塗料７の粘度と、該塗料７の温度と、塗布ヘッド３７の移動速度を測定でき、これらの測定した値に基づいて離型層６の厚みを演算する制御装置１８を有しているので、離型層６の良否を判定でき、規格外の厚みになる可能性のある場合に警報を発することが可能で、不良品の流出を抑えることが可能となる。
【０１０６】
塗布ヘッド３７の周りに水を流す配管７１と該水を一定の温度に保つ冷却水循環装置７２を備えているので、塗料７の温度が上昇して該塗料７の粘度が変化することを防止でき、高精度な離型層６を形成することができる。
【０１０７】
塗布ヘッド３７の上方に基体４と同心円状の加熱部３８を備えているので、塗布された塗料７を周方向に均一に乾燥させることが可能となり、塗料７の垂れを防止できるとともに、塗膜としての離型層６にひびなどが生じることを防止できる。
【０１０８】
加熱部３８が赤外線を輻射するハロゲンヒータ５７と、該赤外線を被塗装物に向けて反射する反射部材５６を備えているので、塗装中のみ加熱することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。
【０１０９】
次に、本発明の発明者は、前述した構成の塗膜形成装置１の効果を確認した。結果を以下の表１に示す。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
なお、表１において、本発明品Ａは、基体４と塗布ヘッド３７の軸芯のずれを０．１ｍｍとした移動支持部３５を備えた塗膜形成装置１を用いて形成された離型層６を示している。本発明品Ｂは、基体４と塗布ヘッド３７の軸芯のずれを０．２ｍｍとした移動支持部３５を備えた塗膜形成装置１を用いて形成された離型層６を示している。比較例は、基体４と塗布ヘッド３７の軸芯のずれを０．５ｍｍとした移動支持部３５を備えない従来の塗膜形成装置を用いて形成された離型層を示している。
【０１１２】
なお、表１に示す実験では、塗料７として三井ヂュポン社製のＰＲ９１０Ｋ（商品名）を用い、シール部材５２をニトリルゴムで構成してその厚みを１．０ｍｍとし、被塗装物として厚みが９０μｍのポリイミドで構成されたベルト（グンゼ社製）とし、塗布ヘッド３７の移動速度を２．０ｍｍ／秒とした。
【０１１３】
表１によれば、本発明のように移動支持部３５を設けることで、スジが発生することなく塗膜を形成できることが明らかとなった。
【０１１４】
前述した実施形態では、移動固定部３６を設けていたが、本発明では、図６に示すように、移動固定部３６を設けなくても良い。なお、図６において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。移動固定部３６を設けない場合には、図６に示すように、支持ベース３４が外縁凸部７７を備え、移動支持部３５が、該外縁凸部７７と塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の底板部４５上との間に複数設けられた第２転動体としての玉７８を備えても良い。外縁凸部７７は、支持ベース３４のベース本体４０の外縁から立設して、その先端部が塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の底板部４５の上方に配置される。玉７８は、外縁凸部７７の先端部と塗布ヘッド３７のヘッド本体４３の底板部４５との間に配置されて、これらの双方に対して転動自在である。
【０１１５】
図６に示された例では、支持ベース３４のベース本体４０と塗布ヘッド３７との間と、支持ベース３４の外縁凸部７７と塗布ヘッド３７との間とにそれぞれ転動体としての玉４１，７８を設けているので、塗布ヘッド３７を軸芯Ｐに対して直交する方向に確実に移動自在とでき、そのために、塗布ヘッド３７と基体４との間隔を周方向に均一とできるとともに、塗布ヘッド３７が支持ベース３４に対して軸芯Ｐに沿って移動することを防止できるので、基体４の外周面４ｃの塗料７に浸漬される時間が軸芯Ｐに沿ってばらつくことを防止でき、よって、基体４の外周面４ｃに一定の厚みの離型層６を形成できる。
【０１１６】
前述した実施形態では、保持部材２３の両端部にシール部材２９を設けていたが、本発明では、図７に示すように、保持部材２３の一端部にシール部材２９を設け、他端部に保持部材２３を徐々に細くするテーパ部７９を設けても良い。なお、図７において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１７】
図７に示された例では、一対の保持部材２３のうち上方に位置する一方の保持部材２３のシール部材２９が基体４内に挿入されている。即ち、一方の保持部材２３が、基体４内に挿入される端部に該基体４との間を水密に保つシール部材２９を設けている。図７に示された例では、一対の保持部材２３のうち下方に位置する他方の保持部材２３のテーパ部７９が基体４内に挿入されている。即ち、他方の保持部材２３が、基体４内に挿入される端部に、該基体４の奥に向かうにしたがって徐々に先細となるテーパ部７９を設けている。
【０１１８】
図７に示された例では、一方の保持部材２３がシール部材２９を備え、他方の保持部材２３がテーパ部７９を設けているので、基体４の内部への塗料７の浸入を防止できる。また、テーパ部７９による線接触により基体４が他方の保持部材２３から抜きやすくなるので、基体４に無理な力が作用することを防止できる。
【０１１９】
前述した実施形態では、粘度計６９を塗料タンク６７内に配置している。しかしながら、本発明では、粘度計６９を供給管７０内に配置しても良い。また、転動体として玉４１，７８を用いたが、本発明では、転動体としてころを用いても良い。また、図２に示された実施形態において、図６に示すように、外縁凸部７７と第２転動体としての玉７８を設けても良い。さらに、前述した実施形態では、離型層６を形成したが、本発明の塗膜形成装置１は、プライマ層３を形成しても良い。
【０１２０】
前述した実施形態では、定着ベルト２の離型層６を形成する場合を示しているが、本発明は、定着ベルト２に限ることなく種々の無端ベルトに塗膜を形成しても良いことは勿論である。
【０１２１】
また、前述した実施形態では、基体４を固定して、塗布ユニット１３の支持ベース３４を移動させている。しかしながら、本発明では、塗布ユニット１３の支持ベース３４を固定して、基体４を移動させても良く、塗布ユニット１３の支持ベース３４と基体４との双方を移動させても良い。
【０１２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、保持部１１と移動部１２と移動支持部３５などは、実施形態に記載された構成及び配置に限定されることなく、種々の構成及び配置にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示された塗膜形成装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】図１（ａ）中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示された塗膜形成装置の保持部材とマンドレルなどの縦断面図である。
【図４】図１に示された塗膜形成装置の塗布ヘッド位置決めモードの塗布ヘッドの動きなどを説明する説明図である。
【図５】図１に示された塗膜形成装置の通常塗布モードの塗布ヘッドの動きなどを説明する説明図である。
【図６】図２に示された塗布ユニットの変形例を示す断面図である。
【図７】図３に示された保持部材の変形例を示す縦断面図である。
【図８】図１に示された塗膜形成装置によって塗膜が形成されて得られる定着ベルトの斜視図である。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
４ｃ 外周面
６ 離型層（塗膜）
１１ 保持部
１２ 移動部
１５ 塗料供給部
１８ 制御装置（制御部）
２２ マンドレル
２３ 保持部材
２４ 保持棒（押圧部）
２５ チャックシリンダ（押圧部）
２６ 円盤部材
２７ 軸部材
２９ シール部材
３３ リニアエンコーダ（移動速度検出手段）
３４ 支持ベース
３５ 移動支持部
３６ 移動固定部
３７ 塗布ヘッド
３８ 加熱部
４０ ベース本体
４１ 玉（第１転動体）
４２ 電磁石
５２ シール部材
５３ 液面検知センサ（計測手段）
５４ 温度センサ（温度測定部）
５６ 反射部材
５７ ハロゲンヒータ（赤外線発生源）
６０ 開口部
６５ マスタマンドレル（基準位置決め部材）
６７ 塗料タンク（収容容器）
６９ 粘度計（粘度測定部）
７０ 供給管
７１ 配管（冷媒循環部）
７２ 冷却水循環装置（熱交換機）
７７ 外縁凸部
７８ 玉（第２転動体）
Ｐ 軸芯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、
前記外周面を露出させかつ前記被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で当該被塗装物を保持する保持部と、
円環の箱状に形成されて前記塗料を収容し、かつ内周面が全周に亘って切り欠かれて、前記被塗装物を内側に通して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドの内周面の全周に亘って取り付けられて前記被塗装物と当接して弾性変形することで該被塗装物との間を水密に保つシール部材と、
前記塗布ヘッドを支持した支持ベースと、
前記保持部と前記支持ベースとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、
前記支持ベースに対して前記塗布ヘッドを前記軸芯に直交する方向に沿って移動自在に支持する移動支持部と、
を備えたことを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記支持ベースが、前記塗布ヘッドの下方に配置されるベース本体と、該ベース本体の外縁から立設して先端部が前記塗布ヘッドの上方に配置される外縁凸部と、を備え、
前記移動支持部が、前記ベース本体と前記塗布ヘッドとの間に配置されてこれらの双方に対して転動自在な第１転動体と、前記外縁凸部の先端部と前記塗布ヘッドとの間に配置されてこれらの双方に対して転動自在な第２転動体と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗膜形成装置。
【請求項３】
前記塗布ヘッド内に侵入可能となる調整位置と前記塗布ヘッドから退避した退避位置とに亘って移動自在に設けられているとともに、前記調整位置で前記塗布ヘッド内に通されることで前記シール部材と干渉して前記支持ベースに対する基準となる位置に前記塗布ヘッドを位置付ける基準位置決め部材と、
前記支持ベースに対して前記塗布ヘッドを移動自在とする第１の状態と、前記支持ベースに前記塗布ヘッドを固定する第２の状態とが切り替え可能な移動固定部と、
前記移動固定部を前記第２の状態として前記基準位置決め部材を調整位置に位置付けた後、前記移動部に該基準位置決め部材を前記塗布ヘッド内に通させて、前記移動固定部を前記第１の状態に切り替えるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記移動固定部が、前記支持ベースに固定され、かつ印加されると前記塗布ヘッドを前記支持ベースに固定する磁力を生じる電磁石を備えたことを特徴とする請求項３記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記保持部が、前記被塗装物内に挿入されるマンドレルと、前記被塗装物の両端部に挿入される一対の保持部材と、前記一対の保持部材同士が互いに近づく方向に該一対の保持部材を押圧する押圧部と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
前記マンドレルが、前記被塗装物の両端部内に挿入される一対の円盤部材と、該円盤部材の中央部同士を連結した軸部材と、を備えたことを特徴とする請求項５記載の塗膜形成装置。
【請求項７】
前記円盤部材の外径が、前記被塗装物の内径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項６記載の塗膜形成装置。
【請求項８】
前記保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物との間を水密に保つシール部材を備えたことを特徴とする請求項５乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項９】
一対の保持部材のうち一方の保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物との間を水密に保つシール部材を備え、そして、
他方の保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物の奥に向かうにしたがって徐々に先細となるテーパ部を備えたことを特徴とする請求項５乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１０】
前記塗布ヘッド内の前記塗料の液面の高さを計測可能な計測手段と、
前記塗布ヘッド内に前記塗料を供給する塗料供給部と、
前記計測手段が計測した液面の高さに基づいて、該液面の高さが一定となるように、前記塗料供給部に前記塗料を前記塗布ヘッド内に供給させる制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１１】
前記塗料供給部が、前記塗料を収容する収容容器と、該収容容器と該収容容器から前記塗布ヘッドに塗料を供給する供給管とのうち少なくとも一方に設けられた前記塗料の粘度を測定可能な粘度測定部と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の塗膜形成装置。
【請求項１２】
前記塗布ヘッド内の前記塗料の温度を測定可能な温度測定部と、
前記塗布ヘッドの前記被塗装物に対する移動速度を測定可能な移動速度検出手段とを更に備え、
前記制御部が、前記粘度測定部が測定した前記塗料の粘度と、前記温度測定部が測定した前記塗料の温度と、前記移動速度検出手段が測定した塗布ヘッドの移動速度と、に基づいて、前記被塗装物の外周面に形成された前記塗膜の厚みを推定して該塗膜の良否を判定する制御部であることを特徴とする請求項１１記載の塗膜形成装置。
【請求項１３】
前記塗布ヘッドの全周に亘って、該塗布ヘッドに取り付けられているとともに、冷媒を循環する冷媒循環部と、
前記冷媒循環部内の冷媒の温度を一定に保つ熱交換機と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１４】
前記塗布ヘッドの上方でかつ該塗布ヘッドと同軸に配置されて、前記被塗装物に塗布された塗料を加熱可能な円環状に形成された加熱部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１５】
前記加熱部が、
赤外線を輻射する赤外線発生源と、
前記被塗装物と相対する開口部が少なくとも設けられて、前記赤外線発生源からの赤外線を前記被塗装物の外周面に塗布された塗料に向かって反射する円環の箱状に形成された反射部材と、
を備えたことを特徴とする請求項１４記載の塗膜形成装置。
【請求項１】
被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、
前記外周面を露出させかつ前記被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で当該被塗装物を保持する保持部と、
円環の箱状に形成されて前記塗料を収容し、かつ内周面が全周に亘って切り欠かれて、前記被塗装物を内側に通して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドの内周面の全周に亘って取り付けられて前記被塗装物と当接して弾性変形することで該被塗装物との間を水密に保つシール部材と、
前記塗布ヘッドを支持した支持ベースと、
前記保持部と前記支持ベースとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、
前記支持ベースに対して前記塗布ヘッドを前記軸芯に直交する方向に沿って移動自在に支持する移動支持部と、
を備えたことを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記支持ベースが、前記塗布ヘッドの下方に配置されるベース本体と、該ベース本体の外縁から立設して先端部が前記塗布ヘッドの上方に配置される外縁凸部と、を備え、
前記移動支持部が、前記ベース本体と前記塗布ヘッドとの間に配置されてこれらの双方に対して転動自在な第１転動体と、前記外縁凸部の先端部と前記塗布ヘッドとの間に配置されてこれらの双方に対して転動自在な第２転動体と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗膜形成装置。
【請求項３】
前記塗布ヘッド内に侵入可能となる調整位置と前記塗布ヘッドから退避した退避位置とに亘って移動自在に設けられているとともに、前記調整位置で前記塗布ヘッド内に通されることで前記シール部材と干渉して前記支持ベースに対する基準となる位置に前記塗布ヘッドを位置付ける基準位置決め部材と、
前記支持ベースに対して前記塗布ヘッドを移動自在とする第１の状態と、前記支持ベースに前記塗布ヘッドを固定する第２の状態とが切り替え可能な移動固定部と、
前記移動固定部を前記第２の状態として前記基準位置決め部材を調整位置に位置付けた後、前記移動部に該基準位置決め部材を前記塗布ヘッド内に通させて、前記移動固定部を前記第１の状態に切り替えるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記移動固定部が、前記支持ベースに固定され、かつ印加されると前記塗布ヘッドを前記支持ベースに固定する磁力を生じる電磁石を備えたことを特徴とする請求項３記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記保持部が、前記被塗装物内に挿入されるマンドレルと、前記被塗装物の両端部に挿入される一対の保持部材と、前記一対の保持部材同士が互いに近づく方向に該一対の保持部材を押圧する押圧部と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
前記マンドレルが、前記被塗装物の両端部内に挿入される一対の円盤部材と、該円盤部材の中央部同士を連結した軸部材と、を備えたことを特徴とする請求項５記載の塗膜形成装置。
【請求項７】
前記円盤部材の外径が、前記被塗装物の内径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項６記載の塗膜形成装置。
【請求項８】
前記保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物との間を水密に保つシール部材を備えたことを特徴とする請求項５乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項９】
一対の保持部材のうち一方の保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物との間を水密に保つシール部材を備え、そして、
他方の保持部材が、前記被塗装物内に挿入される端部に該被塗装物の奥に向かうにしたがって徐々に先細となるテーパ部を備えたことを特徴とする請求項５乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１０】
前記塗布ヘッド内の前記塗料の液面の高さを計測可能な計測手段と、
前記塗布ヘッド内に前記塗料を供給する塗料供給部と、
前記計測手段が計測した液面の高さに基づいて、該液面の高さが一定となるように、前記塗料供給部に前記塗料を前記塗布ヘッド内に供給させる制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１１】
前記塗料供給部が、前記塗料を収容する収容容器と、該収容容器と該収容容器から前記塗布ヘッドに塗料を供給する供給管とのうち少なくとも一方に設けられた前記塗料の粘度を測定可能な粘度測定部と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の塗膜形成装置。
【請求項１２】
前記塗布ヘッド内の前記塗料の温度を測定可能な温度測定部と、
前記塗布ヘッドの前記被塗装物に対する移動速度を測定可能な移動速度検出手段とを更に備え、
前記制御部が、前記粘度測定部が測定した前記塗料の粘度と、前記温度測定部が測定した前記塗料の温度と、前記移動速度検出手段が測定した塗布ヘッドの移動速度と、に基づいて、前記被塗装物の外周面に形成された前記塗膜の厚みを推定して該塗膜の良否を判定する制御部であることを特徴とする請求項１１記載の塗膜形成装置。
【請求項１３】
前記塗布ヘッドの全周に亘って、該塗布ヘッドに取り付けられているとともに、冷媒を循環する冷媒循環部と、
前記冷媒循環部内の冷媒の温度を一定に保つ熱交換機と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１４】
前記塗布ヘッドの上方でかつ該塗布ヘッドと同軸に配置されて、前記被塗装物に塗布された塗料を加熱可能な円環状に形成された加熱部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１５】
前記加熱部が、
赤外線を輻射する赤外線発生源と、
前記被塗装物と相対する開口部が少なくとも設けられて、前記赤外線発生源からの赤外線を前記被塗装物の外周面に塗布された塗料に向かって反射する円環の箱状に形成された反射部材と、
を備えたことを特徴とする請求項１４記載の塗膜形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２４５０７３（Ｐ２００７−２４５０７３Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７４７６６（Ｐ２００６−７４７６６）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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