塗膜形成装置
【課題】被塗装物の外周面と塗布ノズルの内周面との間隔を確実に均一に保つことが可能な塗膜形成装置を提供する。
【解決手段】塗膜形成装置１は基体４を保持する支持部１６と塗布ノズル１７と移動部１８とガイド部１９と移動支持部２０を備えている。塗布ノズル１７は円環状に形成され内周面２７に塗料を塗出するスリット２８が設けられたノズル本体２６を備えている。移動部１８は塗布ノズル１７を載置したベース部材２９を備え基体４の軸芯Ｐに沿って移動する。ガイド部１９は支持部１６のマンドレル２５に軸芯Ｐに沿って移動自在でかつ軸芯Ｐに対し交差する方向の移動が規制されたガイド部材３０とガイド部材３０とノズル本体２６とに固定された連結柱３１を備えている。移動支持部２０はノズル本体２６とベース部材２９との間に設けられかつこれらに転動自在なころ３４を備えている。
【解決手段】塗膜形成装置１は基体４を保持する支持部１６と塗布ノズル１７と移動部１８とガイド部１９と移動支持部２０を備えている。塗布ノズル１７は円環状に形成され内周面２７に塗料を塗出するスリット２８が設けられたノズル本体２６を備えている。移動部１８は塗布ノズル１７を載置したベース部材２９を備え基体４の軸芯Ｐに沿って移動する。ガイド部１９は支持部１６のマンドレル２５に軸芯Ｐに沿って移動自在でかつ軸芯Ｐに対し交差する方向の移動が規制されたガイド部材３０とガイド部材３０とノズル本体２６とに固定された連結柱３１を備えている。移動支持部２０はノズル本体２６とベース部材２９との間に設けられかつこれらに転動自在なころ３４を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト状の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）の弾性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、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成されかつ厚みが１００〜３００μＭ程度の弾性層が形成されることにより、トナーの転写紙への定着時の圧力を均一にして、画像の粒状度を向上させることが考えられている。この種の弾性層の厚みは、その厚みのばらつきが画像に影響を及ぼし、またシリコーンゴムの熱伝導性の関係から定着ローラの立ち上がり時間（所定の温度に達する時間）などに影響を及ぼすことから、均一であることが求められる。
【０００３】
前述した定着ローラあるいは定着ベルトは、被塗装物としての基体（アルミ、鉄などの金属円筒形状の芯金やポリイミド、Ｎｉなどのベルト状基体）上にプライマ（接着剤）を塗布して、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムを含んだ塗料を塗布して、厚みが１００〜３００μｍ程度の弾性層を形成するなどして、得られる。
【０００４】
前述した弾性層を形成するために従来から、例えば、スプレー塗装方式の塗膜形成装置やディッピング方式の塗膜形成装置が用いられてきた。これらの方式の塗膜形成装置では、塗料を溶剤で希釈して、当該塗料の粘度を下げることにより、塗膜の厚みの制御することから環境への負荷が大きく、望ましくない。
【０００５】
また、塗料を溶剤で希釈することなく塗膜を形成する塗膜形成装置として、本発明の出願人は、リングコート工法を採用した塗膜形成装置（例えば、特許文献１参照）を提案している。特許文献１に示された塗膜形成装置は、軸芯が鉛直方向と平行な状態に前述した基体を位置付けて、該基体を円環状の塗布ノズル内に通して、この塗布ノズルを基体の軸芯に沿って移動させながら、塗布ノズルの内周面から塗料を基体の外周面に向かって塗出することで、塗膜を形成する。この種の塗膜形成装置は、塗料の供給が基体に付着する量だけでよく、塗料を溶剤で希釈する必要が生じない。
【特許文献１】特開２００６−７４７６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した特許文献１に示された塗膜形成装置は、特に基体が前述したポリイミドで構成されて無端ベルト状に形成されている場合には、塗膜をむら無く均一の厚みで形成するために、被被塗装物としての基体を高精度に真円に保持することが必要となるとともに、ノズルの内周面と基体の外周面との間隔を均一に保つ必要があった。
【０００７】
前述した特許文献１に示された塗膜形成装置では、基体を保持部としての円柱状のマンドレルの外周に嵌合させたり、静圧式に保持させたりしてきた。しかしながら、より薄い弾性層を均一の厚みに形成するためには、更なる真円状に基体を保持することが必要であり、前述した特許文献１に示された方式では、所望の精度が得られなかった。即ち、前述した特許文献１に示された方式では、弾性層を均一の厚みに形成できなかった。
【０００８】
一方、塗布ノズルからの塗料の塗出圧を高精度に保つこととともに、塗布ノズルの内周面と基体の外周面との位置決めもより高精度であることが必要である。例えば、厚みが数μｍ〜３０μｍ程度の弾性層を形成する際には、マンドレルの軸芯方向のいずれの位置に塗布ノズルが位置付けられていても、基体の外周面と塗布ノズルの外周面との間隔が確実に均一でなければならない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、保持部の軸芯方向のいずれの位置に塗布ノズルが位置付けられていても、被塗装物の外周面と塗布ノズルの内周面との間隔を確実に均一に保つことが可能な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】
【００１０】
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、前記外周面が露出した状態で前記被塗装物を保持する円柱状の保持部と、円環状に形成されかつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対した内周面に前記塗料を塗出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、前記保持部と前記塗布ノズルとを前記被塗装物の軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、前記塗布ノズルに固定されかつ前記軸芯に沿って前記保持部に対して移動自在に設けられているとともに前記保持部に対する前記軸芯に交差する方向の移動が規制されたガイド部と、前記塗布ノズルを前記移動部に対して前記軸芯に交差する方向に沿って移動自在に支持する移動支持部と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
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、前記移動部が、その表面上に前記塗布ノズルが重ねられたベース部材を備え、そして、前記移動支持部が、前記ベース部材と前記塗布ノズルとの間に加圧された気体を供給する加圧気体供給部を備えていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の塗膜形成装置は、請求項２に記載の塗膜形成装置において、前記ベース部材に対する前記塗布ノズルの移動を許容する状態と前記移動を規制する状態とが切り換え自在な切り換え部が、前記ベース部材に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記ガイド部が、円環状に形成されて内側に前記保持部を通すガイド部材を備え、そして、前記ガイド部材の内周面と前記保持部の外周面との間に加圧された気体を供給する第２加圧気体供給部が、備えられていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の塗膜形成装置は、請求項４に記載の塗膜形成装置において、前記移動部によって前記塗布ノズルが移動される際に、前記ガイド部材の内周面が前記保持部に保持された前記被塗装物の外周面と相対する位置に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項６に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記ガイド部が、前記ガイド部材を前記軸芯に沿って互いに間隔をあけて複数設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項７に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記保持部と前記被塗装物の内周面との間に加圧された気体を供給する第３加圧気体供給部が、備えられていることを特徴としている。
【００１７】
請求項８に記載の塗膜形成装置は、請求項１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、前記保持部の一端部を中心として当該保持部を揺動自在に支持した揺動支持部が、備えられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の塗膜形成装置によれば、被塗装物の外周面に塗膜を形成する塗膜形成装置において、被塗装物の外周面に円周方向の外側から塗料を供給する塗布ノズルと固定されて、保持部に対して軸芯に交差する方向の移動が規制されたガイド部を設けているので、塗布ノズルを保持部に対して移動しても、ガイド部を介して保持部に追従して、塗布ノズルが保持部の軸芯に交差する方向に移動する。そのために、保持部に対して塗布ノズルが軸芯に沿って移動する時に、保持部と塗布ノズルとを同軸に維持できるため、保持部の軸芯方向のいずれの位置に塗布ノズルが位置付けられていても、被塗装物の外周面と塗布ノズルの内周面との間隔を確実に均一に保つことができ、均一の厚みで塗膜を形成できるという効果を奏でる。
【００１９】
請求項２に記載の塗膜形成装置によれば、移動支持部がベース部材と塗布ノズルとの間に加圧された気体を供給する加圧気体供給部を備えているので、塗布ノズルとベース部材との間に加圧された気体で構成された層が形成される。そのために、塗布ノズルがベース部材に直接接触しないので、当該塗布ノズルが磨耗することなく、ベース部材上即ち保持部の軸芯に対して交差する方向に滑らかに移動できる。更に、前述した塗布ノズルとベース部材との間に加圧された気体で構成された層が、軸芯に沿って塗布ノズルが移動する際に発生する振動に対する除振機能を発揮して、塗膜のムラをなくし塗膜の表面品質を向上できるという効果を奏でる。
【００２０】
請求項３に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルをベース部材に固定又は移動自在とする切り換え部を備えているので、塗装の前後での塗布ノズルをベース部材に固定することができ、被塗装物の保持部に対する着脱時に、保持部からガイド部が外れても次の塗装時に塗布ノズルに干渉することなくガイド部を取り付けることができる。
【００２１】
請求項４に記載の塗膜形成装置によれば、ガイド部のガイド部材の内周面と保持部の外周面との間に加圧された気体を供給する第２加圧気体供給部を備えているので、ガイド部材と保持部との間に加圧された気体で構成された層が形成される。そのために、塗布ノズルの移動時に、塗布ノズルと保持部とが直接接触することを防止でき、塗布ノズルと保持部の磨耗を防止して、塗膜形成装置自体の長寿命化を図ることができる。
【００２２】
請求項５に記載の塗膜形成装置によれば、ガイド部材の内周面が保持部に保持された被塗装物の外周面と相対する位置に配置されているので、当該ガイド部材によって被塗装物の形状に沿って塗布ノズルを移動できるため、ガイド部が保持部の外周面のみに沿って移動する場合よりも、より均一の厚みに塗膜を形成できる。
【００２３】
請求項６に記載の塗膜形成装置によれば、前記ガイド部材を保持部の軸芯に沿って間隔をあけて複数設けたので、保持部と塗布ノズルとをより確実に同軸に保つことができ、より確実に均一の厚みに塗膜を形成できる。
【００２４】
請求項７に記載の塗膜形成装置によれば、保持部と被塗装物の間に加圧された気体を供給する第３加圧気体供給部を備えているので、被塗装物が加圧された気体によって保持部に保持されるため、保持部の表面の凹凸に影響されることなく、被塗装物を円筒状に高精度に保持することができ、より一層確実に均一の厚みに塗膜を形成できる。
【００２５】
請求項８に記載の塗膜形成装置によれば、保持部を一端部が中心として全方向に微小に揺動自在に支持する揺動支持部を備えているので、前記塗布ノズルを移動させる移動部の精度に依らず、保持部と塗布ノズルとの同軸に保つことができ、より安定した厚みの塗膜を形成でき、塗膜の品質をより高品質に保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図３を参照して説明する。なお、図１は本発明の第１の実施形態にかかる塗膜形成装置の構成図を説明した説明図であり、図２は図１に示された塗膜形成装置の塗布ノズルが塗布を開始した時の断面図、図３は図１に示された塗膜形成装置の塗布ノズルが塗布を終了する時の断面図である。
【００２７】
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１２に示す）のプライマ層３（図１３に示す）が形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての弾性層５を形成する装置である。
【００２８】
定着ベルト２は、図１２に示すように、弾性変形可能でかつ無端状に形成されている。定着ベルト２は、図１３に示すように、ポリイミドなどの合成樹脂で構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ（接着剤）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（接着剤）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。
【００２９】
また、弾性層５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下端部）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上端部）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。
【００３０】
塗膜形成装置１は、表面にプライマ（接着剤）層３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（接着剤）層３上に、前述したシリコーンゴムと周知の溶媒などを含んだ塗料７を塗布して、前述した弾性層５を形成する。塗料７の粘度は、前述したプライマ層３や離型層６を形成する際に用いられる塗料の粘度よりも十分に大きい。
【００３１】
塗膜形成装置１は、図１に示すように、塗料供給部としての塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と、図示しない制御部としての制御装置とを備えている。塗料供給ユニット１０は、工場のフロア上などに設置されるシリンダポンプ１３と、ホール１４などを備えている。ホール１４は、シリンダポンプ１３と後述する塗布ノズル１７のノズル本体２６とを接続している。シリンダポンプ１３は、ホール１４を通して、塗布ノズル１７のノズル本体２６内に前述した塗料７を供給する。
【００３２】
塗布ユニット１１は、図１に示すように、装置本体１５と、支持部１６と、塗布ノズル１７と、移動部１８と、ガイド部１９と、移動支持部２０と、切り換え部２１とを備えている。装置本体１５は、工場のフロア上などに設置される台部２２と、該台部２２から上方に向かって延在した板状の延在板部２３とを備えている。
【００３３】
支持部１６は、台部２４と、保持部としてのマンドレル２５とを備えている、台部２４は、方体状に形成され、かつ装置本体１５の台部２２上に設置されている。マンドレル２５は、円柱状に形成され台部２４の上面から上方に向かって立設している。マンドレル２５は、台部２２に固定されている。マンドレル２５の軸芯は、鉛直方向と平行である。マンドレル２５の全長は、基体４の幅の約２倍である。
【００３４】
マンドレル２５は、基体４内に通されて、該基体４を保持する。マンドレル２５が基体４を保持すると、該マンドレル２５の外周面と基体４の内周面とが互いに密着する。マンドレル２５が基体４を保持すると、該基体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。マンドレル２５が基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯に直交する方向の断面形が円弧状）となる。このように、マンドレル２５即ち支持部１６は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持する。なお、軸芯Ｐは、マンドレル２５の軸芯もなしている。
【００３５】
塗布ノズル１７は、図１に示すように、中空の円環状に形成されたノズル本体２６を備えている。ノズル本体２６は、磁性体で構成されている。ノズル本体２６内には、前述した塗料供給ユニット１０から塗料７が供給される。ノズル本体２６は、移動部１８によって、マンドレル２５と該マンドレル２５に保持された基体４などと同軸に配置されているとともに、前述した軸芯Ｐに沿って移動自在に支持されている。ノズル本体２６の内径は、マンドレル２５に保持された基体４の外径よりも大きい。即ち、ノズル本体２６の内周面２７は、基体４の外周面４ｃと間隔ＣＧをあけて相対しているとともに、支持部１６に保持された基体４と同軸に配置されている。なお、形成する弾性層５の厚みＴは、間隔ＣＧの約６〜７．５割程度となっている。
【００３６】
また、内周面２７には、ノズル本体２６の内側に向かって凸のテーパ状に形成され、ノズル本体２６の内外を連通するスリット２８が該ノズル本体２６即ち塗布ノズル１７の全周に亘って形成されている。スリット２８は、ノズル本体２６のテーパ状の内周面２７の頂部に開口している。ノズル本体２６は、塗料供給ユニット１０から供給された塗料７を、スリット２８を通して、支持部１６のマンドレル２５などに保持された基体４の外周面４ｃに向かって塗出する。塗布ノズル１７は、前述した間隔ＣＧによって、基体４の外周面４ｃに所定の厚みＴの弾性層５を形成することができる。
【００３７】
移動部１８は、ベース部材２９と、リニアガイドと、モータと、リニアエンコーダなどを備えている。ベース部材２９は、円環状に形成され、かつ表面上に塗布ノズル１７を設置している。ベース部材２９は、内側にマンドレル２５を通して、台部２２上に配置されている。リニアガイドは、ベース部材２９即ち塗布ノズル１７を鉛直方向に沿って移動自在に支持している。モータは、鉛直方向に沿って、ベース部材２９即ち塗布ノズル１７を移動させる。即ち、モータは、ベース部材２９即ち塗布ノズル１７を昇降する。
【００３８】
リニアエンコーダは、ベース部材２９即ち塗布ノズル１７の位置を検出する。リニアエンコーダは、検出したベース部材２９即ち塗布ノズル１７の位置を、制御装置に向かって出力する。このように、移動部１８は、ベース部材２９を昇降させることで、マンドレル２５に保持された基体４と塗布ノズル１７とを該基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。
【００３９】
ガイド部１９は、ガイド部材３０と、連結柱３１とを備えている。ガイド部材３０は、円環状のガイド本体３２と、該ガイド本体３２の内周面に転動自在に取り付けられた転動体としてのころ３３とを備えている。ガイド本体３２の内径は、マンドレル２５の外径よりも大きい。ガイド本体３２は、その内側にマンドレル２５を通す。
【００４０】
ころ３３は、ガイド本体３２内に通されたマンドレル２５の外周面に密に接触（がたつくことなく接触）して、このマンドレル２５の外周面上を軸芯Ｐに沿って転動自在である。ころ３３は、マンドレル２５の外周面上を転動することで、ガイド本体３２即ちガイド部材３０を、マンドレル２５及び当該マンドレル２５に取り付けられた基体４の軸芯Ｐに沿って移動自在とする。
【００４１】
連結柱３１は、柱状に形成され、その長手方向が軸芯Ｐと平行に配置されている。連結柱３１は、塗布ノズル１７のノズル本体２６と、ガイド部材３０との双方に固定されている。即ち、ガイド部１９のガイド部材３０は、塗布ノズル１７のノズル本体２６と固定されている。
【００４２】
前述したガイド部材３０即ちガイド部１９は、ころ３３がマンドレル２５の外周面に密に接触するので、軸芯Ｐに対して交差する方向の支持部１６のマンドレル２５に対する相対的な移動が規制されているとともに、ころ３３がマンドレル２５の外周面上を軸芯Ｐ方向に転動自在であるので、軸芯Ｐに沿って、支持部１６のマンドレル２５に対して移動自在に設けられている。
【００４３】
移動支持部２０は、ベース部材２９と塗布ノズル１７のノズル本体２６との間に設けられたころ３４を複数備えている。これら複数のころ３４は、ベース部材２９と塗布ノズル１７のノズル本体２６との双方に対して転動自在に設けられている。移動支持部２０は、ころ３４がベース部材２９と塗布ノズル１７のノズル本体２６との双方に対して転動することで、塗布ノズル１７のノズル本体２６を軸芯Ｐに交差（図示例では、直交）する方向に沿って、移動自在に支持する。
【００４４】
前述した移動支持部２０によって塗布ノズル１７のノズル本体２６が軸芯Ｐに対し交差する方向に沿って移動自在に設けられ、塗布ノズル１７のノズル本体２６がガイド部材３０と固定されているので、ガイド部材３０が軸芯Ｐに沿ってマンドレル２５の外周面上を転動するのに追従して、塗布ノズル１７のノズル本体２６がベース部材２９に対して軸芯Ｐに対し交差する方向に沿って移動する。このように、移動支持部２０とガイド部１９とによって、塗布ノズル１７は、マンドレル２５と常に高精度に同軸を維持したまま、該マンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布することができる。
【００４５】
切り換え部２１は、複数の電磁石３５を備えている。電磁石３５は、ベース部材２９の外縁に取り付けられ、当該ベース部材２９の周方向に互いに間隔をあけて配置されている。電磁石３５は、図示例では、二つ設けられて、互いにベース部材２９の周方向に９０度間隔をあけて配置されている。電磁石３５は、勿論、電圧が印加されると、磁力を発生して、塗布ノズル１７のノズル本体２６を吸着して、当該ノズル本体２６をベース部材２９に固定する。電磁石３５は、電圧が印加されないと、磁力を発生せずに、勿論塗布ノズル１７のノズル本体２６を吸着せずに、当該ノズル本体２６がベース部材２９に対して移動することを許容する。
【００４６】
切り換え部２１は、電磁石３５に印加されるか否かによって、ベース部材２９に対する塗布ノズル１７のノズル本体２６の移動を許容する状態と、ベース部材２９に対する塗布ノズル１７のノズル本体２６の移動を規制する状態とが切り換え自在となっている。切り換え部２１は、電磁石３５にノズル本体２６を吸着すると、塗布ノズル１７のノズル本体２６とマンドレル２５の先端部（上端部）と同軸となる位置に、塗布ノズル１７のノズル本体２６を固定する。
【００４７】
制御装置は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置は、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１全体の制御を司る。
【００４８】
前述した構成の塗膜形成装置１は、以下のように、基体４の外周面４ｃに弾性層５を形成する。まず、被塗装物としての基体４内にマンドレル２５を挿入して、マンドレル２５に基体４を取り付ける。その後、塗膜形成装置１を起動して、制御装置が塗布ノズル１７及びガイド部１９のガイド部材３０を塗装開始位置まで移動部１８に下降させる。そして、制御装置が、移動部１８に塗布ノズル１７を上昇させるとともに、この塗布ノズル１７の上昇開始と同期させ、シリンダポンプ１３にホース１４を介して一定速度で塗料７を塗布ノズル１７のノズル本体２６に向かって送り出させて、図２に示すように、塗料７の塗出を開始する。
【００４９】
前述した移動部１８による塗布ノズル１７の上昇中には、ガイド部材３０がマンドレル２５の軸芯Ｐ方向に沿って移動する。このとき、マンドレル２５とガイド部材３０、ガイド部材３０と塗布ノズル１７のノズル本体２６が軸芯Ｐに対して交差（図示例では、直交）する方向に固定されているため、マンドレル２５と塗布ノズル１７は、軸芯Ｐに対して交差（図示例では、直交）する方向において互いに位置決めされている。また、ころ３４により塗布ノズル１７のノズル本体２６がマンドレル２５に対して同軸を保ったまま低摩擦でベース部材２９上を移動するため、塗布ノズル１７のノズル本体２６とマンドレル２５は、互いに同軸を維持したまま滑らかな移動が可能となり、一定精度に間隔ＣＧを維持したままの塗装が可能となる。図３に示すように、基体４の上端部４ｂ付近まで、塗布ノズル１７が移動した後、制御装置がシリンダポンプ１３からの塗出を停止する。さらに、制御装置は、塗布ノズル１７を上昇させ、マンドレル２５からベース部材２９が抜けると、電磁石３５に印加して、当該電磁石３５にノズル本体２６を吸着して、このノズル本体２６を被塗装物としての基体４と干渉しない位置に固定する。そして、塗膜形成装置１が停止する。
【００５０】
その後、作業員などが、塗膜即ち弾性層５が形成された基体４をマンドレル２５から取り外すとともに、マンドレル２５に塗膜即ち弾性層５が形成される前の基体４をセットして、前述した工程と同様に、塗膜即ち弾性層５を形成する。
【００５１】
このように、前述した塗膜形成装置１の制御装置は、支持部１６のマンドレル２５に保持された基体４の下端部４ａと相対した塗布ノズル１７のスリット２８から塗料７を塗出させて、該スリット２８から塗料７を塗出させながら塗布ノズル１７が基体４の上端部４ｂに向かって移動するように、移動部１８と塗料供給ユニット１０とを制御する。
【００５２】
本実施形態によれば、被塗装物としての基体４の外周面４ｃに塗膜としての弾性層５を形成する塗膜形成装置１において、基体４の外周面４ｃに円周方向の外側から塗料７を供給する塗布ノズル１７と固定されて支持部１６のマンドレル２５の軸芯Ｐに交差する方向の支持部１６に対する移動が規制されかつマンドレル２５に対して軸芯Ｐに沿って移動自在なガイド部１９を設けているので、塗布ノズル１７を支持部１６に対して移動しても、ガイド部１９を介して支持部１６に追従して、塗布ノズル１７が支持部１６のマンドレル２５の軸芯Ｐに交差する方向に移動する。そのために、支持部１６に対して塗布ノズル１７が軸芯Ｐに沿って移動する時に、支持部１６と塗布ノズル１７とを同軸に維持でき、そのために、支持部１６の軸芯Ｐ方向のいずれの位置に塗布ノズル１７が位置付けられていても、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１７の内周面２７との間隔ＣＧを確実に均一に保つことができ、均一の厚みで塗膜即ち弾性層５を形成できるという効果を奏でる。
【００５３】
また、塗膜形成装置１が塗布ノズル１７をベース部材２９に固定又は移動自在とする切り換え部２１を備えているので、塗装の前後での塗布ノズル１７をベース部材２９に固定することができ、基体４の支持部１６に対する着脱時に、支持部１６からガイド部１９が外れても次の塗装時に塗布ノズル１７に干渉することなくガイド部１９を取り付けることができる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図４を参照して説明する。なお、前述した第１の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。
【００５５】
本実施形態では、図４に示すように、塗布ノズル１７は、前述したノズル本体２６に加えてノズルベース３６を備えている。ノズルベース３６は、底面が仕上げられた円環状に形成され、かつベース部材２９とノズル本体２６との間に配置されている。ノズルベース３６は、ノズル本体２６と同軸となる位置に設けられ、このノズル本体２６と固定されている。ノズルベース３６の内径は、マンドレル２５の外径よりも大きく形成されている。ノズルベース３６は、内側にマンドレル２５を通している。
【００５６】
また、本実施形態では、塗膜形成装置１の移動支持部２０は、前述したころ３４の代わりに加圧気体供給部３７を備えている。加圧気体供給部３７は、リング状孔３８と、細孔３９と、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ４０とを備えている。リング状孔３８は、ベース部材２９内に設けられかつリング状に形成されている。リング状孔３８は、ベース部材２９と同軸に設けられている。リング状孔３８は、レギュレータ４０とホースを介して接続している。
【００５７】
細孔３９は、ベース部材２９の周方向に互いに間隔をあけて複数設けられており、リング状孔３８とベース部材２９の上面との双方に開口している。レギュレータ４０は、加圧気体供給源からリング状孔３８内に供給される加圧された気体の圧力を調整する。
【００５８】
前述した加圧気体供給部３７は、加圧基体供給源及びレギュレータ４０から供給された加圧された気体を、細孔３９内を通してベース部材２９と塗布ノズル１７のノズルベース３６との間に供給して、この加圧された気体によりベース部材２９とノズルベース３６との間に薄層空気膜Ｂを形成する。そして、加圧気体供給部３７即ち移動支持部２０は、薄層空気膜Ｂにより軸芯Ｐに対して交差（図示例では、直交）する方向に沿って、ベース部材２９に対して塗布ノズル１７を移動自在に支持する。
【００５９】
本実施形態では、塗布ノズル１７を高精度に軸芯Ｐに対して交差（直交）する方向に移動させるためには、薄層空気膜Ｂの負荷に対する剛性が大きいことが望まれる。基体４の外径を６０ｍｍ、薄層空気膜Ｂにかかる負荷を２０ｋｇ、ノズルベース３６の内径を７０ｍｍ、外径を１４０ｍｍである場合、細孔３９を円周上に8個設け、直径が０．６ｍｍの自成絞り穴とする。レギュレータ４０による給気圧は0.07MPa(ゲージ圧)とすると、このとき、薄層空気膜Ｂの厚さは30μm、剛性は1.0×103kg/mm以上となり、十分な剛性を得ることができる。この条件において、塗装時、移動部１８による上昇と同時にレギュレータ４０より加圧された気体が供給されると、生じた薄層空気膜Ｂにより塗布ノズル１７はベース部材２９に対して極低摩擦状態での微小移動が可能となる。
【００６０】
本実施形態によれば、移動支持部２０がベース部材２９と塗布ノズル１７との間に加圧された気体を供給する加圧気体供給部３７を備えているので、塗布ノズル１７とベース部材２９との間に加圧された気体で構成された薄層空気膜Ｂが形成される。そのために、塗布ノズル１７がベース部材２９に直接接触しないので、当該塗布ノズル１７が磨耗することなく、ベース部材２９上即ち支持部１６のマンドレル２５の軸芯Ｐに対して交差する方向に滑らかに移動できる。更に、前述した塗布ノズル１７とベース部材２９との間に加圧された気体で構成された薄層空気膜Ｂが、軸芯Ｐに沿って塗布ノズル１７が移動する際に発生する振動に対する除振機能を発揮して、塗膜としての弾性層５のムラをなくし塗膜としての弾性層５の表面品質を向上できるという効果を奏でる。
【００６１】
次に、本発明の第３の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図５及び図６を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態及び第２の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。
【００６２】
本実施形態では、図５及び図６に示すように、前述した加圧気体供給部３７に加えて、第２加圧気体供給部４１を備えている。
【００６３】
第２加圧気体供給部４１は、リング状孔４２と、微小穴４３と、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ４４とを備えている。リング状孔４２は、ガイド部材３０のガイド本体３２内に設けられかつリング状に形成されている。リング状孔４２は、ガイド部材３０のガイド本体３２と同軸に設けられている。リング状孔４２は、レギュレータ４４とホースを介して接続している。
【００６４】
微小穴４３は、直径が１ｍｍ以下に形成され、かつガイド部材３０の周方向に互いに間隔をあけて複数設けられており、リング状孔４２とガイド部材３０のガイド本体３２の内周面との双方に開口している。微小穴４３は、図示例では、周方向に等間隔に４個設けられている。微小穴４３は、４個以上設けられるのが望ましく、４、８、１２個がより好ましい。更に、微小穴４３は、軸芯Ｐ方向には１列のみ設けているが、本発明では、微小穴４３を軸芯Ｐ方向に１列以上設けても良い。レギュレータ４４は、加圧気体供給源からリング状孔４２内に供給される加圧された気体の圧力を調整する。
【００６５】
前述した第２加圧気体供給部４１は、塗装時、加圧基体供給源及びレギュレータ４４から供給された加圧された気体を、周方向に等間隔に設けられた微小穴４３内を通してガイド部材３０のガイド本体３２の内周面と支持部１６のマンドレル２５の外周面との間に供給して、この加圧された気体によりガイド部材３０のガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に薄層空気膜Ｃを形成する。そして、第２加圧気体供給部４１即ち移動支持部２０は、微小穴４３からの加圧された気体により生じた薄層空気膜Ｃでガイド部材３０とマンドレル２５との間に剛性が作用し、これらのガイド部材３０とマンドレル２５とを一定の位置関係を維持したまま、マンドレル２５の形状にガイド部材３０のガイド本体３２及び塗布ノズル１７が極低摩擦状態で追従することができる。このように、本実施形態では、ガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に隙間を設けても、第２加圧気体供給部４１が加圧された気体をこれらの間に供給して、前記薄層空気膜Ｃによって、ガイド部１９のガイド部材３０がマンドレル２５に対して軸芯Ｐに交差する方向の移動が規制されている。これにより、マンドレル２５即ち基体４と塗布ノズル１７とを高精度に同軸を維持した塗装が可能となる。なお、図５に示す構造の場合、軸芯Ｐに対し直交する方向にはほとんど摩擦がないため、荷重に関する制約はない。ガイド部材３０とマンドレル２５との間には10μm〜50μmの隙間をあけ、給気圧は0.02〜0.07MPaの範囲でレギュレータ４４により調整できるようにする。
【００６６】
本実施形態によれば、ガイド部１９のガイド部材３０の内周面と支持部１６のマンドレル２５の外周面との間に加圧された気体を供給する第２加圧気体供給部４１を備えているので、ガイド部材３０と支持部１６のマンドレル２５との間に加圧された気体で構成された薄層空気膜Ｃが形成される。そのために、塗布ノズル１７の移動時に、塗布ノズル１７と支持部１６のマンドレル２５とが直接接触することを防止でき、塗布ノズル１７と支持部１６の磨耗を防止して、塗膜形成装置１自体の長寿命化を図ることができる。
【００６７】
次に、本発明の第４の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図７を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態乃至第３の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。
【００６８】
本実施形態では、図７に示すように、ガイド部１９は、前述したガイド部材３０と、連結柱３１とをそれぞれ二つ備えている。
【００６９】
本実施形態では、マンドレル２５を基体４の３倍以上の長さに形成し、前述した二つのガイド部材３０を、互いの間に基体４を挟む位置に設けている。本実施形態では、塗装時、それぞれのガイド部材３０によりマンドレル２５の微小な傾きに対して、塗布ノズル１７の傾きも追従させることができ、マンドレル２５即ち基体４と塗布ノズル１７とを高精度に同軸を維持するのに加えて、マンドレル２５の外周面に対して常に垂直な方向に塗料を塗出することが可能となる。
【００７０】
本実施形態によれば、ガイド部材３０を支持部１６のマンドレル２５の軸芯Ｐに沿って間隔をあけて複数設けたので、支持部１６と塗布ノズル１７とをより確実に同軸に保つことができ、より確実に均一の厚みに塗膜を形成できる。なお、本発明では、ガイド部材３０を３つ以上設けても良い。
【００７１】
次に、本発明の第５の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図８を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態乃至第４の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。
【００７２】
本実施形態では、図８に示すように、移動部１８によって塗布ノズル１７が移動される際に、ガイド部材３０の内周面がマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃと相対する位置に配置されている。本実施形態では、ガイド本体３２の内周面とマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃとの間及びガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に隙間を設けても、第２加圧気体供給部４１が加圧された気体をこれらの間に供給して、前記薄層空気膜Ｃによって、ガイド部１９のガイド部材３０がマンドレル２５に対して軸芯Ｐに交差する方向の移動が規制されている。本実施形態では、図８で示すように、マンドレル２５を基体４の２倍以上の長さに形成して、塗装時に、ガイド部材３０内に基体４が位置付けられることがある。ガイド部材３０で基体４の形状に追従し、二つのガイド部材３０でマンドレル２５の傾きに追従することによって、基体４の外周形状に合わせて、基体４と塗布ノズル１７とを同軸を保ったままの塗装が可能となる。
【００７３】
本実施形態によれば、ガイド部材３０が、その内周面がマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃと相対する位置に配置されているので、当該ガイド部材３０によって基体４の形状に沿って塗布ノズル１７を移動できるため、マンドレル２５上を摺動するガイド部材３０のみで塗布ノズル１７を案内する場合よりも、より均一の厚みに塗膜を形成できる。
【００７４】
次に、本発明の第６の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図９及び図１０を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態乃至第５の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。
【００７５】
本実施形態では、塗膜形成装置１は、図９及び図１０に示すように、第３加圧気体供給部４５を備えている。第３加圧気体供給部４５は、円柱状穴４６と、微小穴４７と、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ４８とを備えている。円柱状穴４６は、マンドレル２５内に設けられかつ円柱状に形成されている。円柱状穴４６は、マンドレル２５と同軸に設けられている。円柱状穴４６は、レギュレータ４８とホースを介して接続している。
【００７６】
微小穴４７は、マンドレル２５の軸芯Ｐ方向の両端部に設けられ、即ち微小穴４７は、マンドレル２５の軸芯Ｐ方向に２列設けられている。微小孔４７は、円柱状穴４６とマンドレル２５の外周面との双方に開口している。それぞれの端部に設けられた微小穴４７は、マンドレル２５の周方向に互いに間隔をあけて設けられている。図示例では、微小穴４７は、マンドレル２５の周方向に等間隔に４個設けられている。微小穴４７は、本発明では、マンドレル２５の軸芯Ｐ方向に２列以上設けるのが望ましく、各列ではマンドレル２５の周方向に４、８、１２個設けられるのが望ましい。レギュレータ４８は、加圧気体供給源から円柱状穴４６内に供給される加圧された気体の圧力を調整する。
【００７７】
前述した第３加圧気体供給部４５は、塗装時、加圧基体供給源及びレギュレータ４８から供給された加圧された気体を、周方向に等間隔に設けられた微小穴４７内を通して支持部１６のマンドレル２５の外周面と基体４の内周面との間に供給して、この加圧された気体をマンドレル２５の外周面から噴出させることにより、マンドレル２５と基体４との間に薄層空気膜Ｄを生じる。第３加圧気体供給部４５は、基体４をマンドレル２５の外周の微細な凹凸の影響を受けることなく高精度な真円状態で保持することが可能となる。なお、給気圧はレギュレータ４８により0.02〜0.05MPaの範囲で調整可能とする。またマンドレル２５の外径Dmは、基体４の内径Dpよりやや小さくするのが望ましく、(Dp−Dm)/Dm＝−0.0004程度とするのがよい。また、本実施形態では、ガイド本体３２の内周面とマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃとの間及びガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に隙間を設けても、第２加圧気体供給部４１が加圧された気体をこれらの間に供給して、前記薄層空気膜Ｃによって、ガイド部１９のガイド部材３０がマンドレル２５に対して軸芯Ｐに交差する方向の移動が規制されている。
【００７８】
本実施形態によれば、マンドレル２５と基体４の間に加圧された気体を供給する第３加圧気体供給部４５を備えているので、基体４が加圧された気体によってマンドレル２５に保持されるため、マンドレル２５の表面の凹凸に影響されることなく、基体４を円筒状に高精度に保持することができ、より一層確実に均一の厚みに弾性層５を形成できる。
【００７９】
次に、本発明の第７の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図１１を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態乃至第６の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。
【００８０】
本実施形態では、塗膜形成装置１は、図１１に示すように、揺動支持部４９を備えている。揺動支持部４９は、揺動ベース５０と、転動体としての玉５１とを備えている。揺動ベース５０は、台部２４上に設けられている。玉５１は、揺動ベース５０と台部２４との間に設けられている。揺動ベース５０と台部２４とには、玉５１をあらゆる方向に転動自在とする該玉５１の外形に沿った凹み５２が設けられている。また、揺動ベース５０は、マンドレル２５の一端部（下端）を保持する。
【００８１】
揺動支持部４９は、玉５１があらゆる方向に転動することで、装置本体１５の台部２２に対して支持部１６のマンドレル２５を軸芯Ｐ方向の一端部を中心として、当該支持部１６のマンドレル２５をあらゆる方向に揺動自在に支持する。
【００８２】
本実施形態では、マンドレル２５を、玉５１を介して水平方向に対して微小な角度で傾く揺動ベース５０上に固定して、マンドレル２５を軸芯Ｐ方向に対して傾きを変更可能としている。これにより、塗装時、ガイド部材３０の軸芯Ｐ方向の移動に対してマンドレル２５の傾きが追従するようになる。移動部１８は軸芯Ｐ方向に対して微小なうねりを持つため、マンドレル２５がうねりに対して常に平行を保つこととなり、高精度に前述した間隔ＣＧを安定させることが可能となる。
【００８３】
また、本実施形態では、ガイド本体３２の内周面とマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃとの間及びガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に隙間を設けても、第２加圧気体供給部４１が加圧された気体をこれらの間に供給して、前記薄層空気膜Ｃによって、ガイド部１９のガイド部材３０がマンドレル２５に対して軸芯Ｐに交差する方向の移動が規制されている。
【００８４】
本実施形態によれば、支持部１６のマンドレル２５が軸芯Ｐに対して全方向に微小に揺動することが可能となる揺動支持部４９を備えているので、塗布ノズル１７を移動させる移動部１８の精度に依らず、支持部１６のマンドレル２５と塗布ノズル１７との同軸に保つことができ、より安定した厚みの塗膜としての弾性層５を形成でき、弾性層５の品質をより高品質に保つことが可能となる。
【００８５】
前述した実施形態では、定着ベルト２の弾性層５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。また、前述した実施形態では、無端ベルト状の定着ベルト２の例を示したが、本発明は、勿論、金属などで構成された円筒状の被塗装物としてのローラ芯金の外周面に、塗料７を塗布して、塗膜を形成して得られる定着ローラなどに適用しても良い。
【００８６】
また、前述した実施形態では、基体４を固定して、塗布ノズル１７を移動させている。しかしながら、本発明では、塗布ノズル１７を固定して、基体４を移動させても良く、塗布ノズル１７と基体４との双方を移動させても良い。さらに、本発明では、前述した実施形態に記載された要素を適宜組み合わせて、塗膜形成装置１を構成しても良い。また、本発明では、前述した加圧基体供給部３１，４１，４５及び揺動支持部４９の構成を適宜変更しても良いことは勿論である。
【００８７】
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、例えば、移動部１８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】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示された塗膜形成装置が塗装し始めた状態を説明する説明図である。
【図３】図１に示された塗膜形成装置が塗装を終了する状態を説明する説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる塗膜形成装置の要部の構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態にかかる塗膜形成装置の要部の構成を示す説明図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図８】本発明の第５の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第６の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図１２】本発明の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１３】図１２中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
４ｃ 外周面
５ 弾性層（塗膜）
７ 塗料
１０ 塗料供給ユニット（塗料供給部）
１７ 塗布ノズル
１８ 移動部
１９ ガイド部
２０ 移動支持部
２１ 切り換え部
２５ マンドレル（保持部）
２７ 内周面
２８ スリット
２９ ベース部材
３０ ガイド部材
３７ 加圧気体供給部
４１ 第２加圧気体供給部
４５ 第３加圧気体供給部
４９ 揺動支持部
Ｐ 軸芯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト状の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）の弾性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、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成されかつ厚みが１００〜３００μＭ程度の弾性層が形成されることにより、トナーの転写紙への定着時の圧力を均一にして、画像の粒状度を向上させることが考えられている。この種の弾性層の厚みは、その厚みのばらつきが画像に影響を及ぼし、またシリコーンゴムの熱伝導性の関係から定着ローラの立ち上がり時間（所定の温度に達する時間）などに影響を及ぼすことから、均一であることが求められる。
【０００３】
前述した定着ローラあるいは定着ベルトは、被塗装物としての基体（アルミ、鉄などの金属円筒形状の芯金やポリイミド、Ｎｉなどのベルト状基体）上にプライマ（接着剤）を塗布して、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムを含んだ塗料を塗布して、厚みが１００〜３００μｍ程度の弾性層を形成するなどして、得られる。
【０００４】
前述した弾性層を形成するために従来から、例えば、スプレー塗装方式の塗膜形成装置やディッピング方式の塗膜形成装置が用いられてきた。これらの方式の塗膜形成装置では、塗料を溶剤で希釈して、当該塗料の粘度を下げることにより、塗膜の厚みの制御することから環境への負荷が大きく、望ましくない。
【０００５】
また、塗料を溶剤で希釈することなく塗膜を形成する塗膜形成装置として、本発明の出願人は、リングコート工法を採用した塗膜形成装置（例えば、特許文献１参照）を提案している。特許文献１に示された塗膜形成装置は、軸芯が鉛直方向と平行な状態に前述した基体を位置付けて、該基体を円環状の塗布ノズル内に通して、この塗布ノズルを基体の軸芯に沿って移動させながら、塗布ノズルの内周面から塗料を基体の外周面に向かって塗出することで、塗膜を形成する。この種の塗膜形成装置は、塗料の供給が基体に付着する量だけでよく、塗料を溶剤で希釈する必要が生じない。
【特許文献１】特開２００６−７４７６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した特許文献１に示された塗膜形成装置は、特に基体が前述したポリイミドで構成されて無端ベルト状に形成されている場合には、塗膜をむら無く均一の厚みで形成するために、被被塗装物としての基体を高精度に真円に保持することが必要となるとともに、ノズルの内周面と基体の外周面との間隔を均一に保つ必要があった。
【０００７】
前述した特許文献１に示された塗膜形成装置では、基体を保持部としての円柱状のマンドレルの外周に嵌合させたり、静圧式に保持させたりしてきた。しかしながら、より薄い弾性層を均一の厚みに形成するためには、更なる真円状に基体を保持することが必要であり、前述した特許文献１に示された方式では、所望の精度が得られなかった。即ち、前述した特許文献１に示された方式では、弾性層を均一の厚みに形成できなかった。
【０００８】
一方、塗布ノズルからの塗料の塗出圧を高精度に保つこととともに、塗布ノズルの内周面と基体の外周面との位置決めもより高精度であることが必要である。例えば、厚みが数μｍ〜３０μｍ程度の弾性層を形成する際には、マンドレルの軸芯方向のいずれの位置に塗布ノズルが位置付けられていても、基体の外周面と塗布ノズルの外周面との間隔が確実に均一でなければならない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、保持部の軸芯方向のいずれの位置に塗布ノズルが位置付けられていても、被塗装物の外周面と塗布ノズルの内周面との間隔を確実に均一に保つことが可能な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】
【００１０】
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、前記外周面が露出した状態で前記被塗装物を保持する円柱状の保持部と、円環状に形成されかつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対した内周面に前記塗料を塗出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、前記保持部と前記塗布ノズルとを前記被塗装物の軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、前記塗布ノズルに固定されかつ前記軸芯に沿って前記保持部に対して移動自在に設けられているとともに前記保持部に対する前記軸芯に交差する方向の移動が規制されたガイド部と、前記塗布ノズルを前記移動部に対して前記軸芯に交差する方向に沿って移動自在に支持する移動支持部と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
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、前記移動部が、その表面上に前記塗布ノズルが重ねられたベース部材を備え、そして、前記移動支持部が、前記ベース部材と前記塗布ノズルとの間に加圧された気体を供給する加圧気体供給部を備えていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の塗膜形成装置は、請求項２に記載の塗膜形成装置において、前記ベース部材に対する前記塗布ノズルの移動を許容する状態と前記移動を規制する状態とが切り換え自在な切り換え部が、前記ベース部材に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記ガイド部が、円環状に形成されて内側に前記保持部を通すガイド部材を備え、そして、前記ガイド部材の内周面と前記保持部の外周面との間に加圧された気体を供給する第２加圧気体供給部が、備えられていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の塗膜形成装置は、請求項４に記載の塗膜形成装置において、前記移動部によって前記塗布ノズルが移動される際に、前記ガイド部材の内周面が前記保持部に保持された前記被塗装物の外周面と相対する位置に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項６に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記ガイド部が、前記ガイド部材を前記軸芯に沿って互いに間隔をあけて複数設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項７に記載の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、前記保持部と前記被塗装物の内周面との間に加圧された気体を供給する第３加圧気体供給部が、備えられていることを特徴としている。
【００１７】
請求項８に記載の塗膜形成装置は、請求項１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、前記保持部の一端部を中心として当該保持部を揺動自在に支持した揺動支持部が、備えられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の塗膜形成装置によれば、被塗装物の外周面に塗膜を形成する塗膜形成装置において、被塗装物の外周面に円周方向の外側から塗料を供給する塗布ノズルと固定されて、保持部に対して軸芯に交差する方向の移動が規制されたガイド部を設けているので、塗布ノズルを保持部に対して移動しても、ガイド部を介して保持部に追従して、塗布ノズルが保持部の軸芯に交差する方向に移動する。そのために、保持部に対して塗布ノズルが軸芯に沿って移動する時に、保持部と塗布ノズルとを同軸に維持できるため、保持部の軸芯方向のいずれの位置に塗布ノズルが位置付けられていても、被塗装物の外周面と塗布ノズルの内周面との間隔を確実に均一に保つことができ、均一の厚みで塗膜を形成できるという効果を奏でる。
【００１９】
請求項２に記載の塗膜形成装置によれば、移動支持部がベース部材と塗布ノズルとの間に加圧された気体を供給する加圧気体供給部を備えているので、塗布ノズルとベース部材との間に加圧された気体で構成された層が形成される。そのために、塗布ノズルがベース部材に直接接触しないので、当該塗布ノズルが磨耗することなく、ベース部材上即ち保持部の軸芯に対して交差する方向に滑らかに移動できる。更に、前述した塗布ノズルとベース部材との間に加圧された気体で構成された層が、軸芯に沿って塗布ノズルが移動する際に発生する振動に対する除振機能を発揮して、塗膜のムラをなくし塗膜の表面品質を向上できるという効果を奏でる。
【００２０】
請求項３に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルをベース部材に固定又は移動自在とする切り換え部を備えているので、塗装の前後での塗布ノズルをベース部材に固定することができ、被塗装物の保持部に対する着脱時に、保持部からガイド部が外れても次の塗装時に塗布ノズルに干渉することなくガイド部を取り付けることができる。
【００２１】
請求項４に記載の塗膜形成装置によれば、ガイド部のガイド部材の内周面と保持部の外周面との間に加圧された気体を供給する第２加圧気体供給部を備えているので、ガイド部材と保持部との間に加圧された気体で構成された層が形成される。そのために、塗布ノズルの移動時に、塗布ノズルと保持部とが直接接触することを防止でき、塗布ノズルと保持部の磨耗を防止して、塗膜形成装置自体の長寿命化を図ることができる。
【００２２】
請求項５に記載の塗膜形成装置によれば、ガイド部材の内周面が保持部に保持された被塗装物の外周面と相対する位置に配置されているので、当該ガイド部材によって被塗装物の形状に沿って塗布ノズルを移動できるため、ガイド部が保持部の外周面のみに沿って移動する場合よりも、より均一の厚みに塗膜を形成できる。
【００２３】
請求項６に記載の塗膜形成装置によれば、前記ガイド部材を保持部の軸芯に沿って間隔をあけて複数設けたので、保持部と塗布ノズルとをより確実に同軸に保つことができ、より確実に均一の厚みに塗膜を形成できる。
【００２４】
請求項７に記載の塗膜形成装置によれば、保持部と被塗装物の間に加圧された気体を供給する第３加圧気体供給部を備えているので、被塗装物が加圧された気体によって保持部に保持されるため、保持部の表面の凹凸に影響されることなく、被塗装物を円筒状に高精度に保持することができ、より一層確実に均一の厚みに塗膜を形成できる。
【００２５】
請求項８に記載の塗膜形成装置によれば、保持部を一端部が中心として全方向に微小に揺動自在に支持する揺動支持部を備えているので、前記塗布ノズルを移動させる移動部の精度に依らず、保持部と塗布ノズルとの同軸に保つことができ、より安定した厚みの塗膜を形成でき、塗膜の品質をより高品質に保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図３を参照して説明する。なお、図１は本発明の第１の実施形態にかかる塗膜形成装置の構成図を説明した説明図であり、図２は図１に示された塗膜形成装置の塗布ノズルが塗布を開始した時の断面図、図３は図１に示された塗膜形成装置の塗布ノズルが塗布を終了する時の断面図である。
【００２７】
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１２に示す）のプライマ層３（図１３に示す）が形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての弾性層５を形成する装置である。
【００２８】
定着ベルト２は、図１２に示すように、弾性変形可能でかつ無端状に形成されている。定着ベルト２は、図１３に示すように、ポリイミドなどの合成樹脂で構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ（接着剤）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（接着剤）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。
【００２９】
また、弾性層５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下端部）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上端部）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。
【００３０】
塗膜形成装置１は、表面にプライマ（接着剤）層３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（接着剤）層３上に、前述したシリコーンゴムと周知の溶媒などを含んだ塗料７を塗布して、前述した弾性層５を形成する。塗料７の粘度は、前述したプライマ層３や離型層６を形成する際に用いられる塗料の粘度よりも十分に大きい。
【００３１】
塗膜形成装置１は、図１に示すように、塗料供給部としての塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と、図示しない制御部としての制御装置とを備えている。塗料供給ユニット１０は、工場のフロア上などに設置されるシリンダポンプ１３と、ホール１４などを備えている。ホール１４は、シリンダポンプ１３と後述する塗布ノズル１７のノズル本体２６とを接続している。シリンダポンプ１３は、ホール１４を通して、塗布ノズル１７のノズル本体２６内に前述した塗料７を供給する。
【００３２】
塗布ユニット１１は、図１に示すように、装置本体１５と、支持部１６と、塗布ノズル１７と、移動部１８と、ガイド部１９と、移動支持部２０と、切り換え部２１とを備えている。装置本体１５は、工場のフロア上などに設置される台部２２と、該台部２２から上方に向かって延在した板状の延在板部２３とを備えている。
【００３３】
支持部１６は、台部２４と、保持部としてのマンドレル２５とを備えている、台部２４は、方体状に形成され、かつ装置本体１５の台部２２上に設置されている。マンドレル２５は、円柱状に形成され台部２４の上面から上方に向かって立設している。マンドレル２５は、台部２２に固定されている。マンドレル２５の軸芯は、鉛直方向と平行である。マンドレル２５の全長は、基体４の幅の約２倍である。
【００３４】
マンドレル２５は、基体４内に通されて、該基体４を保持する。マンドレル２５が基体４を保持すると、該マンドレル２５の外周面と基体４の内周面とが互いに密着する。マンドレル２５が基体４を保持すると、該基体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。マンドレル２５が基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯に直交する方向の断面形が円弧状）となる。このように、マンドレル２５即ち支持部１６は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持する。なお、軸芯Ｐは、マンドレル２５の軸芯もなしている。
【００３５】
塗布ノズル１７は、図１に示すように、中空の円環状に形成されたノズル本体２６を備えている。ノズル本体２６は、磁性体で構成されている。ノズル本体２６内には、前述した塗料供給ユニット１０から塗料７が供給される。ノズル本体２６は、移動部１８によって、マンドレル２５と該マンドレル２５に保持された基体４などと同軸に配置されているとともに、前述した軸芯Ｐに沿って移動自在に支持されている。ノズル本体２６の内径は、マンドレル２５に保持された基体４の外径よりも大きい。即ち、ノズル本体２６の内周面２７は、基体４の外周面４ｃと間隔ＣＧをあけて相対しているとともに、支持部１６に保持された基体４と同軸に配置されている。なお、形成する弾性層５の厚みＴは、間隔ＣＧの約６〜７．５割程度となっている。
【００３６】
また、内周面２７には、ノズル本体２６の内側に向かって凸のテーパ状に形成され、ノズル本体２６の内外を連通するスリット２８が該ノズル本体２６即ち塗布ノズル１７の全周に亘って形成されている。スリット２８は、ノズル本体２６のテーパ状の内周面２７の頂部に開口している。ノズル本体２６は、塗料供給ユニット１０から供給された塗料７を、スリット２８を通して、支持部１６のマンドレル２５などに保持された基体４の外周面４ｃに向かって塗出する。塗布ノズル１７は、前述した間隔ＣＧによって、基体４の外周面４ｃに所定の厚みＴの弾性層５を形成することができる。
【００３７】
移動部１８は、ベース部材２９と、リニアガイドと、モータと、リニアエンコーダなどを備えている。ベース部材２９は、円環状に形成され、かつ表面上に塗布ノズル１７を設置している。ベース部材２９は、内側にマンドレル２５を通して、台部２２上に配置されている。リニアガイドは、ベース部材２９即ち塗布ノズル１７を鉛直方向に沿って移動自在に支持している。モータは、鉛直方向に沿って、ベース部材２９即ち塗布ノズル１７を移動させる。即ち、モータは、ベース部材２９即ち塗布ノズル１７を昇降する。
【００３８】
リニアエンコーダは、ベース部材２９即ち塗布ノズル１７の位置を検出する。リニアエンコーダは、検出したベース部材２９即ち塗布ノズル１７の位置を、制御装置に向かって出力する。このように、移動部１８は、ベース部材２９を昇降させることで、マンドレル２５に保持された基体４と塗布ノズル１７とを該基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。
【００３９】
ガイド部１９は、ガイド部材３０と、連結柱３１とを備えている。ガイド部材３０は、円環状のガイド本体３２と、該ガイド本体３２の内周面に転動自在に取り付けられた転動体としてのころ３３とを備えている。ガイド本体３２の内径は、マンドレル２５の外径よりも大きい。ガイド本体３２は、その内側にマンドレル２５を通す。
【００４０】
ころ３３は、ガイド本体３２内に通されたマンドレル２５の外周面に密に接触（がたつくことなく接触）して、このマンドレル２５の外周面上を軸芯Ｐに沿って転動自在である。ころ３３は、マンドレル２５の外周面上を転動することで、ガイド本体３２即ちガイド部材３０を、マンドレル２５及び当該マンドレル２５に取り付けられた基体４の軸芯Ｐに沿って移動自在とする。
【００４１】
連結柱３１は、柱状に形成され、その長手方向が軸芯Ｐと平行に配置されている。連結柱３１は、塗布ノズル１７のノズル本体２６と、ガイド部材３０との双方に固定されている。即ち、ガイド部１９のガイド部材３０は、塗布ノズル１７のノズル本体２６と固定されている。
【００４２】
前述したガイド部材３０即ちガイド部１９は、ころ３３がマンドレル２５の外周面に密に接触するので、軸芯Ｐに対して交差する方向の支持部１６のマンドレル２５に対する相対的な移動が規制されているとともに、ころ３３がマンドレル２５の外周面上を軸芯Ｐ方向に転動自在であるので、軸芯Ｐに沿って、支持部１６のマンドレル２５に対して移動自在に設けられている。
【００４３】
移動支持部２０は、ベース部材２９と塗布ノズル１７のノズル本体２６との間に設けられたころ３４を複数備えている。これら複数のころ３４は、ベース部材２９と塗布ノズル１７のノズル本体２６との双方に対して転動自在に設けられている。移動支持部２０は、ころ３４がベース部材２９と塗布ノズル１７のノズル本体２６との双方に対して転動することで、塗布ノズル１７のノズル本体２６を軸芯Ｐに交差（図示例では、直交）する方向に沿って、移動自在に支持する。
【００４４】
前述した移動支持部２０によって塗布ノズル１７のノズル本体２６が軸芯Ｐに対し交差する方向に沿って移動自在に設けられ、塗布ノズル１７のノズル本体２６がガイド部材３０と固定されているので、ガイド部材３０が軸芯Ｐに沿ってマンドレル２５の外周面上を転動するのに追従して、塗布ノズル１７のノズル本体２６がベース部材２９に対して軸芯Ｐに対し交差する方向に沿って移動する。このように、移動支持部２０とガイド部１９とによって、塗布ノズル１７は、マンドレル２５と常に高精度に同軸を維持したまま、該マンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布することができる。
【００４５】
切り換え部２１は、複数の電磁石３５を備えている。電磁石３５は、ベース部材２９の外縁に取り付けられ、当該ベース部材２９の周方向に互いに間隔をあけて配置されている。電磁石３５は、図示例では、二つ設けられて、互いにベース部材２９の周方向に９０度間隔をあけて配置されている。電磁石３５は、勿論、電圧が印加されると、磁力を発生して、塗布ノズル１７のノズル本体２６を吸着して、当該ノズル本体２６をベース部材２９に固定する。電磁石３５は、電圧が印加されないと、磁力を発生せずに、勿論塗布ノズル１７のノズル本体２６を吸着せずに、当該ノズル本体２６がベース部材２９に対して移動することを許容する。
【００４６】
切り換え部２１は、電磁石３５に印加されるか否かによって、ベース部材２９に対する塗布ノズル１７のノズル本体２６の移動を許容する状態と、ベース部材２９に対する塗布ノズル１７のノズル本体２６の移動を規制する状態とが切り換え自在となっている。切り換え部２１は、電磁石３５にノズル本体２６を吸着すると、塗布ノズル１７のノズル本体２６とマンドレル２５の先端部（上端部）と同軸となる位置に、塗布ノズル１７のノズル本体２６を固定する。
【００４７】
制御装置は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置は、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１全体の制御を司る。
【００４８】
前述した構成の塗膜形成装置１は、以下のように、基体４の外周面４ｃに弾性層５を形成する。まず、被塗装物としての基体４内にマンドレル２５を挿入して、マンドレル２５に基体４を取り付ける。その後、塗膜形成装置１を起動して、制御装置が塗布ノズル１７及びガイド部１９のガイド部材３０を塗装開始位置まで移動部１８に下降させる。そして、制御装置が、移動部１８に塗布ノズル１７を上昇させるとともに、この塗布ノズル１７の上昇開始と同期させ、シリンダポンプ１３にホース１４を介して一定速度で塗料７を塗布ノズル１７のノズル本体２６に向かって送り出させて、図２に示すように、塗料７の塗出を開始する。
【００４９】
前述した移動部１８による塗布ノズル１７の上昇中には、ガイド部材３０がマンドレル２５の軸芯Ｐ方向に沿って移動する。このとき、マンドレル２５とガイド部材３０、ガイド部材３０と塗布ノズル１７のノズル本体２６が軸芯Ｐに対して交差（図示例では、直交）する方向に固定されているため、マンドレル２５と塗布ノズル１７は、軸芯Ｐに対して交差（図示例では、直交）する方向において互いに位置決めされている。また、ころ３４により塗布ノズル１７のノズル本体２６がマンドレル２５に対して同軸を保ったまま低摩擦でベース部材２９上を移動するため、塗布ノズル１７のノズル本体２６とマンドレル２５は、互いに同軸を維持したまま滑らかな移動が可能となり、一定精度に間隔ＣＧを維持したままの塗装が可能となる。図３に示すように、基体４の上端部４ｂ付近まで、塗布ノズル１７が移動した後、制御装置がシリンダポンプ１３からの塗出を停止する。さらに、制御装置は、塗布ノズル１７を上昇させ、マンドレル２５からベース部材２９が抜けると、電磁石３５に印加して、当該電磁石３５にノズル本体２６を吸着して、このノズル本体２６を被塗装物としての基体４と干渉しない位置に固定する。そして、塗膜形成装置１が停止する。
【００５０】
その後、作業員などが、塗膜即ち弾性層５が形成された基体４をマンドレル２５から取り外すとともに、マンドレル２５に塗膜即ち弾性層５が形成される前の基体４をセットして、前述した工程と同様に、塗膜即ち弾性層５を形成する。
【００５１】
このように、前述した塗膜形成装置１の制御装置は、支持部１６のマンドレル２５に保持された基体４の下端部４ａと相対した塗布ノズル１７のスリット２８から塗料７を塗出させて、該スリット２８から塗料７を塗出させながら塗布ノズル１７が基体４の上端部４ｂに向かって移動するように、移動部１８と塗料供給ユニット１０とを制御する。
【００５２】
本実施形態によれば、被塗装物としての基体４の外周面４ｃに塗膜としての弾性層５を形成する塗膜形成装置１において、基体４の外周面４ｃに円周方向の外側から塗料７を供給する塗布ノズル１７と固定されて支持部１６のマンドレル２５の軸芯Ｐに交差する方向の支持部１６に対する移動が規制されかつマンドレル２５に対して軸芯Ｐに沿って移動自在なガイド部１９を設けているので、塗布ノズル１７を支持部１６に対して移動しても、ガイド部１９を介して支持部１６に追従して、塗布ノズル１７が支持部１６のマンドレル２５の軸芯Ｐに交差する方向に移動する。そのために、支持部１６に対して塗布ノズル１７が軸芯Ｐに沿って移動する時に、支持部１６と塗布ノズル１７とを同軸に維持でき、そのために、支持部１６の軸芯Ｐ方向のいずれの位置に塗布ノズル１７が位置付けられていても、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１７の内周面２７との間隔ＣＧを確実に均一に保つことができ、均一の厚みで塗膜即ち弾性層５を形成できるという効果を奏でる。
【００５３】
また、塗膜形成装置１が塗布ノズル１７をベース部材２９に固定又は移動自在とする切り換え部２１を備えているので、塗装の前後での塗布ノズル１７をベース部材２９に固定することができ、基体４の支持部１６に対する着脱時に、支持部１６からガイド部１９が外れても次の塗装時に塗布ノズル１７に干渉することなくガイド部１９を取り付けることができる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図４を参照して説明する。なお、前述した第１の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。
【００５５】
本実施形態では、図４に示すように、塗布ノズル１７は、前述したノズル本体２６に加えてノズルベース３６を備えている。ノズルベース３６は、底面が仕上げられた円環状に形成され、かつベース部材２９とノズル本体２６との間に配置されている。ノズルベース３６は、ノズル本体２６と同軸となる位置に設けられ、このノズル本体２６と固定されている。ノズルベース３６の内径は、マンドレル２５の外径よりも大きく形成されている。ノズルベース３６は、内側にマンドレル２５を通している。
【００５６】
また、本実施形態では、塗膜形成装置１の移動支持部２０は、前述したころ３４の代わりに加圧気体供給部３７を備えている。加圧気体供給部３７は、リング状孔３８と、細孔３９と、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ４０とを備えている。リング状孔３８は、ベース部材２９内に設けられかつリング状に形成されている。リング状孔３８は、ベース部材２９と同軸に設けられている。リング状孔３８は、レギュレータ４０とホースを介して接続している。
【００５７】
細孔３９は、ベース部材２９の周方向に互いに間隔をあけて複数設けられており、リング状孔３８とベース部材２９の上面との双方に開口している。レギュレータ４０は、加圧気体供給源からリング状孔３８内に供給される加圧された気体の圧力を調整する。
【００５８】
前述した加圧気体供給部３７は、加圧基体供給源及びレギュレータ４０から供給された加圧された気体を、細孔３９内を通してベース部材２９と塗布ノズル１７のノズルベース３６との間に供給して、この加圧された気体によりベース部材２９とノズルベース３６との間に薄層空気膜Ｂを形成する。そして、加圧気体供給部３７即ち移動支持部２０は、薄層空気膜Ｂにより軸芯Ｐに対して交差（図示例では、直交）する方向に沿って、ベース部材２９に対して塗布ノズル１７を移動自在に支持する。
【００５９】
本実施形態では、塗布ノズル１７を高精度に軸芯Ｐに対して交差（直交）する方向に移動させるためには、薄層空気膜Ｂの負荷に対する剛性が大きいことが望まれる。基体４の外径を６０ｍｍ、薄層空気膜Ｂにかかる負荷を２０ｋｇ、ノズルベース３６の内径を７０ｍｍ、外径を１４０ｍｍである場合、細孔３９を円周上に8個設け、直径が０．６ｍｍの自成絞り穴とする。レギュレータ４０による給気圧は0.07MPa(ゲージ圧)とすると、このとき、薄層空気膜Ｂの厚さは30μm、剛性は1.0×103kg/mm以上となり、十分な剛性を得ることができる。この条件において、塗装時、移動部１８による上昇と同時にレギュレータ４０より加圧された気体が供給されると、生じた薄層空気膜Ｂにより塗布ノズル１７はベース部材２９に対して極低摩擦状態での微小移動が可能となる。
【００６０】
本実施形態によれば、移動支持部２０がベース部材２９と塗布ノズル１７との間に加圧された気体を供給する加圧気体供給部３７を備えているので、塗布ノズル１７とベース部材２９との間に加圧された気体で構成された薄層空気膜Ｂが形成される。そのために、塗布ノズル１７がベース部材２９に直接接触しないので、当該塗布ノズル１７が磨耗することなく、ベース部材２９上即ち支持部１６のマンドレル２５の軸芯Ｐに対して交差する方向に滑らかに移動できる。更に、前述した塗布ノズル１７とベース部材２９との間に加圧された気体で構成された薄層空気膜Ｂが、軸芯Ｐに沿って塗布ノズル１７が移動する際に発生する振動に対する除振機能を発揮して、塗膜としての弾性層５のムラをなくし塗膜としての弾性層５の表面品質を向上できるという効果を奏でる。
【００６１】
次に、本発明の第３の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図５及び図６を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態及び第２の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。
【００６２】
本実施形態では、図５及び図６に示すように、前述した加圧気体供給部３７に加えて、第２加圧気体供給部４１を備えている。
【００６３】
第２加圧気体供給部４１は、リング状孔４２と、微小穴４３と、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ４４とを備えている。リング状孔４２は、ガイド部材３０のガイド本体３２内に設けられかつリング状に形成されている。リング状孔４２は、ガイド部材３０のガイド本体３２と同軸に設けられている。リング状孔４２は、レギュレータ４４とホースを介して接続している。
【００６４】
微小穴４３は、直径が１ｍｍ以下に形成され、かつガイド部材３０の周方向に互いに間隔をあけて複数設けられており、リング状孔４２とガイド部材３０のガイド本体３２の内周面との双方に開口している。微小穴４３は、図示例では、周方向に等間隔に４個設けられている。微小穴４３は、４個以上設けられるのが望ましく、４、８、１２個がより好ましい。更に、微小穴４３は、軸芯Ｐ方向には１列のみ設けているが、本発明では、微小穴４３を軸芯Ｐ方向に１列以上設けても良い。レギュレータ４４は、加圧気体供給源からリング状孔４２内に供給される加圧された気体の圧力を調整する。
【００６５】
前述した第２加圧気体供給部４１は、塗装時、加圧基体供給源及びレギュレータ４４から供給された加圧された気体を、周方向に等間隔に設けられた微小穴４３内を通してガイド部材３０のガイド本体３２の内周面と支持部１６のマンドレル２５の外周面との間に供給して、この加圧された気体によりガイド部材３０のガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に薄層空気膜Ｃを形成する。そして、第２加圧気体供給部４１即ち移動支持部２０は、微小穴４３からの加圧された気体により生じた薄層空気膜Ｃでガイド部材３０とマンドレル２５との間に剛性が作用し、これらのガイド部材３０とマンドレル２５とを一定の位置関係を維持したまま、マンドレル２５の形状にガイド部材３０のガイド本体３２及び塗布ノズル１７が極低摩擦状態で追従することができる。このように、本実施形態では、ガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に隙間を設けても、第２加圧気体供給部４１が加圧された気体をこれらの間に供給して、前記薄層空気膜Ｃによって、ガイド部１９のガイド部材３０がマンドレル２５に対して軸芯Ｐに交差する方向の移動が規制されている。これにより、マンドレル２５即ち基体４と塗布ノズル１７とを高精度に同軸を維持した塗装が可能となる。なお、図５に示す構造の場合、軸芯Ｐに対し直交する方向にはほとんど摩擦がないため、荷重に関する制約はない。ガイド部材３０とマンドレル２５との間には10μm〜50μmの隙間をあけ、給気圧は0.02〜0.07MPaの範囲でレギュレータ４４により調整できるようにする。
【００６６】
本実施形態によれば、ガイド部１９のガイド部材３０の内周面と支持部１６のマンドレル２５の外周面との間に加圧された気体を供給する第２加圧気体供給部４１を備えているので、ガイド部材３０と支持部１６のマンドレル２５との間に加圧された気体で構成された薄層空気膜Ｃが形成される。そのために、塗布ノズル１７の移動時に、塗布ノズル１７と支持部１６のマンドレル２５とが直接接触することを防止でき、塗布ノズル１７と支持部１６の磨耗を防止して、塗膜形成装置１自体の長寿命化を図ることができる。
【００６７】
次に、本発明の第４の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図７を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態乃至第３の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。
【００６８】
本実施形態では、図７に示すように、ガイド部１９は、前述したガイド部材３０と、連結柱３１とをそれぞれ二つ備えている。
【００６９】
本実施形態では、マンドレル２５を基体４の３倍以上の長さに形成し、前述した二つのガイド部材３０を、互いの間に基体４を挟む位置に設けている。本実施形態では、塗装時、それぞれのガイド部材３０によりマンドレル２５の微小な傾きに対して、塗布ノズル１７の傾きも追従させることができ、マンドレル２５即ち基体４と塗布ノズル１７とを高精度に同軸を維持するのに加えて、マンドレル２５の外周面に対して常に垂直な方向に塗料を塗出することが可能となる。
【００７０】
本実施形態によれば、ガイド部材３０を支持部１６のマンドレル２５の軸芯Ｐに沿って間隔をあけて複数設けたので、支持部１６と塗布ノズル１７とをより確実に同軸に保つことができ、より確実に均一の厚みに塗膜を形成できる。なお、本発明では、ガイド部材３０を３つ以上設けても良い。
【００７１】
次に、本発明の第５の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図８を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態乃至第４の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。
【００７２】
本実施形態では、図８に示すように、移動部１８によって塗布ノズル１７が移動される際に、ガイド部材３０の内周面がマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃと相対する位置に配置されている。本実施形態では、ガイド本体３２の内周面とマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃとの間及びガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に隙間を設けても、第２加圧気体供給部４１が加圧された気体をこれらの間に供給して、前記薄層空気膜Ｃによって、ガイド部１９のガイド部材３０がマンドレル２５に対して軸芯Ｐに交差する方向の移動が規制されている。本実施形態では、図８で示すように、マンドレル２５を基体４の２倍以上の長さに形成して、塗装時に、ガイド部材３０内に基体４が位置付けられることがある。ガイド部材３０で基体４の形状に追従し、二つのガイド部材３０でマンドレル２５の傾きに追従することによって、基体４の外周形状に合わせて、基体４と塗布ノズル１７とを同軸を保ったままの塗装が可能となる。
【００７３】
本実施形態によれば、ガイド部材３０が、その内周面がマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃと相対する位置に配置されているので、当該ガイド部材３０によって基体４の形状に沿って塗布ノズル１７を移動できるため、マンドレル２５上を摺動するガイド部材３０のみで塗布ノズル１７を案内する場合よりも、より均一の厚みに塗膜を形成できる。
【００７４】
次に、本発明の第６の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図９及び図１０を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態乃至第５の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。
【００７５】
本実施形態では、塗膜形成装置１は、図９及び図１０に示すように、第３加圧気体供給部４５を備えている。第３加圧気体供給部４５は、円柱状穴４６と、微小穴４７と、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ４８とを備えている。円柱状穴４６は、マンドレル２５内に設けられかつ円柱状に形成されている。円柱状穴４６は、マンドレル２５と同軸に設けられている。円柱状穴４６は、レギュレータ４８とホースを介して接続している。
【００７６】
微小穴４７は、マンドレル２５の軸芯Ｐ方向の両端部に設けられ、即ち微小穴４７は、マンドレル２５の軸芯Ｐ方向に２列設けられている。微小孔４７は、円柱状穴４６とマンドレル２５の外周面との双方に開口している。それぞれの端部に設けられた微小穴４７は、マンドレル２５の周方向に互いに間隔をあけて設けられている。図示例では、微小穴４７は、マンドレル２５の周方向に等間隔に４個設けられている。微小穴４７は、本発明では、マンドレル２５の軸芯Ｐ方向に２列以上設けるのが望ましく、各列ではマンドレル２５の周方向に４、８、１２個設けられるのが望ましい。レギュレータ４８は、加圧気体供給源から円柱状穴４６内に供給される加圧された気体の圧力を調整する。
【００７７】
前述した第３加圧気体供給部４５は、塗装時、加圧基体供給源及びレギュレータ４８から供給された加圧された気体を、周方向に等間隔に設けられた微小穴４７内を通して支持部１６のマンドレル２５の外周面と基体４の内周面との間に供給して、この加圧された気体をマンドレル２５の外周面から噴出させることにより、マンドレル２５と基体４との間に薄層空気膜Ｄを生じる。第３加圧気体供給部４５は、基体４をマンドレル２５の外周の微細な凹凸の影響を受けることなく高精度な真円状態で保持することが可能となる。なお、給気圧はレギュレータ４８により0.02〜0.05MPaの範囲で調整可能とする。またマンドレル２５の外径Dmは、基体４の内径Dpよりやや小さくするのが望ましく、(Dp−Dm)/Dm＝−0.0004程度とするのがよい。また、本実施形態では、ガイド本体３２の内周面とマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃとの間及びガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に隙間を設けても、第２加圧気体供給部４１が加圧された気体をこれらの間に供給して、前記薄層空気膜Ｃによって、ガイド部１９のガイド部材３０がマンドレル２５に対して軸芯Ｐに交差する方向の移動が規制されている。
【００７８】
本実施形態によれば、マンドレル２５と基体４の間に加圧された気体を供給する第３加圧気体供給部４５を備えているので、基体４が加圧された気体によってマンドレル２５に保持されるため、マンドレル２５の表面の凹凸に影響されることなく、基体４を円筒状に高精度に保持することができ、より一層確実に均一の厚みに弾性層５を形成できる。
【００７９】
次に、本発明の第７の実施形態にかかる塗膜形成装置１を、図１１を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態乃至第６の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。
【００８０】
本実施形態では、塗膜形成装置１は、図１１に示すように、揺動支持部４９を備えている。揺動支持部４９は、揺動ベース５０と、転動体としての玉５１とを備えている。揺動ベース５０は、台部２４上に設けられている。玉５１は、揺動ベース５０と台部２４との間に設けられている。揺動ベース５０と台部２４とには、玉５１をあらゆる方向に転動自在とする該玉５１の外形に沿った凹み５２が設けられている。また、揺動ベース５０は、マンドレル２５の一端部（下端）を保持する。
【００８１】
揺動支持部４９は、玉５１があらゆる方向に転動することで、装置本体１５の台部２２に対して支持部１６のマンドレル２５を軸芯Ｐ方向の一端部を中心として、当該支持部１６のマンドレル２５をあらゆる方向に揺動自在に支持する。
【００８２】
本実施形態では、マンドレル２５を、玉５１を介して水平方向に対して微小な角度で傾く揺動ベース５０上に固定して、マンドレル２５を軸芯Ｐ方向に対して傾きを変更可能としている。これにより、塗装時、ガイド部材３０の軸芯Ｐ方向の移動に対してマンドレル２５の傾きが追従するようになる。移動部１８は軸芯Ｐ方向に対して微小なうねりを持つため、マンドレル２５がうねりに対して常に平行を保つこととなり、高精度に前述した間隔ＣＧを安定させることが可能となる。
【００８３】
また、本実施形態では、ガイド本体３２の内周面とマンドレル２５に保持された基体４の外周面４ｃとの間及びガイド本体３２の内周面とマンドレル２５の外周面との間に隙間を設けても、第２加圧気体供給部４１が加圧された気体をこれらの間に供給して、前記薄層空気膜Ｃによって、ガイド部１９のガイド部材３０がマンドレル２５に対して軸芯Ｐに交差する方向の移動が規制されている。
【００８４】
本実施形態によれば、支持部１６のマンドレル２５が軸芯Ｐに対して全方向に微小に揺動することが可能となる揺動支持部４９を備えているので、塗布ノズル１７を移動させる移動部１８の精度に依らず、支持部１６のマンドレル２５と塗布ノズル１７との同軸に保つことができ、より安定した厚みの塗膜としての弾性層５を形成でき、弾性層５の品質をより高品質に保つことが可能となる。
【００８５】
前述した実施形態では、定着ベルト２の弾性層５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。また、前述した実施形態では、無端ベルト状の定着ベルト２の例を示したが、本発明は、勿論、金属などで構成された円筒状の被塗装物としてのローラ芯金の外周面に、塗料７を塗布して、塗膜を形成して得られる定着ローラなどに適用しても良い。
【００８６】
また、前述した実施形態では、基体４を固定して、塗布ノズル１７を移動させている。しかしながら、本発明では、塗布ノズル１７を固定して、基体４を移動させても良く、塗布ノズル１７と基体４との双方を移動させても良い。さらに、本発明では、前述した実施形態に記載された要素を適宜組み合わせて、塗膜形成装置１を構成しても良い。また、本発明では、前述した加圧基体供給部３１，４１，４５及び揺動支持部４９の構成を適宜変更しても良いことは勿論である。
【００８７】
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、例えば、移動部１８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】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示された塗膜形成装置が塗装し始めた状態を説明する説明図である。
【図３】図１に示された塗膜形成装置が塗装を終了する状態を説明する説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる塗膜形成装置の要部の構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態にかかる塗膜形成装置の要部の構成を示す説明図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図８】本発明の第５の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第６の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図１２】本発明の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１３】図１２中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
４ｃ 外周面
５ 弾性層（塗膜）
７ 塗料
１０ 塗料供給ユニット（塗料供給部）
１７ 塗布ノズル
１８ 移動部
１９ ガイド部
２０ 移動支持部
２１ 切り換え部
２５ マンドレル（保持部）
２７ 内周面
２８ スリット
２９ ベース部材
３０ ガイド部材
３７ 加圧気体供給部
４１ 第２加圧気体供給部
４５ 第３加圧気体供給部
４９ 揺動支持部
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、
前記外周面が露出した状態で前記被塗装物を保持する円柱状の保持部と、
円環状に形成されかつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対した内周面に前記塗料を塗出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、
前記保持部と前記塗布ノズルとを前記被塗装物の軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、
前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、
前記塗布ノズルに固定されかつ前記軸芯に沿って前記保持部に対して移動自在に設けられているとともに前記保持部に対する前記軸芯に交差する方向の移動が規制されたガイド部と、
前記塗布ノズルを前記移動部に対して前記軸芯に交差する方向に沿って移動自在に支持する移動支持部と、
を備えていることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記移動部が、その表面上に前記塗布ノズルが重ねられたベース部材を備え、そして、
前記移動支持部が、前記ベース部材と前記塗布ノズルとの間に加圧された気体を供給する加圧気体供給部を備えている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】
前記ベース部材に対する前記塗布ノズルの移動を許容する状態と前記移動を規制する状態とが切り換え自在な切り換え部が、前記ベース部材に設けられていることを特徴とする請求項２記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記ガイド部が、円環状に形成されて内側に前記保持部を通すガイド部材を備え、そして、
前記ガイド部材の内周面と前記保持部の外周面との間に加圧された気体を供給する第２加圧気体供給部が、備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記移動部によって前記塗布ノズルが移動される際に、前記ガイド部材の内周面が前記保持部に保持された前記被塗装物の外周面と相対する位置に設けられていることを特徴とする請求項４記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
前記ガイド部が、前記ガイド部材を前記軸芯に沿って互いに間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項７】
前記保持部と前記被塗装物の内周面との間に加圧された気体を供給する第３加圧気体供給部が、備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項８】
前記保持部の一端部を中心として当該保持部を揺動自在に支持した揺動支持部が、備えられていることを特徴とする請求項１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、
前記外周面が露出した状態で前記被塗装物を保持する円柱状の保持部と、
円環状に形成されかつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対した内周面に前記塗料を塗出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、
前記保持部と前記塗布ノズルとを前記被塗装物の軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、
前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、
前記塗布ノズルに固定されかつ前記軸芯に沿って前記保持部に対して移動自在に設けられているとともに前記保持部に対する前記軸芯に交差する方向の移動が規制されたガイド部と、
前記塗布ノズルを前記移動部に対して前記軸芯に交差する方向に沿って移動自在に支持する移動支持部と、
を備えていることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記移動部が、その表面上に前記塗布ノズルが重ねられたベース部材を備え、そして、
前記移動支持部が、前記ベース部材と前記塗布ノズルとの間に加圧された気体を供給する加圧気体供給部を備えている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】
前記ベース部材に対する前記塗布ノズルの移動を許容する状態と前記移動を規制する状態とが切り換え自在な切り換え部が、前記ベース部材に設けられていることを特徴とする請求項２記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記ガイド部が、円環状に形成されて内側に前記保持部を通すガイド部材を備え、そして、
前記ガイド部材の内周面と前記保持部の外周面との間に加圧された気体を供給する第２加圧気体供給部が、備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記移動部によって前記塗布ノズルが移動される際に、前記ガイド部材の内周面が前記保持部に保持された前記被塗装物の外周面と相対する位置に設けられていることを特徴とする請求項４記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
前記ガイド部が、前記ガイド部材を前記軸芯に沿って互いに間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項７】
前記保持部と前記被塗装物の内周面との間に加圧された気体を供給する第３加圧気体供給部が、備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項８】
前記保持部の一端部を中心として当該保持部を揺動自在に支持した揺動支持部が、備えられていることを特徴とする請求項１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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１８８４８２（Ｐ２００８−１８８４８２Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２１９４（Ｐ２００７−２２１９４）
【出願日】平成１９年１月３１日（２００７．１．３１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月３１日（２００７．１．３１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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