JP5428573B2 - 塗膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、無端ベルト形状物を含む円筒形状の被塗装物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し、特に、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる定着部材（定着ローラ、定着ベルト）の離型層やプライマ層を形成するのに好適な塗膜形成装置に関する。

電子写真の原理に基づく複写機及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。このような定着プロセスで用いられる部品（定着ローラ或いは定着ベルト）には、基体上にシリコーンゴム等の耐熱性ゴムで構成された弾性層（厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度）と、該弾性層上に形成されたプライマ層と、フッ素樹脂と、で構成された離型層（厚みが２０μｍ〜３０μｍ程度）などが順に形成されたものが用いられる。

そして、前述した離型層を形成するために、従来から種々の塗膜形成装置（例えば、特許文献１参照）が用いられてきた。特許文献１に開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としての被塗装物を位置付けて、該被塗装物を円環状の塗布ヘッドの内側に通すとともに、塗布ヘッドの内周に設けられたシール部材を被塗装物の外周面に当接させることで該塗布ヘッドを密閉して、この塗布ヘッドを被塗装物の軸芯に沿って移動させながら、塗布ヘッドの内周から塗料を被塗装物の外周面に塗布することで、塗膜を形成する。

前述した塗膜形成装置は、塗布ヘッドを密閉して被塗装物と相対的に動かすことにより、少ない塗料での浸漬塗装を実現している。また、前述した特許文献１に開示された塗膜形成装置は、同軸に配置された複数の被塗装物を連続的に塗装することも可能であり、勿論、被塗装物を一本ずつ塗装することも可能である。

前述した特許文献１に示された塗膜形成装置を用いて、被塗装物を塗装した場合、該被塗装物の外周面に形成される塗膜の厚みは、塗料の粘度と塗布速度（塗布ヘッドの移動速度）とによって決定され、塗料の粘度を高く又は塗布速度を速くすると塗膜が厚くなり、塗料の粘度を低く又は塗布速度を遅くすると塗膜が薄くなることから、塗装時間の短縮のため塗布速度を速くするには、塗料の粘度を低くする必要がある。

しかしながら、塗料の粘度を低くしすぎると、被塗装物の外周面に形成された塗膜に塗料の自重による液ダレが生じて塗装不良が発生するため、塗料が液ダレの生じない粘度で且つ所望の膜厚を得ることができる塗布速度よりも速くすることができず、塗布速度を速められる速度に限界があり、塗装時間を短縮することが困難であった。

したがって、本発明の目的は、前述した問題点に鑑み、被塗装物の外周面への塗料の塗布速度を速くすることを可能にして、生産性の向上を図ることができる塗膜形成装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、円筒状の被塗装物をその両端内側で保持して鉛直方向に支持する支持部と、前記被塗装物の軸芯に沿って移動して該被塗装物の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗布ヘッドと、前記支持部と前記塗布ヘッドとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記塗布ヘッド内に前記塗料を供給する塗料供給部と、を備えた塗膜形成装置であって、前記塗布ヘッドは、前記塗料を収容し且つ前記被塗装物を通過させる開口部が設けられたヘッド本体と、前記ヘッド本体の上面に取り付けられたカバー部と、前記開口部の全周に亘って設けられて前記ヘッド本体と前記被塗装物との間を水密に保つシール部材と、を備え、前記カバー部が、円環状の本体部と、前記本体部の内周部から前記ヘッド本体に向かって突出し且つ該本体部から離れた端部が前記ヘッド本体内の前記塗料に浸入した円筒状の内周壁と、を備え、 前記内周壁の内周面と前記被塗装物の外周面との間に所定の間隔が設けられているとともに、前記被塗装物の前記外周面に塗料を塗布する際に、前記ヘッド本体内の前記塗料の液面を低下させる液面低下手段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２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記液面低下手段が、前記ヘッド本体内の前記塗料を前記塗料供給部の塗料収容タンク内に回収する塗料回収部で構成されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記液面低下手段が、前記塗料供給部の前記ヘッド本体と前記塗料収容タンクとを連通する連通管の下方に配置され且つ前記ヘッド本体内から前記塗料を排出する塗料排出管が設けられた塗料排出部で構成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記液面低下手段が、前記ヘッド本体内に気体を供給する気体供給部で構成されていることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記液面低下手段が、前記ヘッド本体内の前記塗料を収容可能な容積を変更自在な容積変更手段で構成されていることを特徴とするものである。

請求項６に記載された発明は、請求項５に記載の発明において、前記容積変更手段が、前記ヘッド本体内に配置され且つ内部に圧入される流体によって膨張するバルーンで構成されていることを特徴とするものである。

以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、カバー部の内周壁の内周面と被塗装物の外周面との間に所定の間隔が設けられているので、塗布ヘッドが被塗装物の軸芯に沿って移動して該被塗装物の外周面に塗料を塗布する際に、内周壁の内周面と被塗装物の外周面とが相対的に移動することで、内周壁と被塗装物との間の塗料にせん断力が作用して、該塗料の粘度を一時的に低下させることができる。このため、被塗装物の外周面への塗料の塗布速度を速くすることができ、塗装時間を短縮することができる。よって、生産性の向上を図ることができる。

さらに、請求項１に記載された発明によれば、被塗装物の外周面に塗料を塗布する際に、ヘッド本体内の塗料の液面を低下させる液面低下手段が設けられているので、塗料のヘッド本体内への戻り力を増大させることができる。このため、被塗装物の外周面に塗料を塗布する際に、内周壁の内周面と被塗装物の外周面との相対的な移動により、該内周壁と被塗装物との間の塗料に作用するせん断力を増大させることができ、該塗料の粘度を一時的により低下させることができる。したがって、被塗装物の外周面への塗料の塗布速度をさらに速くすることができ、よって、塗装時間をさらに短縮することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記液面低下手段がヘッド本体内の塗料を塗料供給部の塗料収容タンク内に回収する塗料回収部で構成されているので、塗料回収部にヘッド本体内の塗料を塗料供給部の塗料収容タンク内へ回収させて、ヘッド本体内の塗料の液面を低下させる、簡単な機構とすることで、装置の小型化を図るとともに装置のコストを抑制することができる。また、ヘッド本体内の塗料と塗料収容タンク内の塗料との循環を行うことができるので、メンテナンス等の長時間に亘って装置が停止する場合でも、ヘッド本体内の塗料の濃度を均一に保つことができる。よって、塗装ムラや異物の付着などを防止することができる。

請求項３に記載された発明によれば、塗料排出部にヘッド本体内の塗料を塗料排出管から排出させることで、ヘッド本体内の塗料の液面をスムーズに低下させることができる。このため、被塗装物の外周面に塗料を塗布する際に、ヘッド本体内の塗料の液面を一定の速度で低下させることができ、そのために、内周壁の内周面と被塗装物の外周面との相対的な移動により、該内周壁と被塗装物との間の塗料に作用するせん断力を一定に保つことができる。したがって、被塗装物の外周面への塗料の塗布速度を速くするとともに、均一な厚みの塗膜を形成することができる。

請求項４に記載された発明によれば、気体給排部に塗布ヘッド内へ気体を供給又は該塗布ヘッド内から気体を排出させることで、塗布ヘッド内への気体の供給量を調整することができるので、ヘッド本体内の塗料の液面の高さを微細に変更することができる。このため、被塗装物の外周面に塗料を塗布する際に、ヘッド本体内の塗料の液面を一定の速度で低下させることができ、そのために、内周壁の内周面と被塗装物の外周面との相対的な移動により、該内周壁と被塗装物との間の塗料に作用するせん断力を一定に保つことができる。したがって、被塗装物の外周面への塗料の塗布速度を速くするとともに、均一な厚みの塗膜を形成することができる。

請求項５に記載された発明によれば、容積変更手段にヘッド本体内の容積を増大させることで、該ヘッド本体内の塗料の液面を低下させることができ、塗料のヘッド本体内への戻り力を増大させることができる。このため、被塗装物の外周面に塗料を塗布する際に、内周壁の内周面と被塗装物の外周面との相対的な移動により、該内周壁と被塗装物との間の塗料に作用するせん断力を増大させることができ、該塗料の粘度を一時的により低下させることができる。したがって、被塗装物の外周面への塗料の塗布速度をさらに速くすることができ、よって、塗装時間をさらに短縮することができる。

請求項６に記載された発明によれば、バルーンを膨張及び収縮させることで、ヘッド本体内の塗料の液面の高さを微細に変更できるので、被塗装物の外周面に塗料を塗布する際に、ヘッド本体内の塗料の液面を一定の速度で低下させることができる。このため、被塗装物の外周面に塗料を塗布する際に、内周壁の内周面と被塗装物の外周面との相対的な移動により、該内周壁と被塗装物との間の塗料に作用するせん断力を一定に保つことができる。したがって、被塗装物の外周面への塗料の塗布速度を速くするとともに、均一な厚みの塗膜を形成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。 図１に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドなどの部分拡大図である。 図２に示された塗布ヘッドの要部拡大図であり、（ａ）は塗布ヘッドのカバー部の内周壁と被塗装物との間の塗料の流れを示す説明図であり、（ｂ）は塗布ヘッドのカバー部の内周壁と被塗装物との間の塗料に作用するせん断力を示す説明図であり、（ｃ）は図（ｂ）に示された塗布ヘッド内の塗料の液面が低下した状態を示す説明図である。 図１に示された塗膜形成装置によって塗膜が形成されて得られる定着ベルトの斜視図である。 図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。 図６に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドなどの部分拡大図である。 図７に示された塗布ヘッド内の塗料を排出した状態を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。 図９に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドなどの部分拡大図である。 図１０示された塗布ヘッド内に空気を供給した状態を示す説明図である。 図１０示された塗布ヘッド内にさらに空気を供給した状態を示す説明図である。 図１０示された塗布ヘッド内の空気を排出した状態を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。 図１４に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドなどの部分拡大図である。 図１４に示された塗布ヘッド内に配されたバルーンが収縮した状態を示す説明図である。 液面低下速度に対する塗装速度の評価結果を示すグラフである。 液面低下速度に対する平均膜厚の評価結果を示すグラフである。 液面低下速度に対する膜厚偏差の評価結果を示すグラフである。

以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。図１に示された塗膜形成装置１Ａ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４に示す。）のプライマ（接着剤）層３（図５に示す）と弾性層５とが形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての離型層６を形成する装置である。

定着ベルト２は、図４に示すように、無端状に形成されている。定着ベルト２は、図５に示すように、ポリイミドやＮｉ等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、シリコーンゴム等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の厚みは、１００〜３００μｍ程度に形成されている。離型層６の厚みは、１５〜３０μｍ程度に形成されている。前述した離型層６が形成される前の被塗装物としての基体４の前述したプライマ層３と合わせた厚みは、２００μｍ〜４００μｍ程度に形成されている。即ち、前述した基体４は、全体として比較的薄肉で変形し易くなっている。

また、プライマ層３と弾性層５と離型層６は、基体４の長手方向の一端部（塗膜形成装置１Ａによって後述の塗料７が塗布される際には上端部）４ａと、基体４の長手方向の他端部（塗膜形成装置１Ａによって塗料７が塗布される際には下端部）４ｂとに亘って形成されている。前述した定着ベルト２は、加熱されてトナーを転写紙に押圧して、該トナーを転写紙に定着させる。

そして、塗膜形成装置１Ａは、表面にプライマ層３と弾性層５とが形成された基体４（特許請求の範囲の被塗装物に相当）の外表面即ち前述したプライマ層３上に、前述したフッ素樹脂と周知の溶媒などを含んだ塗料７（図１又は図２に示す）を塗布して、前述した離型層６を形成する。なお、前記塗料７は、流動させると粘度が低下し、流動させるのを止めると粘度が元に戻る性質（チキソトロピー性）を有する塗料であれば良い。

塗膜形成装置１Ａ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、制御装置１２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且つ塗料７を収容する塗料収容タンク１３と、該塗料収容タンク１３内に外気を取り込むための細長い管状の通気管１４と、図示しない攪拌用モータと、塗料供給管１５と、ポンプ１６等を備えている。

攪拌用モータは、塗料収容タンク１３に固定され且つ該塗料収容タンク１３内に位置付けられた出力軸に羽根車が取り付けられている。攪拌モータは、収容タンク１３内の塗料７を攪拌して、該塗料７の粘度にむらが生じることを防止する。塗料供給管１５は、細長い管状に形成されており、塗料収容タンク１３と後述する塗布ヘッド２０のヘッド本体４０とを連通して塗料７を通す。

ポンプ１６は、塗料収容タンク１３内の塗料７を塗料供給管１５内を通して後述する塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に送り出すとともに、該ヘッド本体４０内の塗料７を塗料供給管１５内を通して塗料収容タンク１３内に回収する。前記ポンプ１６は、特許請求の範囲に記載の塗料回収部に相当する。

そして、前述した塗料供給ユニット１０は、ポンプ１６が塗料収容タンク１３内の塗料７を塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に送り出すことで、該ヘッド本体４０内に塗料７を供給するとともに、ポンプ１６がヘッド本体４０内の塗料７を塗料収容タンク１３内に回収する。

塗布ユニット１１は、図１に示すように、装置本体１７と、支持部１８と、移動部１９と、塗布ヘッド２０とを備えている。装置本体１７は、工場のフロア上などに設置される台部２１と、該台部２１から上方に向かって延在した板状の延在板２２とを備えている。台部２１は、表面が水平方向と平行に配置されている。延在板２２は、長手方向が鉛直方向と平行に配置されている。

支持部１８は、図１に示すように、マンドレル２３と、一対の保持部材２４と、一つのチャックシリンダ２５と、を備えている。

マンドレル２３は、一対の円盤部材２６と、一つの軸部材２７とを備えている。一対の円盤部材２６は、それぞれ、外径が基体４の内径よりも若干大きく且つ厚手の円盤状に形成されている。軸部材２７は、円柱状に形成され且つ外径が円盤部材２６の外径及び基体４の内径より小さく形成されている。軸部材２７は、一対の円盤部材２６と同軸に配置されて該一対の円盤部材２６同士を連結しているとともに、両端部２７ａ，２７ｂが円盤部材２６から突出している。そして、マンドレル２３は、前述した基体４内に圧入されて、円盤部材２６が基体４の両端４ａ，４ｂを内側から支持することとなる。

一対の保持部材２４は、それぞれ、軸芯が鉛直方向と平行に配置された円柱状の本体部２８と、該本体部２８の外周に設けられた円筒状のマスク２９とを備えている。本体部２８には、表面から凹の凹部２８ａが設けられている。マスク２９は、弾性材料で構成され、内径が本体部２８の外径と略等しく形成されている。

前述した一対の保持部材２４は、各々の凹部２８ａ内にマンドレル２３の軸部材２７の両端部２７ａ，２７ｂがそれぞれ圧入されて、マンドレル２３と同軸に配置される。そして、一方の保持部材２４ａが、チャックシリンダ２５の後述する固定部材３２に固定されているとともに、他方の保持部材２４ｂが、本体部２８が台部２１から立設した状態で該台部２１に固定されている。

チャックシリンダ２５は、シリンダ本体３０と、該シリンダ本体３０から凸没自在なロッド３１とを備えている。シリンダ本体３０は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド３１が伸長する状態で、連結部材３０ａによって前述した延在板２２に取り付けられている。ロッド３１は、円柱状に形成され且つ軸芯が鉛直方向と平行に配置されているとともに、その下端部に円盤状の固定部材３２が設けられている。この固定部材３２には前述した一方の保持部材２４ａが固定される。ロッド３１は、鉛直方向に沿って、他方の保持部材２４ｂと間隔をあけて相対する位置（他方の保持部材２４ｂと同軸となる位置）に配されている。

そして、前述したチャックシリンダ２５は、ロッド３１が伸長することで、一対の保持部材２４ａ，２４ｂを互いに近づく方向に押圧して、該一対の保持部材２４ａ，２４ｂが互いの間に挟んだマンドレル２３を押圧する。

前述した構成の支持部１８は、チャックシリンダ２５のロッド３１の固定部材３２に固定された一方の保持部材２４ａと、台部２１に固定された他方の保持部材２４ｂとの間に、内側にマンドレル２３が圧入された基体４を配置して、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させることで、各保持部材２４ａ，２４ｂの凹部２８ａ内にマンドレル２３の軸部材２７の両端部２７ａ，２７ｂがそれぞれ圧入される。こうして、支持部１８は、一対の保持部材２４ａ，２４ｂの間にマンドレル２３を挟むことで、基体４の両端部４ａ，４ｂを内側から保持して、前記基体４を鉛直方向に支持する。

そして、前述した支持部１８が、一対の保持部材２４ａ，２４ｂ及びマンドレル２３によって軸芯Ｐ（図１中に一点鎖線で示す）が鉛直方向と平行な状態で基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯Ｐに直交する方向の断面形が円弧状）となる。また、支持部１８は、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長して、一対の保持部材２４ａ，２４ｂ及びマンドレル２３を介して基体４を保持するとともに、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小して、一対の保持部材２４ａ，２４ｂ及びマンドレル２３を介して基体４を着脱自在とする。さらに、支持部１８は、基体４を保持する際には、勿論、基体４の外周面４ｃを露出させる。

移動部１９は、図１に示すように、リニアアクチュエータ３４と、リニアエンコーダ３５と、支持ベース３６と、クランプ部３７などを備えている。リニアアクチュエータ３４は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で延在板２２に取り付けられたレール３４ａと、該レール３４ａの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレール３４ａに対し移動するスライダ３４ｂとを備えている。スライダ３４ｂには、支持ベース３６とクランプ部３７とが取り付けられている。

リニアアクチュエータ３４は、支持ベース３６を介して塗布ヘッド２０を昇降させる。即ち、リニアアクチュエータ３４は、支持部１８と支持ベース３６即ち塗布ヘッド２０とを前述した基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。リニアエンコーダ３５は、前述したスライダ３４ｂに取り付けられた支持ベース３６即ち塗布ヘッド２０の位置を検出して、該塗布ヘッド２０の位置に応じた情報を制御装置１２に向けて出力する。

支持ベース３６は、円環状に形成され且つリニアアクチュエータ３４のスライダ３４ｂに取り付けられている。支持ベース３６は、その両表面が水平方向と平行に配置されている。即ち、支持ベース３６の表面は、前述した基体４の軸芯Ｐに対して直交する方向に沿って平坦に形成されている。支持ベース３６は、表面上に塗布ヘッド２０を設置して該塗布ヘッド２０を支持している。即ち、支持ベース３６は、塗布ヘッド２０の下方に配置されている。

クランプ部３７は、クランプ部本体３８と、一対の接離ロッド３９とを備えている。クランプ部本体３８即ちクランプ部３７は、支持ベース３６の下方に配されてリニアアクチュエータ３４のスライダ３４ｂに取り付けられている。一対の接離ロッド３９は、それぞれ、棒状に形成され、互いに間隔をあけて平行に配置されているとともに、互いに接離自在となっている。一対の接離ロッド３９は、互いの間に塗布ヘッド２０内を通される基体４や保持部材２４を位置付ける位置に配されている。クランプ部３７は、一対の接離ロッド３９同士を互いに近づけることで、該一対の接離ロッド３９間に保持部材２４を挟む。

このように、前述した構成の移動部１９は、支持ベース３６を昇降させることで、支持部１８に支持された基体４と塗布ヘッド２０とを該基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。

塗布ヘッド２０は、図１又は図２に示すように、ヘッド本体４０と、シール部材４４と、カバー部４５とを備えている。ヘッド本体４０は、円盤状の底板部４１と、該底板部４１の外周部から立設した円筒状の外周壁４２とを備えている。底板部４１には、略中央部に開口部４３が設けられており、この開口部４３の内径は、前述した基体４の外径よりも大きく形成されている。また、開口部４３には、当該開口部４３の内縁の全周に亘ってシール部材４４が取り付けられる。

シール部材４４は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されており、円環状に形成されている。シール部材４４は、厚みが周方向に一定に形成されているとともに、表面がヘッド本体４０の底板部４１の表面と略面一となるように設けられている。シール部材４４は、ヘッド本体４０と同軸に配置されており、当該シール部材４４の弾性変形していない中立の状態での内径は、基体４の外径よりも小さい。

そして、シール部材４４は、ヘッド本体４０の開口部４３内に通された基体４に当接して、該基体４を通すことができる状態まで弾性変形する。シール部材４４は、前述したように弾性変形すると、基体４の外周面４ｃを該基体４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該基体４の外周面４ｃとの間を水密に保つ。即ち、シール部材４４は、基体４との間からヘッド本体４０内の塗料７が該ヘッド本体４０外に漏れることを防止する。

カバー部４５は、円環状の本体部４６と、内周壁４７とを備えている。本体部４６は、内外径がヘッド本体４０の底板部４１と略等しく形成されている。内周壁４７は、本体部４６の内周部から底板部４１即ちヘッド本体４０に向かって突出して、円筒状に形成されている。内周壁４７は、本体部４６から離れた端部４７ｂが底板部４１の開口部４３の内縁と間隔をあけているとともに、該端部４７ｂがヘッド本体４０内に供給された塗料７に浸入するように設けられている。

また、内周壁４７は、内径が前述した基体４の外径よりも大きく形成されて、内周面４７ａが基体４の外周面４ｃと所定の間隔をあけている。前記所定の間隔とは、内周壁４７と基体４との間の塗料７にせん断力が作用する２ｍｍ〜３ｍｍ程度である。

前述したカバー部４５は、本体部４６の外縁部がヘッド本体４０の外周壁４２に重ねられて、該ヘッド本体４０の上面に取り付けられる。すると、内周壁４７の端部４７ｂが底板部４１の開口部４３の内縁と間隔をあけて配される。このため、塗布ヘッド２０は、その内周側が全周に亘って内外を連通して開口している。そして、カバー部４５は、ヘッド本体４０内の塗料７の溶媒などが揮発することを防止するとともに、該ヘッド本体４０内の塗料７にゴミなどの異物が侵入することを防止する。

前述した構成の塗布ヘッド２０は、ヘッド本体４０とカバー部４５とに囲まれる空間４８に前述した塗料供給ユニット１０によって塗料７が供給されて、該塗料７をヘッド本体４０内に収容する。そして、塗布ヘッド２０は、ヘッド本体４０の開口部４３内に基体４を通すことで、該基体４の外周面４ｃをヘッド本体４０内の塗料７に浸漬させて、外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。

制御装置１２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１２は、図１に示すように、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１の支持部１８及び移動部１９とに接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１Ａ全体の制御を司る。即ち、制御装置１２には、移動部１９のリニアエンコーダ３５からの情報が入力するとともに、リニアエンコーダ３５からの情報などに基づいて、各部位を制御する。

前述した構成の塗膜形成装置１Ａは、以下のように、基体４の外周面４ｃに離型層６を形成する。まず、制御装置１２がチャックシリンダ２５のロッド３１を縮小させて、移動部１９に塗布ヘッド２０を最も上方に位置付けさせる。このとき、塗布ヘッド２０の開口部４３内に一方の保持部材２４ａを通して、クランプ部３７の一対の接離ロッド３９同士を近づけて該一対の接離ロッド３９で一方の保持部材２４ａを挟んでおく。

次に、塗布ヘッド２０が最も上方に位置付けられた状態で、マンドレル２３が圧入された基体４を一方の保持部材２４ａと他方の保持部材２４ｂとの間に位置付ける。そして、制御装置１２がチャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。すると、ロッド３１の固定部材３２に固定された一方の保持部材２４ａと台部２１に固定された他方の保持部材２４ｂとの間にマンドレル２３を挟むことで、支持部１８が基体４を軸芯が鉛直方向と平行な状態で指示する。さらに、制御装置１２がチャックシリンダ２５の一対の接離ロッド３９同士を互いに離す。

その後、制御装置１２が、移動部１９に塗布ヘッド２０を降下させるとともに、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗布ヘッド２０が開口部４３内に一方の保持部材２４ａのマスク２９を通す位置に位置付けられたと判定すると、当該移動部１９を停止する。そして、制御装置１２が塗料供給ユニット１０に所定の量（１回の塗布に必要な量）の塗料７を塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に供給させる。このとき、シール部材４４が一方の保持部材２４ａのマスク２９との間を水密に保つこととなるので、一方の保持部材２４ａに塗料７が付着することなく、また、塗布ヘッド２０と一方の保持部材２４ａのマスク２９との間から塗料７が漏れることがない。

続いて、制御装置１２が、移動部１９に塗布ヘッド２０を徐々に降下させるとともに、塗料供給ユニット１０に塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内の塗料７を一定の速度で回収させる。すると、基体４の外周面４ｃに上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に塗料７が塗布されて、離型層６が形成される。

このとき、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとが相対的に移動することで、図３（ａ）に示すように、内周壁４７と基体４との間の塗料７に上昇流Ｕと下降流Ｄとが発生して、図３（ｂ）に示すように、内周壁４７と基体４との間の塗料７にせん断力Ｓが作用するため、前記塗料７の粘度が一時的に低下して、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布速度を速くすることができる。

また、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａを一定速度で低下させながら、塗布ヘッド２０を徐々に降下させることで、図３（ｂ）に示すように、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの相対的な移動により、これら内周壁４７と基体４との間の塗料７に作用するせん断力Ｓが増大するため、前記塗料７の粘度を一時的により低下させることができる。

そして、制御装置１２が、移動部１９に塗布ヘッド２０をさらに降下させるとともに、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗布ヘッド２０が開口部４３内に他方の保持部材２４ｂのマスク２９を通す位置に位置付けられたと判定すると、当該移動部１９を停止する。

最後に、制御装置１２がチャックシリンダ２５のロッド３１を縮小する。そして、離型層６が形成された基体４と、基体４を支持したマンドレル２３とが取り除かれた後、制御装置１２が、移動部１９に塗布ヘッド２０を上昇させて、前述した工程と同様に、基体４を塗装する。

このように、前述した塗膜形成装置１Ａの制御装置１２は、支持部１８のマンドレル２３に保持された基体４の上端部４ａと相対した塗布ヘッド２０の内周側から塗料７を塗出させながら、該塗布ヘッド２０が基体４の下端部４ｂに向かって移動するように、移動部１９を制御するとともに、塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内の塗料７を一定の速度で回収するように、塗料供給ユニット１０を制御する。

本実施形態によれば、カバー部４５の内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの間に所定の間隔が設けられているので、塗布ヘッド２０が基体４の軸芯Ｐに沿って移動して該基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとが相対的に移動することで、内周壁４７と基体４との間の塗料７にせん断力Ｓが作用して、該塗料７の粘度を一時的に低下させることができる。このため、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布速度を速くすることができ、塗装時間を短縮することができる。よって、生産性の向上を図ることができる。

また、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａを低下させる液面低下手段が設けられているので、塗料７のヘッド本体４０内への戻り力を増大させることができる。このため、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの相対的な移動により、該内周壁４７と基体４との間の塗料７に作用するせん断力Ｓを増大させることができ、該塗料７の粘度を一時的により低下させることができる。したがって、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布速度をさらに速くすることができ、よって、塗装時間をさらに短縮することができる。

さらに、前記液面低下手段がヘッド本体４０内の塗料７を塗料供給ユニット１０の塗料収容タンク１３内に回収するポンプ１６で構成されているので、ポンプ１６にヘッド本体４０内の塗料７を塗料収容タンク１３内へ回収させて、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａを低下させる、簡単な機構とすることで、装置の小型化を図るとともに装置のコストを抑制することができる。また、ヘッド本体４０内の塗料７と塗料収容タンク１３内の塗料７との循環を行うことができるので、メンテナンス等の長時間に亘って装置が停止する場合でも、ヘッド本体４０内の塗料７の濃度を均一に保つことができる。よって、塗装ムラや異物の付着などを防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置１Ｂを、図６乃至図８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。

本実施形態では、図６に示すように、塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内から塗料７を排出する塗料排出部５０をさらに備えている。塗料排出部５０は、塗料排出容器５１と、塗料排出管５２と、バルブ５３と、密閉ユニット５４と、を備えている。

塗料排出容器５１は、工場のフロア上などに設置され且つ塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内から排出した塗料を貯留する。塗料排出管５２は、細長い管状に形成されており、塗料排出容器５１と塗布ヘッド２０のヘッド本体４０と塗を連通して塗料７を通す。バルブ５３は、開くことで、ヘッド本体４０から塗料排出容器５１に塗料７が排出されることを許容する。

密閉ユニット５４は、内部に流体が圧入されることで膨張するバルーン５５と、該バルーン５５に加圧した気体を供給する加圧気体供給部５６とを備えている。

バルーン５５は、ゴムなどの弾性変形自在な材料で構成されて、袋状に形成されている。バルーン５５は、円環状に形成されて、カバー部４５の本体部４６の内周部の表面に取り付けられているとともに、該カバー部４５と同軸に配置されている。そして、バルーン５５は、加圧気体供給部５６により加圧気体が供給されると膨張して、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７と基体４との間の空間を密閉する。

加圧気体供給部５６は、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ５７と、加圧気体通気管５８ａと、バルブ５９と、気体排出管５８ｂとを備えている。レギュレータ５７は、加圧気体供給源から送り出された加圧気体の圧力を調整する。加圧気体通気管５８ａは、細長い管状に形成されており、バルーン５５と加圧気体供給源（図示せず）とをレギュレータ５７及びバルブ５９を介して連通して、加圧気体供給源（図示せず）から送り出された加圧気体を通す。

バルブ５９は、レギュレータ５７からバルーン５５への加圧気体の供給と、バルーン５５内からの加圧気体の排出とを切り替える。気体排出管５８ｂは、細長い管状に形成されており、バルブ５９に接続されてバルーン５５内から排出された加圧気体を通す。

前述した構成の加圧気体供給部５６は、加圧気体供給源及びレギュレータ５７から供給された加圧気体を、加圧気体連通管５８ａを通してバルーン５５内に供給して、この加圧気体によりバルーン５５を膨張させる。そして、バルブ５９を切り替えることで、バルーン５５内の加圧気体を気体排出管５８ｂを通して外部に排出する。

また、本実施形態では、図６に示すように、前述した塗膜形成装置１Ａの塗料供給ユニット１０が、前述したポンプ１６の代わりに、塗料収容タンク１３からヘッド本体４０への塗料の供給量を調整するバルブ６０と、塗料収容タンク１３内に気体を供給するレギュレータ６１と、を備えている。レギュレータ６１は、外気を前述した通気管１４内を通して塗料収容タンク１３内に出し入れする。バルブ６０は、開くことで、塗料収容タンク１３からヘッド本体４０に塗料７が供給されることを許容する。

前述した構成の塗料排出部５０と塗料供給ユニット１０のバルブ６０及びレギュレータ６１とは、以下のように、制御装置１２により制御される。制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗布ヘッド２０が開口部４３内に一方の保持部材２４ａのマスク２９を通す位置に位置付けられたと判定すると、バルブ６０を開くとともにレギュレータ６１に外気を塗料収容タンク１３へ供給させるのと連動して、加圧気体供給部５６にバルーン５５内に加圧気体を供給させる。

すると、塗料収容タンク１３内が加圧されて、該塗料収容タンク１３から塗料供給管１５を通して所定の量（１回の塗布に必要な量）の塗料７が塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に供給されるとともに、バルーン５５が膨張して、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７と基体４との間の空間が密閉される。

そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗布ヘッド２０が基体４の上端部４ａに位置付けられたと判断して、移動部１９に塗布ヘッド２０を徐々に降下させるのと連動して、加圧気体供給部５６にバルーン５５内の加圧気体を外部に排出させるとともに、バルブ５３を開く。すると、加圧気体の排出によりバルーン５５が収縮して、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７と基体４との間の空間が開放されて、ヘッド本体４０内の塗料７が塗料排出管５２を通って塗料排出容器５１に排出される。

このように、前述した塗膜形成装置１Ｂの制御装置１２は、塗布ヘッド２０が一方の保持部材２４ａのマスク２９と相対する位置に位置付けられた際に、塗料収容タンク１３内に外気を供給して該塗料収容タンク１３内の空気Ｅを加圧することで、塗料収容タンク１３から所定の量（１回の塗布に必要な量）の塗料７を塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に供給するように、塗料供給ユニット１０のバルブ６０とレギュレータ６１とを制御する。

また、前述した塗膜形成装置１Ｂの制御装置１２は、塗布ヘッド２０が一方の保持部材２４ａのマスク２９と相対する位置に位置付けられた際に、加圧気体供給部５６にバルーン５５内に加圧気体を供給させて該バルーン５５を膨張させることで、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７と基体４との間の空間が密閉するように、塗料排出部５０を制御する。

さらに、前述した塗膜形成装置１Ｂの制御装置１２は、塗布ヘッド２０が基体４と相対する位置に位置付けられた際に、移動部１９に塗布ヘッド２０を徐々に降下させるのと連動して、加圧気体供給部５６にバルーン５５内の加圧気体を外部に排出させて該バルーン５５を収縮させるとともに、バルブ５３を開くことで、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７と基体４との間の空間が開放して、ヘッド本体４０内の塗料７が塗料排出管５２を通って塗料排出容器５１に排出するように、塗料排出部５０を制御する。

こうして、前述した塗膜形成装置１Ｂの制御装置１２は、塗料排出部５０を制御することで、バルーン５５を収縮させるとともにバルブ５３を開いて、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７と基体４との間の空間が開放して、ヘッド本体４０内の塗料７が塗料排出管５２を通って塗料排出容器５１に排出するため、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａをスムーズに低下させることができる。

本実施形態によれば、塗料排出部５０にヘッド本体４０内の塗料７を塗料排出管５２から排出させることで、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａをスムーズに低下させることができる。このため、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａを一定の速度で低下させることができ、そのために、内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの相対的な移動により、該内周壁４７と基体４との間の塗料７に作用するせん断力Ｓを一定に保つことができる。したがって、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布速度を速くするとともに、均一な厚みの離型層６を形成することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る塗膜形成装置１Ｃを、図９乃至図１３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。

本実施形態では、図１０に示すように、塗布ヘッド２０のカバー部４５は、内周壁４７に隣接して設けられた突出壁４９を備えている。突出壁４９は、本体部４６からヘッド本体４０の底板部４１に向かって突出した円筒状に形成され且つ内周壁４７と隣接して設けられている。突出壁４９は、カバー部４５及び内周壁４７と同軸に配置されている。突出壁４９は、本体部４６から離れた側の端部が底板部４１と間隔をあけている。突出壁４９の本体部４６からの高さは、内周壁４７の本体部４６からの高さよりも高い。

そして、突出壁４９は、塗料供給ユニット１０によって塗料７が供給される際などに、ヘッド本体４０内の塗料７に生じた気泡と干渉して、該気泡が基体４側に移動して該基体４に付着することを防止する。

さらに、本実施形態では、図９に示すように、前述した塗膜形成装置１Ｂの塗料排出部５０の代わりに、塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に空気を給排可能な気体給排部６５を備えている。この気体給排部６５は、電空レギュレータ６６と、気体供給管６７と、バルブ６８と、気体排出管６９とを備えている。

電空レギュレータ６６は、制御装置１２からの信号に基づいて空気の圧力を調整して、該空気Ｅ（図１１に示す）を気体供給管６７内を通して塗布ヘッド２０内へ送り出す。気体供給管６７は、細長い管状に形成されており、塗布ヘッド２０内の空間４８と電空レギュレータ６６とをバルブ６８を介して連通して、電空レギュレータ６６から送り出された空気Ｅを通す。バルブ６８は、電空レギュレータ６６から塗布ヘッド２０内への空気Ｅの供給と、塗布ヘッド２０内の空気Ｅの排出とを切り替える。気体排出管６９は、細長い管状に形成されており、バルブ６８に接続されて塗布ヘッド２０内から排出された空気Ｅを通す。

前述した構成の気体給排部６５は、電空レギュレータ６６から供給された空気Ｅを、気体供給管６７を通して塗布ヘッド２０内の空間４８に供給して、該空間４８を加圧する。そして、バルブ６８を切り替えることで、塗布ヘッド２０内の空間４８から空気Ｅを気体排出管６９を通して外部に排出して、該空間４８を減圧する。

前述した構成の気体給排部６５は、以下のように、制御装置１２により制御される。制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗布ヘッド２０が基体４の上端部４ａに位置付けられたと判断して、塗料供給ユニット１０に塗料収容タンク１３から所定の量（１回の塗布に必要な量）の塗料７を塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に供給させた後に、移動部１９に塗布ヘッド２０を徐々に降下させるのと連動して、電空レギュレータ６６に塗布ヘッド２０内の空間４８へ空気Ｅを供給させる。すると、塗布ヘッド２０内の空間４８が加圧されて、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａが低下する。

そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗布ヘッド２０が他方の保持部材２４ｂのマスク２９と相対する位置に位置付けられたと判断すると、移動部１９に塗布ヘッド２０の降下を停止させるのと連動して、バルブ６８を切り替えて塗布ヘッド２０内の空間４８から空気Ｅを外部に排出させる。すると、塗布ヘッド内の空間４８が外気圧まで減圧されて、基体４と内周壁４７との間の塗料７がヘッド本体４０内に戻る（移動する）。

このように、前述した塗膜形成装置１Ｃの制御装置１２は、塗布ヘッド２０が基体４の上端部４ａに位置付けられた際に、塗料供給ユニット１０に塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に塗料７を供給させた後に、移動部１９に塗布ヘッド２０を徐々に降下させるのと連動して、電空レギュレータ６６に塗布ヘッド２０内の空間４８へ空気Ｅを供給させて該塗布ヘッド２０内の空間４８を加圧させることで、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａが低下するように、気体給排部６５を制御する。

また、前述した塗膜形成装置１Ｃの制御装置１２は、塗布ヘッド２０が他方の保持部材２４ｂのマスク２９と相対する位置に位置付けられた際に、移動部１９に塗布ヘッド２０を停止させるのと連動して、バルブ６８を切り替えて塗布ヘッド２０内の空間４８から空気Ｅを外部に排出させて該塗布ヘッド２０内の空間４８を外気圧まで減圧させることで、基体４と内周壁４７との間の塗料７がヘッド本体４０内に戻る（移動する）ように、気体給排部６５を制御する。

こうして、前述した塗膜形成装置１Ｃの制御装置１２は、気体給排部６５を制御することで、塗布ヘッド２０内へ空気Ｅを供給又は該塗布ヘッド２０内から空気Ｅを排出させて、塗布ヘッド２０内への空気Ｅの供給量を調整可能であるため、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａの高さを微細に変更することができる。

本実施形態によれば、気体給排部６５に塗布ヘッド２０内へ空気Ｅを供給又は該塗布ヘッド２０内から空気Ｅを排出させることで、塗布ヘッド２０内への空気Ｅの供給量を調整することができるので、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａの高さを微細に変更することができる。

このため、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａを一定の速度で低下させることができ、そのために、内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの相対的な移動により、該内周壁４７と基体４との間の塗料７に作用するせん断力Ｓを一定に保つことができる。したがって、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布速度を速くするとともに、均一な厚みの離型層６を形成することができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る塗膜形成装置１Ｄを、図１４乃至図１６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。

本実施形態では、図１４に示すように、前述した塗膜形成装置１Ｃの気体給排部６５の代わりに、塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内の塗料７を収容可能な容積を変更自在な容積変更手段７０を備えている。この容積変更手段７０は、ヘッド本体４０内に配置され且つ内部に流体が圧入されることで膨張するバルーン７１と、該バルーン７１に加圧した気体を供給する加圧気体供給部７２とを備えている。

バルーン７１は、ゴムなどの弾性変形自在な材料で構成されて、袋状に形成されている。バルーン７１は、円環状に形成されて、ヘッド本体４０内に該ヘッド本体４０と同軸に配置されている。バルーン７１は、加圧気体供給部７２により内部に流体としての加圧気体が供給される。バルーン７１は、内部に加圧気体が供給されると膨張するとともに、該加圧気体の圧力が高くなるのにしたがってより膨張する。

加圧気体供給部７２は、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ７３と、加圧気体通気管７４と、バルブ７５と、気体排出管７６とを備えている。レギュレータ５３は、加圧気体供給源から送り出された加圧気体の圧力を調整する。加圧気体通気管７４は、細長い管状に形成されており、バルーン７１と加圧気体供給源（図示せず）とをレギュレータ７３及びバルブ７５を介して連通して、加圧気体供給源（図示せず）から送り出された加圧気体を通す。

バルブ７５は、レギュレータ７３からバルーン７１への加圧気体の供給と、バルーン７１内からの加圧気体の排出とを切り替える。気体排出管７６は、細長い管状に形成されており、バルブ７５に接続されてバルーン７１内から排出された加圧気体を通す。

前述した構成の加圧気体供給部７２は、加圧気体供給源及びレギュレータ７３から供給された加圧気体を、加圧気体連通管７４を通してバルーン７１内に供給して、この加圧気体によりバルーン７１を膨張させる。そして、バルブ７５を切り替えることで、バルーン７１内から加圧気体を気体排出管７６を通して外部に排出する。

前述した構成の容積変更手段７０は、以下のように、制御装置１２により制御される。
制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗布ヘッド２０が開口部４３内に一方の保持部材２４ａのマスク２９を通す位置に位置付けられたと判定すると、加圧気体供給部７２にバルーン７１内に加圧気体を供給させる。すると、バルーン７１が膨張して、ヘッド本体４０内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体４０内に収容できる塗料７の量）を減少させる。

そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗布ヘッド２０が基体４の上端部４ａに位置付けられたと判断して、塗料供給ユニット１０に塗料収容タンク１３から所定の量（１回の塗布に必要な量）の塗料７を塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内に供給させた後に、移動部１９に塗布ヘッド２０を徐々に降下させるのと連動して、加圧気体供給部７２にバルーン７１内から加圧気体を排出させる。すると、バルーン７１が収縮して、ヘッド本体４０内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体４０内に収容できる塗料７の量）を増加させる。

このように、前述した塗膜形成装置１Ｄの制御装置１２は、塗布ヘッド２０が一方の保持部材２４ａのマスク２９と相対する位置に位置付けられた際に、加圧気体供給部７２にバルーン７１内に加圧気体を供給させて該バルーン７１を膨張させることで、ヘッド本体４０内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体４０内に収容できる塗料７の量）が減少するように、容積変更手段７０を制御する。

また、前述した塗膜形成装置１Ｄの制御装置１２は、塗布ヘッド２０が基体４と相対する位置に位置付けられた際に、塗料供給ユニット１０に塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内へ塗料７を供給させた後、移動部１９に塗布ヘッド２０を徐々に降下させるのと連動して、加圧気体供給部７２にバルーン７１内から加圧気体を排出させて該バルーン７１を収縮させることで、ヘッド本体４０内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体４０内に収容できる塗料７の量）が増加するように、容積変更手段７０を制御する。

こうして、前述した塗膜形成装置１Ｄの制御装置１２は、容積変更手段７０を制御することで、バルーン７１を膨張又は収縮させて、塗布ヘッド２０のヘッド本体４０内の塗料７を収容可能な容積を変更自在であるため、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａの高さを微細に変更できる。

本実施形態によれば、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、容積変更手段７０にヘッド本体４０内の容積を増大させることで、該ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａを低下させることができ、塗料７のヘッド本体４０内への戻り力を増大させることができる。

このため、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの相対的な移動により、該内周壁４７と基体４との間の塗料７に作用するせん断力Ｓを増大させることができ、該塗料７の粘度を一時的により低下させることができる。したがって、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布速度をさらに速くすることができ、よって、塗装時間をさらに短縮することができる。

また、バルーン７１を膨張及び収縮させることで、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａの高さを微細に変更できるので、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、ヘッド本体４０内の塗料７の液面７ａを一定の速度で低下させることができる。このため、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する際に、内周壁４７の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの相対的な移動により、該内周壁４７と基体４との間の塗料７に作用するせん断力Ｓを一定に保つことができる。したがって、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布速度を速くするとともに、均一な厚みの離型層６を形成することができる。

次に、本発明の発明者は、第１の実施形態（実施例１）、第２の実施形態（実施例２）、第３の実施形態（実施例３）、第４の実施形態（実施例４）と、実施例５と、比較例１及び比較例２とについて、後述する試験を行い、本発明の効果を確認した。その結果を図１７乃至図１９に示す。

（実施例１）
第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａは、塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７が、アルミで構成され且つ内径６５．６ｍｍ（基体４の外周面４ｃとの間の距離が約２．６５ｍｍ）のものとした。そして、ポンプ１６にはチューブポンプを使用し、流量を調整して、塗布ヘッド２０内の塗料７の液面低下速度が０ｍｍ／ｓｅｃ，０．１ｍｍ／ｓｅｃ，０．２ｍｍ／ｓｅｃとなる条件でそれぞれ塗装を行った。

（実施例２）
第２の実施形態の塗膜形成装置１Ｂは、塗料排出管５２の内径が４ｍｍのものとした。そして、バルブ５３の開度を調整して、塗布ヘッド２０内の塗料７の液面低下速度が０ｍｍ／ｓｅｃ，０．１ｍｍ／ｓｅｃ，０．２ｍｍ／ｓｅｃとなる条件でそれぞれ塗装を行った。その他の条件については実施例1記載の条件と同等である。

（実施例３）
第３の実施形態の塗膜形成装置１Ｃは、突出壁４９の直径が８０ｍｍ、突出壁４９の塗料が通過する底板部４１との間隔が１±０．０５ｍｍとした。そして、電空レギュレータ６６の設定圧が８ｋＰａで且つ塗布時の液面低下時の設定圧を１〜３ｋＰａに設定して、塗布ヘッド２０内の塗料７の液面低下速度が０ｍｍ／ｓｅｃ，０．１ｍｍ／ｓｅｃ，０．２ｍｍ／ｓｅｃとなる条件でそれぞれ塗工を行った。その他の条件については実施例1記載の条件と同等である。

（実施例４）
第４の実施形態の塗膜形成装置１Ｄは、バルーン７１の容積が５ｃｍ３のものとし、加圧気体連通管７４の内径が４ｍｍのものとした。そして、バルブ７５の開度を調整して、塗布ヘッド２０内の塗料７の液面低下速度が０ｍｍ／ｓｅｃ，０．１ｍｍ／ｓｅｃ，０．２ｍｍ／ｓｅｃとなる条件でそれぞれ塗工を行った。その他の条件については実施例１の条件と同等である。

（実施例５）
実施例５の塗膜形成装置（図示せず）は、前述した第３の実施形態（実施例３）の塗膜形成装置１Ｃの塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７の表面にフッ素樹脂（ＦＥＰ）コーティングが施された構成である。

（比較例１）
比較例１の塗膜形成装置（図示せず）は、前述した第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａと同じ構成である。そして、塗布ヘッド２０内の塗料７の液面低下速度を０ｍｍ／ｓとした条件である。

（比較例２）
比較例２の塗膜形成装置（図示せず）は、前述した第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａの塗布ヘッド２０のカバー部４５の内周壁４７を有していない構成である。即ち、塗布ヘッド２０の内周側が内外を連通して開口した構成である。そして、比較例１と同様に、塗布ヘッド２０内の塗料７の液面低下速度を０ｍｍ／ｓとした条件である。

（試験１）
前述した第１の実施形態（実施例１）の塗膜形成装置１Ａ、第２の実施形態（実施例２）の塗膜形成装置１Ｂ、第３の実施形態（実施例３）の塗膜形成装置１Ｃ、第４の実施形態（実施例４）の塗膜形成装置１Ｄ、実施例５の塗膜形成装置、比較例１の塗膜形成装置、及び、比較例２の塗膜形成装置を用い、且つ、塗料７として粘度が３６０ｃｐのＰＦＡディスパージョン（水分散系）、及び、被塗装物としてポリイミド（以下ＰＩ）で構成された外径６０ｍｍ、長さ３７０ｍｍ、厚さ７０μｍの円筒状の基材の外周に、膜厚１５０μｍのゴム層を形成し、その表面にプライマ（接着剤）が塗布された無端状ベルトを用いて、この無端状ベルトへの離型層の形成を行った。なお、焼成後に要求するＰＦＤ膜厚は、１８±１．５μｍ（定着ベルトに要求される良好な画像品質を得るための規格）である。

そして、前述したそれぞれの条件において、無端状ベルトへの塗料７の塗布速度が５ｍｍ／ｓ，１０ｍｍ／ｓ，１５ｍｍ／ｓで塗装したものの平均膜厚を評価し、平均膜厚が１８μｍとなる塗布速度を算出した。この算出した結果から液面低下速度と平均膜厚が１８μｍ一定となる塗装速度の関係を調べた。その結果を第１の実施形態乃至第４の実施形態、実施例５、比較例１及び比較例２との比較を図１７乃至図１９のグラフに示す。

図１７のグラフによれば、第１の実施形態（実施例１）と比較例１及び比較例２とを比較すると、液面低下速度が上昇するに従って塗布速度は向上することが確認できる。また、膜厚品質（平均膜厚と膜厚偏差）の結果を、図１８及び図１９のグラフに示す。なお、膜厚は定着ベルト1本あたり、軸方向上端、中央、下端の３箇所、円周方向３箇所の計９箇所を測定した。平均膜厚はこの９箇所の平均値、膜厚偏差は最大と最小の差を示している。第１の実施形態（実施例１）では、比較例１及び比較例２に対して、平均膜厚は同等だが、膜厚偏差は大きくなっている。これはポンプの脈動により液面低下速度にバラつきがあったためであるが、比較的脈動の小さい小容量のチューブポンプを使用したことにより、規格内には収まる結果を得ている。

第２の実施形態（実施例２）の塗布速度に関しては、図１７のグラフに示す通り、実施例１と同等の結果となった。平均膜厚に関しても図１８のグラフに示す通り、従来と同等の結果が得られた。膜厚偏差に関しても図１９のグラフに示す通り、実施例１と同等の結果が得られている。

第３の実施形態（実施例３）の塗布速度に関しては、図１７のグラフに示す通り、実施例１と同等の結果となった。平均膜厚に関しても図１８のグラフに示す通り、従来と同等の結果が得られた。膜厚偏差に関しては、図１９のグラフに示す通り、実施例1よりも膜厚偏差が小さく、従来と同等の結果が得られている。これは実施例３の構成では気体の給排気を利用することで液面を一定速度で下降させることを特徴としており、実施例１のような液面低下速度のバラつきの影響が無かったためである。

第４の実施形態（実施例４）の塗布速度に関しては、図１７のグラフに示す通り、実施例１と同等の結果となった。平均膜厚に関しても図１８のグラフに示す通り、従来と同等の結果が得られた。膜厚偏差に関しては、図１９のグラフに示す通り、実施例３と同等の結果が得られている。これはバルーン７１の膨張又は収縮を利用しているため、実施例３と同様に液面低下速度が一定となるためである。

実施例５の塗布速度に関しては、図１７のグラフに示す通り、実施例１及び実施例２よりもさらに塗布速度が向上する結果が得られた。膜厚品質（平均膜厚及び膜厚偏差）に関しても、図１８及び図１９のグラフに示す通り、比較例１、比較例２及び実施例２と同等の結果が得られた。

前述した実施形態では、定着ベルト２の離型層６を形成する場合を示しているが、本発明は、定着ベルト２に限ることなく種々の無端ベルトに塗膜を形成しても良いことは勿論である。

また、前述した実施形態では、支持部１８によって基体４を固定して、移動部１９の支持ベース３６を移動させている。しかしながら、本発明では、支持ベース３６を固定して、基体４を移動させても良く、支持ベース３６と基体４との双方を移動させても良い。

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、塗布ユニット１１の支持部１８と移動部１９と制御装置１２等は、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。

１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
７ 塗料
７ａ 液面
１０ 塗料供給ユニット（塗料供給部）
１２ 制御装置
１３ 塗料収容タンク
１６ ポンプ（塗料回収部）
１８ 支持部
１９ 移動部
２０ 塗布ヘッド
４０ ヘッド本体
４３ 開口部
４４ シール部材
４５ カバー部
４７ 内周壁
４７ａ 内周面
５０ 塗料排出部
５２ 塗料排出部
６５ 気体給排部
７０ 容積変更手段
７１ バルーン
Ｐ 軸芯
Ｓ せん断力
Ｅ 空気
Ｕ 上昇流
Ｄ 下降流

特開２００７−２５２９７６号公報

Claims (6)

1. 円筒状の被塗装物をその両端内側で保持して鉛直方向に支持する支持部と、前記被塗装物の軸芯に沿って移動して該被塗装物の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗布ヘッドと、前記支持部と前記塗布ヘッドとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記塗布ヘッド内に前記塗料を供給する塗料供給部と、を備えた塗膜形成装置であって、
   前記塗布ヘッドは、前記塗料を収容し且つ前記被塗装物を通過させる開口部が設けられたヘッド本体と、前記ヘッド本体の上面に取り付けられたカバー部と、前記開口部の全周に亘って設けられて前記ヘッド本体と前記被塗装物との間を水密に保つシール部材と、を備え、
   前記カバー部が、円環状の本体部と、前記本体部の内周部から前記ヘッド本体に向かって突出し且つ該本体部から離れた端部が前記ヘッド本体内の前記塗料に浸入した円筒状の内周壁と、を備え、
   前記内周壁の内周面と前記被塗装物の外周面との間に所定の間隔が設けられているとともに、
   前記被塗装物の前記外周面に塗料を塗布する際に、前記ヘッド本体内の前記塗料の液面を低下させる液面低下手段を備えていることを特徴とする塗膜形成装置。
2. 前記液面低下手段が、前記ヘッド本体内の前記塗料を前記塗料供給部の塗料収容タンク内に回収する塗料回収部で構成されていることを特徴とする請求項１記載の塗膜形成装置。
3. 前記液面低下手段が、前記塗料供給部の前記ヘッド本体と前記塗料収容タンクとを連通する連通管の下方に配置され且つ前記ヘッド本体内から前記塗料を排出する塗料排出管が設けられた塗料排出部で構成され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。
4. 前記液面低下手段が、前記ヘッド本体内に気体を供給する気体供給部で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の塗膜形成装置。
5. 前記液面低下手段が、前記ヘッド本体内の前記塗料を収容可能な容積を変更自在な容積変更手段で構成され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。
6. 前記容積変更手段が、前記ヘッド本体内に配置され且つ内部に圧入される流体によって膨張するバルーンで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の塗膜形成装置。

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