JP2015051411A - 塗膜形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】できるだけ塗料を希釈せずに用いて、被塗装物の表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制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では、環状塗布槽１３の上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃに形成された上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが、円筒状基体Ｋの外周面、環状シール部１５及び環状ブレード部１４によってほぼ塞がれているので、圧力付加部１７によって当該環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加えることができる。そして、圧力付加部１７が、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋの外周面との間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。【選択図】図１

Description

本発明は、円筒形状及び円柱形状の被塗装物の外周面に塗膜を形成する塗膜形成装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、加熱された定着部材とこの定着部材に圧接する加圧部材との間にトナー像が転写された記録紙を通すことにより、該トナー像のトナーを溶融させて記録紙に定着させる定着プロセスを行う。画像形成装置は、この定着プロセスで用いられる定着ベルトや定着ローラ等の定着部材を備え、この定着部材は以下のように製造される。

（１）まず、アルミ、鉄等で構成される円筒状の芯金や、ポリイミドなどの樹脂あるいはＮｉなどの金属で構成される無端状の基体などの外周面にプライマ（接着剤）を塗布する。（２）次に、その上から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、厚さが１００〜３００μｍ程度の弾性層を形成する。（３）そして、その外周面に離型層を形成する。このようにして、定着部材が得られる。

また、画像形成装置は、定着部材との間にニップ部を形成する加圧ローラなどの加圧部材を備えている。この加圧部材は金属製の円筒部材からなる芯金の外周面に弾性層、離型層を形成するなどして得られる。さらに、これらの弾性層には低熱容量化のために中空フィラーを配合する場合もあり、この中空フィラーの材質として、ガラスなどの無機材料やアクリルニトリルなどの有機材料が使われる。

上記弾性層を形成する方法として、浸漬塗布法を挙げることができる。この浸漬塗布法に用いられる装置の構成を、図７に例示する。被塗装物保持部７０２は、円筒状基体７０１をその軸が鉛直方向となるように保持する。環状塗布槽７０３は、被塗装物保持部７０２により保持された円筒状基体７０１を内側に通すための円形の切欠部７０３ａが形成されており、この切欠部７０３ａと円筒状基体７０１との間の水密を保つシール部７０３ｂを備えている。そして、環状塗布槽７０３の内部に塗料７０５を収納するとともに、当該環状塗布槽７０３を、円筒状基体７０１の上端から下端へ鉛直方向に移動させる。このようにして塗膜７０６を形成する。この方法は、膜厚を制御するために、溶剤で希釈して粘度を下げた塗料７０５を用いることから、環境への負荷が大きいという問題がある。なお、「溶剤で希釈した」とは、通常の塗料の希釈状態に対して溶剤を追加して希釈度合いを高めたことを意味する。

一方、塗料を溶剤で希釈しない塗布方法として、環状カーテン塗布法（例えば、特許文献１参照）を挙げることができる。この環状カーテン塗布法に用いられる装置の構成を、図８に例示する。この装置では、被塗装物保持部８０２に保持された円筒状基体８０１の外周面に環状塗布ノズル８０４から塗料８０５を直接供給し、円筒状基体８０１を環状塗布ノズル８０４に対して軸方向に移動させることにより塗料８０５を塗布する。このようにして塗膜８０６を形成する。そのため、塗料８０５を円筒状基体８０１への塗布分のみ供給すればよく、溶剤で希釈する必要が無い。この方法を用いて塗膜８０６をムラ無く均一に形成するには、円筒状基体８０１の移動速度と、環状塗布ノズル８０４の先端から吐出する塗料８０５の量と、を制御する必要がある。しかしながら、アクリルニトリルなどの圧力による体積変動が比較的大きい中空フィラーを塗料８０５に配合している場合、吐出のために付加される圧力により塗料８０５が圧縮される。そのため、時間軸方向での吐出量の制御が難しく、軸方向で均一な塗膜８０６を形成するのが難しい。

そこで、塗料を希釈せずかつ吐出のための圧力の付加も無い塗布方法として、環状ブレード塗布法（例えば、特許文献２参照）を挙げることができる。この環状ブレード塗布法に用いられる装置の構成を図９に例示する。この方法では、被塗装物保持部９０２によって、円筒状基体９０１をその軸が鉛直方向となるように保持する。そして、内部に塗料９０５を収納するとともに、中心に塗料９０５を掻き取る環状ブレード部９０９を備えた環状塗布槽９０８を、円筒状基体９０１の軸方向に移動させる。このようにして塗膜９０６を形成する。この方法によれば、塗料を希釈しないことにより、環境への負荷を低減させることができる。

しかしながら、環状ブレード塗布法を用いて中空フィラーを配合したシリコーンゴムのような高粘度高圧縮性塗料からなる弾性層を形成する場合、高速で塗膜を形成しようとすると環状ブレード部周辺では塗料に引っ張られる力が作用する。これにより、塗料に負圧（大気圧より低い圧力）がかかるため中空フィラーが膨張し、そして、環状ブレード部通過後には塗料に大気圧がかかるため中空フィラーが収縮する。そのため、塗膜表面には凹凸が多く発生してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、できるだけ塗料を希釈せずに用いて、被塗装物の表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できる塗膜形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、円筒形状又は円柱形状の被塗装物の外周面に塗膜を形成する塗膜形成装置であって、前記被塗装物をその軸を鉛直方向として保持する保持手段と、中空箱状に形成され、上壁部及び下壁部のそれぞれに前記被塗装物が挿通される開口部が設けられた塗料収容槽と、前記塗料収容槽を前記被塗装物に対して鉛直方向に相対的に移動させる鉛直方向移動手段と、前記上壁部に形成された開口部及び前記下壁部に形成された開口部のうちの前記塗料収容槽の移動方向下流側の一方の開口部における前記被塗装物と前記塗料収容槽との間を、水密に保つ環状シール部と、前記上壁部に形成された開口部及び前記下壁部に形成された開口部のうちの前記移動方向上流側の他方の開口部に設けられ、前記被塗装物の外周面との間に前記塗膜の厚みに応じた隙間を空けて配置される環状ブレード部と、前記鉛直方向移動手段によって前記塗料収容槽が移動されている際に前記隙間を通過する前記塗料に加わる圧力が当該塗料収容槽外の気圧と同一になるように前記塗料収容槽に収容された前記塗料に圧力を加える加圧手段と、を備えていることを特徴とする塗膜形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、保持手段が、円筒形状又は円柱形状の被塗装物をその軸を鉛直方向として保持する。塗料収容槽が、中空箱状に形成され、その上壁部及び下壁部のそれぞれに前記被塗装物が挿通される開口部が形成されている。鉛直方向移動手段が、塗料収容槽を被塗装物に対して鉛直方向に相対的に移動させる。環状シール部が、上壁部に形成された開口部及び下壁部に形成された開口部のうちの塗料収容槽の移動方向下流側の一方の開口部における被塗装物と塗料収容槽との間を、水密に保つ。環状ブレード部が、上壁部に形成された開口部及び下壁部に形成された開口部のうちの移動方向上流側の他方の開口部に設けられ、被塗装物の外周面との間に当該被塗装物に形成する塗膜の厚みに応じた隙間を空けて配置される。そして、加圧手段が、鉛直方向移動手段によって塗料収容槽が移動されている際に環状ブレード部の内縁部と被塗装物の外周面との間の隙間を通過する塗料に加わる圧力が当該塗料収容槽外の気圧と同一になるように塗料収容槽に収容された塗料に圧力を加える。

このようにしたことから、中空箱状の塗料収容槽の上壁部及び下壁部に形成された開口部が、被塗装物の外周面、環状シール部及び環状ブレード部によってほぼ塞がれているので、加圧手段によって当該塗料収容槽に収容された塗料に圧力を加えることができる。そして、加圧手段が、環状ブレード部と被塗装物の外周面との間の隙間を通過する塗料に加わる圧力が当該塗料収容槽外の気圧と同一になるように塗料収容槽に収容された塗料に圧力を加える。そのため、環状ブレード部と被塗装物の外周面との間の隙間を通過する前後で塗料に加わる圧力を同一とすることができるので、塗料の体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料を希釈せずに用いて、被塗装物の表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。 本発明の第３実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。 本発明の第４実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。 本発明の第５実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。 本発明に係る塗膜形成装置における塗装速度と塗料に加える圧力との関係の一例を示すグラフである。 従来の浸漬塗布法に用いられる塗膜形成装置を説明するための図である。 従来の環状カーテン塗布法に用いられる塗膜形成装置を説明するための図である。 従来の環状ブレード塗布法に用いられる塗膜形成装置を説明するための図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態の塗膜形成装置を、図１を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。

本明細書の各実施形態の塗膜形成装置は、無端状ベルトを含む円筒形状及び円柱形状の被塗装物（以下の説明では、被塗装物の一例として円筒状基体Ｋを対象としている）の表面へ中空状添加物を配合した塗料Ｐの塗膜Ｍの形成を行うものである。この塗膜Ｍの形成に用いる塗料Ｐは、シリコーンゴム塗料であって、低熱容量化のために中空状添加物（中空フィラー）を配合している。この中空フィラーの材質として、例えば、アクリルニトリルなどの有機材料を使用している。

図１に示すように、第１実施形態の塗膜形成装置（図中、符号１で示す）は、被塗装物保持部１１と、環状塗布槽１３と、環状ブレード部１４と、環状シール部１５と、圧力付加部１７と、鉛直方向移動手段１９と、塗料供給部５１と、を備えている。

被塗装物保持部１１は、被塗装物の一例としての円筒状基体Ｋの軸を鉛直方向に保持する。被塗装物保持部１１は、保持手段の一例である。

環状塗布槽１３は、例えば、平面視円形状の中空箱状に形成されており、その上壁部１３ａに内外を貫通する円形の上開口部１３ｂが設けられ、その下壁部１３ｃに内外を貫通する円形の下開口部１３ｄが設けられている。上開口部１３ｂと下開口部１３ｄとは、円筒状基体Ｋの外径より大きい径に形成され、鉛直方向に互いに重なるように配置されている。環状塗布槽１３は、被塗装物保持部１１に保持された円筒状基体Ｋが上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄに挿通される。このとき、環状塗布槽１３の軸と円筒状基体Ｋの軸とが鉛直方向と平行な軸線Ｌと重なり、当該軸線Ｌ上に上開口部１３ｂの中心及び下開口部１３ｄの中心が配置される。環状塗布槽１３は、内部（具体的には、後述する下側空間Ｅ２）に塗料Ｐを収納する。環状塗布槽１３は、塗料収容槽の一例である。上開口部１３ｂは、一方の開口部の一例である。下開口部１３ｄは、他方の開口部の一例である。

環状ブレード部１４は、例えば、合成樹脂などを用いて円環板状に形成され、中心が軸線Ｌ上に配置されるようにして下開口部１３ｄに設けられている。環状ブレード部１４は、内縁部１４ａが下開口部１３ｄに挿通された円筒状基体Ｋの外周面との間に、当該外周面に形成する塗膜の厚みに応じた隙間Ｓを空けて配置される。環状ブレード部１４は、環状塗布槽１３の軸方向外側（図中下方）へ向かって傾斜している。換言すると、環状ブレード部１４の内縁部１４ａが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂに対して下方（即ち、環状塗布槽１３の移動方向上流側）に配置されている。また、環状ブレード部１４は、外縁部１４ｂの厚みより内縁部１４ａの厚みの方が薄くなるように形成され、当該内縁部１４ａの該円筒状基体Ｋに近接する先端部分の軸方向厚さは０．５ｍｍとなっている。この部分が厚すぎると、塗膜は表面の凹凸が多く粗い面となり易くなり、薄い場合と同程度の表面粗さの塗膜を形成するためには、塗装速度を遅く、塗料への付加圧力を大きくする必要がある。また、環状ブレード部１４は外縁部１４ｂから外縁部１４ａに向かうにしたがって徐々に厚みが薄くなっている。環状ブレード部１４は、環状ブレード部の一例である。

環状シール部１５は、例えば、シリコーンゴムなどの柔軟性を有する材料を用いて円環板上に形成され、中心が軸線Ｌ上に配置されるようにして上開口部１３ｂに設けられている。環状シール部１５は、内径が円筒状基体Ｋの外径より若干小さくされており、上開口部１３ｂに挿通された円筒状基体Ｋと環状塗布槽１３との間を水密に保つ。環状シール部１５は、環状シール部の一例である。

圧力付加部１７は、管路１７ａと、３ポートバルブ１７ｂと、コンプレッサ１７ｃと、ピストン部１７ｄと、を有している。ピストン部１７ｄは、環状塗布槽１３内を上下２つの空間（上側空間Ｅ１、下側空間Ｅ２）に区画するとともに当該区画した状態を維持しながら上下方向に移動可能なように環状塗布槽１３内に収容されている。コンプレッサ１７ｃは、管路１７ａによって上側空間Ｅ１と接続されており、管路１７ａを介して当該上側空間Ｅ１に加圧された空気を供給する。３ポートバルブ１７ｂは、管路１７ａ上に設けられており、上記上側空間Ｅ１にコンプレッサ１７ｃ又は外部空間（大気）を排他的に接続する。コンプレッサ１７ｃにより上側空間Ｅ１に加圧された空気を供給することにより、ピストン部１７ｄが図中下方に押し下げられて、環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２の容積が小さくなり当該下側空間Ｅ２に充填された塗料Ｐに所望の圧力を加えることができる。圧力付加部１７は、加圧手段の一例である。

鉛直方向移動手段１９は、例えば、リニアアクチュエータで構成され、環状塗布槽１３を鉛直方向に移動させる。鉛直方向移動手段１９は、鉛直方向移動手段の一例である。

塗料供給部５１は、管路５１ａと、２ポートバルブ５１ｂと、ポンプ５１ｃと、を有している。ポンプ５１ｃは、管路５１ａによって環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２と接続されており、管路５１ａを介して当該下側空間Ｅ２に塗料Ｐを供給する。２ポートバルブ５１ｂは、管路５１ａ上に設けられており、上記下側空間Ｅ２とポンプ５１ｃとの接続を開閉する。

次に、上述した塗膜形成装置１の動作の一例について説明する。

（１）まず、円筒状基体Ｋを、その上下に補助円筒２３を介して固定チャック部２４、駆動チャック部２５により被塗装物保持部１１に固定して、当該円筒状基体Ｋの軸が鉛直方向に一致するように塗膜形成装置１にセットする。

（２）次に、２ポートバルブ５１ｂを閉じ、３ポートバルブ１７ｂにより環状塗布槽１３内の上側空間Ｅ１とコンプレッサ１７ｃとを接続して加圧された空気を当該上側空間Ｅ１に送る。これにより、ピストン部１７ｄが、下方に押し下げられて環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２の塗料Ｐに圧力が加えられる。

（３）それから、塗料Ｐに圧力が加えられた状態で環状塗布槽１３を鉛直方向移動手段１９により下方から上方へ鉛直方向に移動させる。これにより、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓから塗料Ｐが流れ出て、塗膜Ｍが当該円筒状基体Ｋの外周面に下端から上端まで連続して形成される。このとき、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように、圧力付加部１７によって環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。なお、塗膜Ｍの厚さは、環状塗布槽１３の移動速度、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓの大きさ、塗料Ｐの粘度および圧力等によって決まる。

（４）そして、環状塗布槽１３が上方へ移動した後、３ポートバルブ１７ｂを切り換えて環状塗布槽１３内の上側空間Ｅ１に送られた空気を大気開放する。これにより、環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２の塗料Ｐに加えられた圧力が開放される。

（５）さらに、駆動チャック部２５を上方へ移動させ、把持機構２２により上方の補助円筒２３を把持した状態で環状塗布槽１３を上方へ逃がし、円筒状基体Ｋ、被塗装物保持部１１、下方の補助円筒２３を装置から外す。その後、上方の補助円筒２３を把持した状態で環状塗布槽１３を鉛直方向移動手段１９により下方へ移動させ、該補助円筒２３が固定チャック部２４にセットされたところで把持機構２２を開放する。このように、環状塗布槽１３内側に円筒状基体Ｋまたは補助円筒２３を常に挿入しておくことで環状塗布槽１３からの塗料の漏れを防ぐことができる。

（６）最後に、２ポートバルブ５１ｂを開き、使用した分の塗料Ｐをポンプ５１ｃにより環状塗布槽１３内へ供給し、再び２ポートバルブ５１ｂを閉じて次の塗膜形成に備える。

上述した構成では、環状塗布槽１３が下方から上方に移動する構成であったがこれに限定されるものではない。例えば、環状ブレード部１４を上開口部１３ｂに設け、環状シール部１５を下開口部１３ｄに設けて、環状塗布槽１３を上方から下方に移動する構成としてもよい。

以上より、本実施形態によれば、被塗装物保持部１１が、円筒状基体Ｋをその軸を鉛直方向として保持する。環状塗布槽１３が、中空箱状に形成され、その上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃのそれぞれに円筒状基体Ｋが挿通される上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが鉛直方向に重なるように形成されている。鉛直方向移動手段１９が、環状塗布槽１３を円筒状基体Ｋに対して鉛直方向に下方から上方に移動させる。環状シール部１５が、環状塗布槽１３の上方寄り（移動方向下流側）の上開口部１３ｂに設けられ、当該上開口部１３ｂにおける円筒状基体Ｋと環状塗布槽１３との間を水密に保つ。環状ブレード部１４が、環状塗布槽１３の下方寄り（移動方向上流側）の下開口部１３ｄに設けられ、内縁部１４ａが当該下開口部１３ｄに挿通された円筒状基体Ｋの外周面との間に当該円筒状基体Ｋに形成する塗膜Ｍの厚みに応じた隙間Ｓを空けて配置される。そして、圧力付加部１７が、鉛直方向移動手段１９によって環状塗布槽１３が移動されている際に当該隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。

このようにしたことから、環状塗布槽１３の上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃに形成された上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが、円筒状基体Ｋの外周面、環状シール部１５及び環状ブレード部１４によってほぼ塞がれている。そのため、圧力付加部１７によって当該環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加えることができる。そして、圧力付加部１７が、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋの外周面との間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。そのため、環状ブレード部１４と環状塗布槽１３の外周面との間の隙間Ｓを通過する前後で塗料Ｐに加わる圧力を同一とすることができるので、塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できる。

また、環状ブレード部１４の内縁部１４ａが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂに対して環状塗布槽１３の下方寄り（移動方向上流側）に配置されている。そして、環状ブレード部１４の内縁部１４ａの厚みが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂの厚みより薄くなっている。このようにしたことから、環状ブレード部１４周辺で塗装方向（図中、鉛直方向）へ流れ易くなるため、環状ブレード部１４の周辺で発生する塗料Ｐを引っ張る方向の力を低減することができる。そのため、隙間Ｓを通過する前後での塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸をさらに抑制できる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態の塗膜形成装置を、図２を参照して説明する。

図２は、本発明の第２実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。

図２に示すように、第２実施形態の塗膜形成装置（図中、符号２で示す）は、被塗装物保持部１１と、環状塗布槽１３と、環状ブレード部１４と、環状シール部１５と、圧力付加部１７と、鉛直方向移動手段１９と、塗料供給部５１と、を備えている。さらに、塗膜形成装置２は、圧力測定手段２６と、圧力制御手段２７と、を備えている。この第２実施形態の塗膜形成装置２は、上述した第１実施形態の塗膜形成装置１に対して以下の３つの相違点以外は同一の構成であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

相違点は以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）である。（ｉ）圧力測定手段２６及び圧力制御手段２７を追加した点。（ｉｉ）環状ブレード部１４と環状シール部１５とについてそれぞれの配置を入れ換えて環状塗布槽１３に取り付けた点。（ｉｉｉ）塗膜Ｍの形成時における鉛直方向移動手段１９による環状塗布槽１３の移動方向が上方から下方である点。

圧力測定手段２６は、例えば、圧力センサなどで構成されており、環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２の塗料Ｐの圧力を測定する。圧力測定手段２６は、圧力測定手段の一例である。

圧力制御手段２７は、例えば、流量制御弁装置などで構成されており、管路１７ａ上に設けられている。圧力制御手段２７は、測定された圧力に基づいて弁開度を調節して、圧力測定手段２６によって測定された圧力が所望の圧力となるように、コンプレッサ１７ｃから供給される加圧された空気の流量をフィードバック制御する。圧力制御手段２７は、圧力制御手段の一例である。

以上より、本実施形態によれば、被塗装物保持部１１が、円筒状基体Ｋをその軸を鉛直方向として保持する。環状塗布槽１３が、中空箱状に形成され、その上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃのそれぞれに円筒状基体Ｋが挿通される上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが鉛直方向に重なるように形成されている。鉛直方向移動手段１９が、環状塗布槽１３を円筒状基体Ｋに対して鉛直方向に上方から下方に移動させる。環状シール部１５が、環状塗布槽１３の下方寄り（移動方向下流側）の下開口部１３ｄに設けられ、当該下開口部１３ｄにおける円筒状基体Ｋと環状塗布槽１３との間を水密に保つ。環状ブレード部１４が、環状塗布槽１３の上方寄り（移動方向上流側）の上開口部１３ｂに設けられ、内縁部１４ａが当該上開口部１３ｂに挿通された円筒状基体Ｋの外周面との間に当該円筒状基体Ｋに形成する塗膜Ｍの厚みに応じた隙間Ｓを空けて配置される。そして、圧力付加部１７が、鉛直方向移動手段１９によって環状塗布槽１３が移動されている際に当該隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。

このようにしたことから、環状塗布槽１３の上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃに形成された上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが、円筒状基体Ｋの外周面、環状シール部１５及び環状ブレード部１４によってほぼ塞がれている。そのため、圧力付加部１７によって当該環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加えることができる。そして、圧力付加部１７が、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋの外周面との間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。そのため、環状ブレード部１４と環状塗布槽１３の外周面との間の隙間Ｓを通過する前後で塗料Ｐに加わる圧力を同一とすることができるので、塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できる。

また、環状ブレード部１４の内縁部１４ａが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂに対して環状塗布槽１３の上方寄り（移動方向上流側）に配置されている。そして、環状ブレード部１４の内縁部１４ａの厚みが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂの厚みより薄くなっている。このようにしたことから、環状ブレード部１４周辺で塗装方向（図中、鉛直方向）へ流れ易くなるため、環状ブレード部１４の周辺で発生する塗料Ｐを引っ張る方向の力を低減することができる。そのため、隙間Ｓを通過する前後での塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸をさらに抑制できる。

また、圧力測定手段２６が、環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに加わる圧力を測定する。そして、圧力制御手段２７が、圧力測定手段２６によって測定された圧力に基づいて圧力付加部１７（具体的には、管路１７ａを通る空気の流量）を制御して、塗料Ｐに加わる圧力を制御する。このようにしたことから、塗料Ｐの減少等の状態変化などにより塗料Ｐに加わる圧力が変化した場合でも、当該変化に追従して適切な圧力を塗料Ｐに加えることができる。そのため、外乱による影響を小さくすることができ、塗膜に生じる凹凸をさらに抑制することができる。

（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態の塗膜形成装置を、図３を参照して説明する。

図３は、本発明の第３実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。

図３に示すように、第３実施形態の塗膜形成装置（図中、符号３で示す）は、被塗装物保持部１１と、環状塗布槽１３と、環状ブレード部１６と、環状シール部１５と、圧力付加部１８と、鉛直方向移動手段１９と、塗料供給部５１と、を備えている。この第３実施形態の塗膜形成装置３は、上述した第１実施形態の塗膜形成装置１に対して以下の２つの相違点以外は同一の構成であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

相違点は以下の（ｉ）〜（ｉｉ）である。（ｉ）内縁部１４ａが角張った環状ブレード部１４に代えて、内縁部１６ａが曲面状に形成された環状ブレード部１６を備えている点。（ｉｉ）加圧された空気によりピストン部１７ｄを移動させる圧力付加部１７に代えて、アクチュエータであるシリンダ２８によりピストン部１７ｄを移動させる圧力付加部１８を備えている点。

環状ブレード部１６は、例えば、合成樹脂などを用いて円環平板状に形成され、中心が軸線Ｌ上に配置されるようにして下開口部１３ｄに設けられている。環状ブレード部１６は、内縁部１６ａが下開口部１３ｄに挿通された円筒状基体Ｋの外周面との間に、当該外周面に形成する塗膜の厚みに応じた隙間Ｓを空けて配置される。環状ブレード部１６は、その内縁部１６ａの半径方向についての断面形状における環状塗布槽１３内側寄りの部分１６ｃが、円弧形状とされている。本実施形態において、環状ブレード部１６は厚み５ｍｍに形成され、当該部分１６ｃはＲ５（半径５ｍｍ）の面取り形状となっている。このようにすることで、当該部分１６ｃが角張った（面取りしない形状）に比べて、環状ブレード部１６周辺で塗装方向（図では鉛直方向）へ流れ易くなる。そのため、環状ブレード部１６の周辺で発生する塗料Ｐを引っ張る方向の力を低減することができる。環状ブレード部１６は、環状ブレード部の一例である。

圧力付加部１８は、シリンダ２８と、ジョイント３０と、ピストン部１７ｄと、を有している。シリンダ２８は、ジョイント３０を介してピストン部１７ｄと接続されている。シリンダ２８により、ピストン部１７ｄが図中下方に押し下げられると、環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２の容積が小さくなり当該下側空間Ｅ２に充填された塗料Ｐに所望の圧力を加えることができる。圧力付加部１８は、加圧手段の一例である。

この圧力付加部１８は、加圧された空気に代えて、シリンダ２８によってピストン部１７ｄを移動させるものであるが、機能的には上述した圧力付加部１７と同一である。即ち、圧力付加部１８は、環状塗布槽１３が鉛直方向に移動される際に、環状ブレード部１６と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように、環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。

以上より、本実施形態によれば、被塗装物保持部１１が、円筒状基体Ｋをその軸を鉛直方向として保持する。環状塗布槽１３が、中空箱状に形成され、その上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃのそれぞれに円筒状基体Ｋが挿通される上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが鉛直方向に重なるように形成されている。鉛直方向移動手段１９が、環状塗布槽１３を円筒状基体Ｋに対して鉛直方向に下方から上方に移動させる。環状シール部１５が、環状塗布槽１３の上方寄り（移動方向下流側）の上開口部１３ｂに設けられ、当該上開口部１３ｂにおける円筒状基体Ｋと環状塗布槽１３との間を水密に保つ。環状ブレード部１６が、環状塗布槽１３の下方寄り（移動方向上流側）の下開口部１３ｄに設けられ、内縁部１６ａが当該下開口部１３ｄに挿通された円筒状基体Ｋの外周面との間に当該円筒状基体Ｋに形成する塗膜Ｍの厚みに応じた隙間Ｓを空けて配置される。そして、圧力付加部１８が、鉛直方向移動手段１９によって環状塗布槽１３が移動されている際に当該隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。

このようにしたことから、環状塗布槽１３の上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃに形成された上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが、円筒状基体Ｋの外周面、環状シール部１５及び環状ブレード部１６によってほぼ塞がれている。そのため、圧力付加部１８によって当該環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加えることができる。そして、圧力付加部１８が、環状ブレード部１６と円筒状基体Ｋの外周面との間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。そのため、環状ブレード部１６と環状塗布槽１３の外周面との間の隙間Ｓを通過する前後で塗料Ｐに加わる圧力を同一とすることができるので、塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できる。

また、環状ブレード部１６の内縁部１６ａの半径方向についての断面形状における環状塗布槽１３内側寄りの部分１６ｃが、円弧形状とされている。このようにしたことから、環状ブレード部１６周辺で塗装方向（図では鉛直方向）へ流れ易くなるため、環状ブレード部１６の周辺で発生する塗料Ｐを引っ張る方向の力を低減することができる。そのため、隙間Ｓを通過する前後での塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸をさらに抑制できる。

（第４実施形態）
以下、本発明の第４実施形態の塗膜形成装置を、図４を参照して説明する。

図４は、本発明の第４実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。

図４に示すように、第４実施形態の塗膜形成装置（図中、符号４で示す）は、被塗装物保持部１１と、環状塗布槽１３と、環状ブレード部１４と、環状シール部１５と、圧力付加部１７と、鉛直方向移動手段１９と、塗料供給部５１と、を備えている。さらに、塗膜形成装置４は、第１水平方向移動手段３２と、第２水平方向移動手段３３と、膜厚測定手段３４と、を備えている。この第４実施形態の塗膜形成装置４は、上述した第１実施形態の塗膜形成装置１に対して以下の１つの相違点以外は同一の構成であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

相違点は以下の（ｉ）である。（ｉ）第１水平方向移動手段３２と、第２水平方向移動手段３３と、膜厚測定手段３４と、を追加した点。

第１水平方向移動手段３２は、例えば、リニアアクチュエータで構成され、環状塗布槽１３を図中、手前−奥方向の水平方向に移動させる。

第２水平方向移動手段３３は、例えば、リニアアクチュエータで構成され、環状塗布槽１３を図中左右方向の水平方向に移動させる。第１水平方向移動手段３２及び第２水平方向移動手段３３は、それぞれ水平方向移動手段の一例である。

膜厚測定手段３４は、円筒状基体Ｋの外周面に形成された塗膜Ｍの厚みを測定する。この膜厚測定手段３４は、円筒状基体Ｋの周方向に間隔を空けて複数個配置されており、環状塗布槽１３の移動に伴って鉛直方向に移動される。本実施形態においては、膜厚測定手段３４としてレーザ変位計を用い、円筒状基体Ｋの周方向に９０度毎に４つ配置されている。膜厚測定手段３４は、円筒状基体Ｋの周方向の複数箇所について軸方向に連続して膜厚を測定する。勿論、これは一例であって、膜厚測定手段３４として、レーザ変位計に代えて、赤外線により直接膜厚を測定する測定器であってもよい。

これら水平方向移動手段３３、３４は、鉛直方向移動手段１９によって環状塗布槽１３が鉛直方向に移動されている際に、膜厚測定手段３４によって測定された塗膜Ｍの膜厚に基づいて、当該膜厚が周方向に均一になるように環状塗布槽１３を水平方向に移動させる。環状塗布槽１３が水平方向に移動されることにより、環状ブレード部１４の内縁部１４ａと円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓの大きさが調整される。

以上より、本実施形態によれば、被塗装物保持部１１が、円筒状基体Ｋをその軸を鉛直方向として保持する。環状塗布槽１３が、中空箱状に形成され、その上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃのそれぞれに円筒状基体Ｋが挿通される上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが鉛直方向に重なるように形成されている。鉛直方向移動手段１９が、環状塗布槽１３を円筒状基体Ｋに対して鉛直方向に下方から上方に移動させる。環状シール部１５が、環状塗布槽１３の上方寄り（移動方向下流側）の上開口部１３ｂに設けられ、当該上開口部１３ｂにおける円筒状基体Ｋと環状塗布槽１３との間を水密に保つ。環状ブレード部１４が、環状塗布槽１３の下方寄り（移動方向上流側）の下開口部１３ｄに設けられ、内縁部１４ａが当該下開口部１３ｄに挿通された円筒状基体Ｋの外周面との間に当該円筒状基体Ｋに形成する塗膜Ｍの厚みに応じた隙間Ｓを空けて配置される。そして、圧力付加部１７が、鉛直方向移動手段１９によって環状塗布槽１３が移動されている際に当該隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。

このようにしたことから、環状塗布槽１３の上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃに形成された上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが、円筒状基体Ｋの外周面、環状シール部１５及び環状ブレード部１４によってほぼ塞がれている。そのため、圧力付加部１７によって当該環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加えることができる。そして、圧力付加部１７が、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋの外周面との間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。そのため、環状ブレード部１４と環状塗布槽１３の外周面との間の隙間Ｓを通過する前後で塗料Ｐに加わる圧力を同一とすることができるので、塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できる。

また、環状ブレード部１４の内縁部１４ａが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂに対して環状塗布槽１３の下方寄り（移動方向上流側）に配置されている。そして、環状ブレード部１４の内縁部１４ａの厚みが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂの厚みより薄くなっている。このようにしたことから、環状ブレード部１４周辺で塗装方向（図では鉛直方向）へ流れ易くなるため、環状ブレード部１４の周辺で発生する塗料Ｐを引っ張る方向の力を低減することができる。そのため、隙間Ｓを通過する前後での塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸をさらに抑制できる。

また、膜厚測定手段３４が、円筒状基体Ｋの外周面の塗膜Ｍの厚みを測定する。第１水平方向移動手段３２、第２水平方向移動手段３３が、膜厚測定手段３４によって測定された塗膜Ｍの厚みに基づいて、円筒状基体Ｋの外周面の塗膜Ｍの厚みが周方向にわたって均一になるように環状塗布槽１３を円筒状基体Ｋに対して水平方向に移動させる。このようにしたことから、塗膜Ｍの厚みに応じて環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓを調整して、周方向の厚みを均一にできる。したがって、円筒状基体Ｋの周方向全体にわたって塗膜Ｍの凹凸を抑制することができる。

（第５実施形態）
以下、本発明の第５実施形態の塗膜形成装置を、図５を参照して説明する。

図５は、本発明の第５実施形態に係る塗膜形成装置の一部断面図を含む正面図である。

図５に示すように、第５実施形態の塗膜形成装置（図中、符号５で示す）は、被塗装物保持部１１と、環状塗布槽１３と、環状ブレード部１６と、環状シール部２１と、圧力付加部１８と、鉛直方向移動手段１９と、塗料供給部５１と、を備えている。さらに、塗膜形成装置５は、環状シール部移動手段３５を備えている。この第５実施形態の塗膜形成装置５は、上述した第１実施形態の塗膜形成装置１に対して以下の２つの相違点以外は同一の構成であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

相違点は以下の（ｉ）〜（ｉｉ）である。（ｉ）加圧された空気によりピストン部１７ｄを移動させる圧力付加部１７に代えて、アクチュエータであるシリンダ２８によりピストン部１７ｄを移動させる圧力付加部１８を備えている点。（ｉｉ）環状塗布槽１３に固定された環状シール部１５に代えて、可動式の環状シール部２１及び環状シール部２１を鉛直方向に移動させる環状シール部移動手段３５を備えている点。

圧力付加部１８は、シリンダ２８と、ジョイント３０と、ピストン部１７ｄと、を有している。シリンダ２８は、ジョイント３０を介してピストン部１７ｄと接続されている。シリンダ２８により、ピストン部１７ｄが図中下方に押し下げられると、環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２の容積が小さくなり当該下側空間Ｅ２に充填された塗料Ｐに所望の圧力を加えることができる。圧力付加部１８は、加圧手段の一例である。

この圧力付加部１８は、加圧された空気に代えて、シリンダ２８によってピストン部１７ｄを移動させるものであるが、機能的には上述した圧力付加部１７と同一である。即ち、圧力付加部１８は、環状塗布槽１３が鉛直方向に移動される際に、環状ブレード部１６と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように、環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。

環状シール部２１は、例えば、合成樹脂を用いて形成され、内径が円筒状基体Ｋの外径と略同一でかつ外径が環状塗布槽１３の上開口部１３ｂと略同一の円筒状本体部２１ａと、円筒状本体部２１ａの上方の端部に一体に連接されたフランジ部２１ｂと、を有している。円筒状本体部２１ａの下方の端部は、先細りのテーパ状に形成されている。環状シール部２１は、中心が軸線Ｌ上に配置されている。環状シール部２１は、その内側に円筒状基体Ｋが挿通される。環状シール部２１は、円筒状基体Ｋと環状塗布槽１３との間を水密に保つ。また、環状塗布槽１３の上開口部１３ｂには、環状パッキン１３ｅが設けられており、環状シール部２１と環状塗布槽１３との間の水密を高めている。環状シール部２１は、環状シール部の一例である。

環状シール部移動手段３５は、シリンダ３６と、ジョイント３７と、を有している。シリンダ３６は、ジョイント３７を介して環状シール部２１のフランジ部２１ｂの上面に接続されている。シリンダ３６によって、環状シール部２１は鉛直方向に移動される。環状シール部移動手段３５は、塗膜形成時は環状シール部２１を上方に押し上げて、環状シール部２１によって環状塗布槽１３の上開口部１３ｂのみ封止する。これにより、環状ブレード部１４の内縁部１４ａと円筒状基体Ｋとの隙間Ｓから塗料が流出する。また、環状シール部移動手段３５は、塗膜形成時以外は環状シール部２１を下方に押し下げて、環状塗布槽１３の上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄ（隙間Ｓ含む）を封止する。これにより、隙間Ｓからの塗料の流出が抑制される。

次に、上述した塗膜形成装置５の動作の一例について説明する。

（１）塗装開始前は、環状シール部移動手段３５により環状シール部２１が下方へ押し下げられており、該環状塗布槽１３からの塗料Ｐの漏れを防いでいる。この状態で、円筒状基体Ｋを、固定チャック部２４、駆動チャック部２５により被塗装物保持部１１に固定して、当該円筒状基体Ｋの軸が鉛直方向に一致するように塗膜形成装置５にセットする。

（２）次に、環状シール部移動手段３５により環状シール部２１を上方へ移動し、円筒状基体Ｋと環状塗布槽１３内の塗料Ｐとを接液させる。そして、２ポートバルブ５１ｂを閉じ、圧力付加部１８のシリンダ２８を、ピストン部１７ｄを下方に押し下げるように駆動する。これにより、ピストン部１７ｄが、下方に押し下げられて環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２の塗料Ｐに圧力が加えられる。

（３）それから、塗料Ｐに圧力が加えられた状態で環状塗布槽１３を鉛直方向移動手段１９により下方から上方へ鉛直方向に移動させる。これにより、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓから塗料Ｐが流れ出て、塗膜Ｍが当該円筒状基体Ｋの外周面に下端から上端まで連続して形成される。このとき、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように、圧力付加部１８によって環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。なお、塗膜Ｍの厚さは、環状塗布槽１３の移動速度、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋとの間の隙間Ｓの大きさ、塗料Ｐの粘度および圧力等によって決まる。

（４）そして、環状塗布槽１３が上方へ移動した後、圧力付加部１８のシリンダ２８を、ピストン部１７ｄを上方に移動するように駆動する。これにより、環状塗布槽１３内の下側空間Ｅ２の塗料Ｐに加えられた圧力が開放される。同時に、環状シール部移動手段３５により環状シール部２１を下方へ押し下げて、環状塗布槽１３の上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄを封止して塗料Ｐの流出を止める。

（５）さらに、駆動チャック部２５を上方へ移動させ、円筒状基体Ｋ及び被塗装物保持部１１を装置から外す。その後、環状塗布槽１３を鉛直方向移動手段１９により下方へ移動させる。このように、環状塗布槽１３内側を封止する機構を設けることで、第１実施形態等のように補助円筒２３を用いずとも、環状塗布槽１３からの塗料の漏れを防ぐことができる。

（６）最後に、２ポートバルブ５１ｂを開き、使用した分の塗料Ｐをポンプ５１ｃにより環状塗布槽１３内へ供給し、再び２ポートバルブ５１ｂを閉じて次の塗膜形成に備える。

以上より、本実施形態によれば、被塗装物保持部１１が、円筒状基体Ｋをその軸を鉛直方向として保持する。環状塗布槽１３が、中空箱状に形成され、その上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃのそれぞれに円筒状基体Ｋが挿通される上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが鉛直方向に重なるように形成されている。鉛直方向移動手段１９が、環状塗布槽１３を円筒状基体Ｋに対して鉛直方向に下方から上方に移動させる。環状シール部２１が、環状塗布槽１３の上方寄り（移動方向下流側）の上開口部１３ｂにおける円筒状基体Ｋと環状塗布槽１３との間を、水密に保つ。環状ブレード部１４が、環状塗布槽１３の下方寄り（移動方向上流側）の下開口部１３ｄに設けられ、内縁部１４ａが当該下開口部１３ｄに挿通された円筒状基体Ｋの外周面との間に当該円筒状基体Ｋに形成する塗膜Ｍの厚みに応じた隙間Ｓを空けて配置される。そして、圧力付加部１８が、鉛直方向移動手段１９によって環状塗布槽１３が移動されている際に当該隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。

このようにしたことから、環状塗布槽１３の上壁部１３ａ及び下壁部１３ｃに形成された上開口部１３ｂ及び下開口部１３ｄが、円筒状基体Ｋの外周面、環状シール部２１及び環状ブレード部１４によってほぼ塞がれている。そのため、圧力付加部１８によって当該環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加えることができる。そして、圧力付加部１８が、環状ブレード部１４と円筒状基体Ｋの外周面との間の隙間Ｓを通過する塗料Ｐに加わる圧力が当該環状塗布槽１３外の気圧と同一になるように環状塗布槽１３に収容された塗料Ｐに圧力を加える。そのため、環状ブレード部１４と環状塗布槽１３の外周面との間の隙間Ｓを通過する前後で塗料Ｐに加わる圧力を同一とすることができるので、塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できる。

また、環状ブレード部１４の内縁部１４ａが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂに対して環状塗布槽１３の下方寄り（移動方向上流側）に配置されている。そして、環状ブレード部１４の内縁部１４ａの厚みが、当該環状ブレード部１４の外縁部１４ｂの厚みより薄くなっている。このようにしたことから、環状ブレード部１４周辺で塗装方向（図では鉛直方向）へ流れ易くなるため、環状ブレード部１４の周辺で発生する塗料Ｐを引っ張る方向の力を低減することができる。そのため、隙間Ｓを通過する前後での塗料Ｐの体積変化量を低減できる。したがって、できるだけ塗料Ｐを希釈せずに用いて、円筒状基体Ｋの表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸をさらに抑制できる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の塗膜形成装置は上記実施形態の構成に限定されるものではない。

例えば、上述した第１実施形態、第３実施形態、第４実施形態及び第５実施形態の構成では、環状塗布槽１３が下方から上方に移動する構成であり、第２実施形態では、環状塗布槽１３が上方から下方に移動する構成であったが、これらに限定されるものではない。各実施形態において、環状ブレード部と環状シール部とについてそれぞれの配置を入れ換えて、環状塗布槽１３の移動方向を反転（例えば、下方から上方へ移動する構成であれば、上方から下方へ移動する構成）させた構成としてもよい。

また、上述した各実施形態では、被塗装物保持部１１を固定し、環状塗布槽１３を鉛直方向移動手段１９によって鉛直方向に移動させる構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、環状塗布槽を固定し、被塗装物保持部を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動手段を設けた構成としてもよい。即ち、塗料収容槽を被塗装物に対して鉛直方向に相対的に移動させるものであれば、鉛直方向移動手段は、塗料収容槽又は被塗装物のいずれを移動させてもよい。また、水平方向移動手段についても同様である。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、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。かかる変形によってもなお本発明の塗膜形成装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

次に、本発明者らは、以下の実施例１及び比較例１〜４の塗膜形成装置を用いて円筒状基体の外表面に塗膜を形成して、本発明の効果を確認するための評価を行った。

（実施例１）
塗膜形成装置として、図１に示す第１実施形態の塗膜形成装置を用いた。

（比較例１）
塗膜形成装置として、図７に示す浸漬塗布法に用いられる塗膜形成装置を用いた。

（比較例２）
塗膜形成装置として、図８に示す環状カーテン塗布法に用いられる塗膜形成装置を用いた。

（比較例３）
塗膜形成装置として、図９に示す環状ブレード法塗布法に用いられる高速型の塗膜形成装置を用いた。

（比較例４）
塗膜形成装置として、図９に示す環状ブレード法塗布法に用いられる低速型の塗膜形成装置を用いた。

これら、実施例１及び比較例１〜４の塗膜形成装置を用いて、厚さ５０μｍ、内径φ４０ｍｍ、軸長３８０ｍｍのステンレス製の円筒状基材の外周面に、中空フィラー（松本油脂製薬）を２質量％配合した膜厚１１０μｍのシリコーンゴム塗料（東レ・ダウコーニング社製）の塗膜を形成した。そして、以下の評価内容、評価基準で評価を行った。

（環境負荷）
溶剤で希釈していない塗料、及び、溶剤で希釈した塗料を用意し、各塗布方法に適したものを用いた。ここで、「溶剤で希釈していない塗料」とは、通常の希釈状態の塗料（固形分が６０質量％、溶剤が４０質量％）である。「溶剤で希釈した塗料」とは、通常の希釈状態の塗料に対して溶剤をさらに加えて希釈度合いを高めた塗料（固形分が４０質量％、溶剤が６０質量％）である。溶剤としてトルエンを用いている。
○・・・溶剤で希釈していない塗料を用いた。
×・・・溶剤で希釈した塗料を用いた。

（表面形状）
目視での凹凸確認をした。さらに、レーザ変位計を用いて円筒状基体Ｋの塗布始端部、中央部、塗布終端部の軸方向３カ所において周方向に９０度間隔で４カ所の計１２カ所について、軸方向に長さ４０ｍｍの測定を行い、それぞれの測定箇所における表面粗さＲａを求めた。
○・・・目視にて確認できる凹凸がなく、且つ、１２カ所の測定全てにおいて表面粗さＲａが０．５μｍ以下である。
×・・・目視にて確認できる凹凸がある、又は、１２カ所の測定のいずれかにおいて表面粗さＲａが０．５μｍ超である。

（膜厚精度）
円筒状基体Ｋから塗膜Ｍをはがし、ダイヤルゲージを用いて円筒状基体Ｋの塗布始端部、中央部、塗布終端部の軸方向３カ所において周方向に４５度間隔で８カ所の計２４カ所について、膜厚の測定を行った。
○・・・２４カ所の測定全てにおいて膜厚が１１０μｍ±２０μｍ以内である。
×・・・２４カ所の測定のいずれかにおいて膜厚が９０μｍ未満又は１３０μｍ超である。

（塗装速度）
各塗布方法に適した塗装速度（環状塗布槽の相対移動速度）で塗布を行った。
○・・・塗装速度が１０ｍｍ／秒以上である。
×・・・塗装速度が１０ｍｍ／秒未満である。

（総合評価）
○・・・環境負荷、表面形状、膜厚精度及び塗装速度の結果が全て良好（○）である。
×・・・環境負荷、表面形状、膜厚精度及び塗装速度の結果に不良（×）を含む。
これら結果を表１に示す。

比較例１〜４の塗膜形成装置で作製した塗膜は、環境負荷、表面形状、膜厚精度及び塗装速度の各項目うちのいずれかにおいて、良好な結果を得ることができなかった。一方、本発明に係る実施例１の塗膜形成装置で作製した塗膜は、全ての項目において良好な結果を得ることができた。このことから、本発明によれば、中空フィラーが配合されたような高圧縮性高粘度塗料について、塗料を希釈することなく、表面に凹凸が少なく滑らかで均一な塗膜を高速に形成することができる。つまり、できるだけ塗料を希釈せずに用いて、被塗装物の表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できることが、評価結果からも明らかとなった。

また、実施例１の塗膜形成装置を用いて、塗装速度と付加圧力を変化させて前述の塗膜を形成したときの塗装速度と塗料に加える圧力との関係の一例を図６に示す。この図６の斜線領域において、塗料を希釈して用いる比較例１の浸漬塗布法の塗膜形成装置で塗膜を形成したときの表面粗さと同程度の表面粗さを有する塗膜を得ることができた。このことからも、本発明によれば、塗料を希釈することなく、表面に凹凸が少なく滑らかで均一な塗膜を高速に形成することができる。つまり、できるだけ塗料を希釈せずに用いて、被塗装物の表面に中空状添加物を配合した塗料の塗膜を高速で形成したときに生じる凹凸を抑制できることが明らかとなった。

１〜５ 塗膜形成装置
１１ 被塗装物保持部（保持手段の一例）
１３ 環状塗布槽（塗料収容槽の一例）
１３ａ 上壁部
１３ｂ 上開口部（開口部の一例）
１３ｃ 下壁部
１３ｄ 下開口部（開口部の一例）
１４、１６ 環状ブレード部
１４ａ、１６ａ 内縁部
１４ｂ、１６ｂ 外縁部
１６ｃ 環状ブレード部の部分（環状ブレード部の内縁部の半径方向についての断面形状における塗料収容槽内側寄りの部分の一例）
１５、２１ 環状シール部
１７、１８ 圧力付加部（加圧手段の一例）
１９ 鉛直方向移動手段
２６ 圧力測定手段
２７ 圧力制御手段
３２ 第１水平方向移動手段（水平方向移動手段の一例）
３３ 第２水平方向移動手段（水平方向移動手段の一例）
３４ 膜厚測定手段
３５ 環状シール部移動手段
５１ 塗料供給部
Ｅ１ 環状塗布槽内の上側空間
Ｅ２ 環状塗布槽内の下側空間
Ｋ 円筒状基体（被塗装物の一例）
Ｍ 塗膜
Ｐ 塗料
Ｓ 環状ブレード部と円筒状基体との間の隙間

特開２００４−２９０８５３号公報 特開平９−３１４０１１号公報（特許第３３８８６７６号）

Claims (5)

1. 円筒形状又は円柱形状の被塗装物の外周面に塗膜を形成する塗膜形成装置であって、
   前記被塗装物をその軸を鉛直方向として保持する保持手段と、
   中空箱状に形成され、上壁部及び下壁部のそれぞれに前記被塗装物が挿通される開口部が設けられた塗料収容槽と、
   前記塗料収容槽を前記被塗装物に対して鉛直方向に相対的に移動させる鉛直方向移動手段と、
   前記上壁部に形成された開口部及び前記下壁部に形成された開口部のうちの前記塗料収容槽の移動方向下流側の一方の開口部における前記被塗装物と前記塗料収容槽との間を、水密に保つ環状シール部と、
   前記上壁部に形成された開口部及び前記下壁部に形成された開口部のうちの前記移動方向上流側の他方の開口部に設けられ、前記被塗装物の外周面との間に前記塗膜の厚みに応じた隙間を空けて配置される環状ブレード部と、
   前記鉛直方向移動手段によって前記塗料収容槽が移動されている際に前記隙間を通過する前記塗料に加わる圧力が当該塗料収容槽外の気圧と同一になるように前記塗料収容槽に収容された前記塗料に圧力を加える加圧手段と、
   を備えていることを特徴とする塗膜形成装置。
2. 前記塗料収容槽に収容された前記塗料に加わる圧力を測定する圧力測定手段と、
   前記圧力測定手段によって測定された前記圧力に基づいて前記加圧手段を制御する圧力制御手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置。
3. 前記環状ブレード部の内縁部が、当該環状ブレード部の外縁部に対して前記移動方向上流側に配置され、
   前記環状ブレード部の内縁部の厚みが、当該環状ブレード部の外縁部の厚みより薄くなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗膜形成装置。
4. 前記環状ブレード部の内縁部の半径方向についての断面形状における前記塗料収容槽内側寄りの部分が、円弧形状とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
5. 前記被塗装物の外周面の塗膜の厚みを測定する膜厚測定手段と、
   前記膜厚測定手段によって測定された前記塗膜の厚みに基づいて、前記被塗装物の外周面の塗膜の厚みが周方向にわたって均一になるように前記塗料収容槽を前記被塗装物に対して水平方向に相対的に移動させる水平方向移動手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗膜形成装置。

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