CN101045227B - 涂膜形成装置 - Google Patents

Abstract

一种涂膜形成装置(1)。该装置(1)包括涂抹单元(11)、涂料供给单元(10)及控制单元(12)。涂抹单元(11)包括保持基体(4)的保持单元(18)，涂抹喷嘴(19)及可移动单元(20)。涂抹喷嘴(19)呈环形，设有将涂料排至其内周面上的缝。可移动单元(20)使涂抹喷嘴(19)沿基体(4)的轴芯P移动。控制单元(12)控制涂料(7)从基体(4)的下端(4a)向上顺序地涂抹在基体(4)的外周面(4c)上。

Description

涂膜形成装置

优先权要求

本申请要求以2006年3月17日提交的日本专利申请2006-074765为优先权，其公开的全部内容通过引用而结合在本文中。

技术领域

本发明涉及一种通过在圆柱形表面上涂抹涂料而形成涂膜的涂膜形成装置，特别是一种适用于形成定影部件的弹性层的涂膜形成装置，如应用PPC(平纸复印机)、LBP(激光打印机)及传真机等电子照相系统的图像形成设备中的定影部件，所述定影部件通过加热或挤压将未定影的色粉图像定影在传送纸上。

背景技术

基于电子摄影术的成像装置如复印机或打印机中，会实施一个将传送带变窄变厚，且色粉受热溶解以传送至纸张的定影过程。近年来，一种含有热阻橡胶如硅胶的弹性层形成在用于定影过程的部件(定影辊或定影带)上。定影辊或定影带可由以下方法获得。底层(粘合剂)被涂至基体(由铝、铁组成的圆柱形金属核芯或含聚酰亚胺或镍的带状基体)上，包含热阻材料如硅胶的涂料被涂上以形成厚度在100-300μm之间的弹性层。这样，如上所述即可得到定影辊或定影带。

前述的弹性层在定影中以恒定的压力把色粉挤压到传送纸上，改善了图像粒子度。由于热阻橡胶的导热率，弹性层的厚度影响图像及定影辊的提升时间(到达预期温度的时间)。因此应力求使弹性层的厚度均匀。

过去，为了形成上述的弹性层，人们已使用了各种涂膜形成装置。比如可见日本专利公告第2005-87955号。该公告公开了一种按下述方式形成弹性层的涂膜形成装置。该涂膜形成装置定位上述基体，使其轴芯水平。当叶片形涂抹喷嘴排出的涂料粘到基体上之后，通过旋转基体使涂料从涂抹喷嘴中排出，这就是如何形成弹性层的。

此公告中的涂膜形成装置通过旋转基体使涂料从涂抹喷嘴中排出，以在基体外周面上形成涂膜。因此，当基体涂抹开始后转动约一周时刚刚形成的涂膜叠盖在之前形成的涂膜上，在涂膜之间就会产生阶梯，即不同。因此，当使用前述涂膜形成装置时，涂料被涂抹以形成涂膜。因而，为保持涂膜的厚度的恒定，需要增加机械工序，如对涂膜的外表面的打磨。

在此方式下，传统的涂膜形成装置在形成的涂膜上会产生阶梯，这就使涂料涂抹后的机械工序成为必需。因而增加了在基体外表面上形成厚度均匀的涂膜所需工序的数量。

由于以上原因，需要一种可形成均匀厚度涂膜的涂膜形成装置。

发明内容

本发明的目的是一种满足这种需求的涂膜形成装置。该装置通过在一个具有轴芯，上端和下端的欲被涂抹的圆柱形物体上涂抹涂料而形成涂膜。装置包括将物体保持，使其外周面暴露且使轴芯竖直的保持单元；内圆面与物体的外周面相对并留有间隙的环形涂抹喷嘴，其与物体共轴，内表面上有在整个圆周上排出涂料的缝；使保持单元和涂抹喷嘴沿轴芯相对运动的可移动单元；向涂抹喷嘴供应涂料的涂料供给单元；及用于控制可移动单元和涂料供给单元，以使涂料从与物体的下端相对的涂抹喷嘴的缝中排出，且涂抹喷嘴在材料排出同时向物体的上端运动的控制单元。

其中控制单元控制可移动单元和供给单元，以使涂抹喷嘴在涂料从涂抹喷嘴的缝中排出后向上端运动，并在与物体的下端相对时停止运动，涂料与物体的外周面接触。

其中控制单元控制可移动单元和供给单元，以使涂抹喷嘴在其上升过程中从缝中排出涂料的过程停止后，又重新向上运动，而喷嘴的向上运动在涂料从缝中向物体外表面传送过程时曾停止过。

说明书附图简介

通过以下描述、附属权利要求及附图，可更好地理解本发明的这些及其它的特点和优点。

图1是本发明第一实施例的涂膜形成装置结构的示意图；

图2是沿图1中涂膜形成装置中的线II-II的涂抹喷嘴的横截面图；

图3是图1中涂膜形成装置的一系列涂膜形成步骤的流程图；

图4是与基体的下端相对的涂抹喷嘴在图3步骤S3处停止其功能的状态下的剖视图；

图5是来自涂抹喷嘴的涂料粘着到基体外周面时的剖视图；

图6是图5中的涂抹喷嘴正在上升时的剖视图；

图7是图6中的涂抹喷嘴暂停运动而与基体上端相对时的剖视图；

图8是图7所示涂抹喷嘴再次上升时的剖视图；

图9是涂料粘着到图8中的基体上端时的剖视图；

图10是说明停止基体的位置和停止图1的涂膜形成装置所保持的涂抹喷嘴的位置之间的关系示意图；

图11是在其上由图1的涂膜形成装置形成涂膜的定影带的立体图。

图12是沿图11中的线XII-XII的横截面图；

图13是说明涂抹喷嘴与基体之间体积相对于图1中涂膜形成装置的涂膜厚度的关系示意图。

具体实施方式

下文将参考图1-12介绍本发明的一个实施例。图1为介绍符合本发明的涂膜形成装置结构的简图。图2是沿图1中涂膜形成装置中的线II-II的涂抹喷嘴的横截面图。图3是介绍图1中涂膜形成装置的一系列涂膜形成步骤的流程图。

当定影带2作为成像装置如复印机的组成部分时，涂膜形成装置将弹性层5作为涂膜形成在欲被涂抹的圆柱形物体的基体4上，其上形成有定影带2(见图11)的底层3(见图12)。

如图11所示，定影带呈环形，如图12所示，定影带2堆叠以包括由聚酰亚胺或镍形成的环带形基体4，由硅胶等热阻橡胶形成的弹性层5，底层(粘合剂)3，和由氟树脂构成的模铸释放层6。弹性层5的厚度约在100到300μm之间。

弹性层5在基体4的宽度方向上包括一端4a(涂膜形成装置1涂抹涂料7的下端)及另一端4b(涂膜形成装置1涂抹涂料7的上端)。定影带2被加热并将色粉挤压向传送纸张，以将色粉定影在传送纸张上。

涂膜形成装置1将含有硅胶和公知溶剂的涂料7涂至基体4(也称为“被涂抹件”)的外表面上，即，底(粘合剂)层3上以形成弹性层5。涂料7具有满足下列方程Eq.1的粘度μ。即，涂料7的粘度充分大于用于形成底层3和模铸释放层6的涂料。

10[Pa·s]≤μ≤100[Pa·s]    (1)

如图1所示，涂膜形成装置1包括用于供给涂料的涂料供给单元10，涂抹单元11及控制单元12。涂料供给单元10包括置于工厂地面的单元体13，多个浓溶液箱14，多个抽吸泵15和混合器16。浓溶液箱14，抽吸泵15，混合器16和涂抹单元11的涂抹喷嘴19通过如导管等而彼此连接。

单元体13呈箱形，浓溶液箱14，抽吸泵15置于单元体13内，浓溶液箱14中所盛液体为涂料7的来源。图中设有两个浓溶液箱14。抽吸泵15抽吸浓溶液箱14中的浓溶液并供至混合器16。每个浓溶液箱14设一台抽吸泵15，混合器16置于单元体13的上表面上，接受由抽吸泵15从浓溶液箱14中抽吸并供给的浓溶液。混合器16将来自浓溶液箱14的液体混合产生涂料7，涂料7被供至涂抹喷嘴19。

涂抹单元11包括单元体17，保持单元18，涂抹喷嘴19及移动单元20。单元体17包括可置于工厂地面的基座21，从基座21向上延伸的延伸板22，自延伸板22顶端沿水平方向延伸的顶板23，顶板23呈扁平状，并在竖直方向上与基座21间隔一定距离。

保持单元18包括支柱24与上夹盘25，支柱24呈圆柱形，垂直竖立在基座21的上表面上。支柱24固定在基座21上。支柱24的轴芯沿竖直方向。支柱24穿过并保持基体4，当支柱24保持基体4时，支柱24的外周面与基体4的内圆表面紧密接触。而且，当支柱24保持基体4时，基体4的轴芯P(图1中的点划线所示)是竖直的，基体4的外周面4c为圆柱形表面(垂直于轴芯的截面为圆弧)。通过此方式，支柱24，即保持单元18保持基体4，使其轴芯沿竖直方向。

上夹盘25包括夹持缸26和挤压件27，夹持缸26包括缸体28和连接至缸体28的杆29.缸体28安装在顶板23上以使杆29沿竖直方向向下延伸，挤压件27呈厚盘形，安装在杆29的顶部，与支柱24同轴。

当夹持缸26的杆29延伸时，挤压件27与支柱24保持的基体4的上端4b接触，将基体4相对于支柱24定位。反之，当夹持缸26的杆29缩短时，挤压件27从支柱24上脱离，使上夹盘25可自动地将基体4附接到支柱24上或从支柱24脱离。

如图2所示，涂抹喷嘴19呈圆形或环形且中空，涂料7从涂料供给单元10供至涂抹喷嘴19的内部，涂抹喷嘴19与支柱24及被支柱24通过可移动单元20保持的基体4共轴，且可沿轴芯P自由运动。

涂抹喷嘴19的内径大于被支柱24保持的基体4的外径，即，涂抹喷嘴19的内周面30与基体4的外周面4c相对，并留有间隙CG，且与基体4共轴。

连通涂抹喷嘴19内侧和外侧的缝31沿涂抹喷嘴19的整个圆周面设在内周面30上，涂抹喷嘴19通过缝31将由涂料供给单元10供应而来的涂料7释放到基体4的外周面4c上。

可移动单元20包括涂抹喷嘴支撑盘32，线性导轨，马达，线性编码器等。支撑盘32为圆形并使涂抹喷嘴19置于其上，而且，支撑盘32位于基座21和顶板23之间，并使支柱24从其中间穿过。线性导轨支撑着支撑盘32即涂抹喷嘴19，以使涂抹喷嘴19可沿竖直方向自由移动。马达驱动支撑盘32即涂抹喷嘴19沿竖直方向移动，即，马达升高或降低支撑盘32或涂抹喷嘴19。

线性编码器探测支撑盘32或涂抹喷嘴19的位置，并将此位置输出至控制单元12，通过此方式，可移动单元20通过升高或降低支撑盘32，可沿基体4的轴芯P移动基体4和涂抹喷嘴19。

控制单元12为包括为人熟知的RAM，ROM，CPU的计算机，并连接至涂料供给单元10及涂抹单元11，以通过控制这些单元来控制涂膜形成装置1的全部操作。即，控制单元12从可移动单元20的线性解码器处获得信息，并以从解码器获得的有关涂抹喷嘴19的位置的信息为基础，控制夹持缸26、可移动单元20的马达及涂料供给单元10的混合器16的操作。结果，涂料7被涂到基体4的外周面4c上形成涂膜或弹性层5。

关于涂膜形成装置1，在图3中的步骤S1中，控制单元12使涂料供给单元10停止，并使夹持缸26的杆29缩短，而且，控制单元12使涂抹喷嘴19向可移动单元20移动并处于高于基体4的初始位置(X0)(图10所示)，此后，流程从步骤S1转向S2。

在步骤S2中，支柱24插入到保持在支柱24的外表面上的基体4中，当支柱24保持着基体4时，控制单元12使夹持缸26的杆29伸长，挤压件27挤压基体4并确定其位置，此时，流程从步骤S2转向步骤S3。

在步骤S3中，控制单元12使涂抹喷嘴19向可移动单元20的方向下降，如图4所示，当涂抹喷嘴19的内周面30面对基体4的下端4a，且涂抹喷嘴19处于开始涂抹的位置X1(图10所示)——涂抹起始点时，控制单元12将停止可移动单元20的运动。通过此方式，在涂抹喷嘴19被设置到面对基体4的下端4a时，涂抹喷嘴19相对于基体4的运动停止，此时，流程由步骤S3转向S4。

在步骤S4中，控制单元12使涂料供给单元10向涂抹喷嘴19供应涂料7，然后涂料7从涂抹喷嘴19上的缝31喷向基体4的下端4a，流程自S4转向步骤S5和步骤S6。

在步骤S6中，涂料7的喷射开始“t”秒后(此处，时间“t”为自喷射开始到涂料7附接到基体4的下端4a的时间)，如图5所示，来自缝31的涂料7接触基体4的下端4a。然后，控制单元12通过可移动单元20来将涂抹喷嘴19相对于基体4上升(即，向上端4b移动)，流程转向步骤S7。

通过此方式，在S6和S7之间，如图6所示，在涂料7从缝31排出的同时，涂抹喷嘴19上升。

在S5中，经过比“t”长的时间“T”后，缝31位于靠近基体4的上端4b的位置L2(图10所示)处，此时，控制单元12通过涂料供给单元10停止供应涂料7，流程转向步骤S10。

在步骤S7中，经过比“t”和“T”都长的时间“t1”后，缝31处于对应于基体4的上端4b的位置L1(图10所示)处，如图7所示，当涂料7传输到缝31及基体4的外周面4c时，控制单元12使可移动单元20停止并暂停涂抹单元11相对于基体4的上升运动(向上端4b的运动)。步骤S7中的时间t1为自涂料供给单元10的操作停止时到涂料7被传送到缝31和基体4的外周面4c时所经过的时间，然后，转向S8。

在步骤S8中，在涂抹喷嘴19在步骤S7中被暂停后的t2秒后，控制单元12再次通过可移动单元20来相对于基体4上升(向上端4b运动)涂抹喷嘴19。然后，如图8所示，涂料7从缝31的顶部，即涂抹喷嘴19的内周面30上分离。此后，如图9所示，涂料7粘着在基体4的上端4b的外周面4c上，然后，转向S9。

在步骤S9中，当涂抹喷嘴19到达上部初始位置X0时，控制单元12停止可移动单元20的运动，使涂抹喷嘴19处于上部初始点X0，通过此方式，涂料7从下端4a至上端4b被涂抹到基体4的外周面4c上，而不覆盖下端4a和上端4b。然后，如当涂料7中的溶剂蒸发后，弹性层5作为薄膜形成在基体4的外周面4c上。流程转向步骤S10。

在步骤S10中，当涂抹喷嘴19处于上部初始点X0时，控制单元12使夹持缸26的缸29缩短，以使挤压件27与基体4分离。然后，从支柱24上移除其上已形成弹性层5的基体4，并将未形成弹性层5的另一个基体4附接到支柱24上。执行上述步骤后即形成弹性层5。

通过此方式，控制单元12移动可移动单元20和涂料供给单元10，以使涂抹喷嘴19向基体4的上端4b移动，而同时涂料7从涂抹喷嘴19的缝31中喷出。

根据本实施例，涂抹喷嘴19呈圆形，且用于喷射涂料7的缝31形成在涂抹喷嘴19的内周面30的整个圆周上。因此，涂料7可同时喷到基体4的外周面4c的整个外表面上。因此，可避免后续形成的涂膜叠涂在首先形成的涂膜上，在弹性层5上产生阶梯。而且，无需打磨已形成的涂膜，即弹性层5的表面。因此，这样可避免增加如打磨之类的工序，并使涂膜厚度均匀，即弹性层5轻易地形成。

由于轴芯P将基体4置于竖直方向上，作用在已涂至基体4的外周面4c的涂料7上的重力在基体4的圆周方向上变得恒定。这样可避免已涂好的涂料7的移动，以致涂抹后沿圆周方向上的厚度发生变化。因此，可使涂料7，即弹性层5的厚度保持恒定。

因为作为涂膜的弹性层5按照从基体4的下端向上端的顺序形成，涂至基体4上的涂料7依序连续向上运动。这样可避免气体在涂料7和基体4之间，因为气体可轻易地向上放出。结果，可避免在作为涂膜的弹性层5中产生气泡，因此可获得高质量的作为涂膜的弹性层5。

涂抹喷嘴19和基体4之间的间隙CG大于弹性层5的厚度T的1.5倍，并小于(1/250)*(T2-340T+312)。因此，因为在形成弹性层5的过程中可避免涂料的缺失，具有均匀厚度的作为涂膜的弹性层5可轻易获得。

因为涂抹喷嘴19在被其喷出的涂料7接触到基体4后开始上升，涂料7可以无间断地粘着到基体4的外周面4c上。因此，在基体4的下端4a上没有任何的阶梯产生，具有均匀厚度的作为涂膜的弹性层5可轻易获得。

由于涂抹喷嘴19在其运动被暂停后又重新上升且涂料7被在缝31和基体4的上端4b之间传输，离开涂抹喷嘴19的涂料7粘着到基体4的上端4b上。因此，在基体4的上端4b上没有任何的阶梯产生，具有均匀厚度的作为涂膜的弹性层5可轻易获得。

本发明的发明者，在上述的涂抹形成装置1中，通过改变弹性层5的厚度T及涂抹喷嘴19与基体4的外周面4c之间的间隙CG，在基体4的外周面4c上形成弹性层5。结果如图13所示，图13中的图例“X”表示由于弹性层5的外表面上产生阶梯而致使外表面上无法形成平坦的弹性层5的情况。图13中黑方块和黑圆圈显示外表面能形成平坦的弹性层5和不能形成平坦的弹性层5的情况的边界。

黑方块与黑方块及黑圆圈与黑圆圈之间的连线(称为“近似方程”或“回归线”)，其通过最小二乘法得到，因而可得到说明厚度T和间隙CG间的关系的区域R(图13中平行线表达的区域)，在此区域内可形成平坦的弹性层5。区域R为外表面上可形成平坦的弹性层5而无阶梯产生的区域。

前述实施例为弹性层5在定影带2上形成的情况，然而，本发明并不局限于定影带2，而是可用于各种形式涂膜的环形带。而且，前述实施例代表了环形定影带2的一个实例；然而，本发明可适用于通过在由金属构成的作为圆柱形涂抹物体的金属核上涂上涂料7后形成涂膜而得到的定影辊。

在前述实施例中，涂抹喷嘴19可移动，而基体4固定。然而，根据本发明，也可做成基体4可移动，涂抹喷嘴19固定，或基体4和涂抹喷嘴19都可移动。

尽管本发明的优选实施例在上文中已作介绍，但应意识到，它只是本发明的实例，而不是对本发明的限制。在不背离本发明主旨的情况下，可对本发明进行附加、省略、替代及其它调整。因此，本发明不受之前描述的限制，而只受所附权利要求的限制。

Claims (3)

1.一种涂膜形成装置，通过在圆柱形被涂装物体(4)的外周面(4c)上涂抹涂料而形成涂膜，所述圆柱形被涂装物体(4)具有轴芯(P)、下端和上端，其特征在于，该涂膜形成装置(1)包括：

保持单元(18)，其用于以这样的状态保持所述物体(4)，即以所述物体(4)的外周面(4c)暴露且轴芯(P)处于竖直方向的状态；

环形涂抹喷嘴(19)，其具有与所述物体(4)的外周面(4c)相对并与之具有间隙的内周面，所述内周面被设置成与所述物体(4)共轴，所述内周面具有用于沿其整个圆周排出涂料的缝(31)；

可移动单元(20)，其用于使所述保持单元(18)和所述涂抹喷嘴(19)沿轴芯(P)相对移动；

涂料供给单元(10)，其用于向所述涂抹喷嘴(19)供应涂料；和

控制单元(12)，其用于控制所述可移动单元(20)和所述涂料供给单元(10)，以使涂料从与物体(4)的下端(4a)相对的涂抹喷嘴(19)的缝(31)中排出，且在从缝(31)排出涂料的同时所述涂抹喷嘴(19)向所述物体(4)的上端(4b)移动。

2.如权利要求1所述的涂膜形成装置，其特征在于，所述控制单元控制所述可移动单元和所述涂料供给单元，以便在从相对于所述物体的下端已停止的涂抹喷嘴的缝中排出的涂料粘附到所述物体的外周面上之后，使所述涂抹喷嘴向上端移动。

3.如权利要求2所述的涂膜形成装置，其特征在于，所述控制单元控制所述可移动单元和所述涂料供给单元，以便在停止从上升中的涂抹喷嘴的缝排出涂料，以及在涂抹喷嘴向上端的移动曾短暂停止过、涂料从缝传送到所述物体的外周面之后，使所述涂抹喷嘴再次向所述上端移动。

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