給紙ローラーの塗装方法および塗装装置
【課題】水系塗料を用いて給紙ローラーを塗装する塗装方法を提案すること。
【解決手段】給紙ローラーの塗装方法は、水平な姿勢の給紙ローラー本体１００をその中心軸線回りに回転させながら、第１ノズル４１を用いて略水平方向から水系塗料を吹き付けて、当該給紙ローラー本体１００の外周面に下地塗膜層を形成する。次に、水平な姿勢に保持した給紙ローラー本体１００Ａをその中心軸線回りに回転させながら、その下地塗膜層の表面に第２ノズル４２を用いて水平方向から粉体を吹き付けて粉体層を形成する。次に、水平な姿勢に保持した給紙ローラー本体１００Ｂをその中心軸線回りに回転させながら、粉体層の表面に第３ノズル４３を用いて略水平方向から水系塗料を吹き付けて、当該粉体層の表面を覆う表面塗膜層を形成する。
【解決手段】給紙ローラーの塗装方法は、水平な姿勢の給紙ローラー本体１００をその中心軸線回りに回転させながら、第１ノズル４１を用いて略水平方向から水系塗料を吹き付けて、当該給紙ローラー本体１００の外周面に下地塗膜層を形成する。次に、水平な姿勢に保持した給紙ローラー本体１００Ａをその中心軸線回りに回転させながら、その下地塗膜層の表面に第２ノズル４２を用いて水平方向から粉体を吹き付けて粉体層を形成する。次に、水平な姿勢に保持した給紙ローラー本体１００Ｂをその中心軸線回りに回転させながら、粉体層の表面に第３ノズル４３を用いて略水平方向から水系塗料を吹き付けて、当該粉体層の表面を覆う表面塗膜層を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンターなどにおいて紙などのシート状の記録媒体を搬送するために用いる給紙ローラーの塗装方法および塗装装置に関する。さらに詳しくは、セラミック粉体などの粉体を含む水系塗料を給紙ローラーの外周面に塗布するための塗装方法および塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給紙ローラー（搬送ローラー）は、細長い円柱状の軸体の円形外周面に、耐摩耗性および摩擦係数の高い合成樹脂塗料が塗布された構成となっている。合成樹脂塗料には摩擦係数を高めるためにセラミック粉体、アルミナ粉体などの粉体が含まれている。給紙ローラー用の塗料としては一般に溶剤系合成樹脂塗料が使用されている。特許文献１には、シート搬送ローラーの表面にプライマー層を形成した後に、その上にアルミナ粒子を含む溶剤系合成樹脂塗料を塗布する方法および装置が提案されている。また、特許文献２には、溶剤系塗料をローラー本体に塗布した後にセラミック粉体を吹き付けてシート搬送ローラーを製造する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４６０６９号公報
【特許文献２】特開２００１−１５８５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、環境保護等の観点からは溶剤系塗料の代わりに環境負荷の少ない水系塗料を用いることが望ましい。しかしながら、水系塗料にセラミック粉体などの粉体を混合させたものを塗布する場合には、溶剤系塗料に比べて粉体が分離して沈降しやすいので、スプレーガンのノズルが短時間で詰まってしまうという問題が発生する。また、溶剤系塗料に比べて乾燥に時間が掛かるので塗布した塗料がダレやすく、均一な塗膜を形成することが困難である。
【０００５】
特許文献２において提案されているように、ローラー本体に塗料のみを塗布した後に、粉体をその上に吹き付けて塗布することが考えられるが、水系塗料の場合には粉体の定着あるいは固着強度が低く、耐摩耗性あるいは耐久性の高い塗装を得ることができないという問題点がある。また、塗装工程を複数に分けた場合には塗装装置の構成が大掛かりとなり、設置スペースを多く必要とし、製造コストも高くなるという問題点がある。
【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、水系塗料を用いて耐摩耗性および摩擦係数の高い均一な塗膜を給紙ローラー表面に形成することができ、しかも、装置構成をコンパクトにすることのできる給紙ローラーの塗装方法および塗装装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、給紙ローラーの外周面にセラミックあるいは金属の粉体を含む水系塗料を塗布する給紙ローラーの塗装方法であって、
水平な姿勢に保持した軸状の給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に水系塗料を吹き付けて、当該給紙ローラーの外周面に下地塗膜層を形成し、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に形成した下地塗膜層の表面に水平方向から粉体を吹き付けて、当該下地塗膜の表面を覆う粉体層を形成し、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に形成した粉体層の表面に水系塗料を吹き付けて、当該粉体層の表面を覆う表面塗膜層を形成することを特徴としている。
【０００８】
本発明の塗装方法では、給紙ローラーの外周面に水系塗料を塗布した後にセラミック粉体などの粉体を塗布し、しかる後に、その上に再度、水系塗料を塗布している。このように、粉体が水系塗料によって挟まれた三層状態の塗膜層を形成することにより、耐摩耗性および摩擦係数の高い塗膜を形成することができる。また、本発明の塗装方法では、水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら水系塗料を吹き付けているので、塗布された水系塗料のダレを防止でき、全体として均一な塗膜を形成することができる。さらに、水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら粉体を水平方向から吹き付けているので、全体として均一な粉体塗膜を形成することができる。
【０００９】
ここで、３つの塗布工程からなる塗装を効率良く行うためには、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーを、当該給紙ローラーの中心軸線に平行な軸線を中心とする円形の循環経路に沿って所定の回転角度毎に間欠的に移動させ、
当該循環経路における給紙ローラーの一時停止位置の一つを下地塗膜層の形成位置とし、
循環経路における下地塗膜層の形成位置の下流側の一時停止位置を、粉体層の形成位置とし、
循環経路における粉体層の形成位置の下流側の一時停止位置を、表面塗膜層の形成位置とし、
循環経路における表面塗膜層の形成位置の下流側で、且つ、下地塗膜層の形成位置の上流側の一時停止位置を、塗装後の給紙ローラーの代わりに塗装対象の新たな給紙ローラーを循環経路に供給する供給位置とすることが望ましい。
【００１０】
また、３つの塗布工程からなる塗装をコンパクトな装置構成で行うためには、下地塗膜層形成用の水系塗料の第１吹き付けノズルと、粉体層形成用の粉体の第２吹き付けノズルと、表面塗膜層形成用の水系塗料の第３吹き付けノズルとを、同一の駆動機構を用いて、給紙ローラーの中心軸線の方向に同時に移動させながら同時に塗装を行うようにすることが望ましい。
【００１１】
さらに、セラミック粉体あるいは金属粉体からなる粉体層を均一に形成するためには、第２吹き付けノズルに対して正確に定量ずつ粉体を供給する必要がある。このためには、粉体タンクの下端開口から、水平に配置したスクリューコンベアに粉体を自然落下させ、スクリューコンベアの回転数を制御することにより、第２吹き付けノズルに向けて供給される粉体の量を調整することが望ましい。
【００１２】
また、粉体タンク内において粉体が固まって下端開口から落下しなくなることを防止するために、粉体タンクに振動を与えて、当該粉体タンク内に堆積した粉体を下端開口の側に落下させることが望ましい。
【００１３】
次に、本発明は、上記の塗装方法を実施するための給紙ローラーの塗装装置であって、
給紙ローラーを循環させるための円形の循環経路と、
円形の循環経路に沿って一定の角度間隔で配置されている給紙ローラー供給位置、第１の水系塗料塗布位置、粉体塗布位置、および第２の水系塗料塗布位置と、
給紙ローラーを水平な姿勢に保持した状態で、循環経路に沿って一定の角度毎に間欠的に循環させる給紙ローラー間欠送り機構と、
第１の水系塗料塗布位置、粉体塗布位置および第２の水系塗料塗布位置において、給紙ローラー間欠送り機構によって水平に保持されている給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させる給紙ローラー回転機構と、
第１の水系塗料塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する方向から水系塗料を吹き付け可能な第１ノズルと、
粉体塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する水平方向から粉体を吹き付け可能な第２ノズルと、
第２の水系塗料塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する方向から水系塗料を吹き付け可能な第３ノズルと、
第１、第２および第３ノズルを、一時停止した給紙ローラーに沿った水平方向に直線往復移動させるノズル移動機構とを有していることを特徴としている。
【００１４】
ここで、前記給紙ローラー間欠送り機構は、円筒面に沿って一定の角度間隔で給紙ローラーを保持する複数の給紙ローラー保持部を備えた回転籠と、この回転籠をその中心軸線回りに一定の角度間隔毎に間欠的に回転させる回転駆動機構とを備えた構成とすることができる。この場合には、前記第１、第２および第３ノズル、並びに前記ノズル移動機構を回転籠の内側に配置し、第１、第２および第３ノズルを同時にノズル移動機構によって移動させて、回転籠の内側から給紙ローラーに対して水系塗料、粉体を吹き付けるようにすれば、装置構成をコンパクトにすることができる。
【００１５】
粉体の供給機構を、粉体タンクと、この粉体の下端開口から自然落下する粉体が供給されるスクリューコンベアから構成し、スクリューコンベアの回転数を制御することにより、第２ノズルにスクリューコンベアによって定量ずつ粉体を供給することが可能である。また、粉体タンクに振動を与える加振機構を有していることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した給紙ローラーの塗装装置を前側から見た場合の全体構成図である。
【図２】図１の塗装装置を後側から見た場合の回転籠を含む部分を示す説明図である。
【図３】図１の塗装装置を左側から見た場合の回転籠を含む部分を示す説明図である。
【図４】図１の塗装装置によって塗装される給紙ローラー本体、左右一対のホルダー、および、給紙ローラーを回転籠に取り付けた状態をそれぞれ示す説明図である。
【図５】図１の塗装装置の塗装動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して本発明を適用した給紙ローラーの塗装装置の実施の形態を説明する。なお、後述の図４（ａ）に示すように、本実施の形態の塗装装置によって塗装される給紙ローラー本体１００は、細長い円柱状の金属製あるいはセラミック製のものであり、その両側の軸端部１０１、１０２を除く外周面部分１０３に多層塗布膜が形成される。
【００１８】
図１を参照して説明すると、本実施の形態に係る給紙ローラー塗装装置１は、金属製の枠材を組み合わせて構成した全体として矩形枠状の装置架台２を備えており、装置架台２における上下方向の中程の位置には矩形のテーブル板３が水平に取り付けられている。テーブル板３の上には、円筒状の回転籠４が装置幅方向に水平に配置されている。回転籠４の左側には、回転籠４をその中心軸線回りに回転する回転駆動機構などを含む駆動機構部５が配置されており、当該駆動機構部５の前面の上端部分には操作盤６が配置されている。回転籠４の右側にはテーブル板３の上に水系塗料供給タンク７が搭載されており、テーブル板３の下側は、圧縮空気供給用のコンプレッサー（図示せず）などの機械が収納された機械室８となっている。
【００１９】
図２は給紙ローラー塗装装置１の回転籠４を含む部分を背面側から見た場合の斜視図である。図１および図２を参照して説明すると、回転籠４は、一定の間隔を開けて同軸状態に配置した左垂直リング枠１１および右垂直リング枠１２と、これらの間において円周方向に沿って一定の角度間隔で水平に架け渡されている複数本の水平連結バー１３から構成されている。右垂直リング枠１２は、テーブル板３に取り付けた前後一対の支持ローラー１４ａ、１４ｂによって、その中心軸線回りに回転自在の状態で支持されている。
【００２０】
回転籠４の左垂直リング枠１１の外側端面には同軸状態で一定幅のリング１５が固定されており、このリング１５を介して、駆動機構部５の回転籠回転機構１６（給紙ローラー間欠送り機構）によって、回転籠４がその中心軸線回りに回転駆動される。回転籠回転機構１６は、リング１５を下側から支持している駆動ローラー（図示せず）と、この駆動ローラーを回転駆動する駆動モーター１６ａを備えている。
【００２１】
回転籠４における左垂直リング枠１１および右垂直リング枠１２の内側端面には、それぞれ、各水平連結バー１３の間に位置するように、一定の角度間隔で左給紙ローラー保持筒１７ａ、右給紙ローラー保持筒１７ｂがそれぞれ取り付けられている。図１に示すように、対応する左右一対の給紙ローラー保持筒１７ａ、１７ｂ（給紙ローラー保持部）の間に、塗装対象の給紙ローラー本体１００を水平に取り付け可能である。
【００２２】
図３は回転籠４を右側から見た場合の説明図である。この図に示すように、回転籠４に取り付けられた塗装対象の給紙ローラー本体１００は、回転籠４の回転に伴って円形の循環経路Ａに沿って搬送される。すなわち、装置前側の供給・取り外し位置２１（給紙ローラー供給位置）、第１の水系塗料塗布位置２２、セラミック粉体塗布位置２３および第２の水系塗料塗布位置２４を順次に経由して再び供給・取り外し位置２１に戻る円形の循環経路に沿って循環する。
【００２３】
ここで、回転籠４の左側の駆動機構部５には、左右の給紙ローラー保持筒１７ａ、１７ｂの間に架け渡した塗装対象の給紙ローラー本体１００をその中心軸線回りに回転させるための給紙ローラー回転駆動機構３０が配置されている。図２から分かるように、給紙ローラー回転駆動機構３０は、回転籠４の左垂直リング枠１１の外側端面に一定の角度間隔で取り付けた軸受け３１を介して左給紙ローラー保持筒１７ａから同軸状に延びている軸部１７ｃに固着したゴムローラー３２を備えている。また、左垂直リング枠１１の外側において、一定間隔で同軸状態に配置された２枚の垂直固定リング枠３３、３４を備えており、垂直固定リング枠３３、３４の間には、第１の水系塗料塗布位置２２、セラミック粉体塗布位置２３および第２の水系塗料塗布位置２４に対応する角度位置に、それぞれ、駆動側ローラー３５ａ、３５ｂ、３５ｃが回転自在の状態で取り付けられている。
【００２４】
ゴムローラー３２は、回転籠４が回転して、各位置２２、２３、２４に至ると、駆動側ローラー３５ａ、３５ｂ、３５ｃに対して所定の圧力で当接可能である。駆動側ローラー３５ａ、３５ｂは、これらに架け渡したベルト３６ａを介して、駆動モーター３７ａによって回転駆動される。駆動側ローラー３５ｃは、これに架け渡したベルト３６ｂを介して、駆動モーター３７ｂによって回転駆動される。したがって、給紙ローラー本体１００は、第１の水系塗料塗布位置２２、粉体塗布位置２３および第２の水系塗料塗布位置２４に至ると、給紙ローラー回転駆動機構３０によって、その中心軸線回りに回転する。
【００２５】
次に、図２、図３から分かるように、回転籠４の内側には、第１の水系塗料塗布位置２２に位置している給紙ローラー本体１００に対して、直交する水平方向あるいは僅かに上側から水系塗料を吹き付け可能な第１ノズル４１が配置されている。また、セラミック粉体塗布位置２３に位置している給紙ローラー本体１００に対して直交する水平方向からセラミック粉体を吹き付け可能な第２ノズル４２が配置されている。さらに、第２の水系塗料塗布位置２４に位置している給紙ローラー本体１００に対して、直交する水平方向あるいは僅かに上側から水系塗料を吹き付け可能な第３ノズル４３が配置されている。
【００２６】
これらの第１、第２および第３ノズル４１〜４３は、ノズルスライド機構４４（ノズル移動機構）によって回転籠４の中心軸線に沿った水平方向に直線往復移動可能である。ノズルスライド機構４４は、第１〜第３ノズル４１〜４３が搭載されている共通のスライダ４５を備えており、スライダ４５は、装置架台２に水平に取り付けたスライドガイド４６に沿って装置幅方向にスライド可能である。
【００２７】
第１ノズル４１、第３ノズル４３には、装置架台２に搭載されている水系塗料タンク７１から水系塗料が供給されると共に、同じく装置架台２に搭載されている圧縮空気供給源（図示せず）から圧縮空気が供給され、圧縮空気によって水系塗料が第１、第３ノズル４１、４３から吹き出される。これに対して、第２ノズル４２には、スライダ４５に搭載されている粉体供給機構５０からセラミック粉体が供給され、圧縮空気供給源から圧縮空気が供給され、圧縮空気によってセラミック粉体が第２ノズル４２から吹き出される。
【００２８】
図２、図３を参照して説明すると、粉体供給機構５０は、粉体タンク５１と、この粉体タンク５１の下端開口５２の下側に水平に配置したボールねじからなるスクリューコンベア５３と、スクリューコンベア５３を回転駆動するサーボモーター５４とを備えている。粉体タンク５１の下端開口５２からスクリューコンベア５３にセラミック粉体が自然落下する。スクリューコンベア５３によって、セラミック粉体が定量ずつ第２ノズル４２に供給される。スクリューコンベア５３の回転数を制御することにより第２ノズル４２に供給されるセラミック粉体の量を調整できる。すなわち、サーボモーター５４の回転数を駆動制御することにより第２ノズル４２から吹き出されるセラミック粉体の量を正確に調整することができる。
【００２９】
ここで、粉体タンク５１の外側面には、当該粉体タンク５１に振動を与えるための加振機構５５が取り付けられている。本例の加振機構５５はプランジャからなり、これを励磁することにより粉体タンク５１の側面が振動する。振動を与えることにより、内部に貯留されているセラミック粉体が固まって下端開口５２から落下しなくなるという弊害を回避できる。
【００３０】
また、図２から分かるように、本例の第２ノズル４２の前方には、当該第２ノズル４２の移動範囲に亘って、上下一対の水平板５６ａ、５６ｂが配置されている。これらの水平板５６ａ、５６ｂの間には、一定間隔の粉体吹き出し通路が形成されており、この粉体吹き出し通路の後端開口に沿って第２ノズル４２がセラミック粉体を吹き出しながら左右に往復移動する。粉体吹き出し通路の前端開口は、粉体吹き付け位置２３に位置している給紙ローラー本体１００に対して、微小間隔で対峙可能な位置にある。したがって、第２ノズル４２から吹き出されたセラミック粉体は、外部に飛散することなく給紙ローラー本体１００の外周面に対して、それに直交する水平方向から吹き付けられる。
【００３１】
図４（ａ）には、給紙ローラー本体および当該給紙ローラー本体を回転籠に取り付けるための左右一対の取付け用ホルダーを示してある。給紙ローラー本体１００は円形断面の細長い金属製の軸部材である。左右の取付け用ホルダー６１、６２は、所定長さの円筒部６１ａ、６２ａと、これらの後端から同軸状に延びている矩形断面の差し込み用の軸部６１ｂ、６２ｂとを備えている。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、給紙ローラー本体１００の左側の軸端部１０１を左側の取付け用ホルダー６１の円筒部６１ａに差し込み、右側の軸端部１０２を右側の取付け用ホルダー６２の円筒部６２ａに差し込むことにより、左右の取付け用ホルダー６１、６２を給紙ローラー本体１００の両軸端部に取り付けることができる。
【００３３】
図４（ｃ）に示すように、給紙ローラー本体１００に取り付けたホルダー６１、６２の軸部６１ｂ、６２ｂを、それぞれ、回転籠４における左右の給紙ローラー保持筒１７ａ、１７ｂに差し込むことにより、給紙ローラー本体１００を回転籠４に水平に取り付けることができる。
【００３４】
また、ホルダー６１、６２を取り付けた状態において、これらのホルダー６１、６２の間に露出している給紙ローラー本体１００の外周面部分１０３が塗装部分である。したがって、ホルダー６１、６２の円筒部６１ａ、６２ａの長さを変えることにより塗装対象の外周面部分１００ａを変更することができる。塗装装置１によって多層塗布膜が塗布された外周面部分１００ａは耐摩耗性および摩擦係数が高く、紙などの記録媒体を滑りなく精度良く搬送することができる。
【００３５】
（塗装動作）
主として図５を参照して給紙ローラー塗装装置１における塗装動作を説明する。塗装動作において、操作盤６の操作部を介して入力された各種条件に基づき、予め設定されている制御シーケンス（プログラム）にしたがって各部が駆動される。
【００３６】
まず、回転籠４を回転籠回転機構１６によって一定の角度間隔で間欠的に回転駆動する。これにより、左右一対の給紙ローラー保持筒１７ａ、１７ｂからなる各給紙ローラー保持部が円形の循環経路に沿って間欠送りされる。図５（ａ）に示すように、給紙ローラー保持部が供給・取り外し位置２１に一時停止する毎に、当該給紙ローラー保持部に塗装対象の給紙ローラー本体１００を取り付ける。
【００３７】
給紙ローラー保持部に取り付けられた給紙ローラー本体１００が、装置後側の第１の水系塗料吹き付け位置２２に至り、ここに一時停止すると、給紙ローラー回転駆動機構３０における回転状態にある駆動側ローラー３５ａに係合した左給紙ローラー保持筒１７ａが回転を開始するので、これにより、給紙ローラー本体１００がその中心軸線回りに回転を始める。また、ノズルスライド機構４４によって第１〜第３ノズル４１〜４３が装置幅方向の一方の端から他方の端に向けてスライドを開始する。図５（ｂ）に示すように、第１ノズル４１からは水系塗料が吹き出され、回転している給紙ローラー本体１００の外周面部分に吹き付けられる。第１ノズル４１が移動することにより、給紙ローラー本体１００の両側の軸端部１０１、１０２を除き、その外周面部分１０３（図４（ｃ）参照）に均一な下地塗膜層が形成される。第１ノズル４１が一往復あるいは複数回往復して水系塗料の吹き付け動作が終了する。
【００３８】
この後は、回転籠４が一定角度だけ回転して、下地塗膜層が形成された給紙ローラー本体１００Ａは次の粉体吹き付け位置２３に移動し、ここに一時停止する。粉体吹き付け位置２３においても駆動側ローラー３５ｂによって給紙ローラー本体１００Ａはその中心軸線回りに回転を開始する。この状態で、図５（ｃ）に示すように、粉体供給機構５０によって第２ノズル４２にセラミック粉体が定量ずつ供給され、第２ノズル４２が横方向に移動しながら、回転している給紙ローラー本体１００Ａの外周面にセラミック粉体を吹き付けて粉体膜を形成する。ここで、回転籠４における粉体塗布位置２２よりも手前側の第１の水系塗料塗布位置２２にも給紙ローラー本体１００が位置しているので、第１ノズル４１によって水系塗料の塗布動作が同時に行われる。
【００３９】
粉体吹き付け動作が終了した後は、回転籠４が一定角度だけ回転して、粉体膜が形成された給紙ローラー本体１００Ｂが次の第２の水系塗料吹き付け位置２４に移動し、ここに一時停止する。第２の水系塗料吹き付け位置２４においても駆動側ローラー３５ｃによって給紙ローラー本体１００Ｂはその中心軸線回りに回転を開始する。この状態で、図５（ｄ）に示すように、第３ノズル４３は水系塗料を吹き出しながら横方向に移動して、給紙ローラー本体１００Ｂの外周面に表面塗布層を形成する。
【００４０】
ここで、手前側の粉体吹き付け位置２３では、粉体供給機構５０によって第２ノズル４２にセラミック粉体が定量ずつ供給され、第２ノズル４２が横方向に移動しながら、回転している給紙ローラー本体１００Ａの外周面にセラミック粉体を吹き付けて粉体膜を形成する。また、回転籠４における粉体塗布位置２３よりも手前側の第１の水系塗料塗布位置２２にも給紙ローラー本体１００が位置しているので、第１ノズル４１によって水系塗料の塗布動作が同時に行われる。
【００４１】
この後も、各位置２２、２３、２４において塗布動作が行われながら回転籠４が一定角度毎に間欠的に回転し、塗装が終了した給紙ローラー本体１００Ｃが装置前側の供給・取り出し位置２１に戻る。この位置において、図５（ｅ）に示すように、塗装終了後の給紙ローラー本体１００Ｃを取り外し、代わりに、これから塗装を行う給紙ローラー本体１００を取り付ける。このようにして、各給紙ローラー本体に対する３工程からなる塗装動作が順次に行われる。
【００４２】
ここで、セミラック粉体の塗膜厚さなどを調整するためには、サーボモーター５４を制御してスクリューコンベア５３の回転数を制御すればよい。また、加振機構５５を例えば定期的に駆動して粉体タンク５１に振動を与えることにより、粉体タンク５１内でセラミック粉体が固まって下端開口５２からスクリューコンベア５３の側に供給されなくなるという弊害を防止できる。
【００４３】
以上説明したように、給紙ローラー塗装装置１では、水系塗料を用いて給紙ローラー本体１００の塗装を行っているので、溶剤系塗料を用いる場合とは異なり、環境負荷が少ない。また、水系塗料を水平な姿勢で回転している給紙ローラー本体１００の外周面に対して、それに直交する略水平方向から吹き付けるようにしているので、水系塗料のダレを防止でき、均一な塗膜を形成することができる。さらに、セラミック粉体を、水平な姿勢で回転している給紙ローラー本体１００Ａの外周面に対して、それに直交する水平方向から吹き付けるようにしているので、均一な厚さの粉体膜を形成することができる。さらには、粉体膜の表面に水系塗料を再度吹き付けてコーティングしているので、耐摩耗性に優れた高摩擦係数の円形外周面を備えた給紙ローラーを得ることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 給紙ローラー塗装装置
２ 装置架台
３ テーブル板
４ 回転籠
５ 駆動機構部
６ 操作盤
７ 水系塗料供給タンク
８ 機械室
１１ 左垂直リング枠
１２ 右垂直リング枠
１３ 水平連結バー
１４ａ、１４ｂ 支持ローラー
１５ リング
１６ 回転籠回転機構（給紙ローラー間欠送り機構）
１６ａ 駆動モーター
１７ａ 左給紙ローラー保持筒
１７ｂ 右給紙ローラー保持筒
２１ 供給取り外し位置
２２ 第１の水系塗料塗布位置
２３ セラミック粉体塗布位置
２４ 第２の水系塗料塗布位置
３０ 給紙ローラー回転駆動機構
３１ 軸受け
３２ ゴムローラー
３３、３４ 垂直固定リング枠
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ 駆動側ローラー
３６ａ、３６ｂ ベルト
３７ａ、３７ｂ 駆動モーター
４１ 第１ノズル
４２ 第２ノズル
４３ 第３ノズル
４４ ノズルスライド機構
４５ スライダ
４６ スライドガイド
５０ 粉体供給機構
５１ 粉体タンク
５２ 下端開口
５３ スクリューコンベア
５４ サーボモーター
５５ 加振機構
５６ａ、５６ｂ 水平板
６１、６２ ホルダー
６１ａ、６２ａ 円筒部
６１ｂ、６２ｂ 軸部
１００ 給紙ローラー本体（塗装前）
１００Ａ 給紙ローラー本体（下地塗膜層形成後）
１００Ｂ 給紙ローラー本体（粉体層形成後）
１００Ｃ 給紙ローラー本体（表面塗膜形成後、塗装済）
１０１、１０２ 軸端部
１０３ 外周面部分
Ａ 円形の循環経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンターなどにおいて紙などのシート状の記録媒体を搬送するために用いる給紙ローラーの塗装方法および塗装装置に関する。さらに詳しくは、セラミック粉体などの粉体を含む水系塗料を給紙ローラーの外周面に塗布するための塗装方法および塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給紙ローラー（搬送ローラー）は、細長い円柱状の軸体の円形外周面に、耐摩耗性および摩擦係数の高い合成樹脂塗料が塗布された構成となっている。合成樹脂塗料には摩擦係数を高めるためにセラミック粉体、アルミナ粉体などの粉体が含まれている。給紙ローラー用の塗料としては一般に溶剤系合成樹脂塗料が使用されている。特許文献１には、シート搬送ローラーの表面にプライマー層を形成した後に、その上にアルミナ粒子を含む溶剤系合成樹脂塗料を塗布する方法および装置が提案されている。また、特許文献２には、溶剤系塗料をローラー本体に塗布した後にセラミック粉体を吹き付けてシート搬送ローラーを製造する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４６０６９号公報
【特許文献２】特開２００１−１５８５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、環境保護等の観点からは溶剤系塗料の代わりに環境負荷の少ない水系塗料を用いることが望ましい。しかしながら、水系塗料にセラミック粉体などの粉体を混合させたものを塗布する場合には、溶剤系塗料に比べて粉体が分離して沈降しやすいので、スプレーガンのノズルが短時間で詰まってしまうという問題が発生する。また、溶剤系塗料に比べて乾燥に時間が掛かるので塗布した塗料がダレやすく、均一な塗膜を形成することが困難である。
【０００５】
特許文献２において提案されているように、ローラー本体に塗料のみを塗布した後に、粉体をその上に吹き付けて塗布することが考えられるが、水系塗料の場合には粉体の定着あるいは固着強度が低く、耐摩耗性あるいは耐久性の高い塗装を得ることができないという問題点がある。また、塗装工程を複数に分けた場合には塗装装置の構成が大掛かりとなり、設置スペースを多く必要とし、製造コストも高くなるという問題点がある。
【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、水系塗料を用いて耐摩耗性および摩擦係数の高い均一な塗膜を給紙ローラー表面に形成することができ、しかも、装置構成をコンパクトにすることのできる給紙ローラーの塗装方法および塗装装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、給紙ローラーの外周面にセラミックあるいは金属の粉体を含む水系塗料を塗布する給紙ローラーの塗装方法であって、
水平な姿勢に保持した軸状の給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に水系塗料を吹き付けて、当該給紙ローラーの外周面に下地塗膜層を形成し、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に形成した下地塗膜層の表面に水平方向から粉体を吹き付けて、当該下地塗膜の表面を覆う粉体層を形成し、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に形成した粉体層の表面に水系塗料を吹き付けて、当該粉体層の表面を覆う表面塗膜層を形成することを特徴としている。
【０００８】
本発明の塗装方法では、給紙ローラーの外周面に水系塗料を塗布した後にセラミック粉体などの粉体を塗布し、しかる後に、その上に再度、水系塗料を塗布している。このように、粉体が水系塗料によって挟まれた三層状態の塗膜層を形成することにより、耐摩耗性および摩擦係数の高い塗膜を形成することができる。また、本発明の塗装方法では、水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら水系塗料を吹き付けているので、塗布された水系塗料のダレを防止でき、全体として均一な塗膜を形成することができる。さらに、水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら粉体を水平方向から吹き付けているので、全体として均一な粉体塗膜を形成することができる。
【０００９】
ここで、３つの塗布工程からなる塗装を効率良く行うためには、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーを、当該給紙ローラーの中心軸線に平行な軸線を中心とする円形の循環経路に沿って所定の回転角度毎に間欠的に移動させ、
当該循環経路における給紙ローラーの一時停止位置の一つを下地塗膜層の形成位置とし、
循環経路における下地塗膜層の形成位置の下流側の一時停止位置を、粉体層の形成位置とし、
循環経路における粉体層の形成位置の下流側の一時停止位置を、表面塗膜層の形成位置とし、
循環経路における表面塗膜層の形成位置の下流側で、且つ、下地塗膜層の形成位置の上流側の一時停止位置を、塗装後の給紙ローラーの代わりに塗装対象の新たな給紙ローラーを循環経路に供給する供給位置とすることが望ましい。
【００１０】
また、３つの塗布工程からなる塗装をコンパクトな装置構成で行うためには、下地塗膜層形成用の水系塗料の第１吹き付けノズルと、粉体層形成用の粉体の第２吹き付けノズルと、表面塗膜層形成用の水系塗料の第３吹き付けノズルとを、同一の駆動機構を用いて、給紙ローラーの中心軸線の方向に同時に移動させながら同時に塗装を行うようにすることが望ましい。
【００１１】
さらに、セラミック粉体あるいは金属粉体からなる粉体層を均一に形成するためには、第２吹き付けノズルに対して正確に定量ずつ粉体を供給する必要がある。このためには、粉体タンクの下端開口から、水平に配置したスクリューコンベアに粉体を自然落下させ、スクリューコンベアの回転数を制御することにより、第２吹き付けノズルに向けて供給される粉体の量を調整することが望ましい。
【００１２】
また、粉体タンク内において粉体が固まって下端開口から落下しなくなることを防止するために、粉体タンクに振動を与えて、当該粉体タンク内に堆積した粉体を下端開口の側に落下させることが望ましい。
【００１３】
次に、本発明は、上記の塗装方法を実施するための給紙ローラーの塗装装置であって、
給紙ローラーを循環させるための円形の循環経路と、
円形の循環経路に沿って一定の角度間隔で配置されている給紙ローラー供給位置、第１の水系塗料塗布位置、粉体塗布位置、および第２の水系塗料塗布位置と、
給紙ローラーを水平な姿勢に保持した状態で、循環経路に沿って一定の角度毎に間欠的に循環させる給紙ローラー間欠送り機構と、
第１の水系塗料塗布位置、粉体塗布位置および第２の水系塗料塗布位置において、給紙ローラー間欠送り機構によって水平に保持されている給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させる給紙ローラー回転機構と、
第１の水系塗料塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する方向から水系塗料を吹き付け可能な第１ノズルと、
粉体塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する水平方向から粉体を吹き付け可能な第２ノズルと、
第２の水系塗料塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する方向から水系塗料を吹き付け可能な第３ノズルと、
第１、第２および第３ノズルを、一時停止した給紙ローラーに沿った水平方向に直線往復移動させるノズル移動機構とを有していることを特徴としている。
【００１４】
ここで、前記給紙ローラー間欠送り機構は、円筒面に沿って一定の角度間隔で給紙ローラーを保持する複数の給紙ローラー保持部を備えた回転籠と、この回転籠をその中心軸線回りに一定の角度間隔毎に間欠的に回転させる回転駆動機構とを備えた構成とすることができる。この場合には、前記第１、第２および第３ノズル、並びに前記ノズル移動機構を回転籠の内側に配置し、第１、第２および第３ノズルを同時にノズル移動機構によって移動させて、回転籠の内側から給紙ローラーに対して水系塗料、粉体を吹き付けるようにすれば、装置構成をコンパクトにすることができる。
【００１５】
粉体の供給機構を、粉体タンクと、この粉体の下端開口から自然落下する粉体が供給されるスクリューコンベアから構成し、スクリューコンベアの回転数を制御することにより、第２ノズルにスクリューコンベアによって定量ずつ粉体を供給することが可能である。また、粉体タンクに振動を与える加振機構を有していることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した給紙ローラーの塗装装置を前側から見た場合の全体構成図である。
【図２】図１の塗装装置を後側から見た場合の回転籠を含む部分を示す説明図である。
【図３】図１の塗装装置を左側から見た場合の回転籠を含む部分を示す説明図である。
【図４】図１の塗装装置によって塗装される給紙ローラー本体、左右一対のホルダー、および、給紙ローラーを回転籠に取り付けた状態をそれぞれ示す説明図である。
【図５】図１の塗装装置の塗装動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して本発明を適用した給紙ローラーの塗装装置の実施の形態を説明する。なお、後述の図４（ａ）に示すように、本実施の形態の塗装装置によって塗装される給紙ローラー本体１００は、細長い円柱状の金属製あるいはセラミック製のものであり、その両側の軸端部１０１、１０２を除く外周面部分１０３に多層塗布膜が形成される。
【００１８】
図１を参照して説明すると、本実施の形態に係る給紙ローラー塗装装置１は、金属製の枠材を組み合わせて構成した全体として矩形枠状の装置架台２を備えており、装置架台２における上下方向の中程の位置には矩形のテーブル板３が水平に取り付けられている。テーブル板３の上には、円筒状の回転籠４が装置幅方向に水平に配置されている。回転籠４の左側には、回転籠４をその中心軸線回りに回転する回転駆動機構などを含む駆動機構部５が配置されており、当該駆動機構部５の前面の上端部分には操作盤６が配置されている。回転籠４の右側にはテーブル板３の上に水系塗料供給タンク７が搭載されており、テーブル板３の下側は、圧縮空気供給用のコンプレッサー（図示せず）などの機械が収納された機械室８となっている。
【００１９】
図２は給紙ローラー塗装装置１の回転籠４を含む部分を背面側から見た場合の斜視図である。図１および図２を参照して説明すると、回転籠４は、一定の間隔を開けて同軸状態に配置した左垂直リング枠１１および右垂直リング枠１２と、これらの間において円周方向に沿って一定の角度間隔で水平に架け渡されている複数本の水平連結バー１３から構成されている。右垂直リング枠１２は、テーブル板３に取り付けた前後一対の支持ローラー１４ａ、１４ｂによって、その中心軸線回りに回転自在の状態で支持されている。
【００２０】
回転籠４の左垂直リング枠１１の外側端面には同軸状態で一定幅のリング１５が固定されており、このリング１５を介して、駆動機構部５の回転籠回転機構１６（給紙ローラー間欠送り機構）によって、回転籠４がその中心軸線回りに回転駆動される。回転籠回転機構１６は、リング１５を下側から支持している駆動ローラー（図示せず）と、この駆動ローラーを回転駆動する駆動モーター１６ａを備えている。
【００２１】
回転籠４における左垂直リング枠１１および右垂直リング枠１２の内側端面には、それぞれ、各水平連結バー１３の間に位置するように、一定の角度間隔で左給紙ローラー保持筒１７ａ、右給紙ローラー保持筒１７ｂがそれぞれ取り付けられている。図１に示すように、対応する左右一対の給紙ローラー保持筒１７ａ、１７ｂ（給紙ローラー保持部）の間に、塗装対象の給紙ローラー本体１００を水平に取り付け可能である。
【００２２】
図３は回転籠４を右側から見た場合の説明図である。この図に示すように、回転籠４に取り付けられた塗装対象の給紙ローラー本体１００は、回転籠４の回転に伴って円形の循環経路Ａに沿って搬送される。すなわち、装置前側の供給・取り外し位置２１（給紙ローラー供給位置）、第１の水系塗料塗布位置２２、セラミック粉体塗布位置２３および第２の水系塗料塗布位置２４を順次に経由して再び供給・取り外し位置２１に戻る円形の循環経路に沿って循環する。
【００２３】
ここで、回転籠４の左側の駆動機構部５には、左右の給紙ローラー保持筒１７ａ、１７ｂの間に架け渡した塗装対象の給紙ローラー本体１００をその中心軸線回りに回転させるための給紙ローラー回転駆動機構３０が配置されている。図２から分かるように、給紙ローラー回転駆動機構３０は、回転籠４の左垂直リング枠１１の外側端面に一定の角度間隔で取り付けた軸受け３１を介して左給紙ローラー保持筒１７ａから同軸状に延びている軸部１７ｃに固着したゴムローラー３２を備えている。また、左垂直リング枠１１の外側において、一定間隔で同軸状態に配置された２枚の垂直固定リング枠３３、３４を備えており、垂直固定リング枠３３、３４の間には、第１の水系塗料塗布位置２２、セラミック粉体塗布位置２３および第２の水系塗料塗布位置２４に対応する角度位置に、それぞれ、駆動側ローラー３５ａ、３５ｂ、３５ｃが回転自在の状態で取り付けられている。
【００２４】
ゴムローラー３２は、回転籠４が回転して、各位置２２、２３、２４に至ると、駆動側ローラー３５ａ、３５ｂ、３５ｃに対して所定の圧力で当接可能である。駆動側ローラー３５ａ、３５ｂは、これらに架け渡したベルト３６ａを介して、駆動モーター３７ａによって回転駆動される。駆動側ローラー３５ｃは、これに架け渡したベルト３６ｂを介して、駆動モーター３７ｂによって回転駆動される。したがって、給紙ローラー本体１００は、第１の水系塗料塗布位置２２、粉体塗布位置２３および第２の水系塗料塗布位置２４に至ると、給紙ローラー回転駆動機構３０によって、その中心軸線回りに回転する。
【００２５】
次に、図２、図３から分かるように、回転籠４の内側には、第１の水系塗料塗布位置２２に位置している給紙ローラー本体１００に対して、直交する水平方向あるいは僅かに上側から水系塗料を吹き付け可能な第１ノズル４１が配置されている。また、セラミック粉体塗布位置２３に位置している給紙ローラー本体１００に対して直交する水平方向からセラミック粉体を吹き付け可能な第２ノズル４２が配置されている。さらに、第２の水系塗料塗布位置２４に位置している給紙ローラー本体１００に対して、直交する水平方向あるいは僅かに上側から水系塗料を吹き付け可能な第３ノズル４３が配置されている。
【００２６】
これらの第１、第２および第３ノズル４１〜４３は、ノズルスライド機構４４（ノズル移動機構）によって回転籠４の中心軸線に沿った水平方向に直線往復移動可能である。ノズルスライド機構４４は、第１〜第３ノズル４１〜４３が搭載されている共通のスライダ４５を備えており、スライダ４５は、装置架台２に水平に取り付けたスライドガイド４６に沿って装置幅方向にスライド可能である。
【００２７】
第１ノズル４１、第３ノズル４３には、装置架台２に搭載されている水系塗料タンク７１から水系塗料が供給されると共に、同じく装置架台２に搭載されている圧縮空気供給源（図示せず）から圧縮空気が供給され、圧縮空気によって水系塗料が第１、第３ノズル４１、４３から吹き出される。これに対して、第２ノズル４２には、スライダ４５に搭載されている粉体供給機構５０からセラミック粉体が供給され、圧縮空気供給源から圧縮空気が供給され、圧縮空気によってセラミック粉体が第２ノズル４２から吹き出される。
【００２８】
図２、図３を参照して説明すると、粉体供給機構５０は、粉体タンク５１と、この粉体タンク５１の下端開口５２の下側に水平に配置したボールねじからなるスクリューコンベア５３と、スクリューコンベア５３を回転駆動するサーボモーター５４とを備えている。粉体タンク５１の下端開口５２からスクリューコンベア５３にセラミック粉体が自然落下する。スクリューコンベア５３によって、セラミック粉体が定量ずつ第２ノズル４２に供給される。スクリューコンベア５３の回転数を制御することにより第２ノズル４２に供給されるセラミック粉体の量を調整できる。すなわち、サーボモーター５４の回転数を駆動制御することにより第２ノズル４２から吹き出されるセラミック粉体の量を正確に調整することができる。
【００２９】
ここで、粉体タンク５１の外側面には、当該粉体タンク５１に振動を与えるための加振機構５５が取り付けられている。本例の加振機構５５はプランジャからなり、これを励磁することにより粉体タンク５１の側面が振動する。振動を与えることにより、内部に貯留されているセラミック粉体が固まって下端開口５２から落下しなくなるという弊害を回避できる。
【００３０】
また、図２から分かるように、本例の第２ノズル４２の前方には、当該第２ノズル４２の移動範囲に亘って、上下一対の水平板５６ａ、５６ｂが配置されている。これらの水平板５６ａ、５６ｂの間には、一定間隔の粉体吹き出し通路が形成されており、この粉体吹き出し通路の後端開口に沿って第２ノズル４２がセラミック粉体を吹き出しながら左右に往復移動する。粉体吹き出し通路の前端開口は、粉体吹き付け位置２３に位置している給紙ローラー本体１００に対して、微小間隔で対峙可能な位置にある。したがって、第２ノズル４２から吹き出されたセラミック粉体は、外部に飛散することなく給紙ローラー本体１００の外周面に対して、それに直交する水平方向から吹き付けられる。
【００３１】
図４（ａ）には、給紙ローラー本体および当該給紙ローラー本体を回転籠に取り付けるための左右一対の取付け用ホルダーを示してある。給紙ローラー本体１００は円形断面の細長い金属製の軸部材である。左右の取付け用ホルダー６１、６２は、所定長さの円筒部６１ａ、６２ａと、これらの後端から同軸状に延びている矩形断面の差し込み用の軸部６１ｂ、６２ｂとを備えている。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、給紙ローラー本体１００の左側の軸端部１０１を左側の取付け用ホルダー６１の円筒部６１ａに差し込み、右側の軸端部１０２を右側の取付け用ホルダー６２の円筒部６２ａに差し込むことにより、左右の取付け用ホルダー６１、６２を給紙ローラー本体１００の両軸端部に取り付けることができる。
【００３３】
図４（ｃ）に示すように、給紙ローラー本体１００に取り付けたホルダー６１、６２の軸部６１ｂ、６２ｂを、それぞれ、回転籠４における左右の給紙ローラー保持筒１７ａ、１７ｂに差し込むことにより、給紙ローラー本体１００を回転籠４に水平に取り付けることができる。
【００３４】
また、ホルダー６１、６２を取り付けた状態において、これらのホルダー６１、６２の間に露出している給紙ローラー本体１００の外周面部分１０３が塗装部分である。したがって、ホルダー６１、６２の円筒部６１ａ、６２ａの長さを変えることにより塗装対象の外周面部分１００ａを変更することができる。塗装装置１によって多層塗布膜が塗布された外周面部分１００ａは耐摩耗性および摩擦係数が高く、紙などの記録媒体を滑りなく精度良く搬送することができる。
【００３５】
（塗装動作）
主として図５を参照して給紙ローラー塗装装置１における塗装動作を説明する。塗装動作において、操作盤６の操作部を介して入力された各種条件に基づき、予め設定されている制御シーケンス（プログラム）にしたがって各部が駆動される。
【００３６】
まず、回転籠４を回転籠回転機構１６によって一定の角度間隔で間欠的に回転駆動する。これにより、左右一対の給紙ローラー保持筒１７ａ、１７ｂからなる各給紙ローラー保持部が円形の循環経路に沿って間欠送りされる。図５（ａ）に示すように、給紙ローラー保持部が供給・取り外し位置２１に一時停止する毎に、当該給紙ローラー保持部に塗装対象の給紙ローラー本体１００を取り付ける。
【００３７】
給紙ローラー保持部に取り付けられた給紙ローラー本体１００が、装置後側の第１の水系塗料吹き付け位置２２に至り、ここに一時停止すると、給紙ローラー回転駆動機構３０における回転状態にある駆動側ローラー３５ａに係合した左給紙ローラー保持筒１７ａが回転を開始するので、これにより、給紙ローラー本体１００がその中心軸線回りに回転を始める。また、ノズルスライド機構４４によって第１〜第３ノズル４１〜４３が装置幅方向の一方の端から他方の端に向けてスライドを開始する。図５（ｂ）に示すように、第１ノズル４１からは水系塗料が吹き出され、回転している給紙ローラー本体１００の外周面部分に吹き付けられる。第１ノズル４１が移動することにより、給紙ローラー本体１００の両側の軸端部１０１、１０２を除き、その外周面部分１０３（図４（ｃ）参照）に均一な下地塗膜層が形成される。第１ノズル４１が一往復あるいは複数回往復して水系塗料の吹き付け動作が終了する。
【００３８】
この後は、回転籠４が一定角度だけ回転して、下地塗膜層が形成された給紙ローラー本体１００Ａは次の粉体吹き付け位置２３に移動し、ここに一時停止する。粉体吹き付け位置２３においても駆動側ローラー３５ｂによって給紙ローラー本体１００Ａはその中心軸線回りに回転を開始する。この状態で、図５（ｃ）に示すように、粉体供給機構５０によって第２ノズル４２にセラミック粉体が定量ずつ供給され、第２ノズル４２が横方向に移動しながら、回転している給紙ローラー本体１００Ａの外周面にセラミック粉体を吹き付けて粉体膜を形成する。ここで、回転籠４における粉体塗布位置２２よりも手前側の第１の水系塗料塗布位置２２にも給紙ローラー本体１００が位置しているので、第１ノズル４１によって水系塗料の塗布動作が同時に行われる。
【００３９】
粉体吹き付け動作が終了した後は、回転籠４が一定角度だけ回転して、粉体膜が形成された給紙ローラー本体１００Ｂが次の第２の水系塗料吹き付け位置２４に移動し、ここに一時停止する。第２の水系塗料吹き付け位置２４においても駆動側ローラー３５ｃによって給紙ローラー本体１００Ｂはその中心軸線回りに回転を開始する。この状態で、図５（ｄ）に示すように、第３ノズル４３は水系塗料を吹き出しながら横方向に移動して、給紙ローラー本体１００Ｂの外周面に表面塗布層を形成する。
【００４０】
ここで、手前側の粉体吹き付け位置２３では、粉体供給機構５０によって第２ノズル４２にセラミック粉体が定量ずつ供給され、第２ノズル４２が横方向に移動しながら、回転している給紙ローラー本体１００Ａの外周面にセラミック粉体を吹き付けて粉体膜を形成する。また、回転籠４における粉体塗布位置２３よりも手前側の第１の水系塗料塗布位置２２にも給紙ローラー本体１００が位置しているので、第１ノズル４１によって水系塗料の塗布動作が同時に行われる。
【００４１】
この後も、各位置２２、２３、２４において塗布動作が行われながら回転籠４が一定角度毎に間欠的に回転し、塗装が終了した給紙ローラー本体１００Ｃが装置前側の供給・取り出し位置２１に戻る。この位置において、図５（ｅ）に示すように、塗装終了後の給紙ローラー本体１００Ｃを取り外し、代わりに、これから塗装を行う給紙ローラー本体１００を取り付ける。このようにして、各給紙ローラー本体に対する３工程からなる塗装動作が順次に行われる。
【００４２】
ここで、セミラック粉体の塗膜厚さなどを調整するためには、サーボモーター５４を制御してスクリューコンベア５３の回転数を制御すればよい。また、加振機構５５を例えば定期的に駆動して粉体タンク５１に振動を与えることにより、粉体タンク５１内でセラミック粉体が固まって下端開口５２からスクリューコンベア５３の側に供給されなくなるという弊害を防止できる。
【００４３】
以上説明したように、給紙ローラー塗装装置１では、水系塗料を用いて給紙ローラー本体１００の塗装を行っているので、溶剤系塗料を用いる場合とは異なり、環境負荷が少ない。また、水系塗料を水平な姿勢で回転している給紙ローラー本体１００の外周面に対して、それに直交する略水平方向から吹き付けるようにしているので、水系塗料のダレを防止でき、均一な塗膜を形成することができる。さらに、セラミック粉体を、水平な姿勢で回転している給紙ローラー本体１００Ａの外周面に対して、それに直交する水平方向から吹き付けるようにしているので、均一な厚さの粉体膜を形成することができる。さらには、粉体膜の表面に水系塗料を再度吹き付けてコーティングしているので、耐摩耗性に優れた高摩擦係数の円形外周面を備えた給紙ローラーを得ることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 給紙ローラー塗装装置
２ 装置架台
３ テーブル板
４ 回転籠
５ 駆動機構部
６ 操作盤
７ 水系塗料供給タンク
８ 機械室
１１ 左垂直リング枠
１２ 右垂直リング枠
１３ 水平連結バー
１４ａ、１４ｂ 支持ローラー
１５ リング
１６ 回転籠回転機構（給紙ローラー間欠送り機構）
１６ａ 駆動モーター
１７ａ 左給紙ローラー保持筒
１７ｂ 右給紙ローラー保持筒
２１ 供給取り外し位置
２２ 第１の水系塗料塗布位置
２３ セラミック粉体塗布位置
２４ 第２の水系塗料塗布位置
３０ 給紙ローラー回転駆動機構
３１ 軸受け
３２ ゴムローラー
３３、３４ 垂直固定リング枠
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ 駆動側ローラー
３６ａ、３６ｂ ベルト
３７ａ、３７ｂ 駆動モーター
４１ 第１ノズル
４２ 第２ノズル
４３ 第３ノズル
４４ ノズルスライド機構
４５ スライダ
４６ スライドガイド
５０ 粉体供給機構
５１ 粉体タンク
５２ 下端開口
５３ スクリューコンベア
５４ サーボモーター
５５ 加振機構
５６ａ、５６ｂ 水平板
６１、６２ ホルダー
６１ａ、６２ａ 円筒部
６１ｂ、６２ｂ 軸部
１００ 給紙ローラー本体（塗装前）
１００Ａ 給紙ローラー本体（下地塗膜層形成後）
１００Ｂ 給紙ローラー本体（粉体層形成後）
１００Ｃ 給紙ローラー本体（表面塗膜形成後、塗装済）
１０１、１０２ 軸端部
１０３ 外周面部分
Ａ 円形の循環経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙ローラーの外周面にセラミックあるいは金属の粉体を含む水系塗料を塗布する給紙ローラーの塗装方法であって、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に水系塗料を吹き付けて、当該給紙ローラーの外周面に下地塗膜層を形成し、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に形成した下地塗膜層の表面に水平方向から粉体を吹き付けて、当該下地塗膜層の表面を覆う粉体層を形成し、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に形成した粉体層の表面に水系塗料を吹き付けて、当該粉体層の表面を覆う表面塗膜層を形成することを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項２】
請求項１において、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーを、当該給紙ローラーの中心軸線に平行な軸線を中心とする円形の循環経路に沿って所定の回転角度毎に間欠的に移動させ、
当該循環経路における給紙ローラーの一時停止位置の一つを下地塗膜層の形成位置とし、
循環経路における下地塗膜層の形成位置の下流側の一時停止位置を、粉体層の形成位置とし、
循環経路における粉体層の形成位置の下流側の一時停止位置を、表面塗膜層の形成位置とし、
循環経路における表面塗膜層の形成位置の下流側で、且つ、下地塗膜層の形成位置の上流側の一時停止位置を、塗装後の給紙ローラーの代わりに塗装対象の新たな給紙ローラーを循環経路に供給する供給位置としたことを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項３】
請求項２において、
下地塗膜層形成用の水系塗料の吹き付けノズルと、粉体層形成用の粉体の吹き付けノズルと、表面塗膜層形成用の水系塗料の吹き付けノズルとを、同一の駆動機構を用いて、給紙ローラーの中心軸線の方向に同時に移動させながら同時に塗装を行うことを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項４】
請求項３において、
粉体を貯留した粉体タンクの下端開口から、水平に配置したスクリューコンベアに粉体を自然落下させ、スクリューコンベアの回転数を制御することにより、粉体の吹き付けノズルに供給される粉体の量を調整することを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項５】
請求項４において、
粉体タンクに振動を与えて、当該粉体タンク内に堆積した粉体を下端開口の側に落下させることを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法により、給紙ローラーの外周面に粉体を含む水系塗料を塗布する給紙ローラーの塗装装置であって、
給紙ローラーを循環させるための円形の循環経路と、
円形の循環経路に沿って一定の角度間隔で配置されている給紙ローラー供給位置、第１の水系塗料塗布位置、粉体塗布位置、および第２の水系塗料塗布位置と、
給紙ローラーを水平な姿勢に保持した状態で、循環経路に沿って一定の角度毎に間欠的に循環させる給紙ローラー間欠送り機構と、
第１の水系塗料塗布位置、粉体塗布位置および第２の水系塗料塗布位置において、給紙ローラー間欠送り機構によって水平に保持されている給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させる給紙ローラー回転機構と、
第１の水系塗料塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する方向から水系塗料を吹き付け可能な第１ノズルと、
粉体塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する水平方向から粉体を吹き付け可能な第２ノズルと、
第２の水系塗料塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する方向から水系塗料を吹き付け可能な第３ノズルと、
第１、第２および第３ノズルを、一時停止した給紙ローラーに沿った水平方向に直線往復移動させるノズル移動機構とを有していることを特徴とする給紙ローラーの塗装装置。
【請求項７】
請求項６において、
給紙ローラー間欠送り機構は、円筒面に沿って一定の角度間隔で給紙ローラーを保持する複数の給紙ローラー保持部を備えた回転籠と、この回転籠をその中心軸線回りに一定の角度間隔毎に間欠的に回転させる回転駆動機構とを備えており、
第１、第２および第３ノズル、並びに前記ノズル移動機構は回転籠の内側に配置されており、
第１、第２および第３ノズルは同時に前記ノズル移動機構によって移動させられることを特徴とする給紙ローラーの塗装装置。
【請求項８】
請求項７において、
粉体タンクと、
この粉体タンクの下端開口から粉体が自然落下により供給される水平に配置したスクリューコンベアとを有し、
スクリューコンベアの回転数を制御することにより、前記第２ノズルにはスクリューコンベアによって定量ずつ粉体を供給可能であることを特徴とする給紙ローラーの塗装装置。
【請求項９】
請求項８において、
粉体タンクに振動を与える加振機構を有していることを特徴とする給紙ローラーの塗装装置。
【請求項１】
給紙ローラーの外周面にセラミックあるいは金属の粉体を含む水系塗料を塗布する給紙ローラーの塗装方法であって、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に水系塗料を吹き付けて、当該給紙ローラーの外周面に下地塗膜層を形成し、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に形成した下地塗膜層の表面に水平方向から粉体を吹き付けて、当該下地塗膜層の表面を覆う粉体層を形成し、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させながら、当該給紙ローラーの外周面に形成した粉体層の表面に水系塗料を吹き付けて、当該粉体層の表面を覆う表面塗膜層を形成することを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項２】
請求項１において、
水平な姿勢に保持した給紙ローラーを、当該給紙ローラーの中心軸線に平行な軸線を中心とする円形の循環経路に沿って所定の回転角度毎に間欠的に移動させ、
当該循環経路における給紙ローラーの一時停止位置の一つを下地塗膜層の形成位置とし、
循環経路における下地塗膜層の形成位置の下流側の一時停止位置を、粉体層の形成位置とし、
循環経路における粉体層の形成位置の下流側の一時停止位置を、表面塗膜層の形成位置とし、
循環経路における表面塗膜層の形成位置の下流側で、且つ、下地塗膜層の形成位置の上流側の一時停止位置を、塗装後の給紙ローラーの代わりに塗装対象の新たな給紙ローラーを循環経路に供給する供給位置としたことを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項３】
請求項２において、
下地塗膜層形成用の水系塗料の吹き付けノズルと、粉体層形成用の粉体の吹き付けノズルと、表面塗膜層形成用の水系塗料の吹き付けノズルとを、同一の駆動機構を用いて、給紙ローラーの中心軸線の方向に同時に移動させながら同時に塗装を行うことを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項４】
請求項３において、
粉体を貯留した粉体タンクの下端開口から、水平に配置したスクリューコンベアに粉体を自然落下させ、スクリューコンベアの回転数を制御することにより、粉体の吹き付けノズルに供給される粉体の量を調整することを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項５】
請求項４において、
粉体タンクに振動を与えて、当該粉体タンク内に堆積した粉体を下端開口の側に落下させることを特徴とする給紙ローラーの塗装方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法により、給紙ローラーの外周面に粉体を含む水系塗料を塗布する給紙ローラーの塗装装置であって、
給紙ローラーを循環させるための円形の循環経路と、
円形の循環経路に沿って一定の角度間隔で配置されている給紙ローラー供給位置、第１の水系塗料塗布位置、粉体塗布位置、および第２の水系塗料塗布位置と、
給紙ローラーを水平な姿勢に保持した状態で、循環経路に沿って一定の角度毎に間欠的に循環させる給紙ローラー間欠送り機構と、
第１の水系塗料塗布位置、粉体塗布位置および第２の水系塗料塗布位置において、給紙ローラー間欠送り機構によって水平に保持されている給紙ローラーをその中心軸線回りに回転させる給紙ローラー回転機構と、
第１の水系塗料塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する方向から水系塗料を吹き付け可能な第１ノズルと、
粉体塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する水平方向から粉体を吹き付け可能な第２ノズルと、
第２の水系塗料塗布位置に一時停止した給紙ローラーに対して直交する方向から水系塗料を吹き付け可能な第３ノズルと、
第１、第２および第３ノズルを、一時停止した給紙ローラーに沿った水平方向に直線往復移動させるノズル移動機構とを有していることを特徴とする給紙ローラーの塗装装置。
【請求項７】
請求項６において、
給紙ローラー間欠送り機構は、円筒面に沿って一定の角度間隔で給紙ローラーを保持する複数の給紙ローラー保持部を備えた回転籠と、この回転籠をその中心軸線回りに一定の角度間隔毎に間欠的に回転させる回転駆動機構とを備えており、
第１、第２および第３ノズル、並びに前記ノズル移動機構は回転籠の内側に配置されており、
第１、第２および第３ノズルは同時に前記ノズル移動機構によって移動させられることを特徴とする給紙ローラーの塗装装置。
【請求項８】
請求項７において、
粉体タンクと、
この粉体タンクの下端開口から粉体が自然落下により供給される水平に配置したスクリューコンベアとを有し、
スクリューコンベアの回転数を制御することにより、前記第２ノズルにはスクリューコンベアによって定量ずつ粉体を供給可能であることを特徴とする給紙ローラーの塗装装置。
【請求項９】
請求項８において、
粉体タンクに振動を与える加振機構を有していることを特徴とする給紙ローラーの塗装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３９６６４（Ｐ２０１２−１３９６６４Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３４（Ｐ２０１１−９３４）
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（５０３３８７３９６）有限会社エス・ピー・エス (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（５０３３８７３９６）有限会社エス・ピー・エス (1)
【Ｆターム（参考）】
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