JP2004122012A - Coating film forming apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating film forming apparatus for reducing the generation of traces on the surface of coating film, even if a highly viscous coating material is used. <P>SOLUTION: This coating film forming apparatus is equipped with chucks 2, 3 for rotatably supporting a cylindrical fixing roller core metal 1; a motor 7 for driving the core metal 1; a coating nozzle 9 for feeding the coating material to the driven fixing roller core metal 1 to form the coating film on the outer surface of the core metal 1; a blade 13 provided having a prescribed space from the outer surface of the core metal 1, for raking and leveling the surface of the coating film formed on the outer surface of the core metal 1; and a vibrator 15 for vibrating the blade 13. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ローラや定着ベルトなどの外表面に塗膜を形成するための塗膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真の原理に基づく複写機やプリンタの分野では高画質化が図られており、それを達成するための技術の一つとして、トナー定着部の定着ローラや定着ベルトの改良が図られている。例えば、定着ローラの基体（アルミ、鉄などの金属からなる円筒形状の芯金）や、定着ベルトの基体（ポリイミド、Ｎｉなどからなるベルト状基体）にプライマ（接着剤）を介して、シリコンゴムなどの耐熱ゴムによる弾性層を１００〜３００μｍ程度形成し、これにより、画像の粒状度を上げることが考えられている。弾性層は、厚みにより画像に影響を及ぼし、またゴムの熱伝導性の関係から、例えば定着ローラではその立ち上がり時間（所定の温度に達するまでの時間）などに影響を及ぼすため、ある程度の範囲で均一でなければならない。
【０００３】
このような弾性層を形成するために、従来より、定着ローラや定着ベルト等の被塗装物の外表面にスプレー塗装することが行われている。
【０００４】
しかし、弾性層は比較的厚膜に形成されており、このような厚膜の弾性層をスプレー塗装で実現するには塗装回数が非常に多くなって、加工タクトが長くなり、量産性が低い。また、スプレー塗装を行うためには、塗料を霧化して噴霧する必要があり、塗料の粘度は低いことが前提であるが、シリコンなどのゴム材は一般的に加硫前の状態は液状であっても高粘度であり、スプレーで噴霧できる状態ではない。
【０００５】
ゴム材を溶媒（トルエンなどの有機溶剤）と混ぜ合わせることにより、塗料の粘度を下げる方法もあるが、溶剤を混ぜ合わせると、スプレー塗装の際に溶剤が大気中に排出される恐れがある。この場合、溶剤の大気中への排出を防ぐ目的で、活性炭を用いた脱臭システムなどを導入すると、前述したように塗装回数が多いときは、フィルタのランニングコストなどが高くつき採算が合わない。しかも、最近は環境への関心の高まりから、大量の有機溶剤を用いる加工は避ける機運が社会的にも強まっており、ゴム材に溶剤を混ぜ合わせてスプレー塗装を行うことは避けた方が賢明である。
【０００６】
ゴムを希釈せず原液のままゴム層に加工する方法もある。このような方法は、従来より、定着ユニットの加圧ローラなどに良く用いられてきたもので、注型や射出成型がある。これは、ローラの場合、芯金と型の間にゴムを流し込み固める方法で、比較的膜の厚い物に限られ、金型や芯金の精度の問題から、均一な膜が形成できるのはその膜厚が３００μｍ以上である。
【０００７】
また、定着ローラや定着ベルト等の被塗装物の外表面に塗装を行うとともに、その塗装面をブレードで掻き取って均し、被塗装物の外表面に塗膜を形成する方法もある。しかし、この方法では、均した後にブレードを塗膜表面から離す際に、塗膜表面に線状の痕が残ってしまい、その結果、画像にスジのような異常が生じる原因となっている。
【０００８】
そこで、ブレードを離すタイミングに影響されないように、ブレードにより被塗装物の外表面に一様に塗装を行うとともに、塗装中にブレードと塗料とが自然に接離するようにして、塗膜表面の痕を小さくする方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】
実用新案登録第２５３４５３２号公報
【特許文献２】
実用新案登録第２５３００５０号公報
【特許文献３】
実用新案登録第２５２９７０３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、塗料のレベリング性によって、塗装後に痕が自然に潰れて小さくなる特性を利用したものであるので、塗料のレベリング性に左右されることが大きい。実際に、本発明者らの実験では、塗料粘度が２４Ｐａ・ｓのとき塗膜表面の痕はレベリングによる目視では見えないレベル（１０〜２０μｍ未満）に低減され、画像に影響の無い範囲に抑えることができたが、１５５Ｐａ・ｓの塗料を用いた場合、４０〜６０μｍ程度の大きさの痕が残り、これ以上塗料のレベリングによる低減効果は見られなかった。
【００１１】
定着部品に用いられるゴム材にはシリコンゴムなどの耐熱性のゴムをベースに熱伝導性、耐熱性を向上させるため、また導電性を付与するために、様々な物質が混ぜられており、粘度は高くなる傾向にあり、塗膜表面に生じる痕について改善を図ることの必要性は大きい。
【００１２】
本発明の課題は、高粘度の塗料を用いた場合でも、塗膜表面の痕発生を低減できる塗膜形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、円筒形状もしくは無端状ベルト形状の被塗装物を回転自在に支持する支持手段と、支持された前記被塗装物を回転駆動する駆動手段と、回転駆動された前記被塗装物に対して塗料を供給し被塗装物外表面に塗膜を形成する塗膜形成手段と、前記被塗装物外表面と所定の間隔を持って設けられ被塗装物外表面に形成された前記塗膜の表面を掻き取って塗膜を均すブレードと、前記ブレードを振動させる加振手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、加振手段でブレードを振動させることにより、ブレードと塗膜とが接離する際に塗膜表面に生じた痕が散らされるため、高粘度の塗料を用いた場合でも、塗膜表面の痕を小さくすることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、円筒形状もしくは無端状ベルト形状の被塗装物を回転自在に支持する支持手段と、支持された前記被塗装物を回転駆動する駆動手段と、回転駆動された前記被塗装物に対して塗料を供給し被塗装物外表面に塗膜を形成する塗膜形成手段と、前記被塗装物外表面と所定の間隔を持って設けられ被塗装物外面に形成された前記塗膜の表面を掻き取って塗膜を均すブレードと、前記ブレードを振動させる加振手段と、前記被塗装物の回転角を検出する検出手段と、前記検出手段での検出結果を取り込んで、被塗装物外表面に形成された前記塗膜の最終端が前記ブレードを通過するタイミングを検知し、そのタイミングに合わせて前記ブレードを振動させるよう前記加振手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
塗装しながら被塗装物を一回転させると、被塗装物の外表面に塗膜が形成され塗装は終了する。塗装が終了すればブレードと塗膜は接離するが、このとき、塗膜表面に痕が生じる。そこで、上記構成では、塗膜の最終端がブレードを通過するタイミングを検知することにより、ブレードと塗膜が接離するタイミングを想定して、そのタイミングに合わせてブレードを振動させるよう加振手段を制御する。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記ブレードは鉛直方向に配置され、かつ前記加振手段は、前記ブレードを該ブレードの配置方向に対して直角方向に振動させることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、塗膜を容易に掻き取ることができるとともに、塗膜形成装置本体に伝わる振動を最小限に抑えることができ、塗膜形成装置本体の振動によるダメージ（ネジゆるみなど）を小さくできる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記加振手段は、前記ブレードを１０ＫＨｚ以上の周波数で振動させることを特徴としている。
【００２０】
塗膜の表面を掻き取ると、塗膜は塗料としてブレード表面を流れる。この場合、ブレードを１０ＫＨｚ以上の周波数で振動させると、ブレード表面を流れる塗料の速さを加速させることができ、その結果、塗料が塗膜から接離する際に塗膜表面の痕をより一層小さくすることが可能となる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１，２又は３において、前記ブレードは、全体が離型性を有する材料で形成されているか、もしくは表面が離型性を有する材料でコーティングされていることを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、周波数が低い状態（１０ｋＨｚ未満）でもブレード表面を流れる塗料の速さを加速させることができ、その結果、塗料が塗膜から接離する際に塗膜表面の痕をより一層小さくすることが可能となる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１，２又は３において、前記ブレードは、表面の面粗さがＲａ０．２ａ以下（Ｒｚ０．８Ｚ以下）に設定されていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、ブレード表面を流れる塗料の速さを加速させることができ、その結果、塗料が塗膜から接離する際に塗膜表面の痕をより一層小さくすることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１による塗膜形成装置を用いて、被塗装物の外表面に塗膜を形成している様子を示した図である。図１において、１は被塗装物である定着ローラ芯金で、Ａｌ、Ｆｅなどの金属で形成され円筒形状をなしている。この定着ローラ芯金１は両端面が支持手段としてのチャック２，３により支持され、全体が水平状態に維持されている。チャック２は、その軸を中心にして回転自在に直動ガイド４に設けられている。直動ガイド４は、その背面がエアシリンダ５の進退ロッド５Ａに連結され、進退ロッド５Ａが進退することにより、定着ローラ芯金１の軸方向に沿って往復移動し、それに伴ってチャック２も同方向に往復移動する。
【００２６】
図示してないが、チャック３もその軸を中心に回転自在に設けられている。しかし、チャック３は塗膜形成装置のフレーム（図示省略）に固定されており、定着ローラ芯金１の軸方向には往復移動しない。そして、直動ガイド４を定着ローラ芯金１の軸方向に沿って往復移動させることにより、チャック２とチャック３との間に定着ローラ芯金１を把持したり、その把持を解放したりすることができる。
【００２７】
チャック３は回転軸６を介して駆動手段としてのモータ７に連結されている。モータ７としては３〜１００ｒｐｍ程度の回転数が得られるモータが用いられている。回転軸６には、その中間部に定着ローラ芯金１の回転角を検出するためのエンコーダ８が取り付けられている。エンコーダ８は検出手段を構成している。
【００２８】
定着ローラ芯金１の上方位置には、定着ローラ芯金１の外表面に沿うように塗装ノズル９が設けられている。この塗装ノズル９は、図２に示すように、断面５角形をなし下部先端９Ａが細く絞られ、この下部先端９Ａから定着ローラ芯金１の外表面に対して塗料Ｐを供給する。
【００２９】
また、図１に示すように、塗装ノズル９の上部には配管１０が接続され、この配管１０はポンプ１１を介して塗料タンク１２に接続されている。塗料タンク１２には塗料Ｐが貯留されている。ポンプ１１としては所望の高粘度液体が送液可能なものであれば何でも良いが、本実施の形態ではモーノポンプが用いられている。また、本実施の形態では、配管１０は清掃などを考慮して塗料が付着しにくいテフロン（登録商標）チューブが用いられている。なお、塗装ノズル９、ポンプ１１および塗装タンク１２は塗膜形成手段を構成している。
【００３０】
定着ローラ芯金１の下方位置には、定着ローラ芯金１の外表面に沿うように平板状のブレード１３が設けられ、このブレード１３の下部には塗料回収タンク１４が設置されている。
【００３１】
ブレード１３は、全体が離型性を有する材料（ＰＴＦＴなどのフッ素樹脂系材料）で形成されているか、もしくは表面が離型性を有する材料（ＰＴＦＴなどのフッ素樹脂系材料）でコーティングされている。また、ブレード１３表面の面粗さはＲａ０．２ａ以下（Ｒｚ０．８Ｚ以下）に設定されている。
【００３２】
ブレード１３は、定着ローラ芯金１外表面に形成された塗膜の表面を掻き取って膜厚を均一にするためのものである。そして、ブレード１３の上部先端１３Ａと定着ローラ芯金１外表面との間の隙間（コーティングギャップＧ）を調整することにより、定着ローラ芯金１外表面の塗膜を所定の膜厚にすることができる。本発明者らの実験では、通常、膜厚はコーティングギャップＧの６〜７割程度になることが明らかになった。
【００３３】
ブレード１３は、図３に示すように、鉛直方向に設けられ上部先端１３Ａが鋭角をなしている。上部先端１３Ａの角度θは３０〜４５度で、先端のフラット部の厚さｔは０．１ｍｍ以下にすることが望ましい。フラット部の厚さｔが大きいと、そのフラット部と定着ローラ芯金１との間、つまりコーティングギャップＧの部分に塗料が多く存在することとなり、コーティングギャップＧの部分から塗料が接離する際に、その部分の塗料が定着ローラ芯金１側に乗り移り塗膜上の痕が大きくなる。またブレード１３は、定着ローラ芯金１に形成された塗膜に対して鉛直方向から当接するのが望ましい。このようにすれば、ブレード１３により掻き落とされた塗料は重力に引かれ下方に流れ、塗料回収タンク１４への塗料の回収が容易となる。
【００３４】
ブレード１３の側面には加振手段としての振動源１５が設けられている。この振動源１５は、ブレード１３を矢印Ａ方向（ブレード１３の配置方向に対して直角方向）に振幅数十μｍ程度で振動数５００〜４０ｋＨｚで振動させるように構成されている。振動源１５の種類は、振動数により異なっており、振動数５００Ｈｚ程度の場合はエアバイブレータを用い、１０ｋＨｚ以上の場合は超音波発振器を用いる。
【００３５】
また、制御部１６が設けられ、この制御部１６は、エンコーダ８からの検出信号を取り込み、その検出信号に基づいて振動源１５を駆動制御する。制御部１６は制御手段を構成している。
【００３６】
次に、上記構成の塗膜形成装置を用いて、定着ローラ芯金１の外表面に塗装を行う際の動作について説明する。塗料タンク１２に貯留された塗料Ｐはポンプ１１で所定の量が計量され、配管１０を介して塗料ノズル９に送液される。塗装ノズル９から塗料Ｐを供給しながら、定着ローラ芯金１を矢印Ｂ方向に回転させて定着ローラ芯金１の外周面に塗膜を形成する場合、定着ローラ芯金１の回転数が一定であれば、ポンプ１１からの吐出量を調整することにより、所定厚さの塗膜を形成することができる。通常はブレード１３で塗膜表面が掻き落とされることを見込んで、コーティングギャップＧより２０〜３０μｍ程度厚い膜を形成しておく必要がある。
【００３７】
定着ローラ芯金１がちょうど一回転したところで塗料ノズル９からの塗料の供給が停止するようにポンプ１１を制御する。また、ポンプ１１が停止しても塗料が惰性で流れ出てしまう場合は、ポンプ１１を逆回転させ配管１０内の圧力を一時的に低くする、いわゆるサックバックを行うことにより、吐出が停止するタイミングを図る。このように、塗料ノズル９のみにより形成された塗膜を一次膜と呼び、図２には符号Ｐ１で示されている。
【００３８】
一次膜Ｐ１はブレード１３で余分な塗料を掻き落とされ、定着ローラ芯金１外表面には最終的に所望の厚みを持つ塗膜が得られる。この塗膜を二次膜と呼び、図２には符号Ｐ２で示されている。ブレード１３で掻き落とされた塗料Ｐ３は、ブレード１３の壁面を伝い重力により下方へ流れて、塗料回収タンク１４に回収される。塗料回収タンク１４に回収された塗料は、再度脱泡して塗料タンク１２に戻される。
【００３９】
定着ローラ芯金１が（１＋１／２）周以上回転することにより、一次膜Ｐ１はすべてブレード１３を通過することとなり、これにより、二次膜Ｐ２が定着ローラ芯金１の全周に亘り形成される。この場合、前述したように二次膜Ｐ２の膜厚はコーティングギャップＧの６〜７割の厚みになるので、二次膜Ｐ２はブレード１３に一切接触しない。
【００４０】
振動源１５はブレード１３を常に振動させていてもよいが、エンコーダ８からの信号を制御部１６に入力し、この制御部１６が、定着ローラ芯金１外表面に形成された塗膜（二次膜Ｐ２）の最終端がブレード１３を通過するタイミングを検知し、そのタイミングに合わせてブレード１３を振動させるよう振動源１５を制御するようにしても良い。この場合は、定着ローラ芯金１上の塗料とブレード１３とが接離するときだけ、振動源１５がブレード１３に振動を加えることになる。
【００４１】
本実施の形態によれば、塗料とブレード１３が接離する際には塗膜上に痕が生じやすいが、ブレード１３を振動源１５で振動させることにより、その痕を散らして小さくすることができる。
【００４２】
また、振動源１５として周波数１０ｋＨｚ以上の超音波発振器を用いると、ブレード１３の壁面を伝って流れる塗料Ｐ３の流速が速くなり、ブレード１３に付着する塗料の量を少なくすることができる。
【００４３】
また、ブレード１３は、離型性を有する材料で全体もしくは表面が形成されており、さらにブレード１３の表面の面粗さがＲａ０．２ａ以下（Ｒｚ０．８Ｚ以下）に設定されているので、ブレード１３で掻き取った塗料Ｐ３の下方への流れを加速することができ、塗膜表面の痕をより一層小さくすることが可能となる。
【００４４】
（実施の形態２）
図４は実施の形態２を示しており、無端状の定着ベルト基体２０の外表面に塗膜を形成する一例である。本実施の形態では、主軸２１およびテンション軸２２が設けられ、これら主軸２１とテンション軸２２間に被塗装物である定着ベルト基体２０が掛け渡されている。テンション軸２２は図示していないエアシリンダにより上方に付勢されており、定着ベルト基体２０に所定のテンションを付与している。
【００４５】
主軸２１およびテンション軸２２は、図１の場合と同様に、チャック（図示省略）でそれぞれ支持され、主軸側のチャックとテンション軸側のチャックは互いに接近する方向に移動自在である。そして、定着ベルト基体２０を塗膜形成装置に装着したり、塗膜形成装置から取り外したりする場合は、主軸側のチャックとテンション軸側のチャックを互いに接近する方向に移動させてテンションを解除し、さらに主軸側のチャックとテンション軸側のチャックをそれぞれ軸方向に後退させて、定着ベルト基体２０を主軸２１およびテンション軸２２軸から抜き取ることができるようになっている。他の構成は、実施の形態１の場合と同じである。
【００４６】
上記構成において、主軸２１を矢印Ｃ方向に回転させると、定着ベルト基体２０は矢印Ｄ方向に回転する。このとき、テンション軸２２も主軸２１と同様に矢印Ｃ方向に回転する。定着ベルト基体２０には塗装ノズル９から塗料Ｐが供給され、定着ベルト基体２０の外表面には一次膜Ｐ１が形成される。そして、一次膜Ｐ１はブレード１３で余分な塗料を掻き落とされる。このとき、ブレード１３は振動源１５により振動が加えられており、塗料とブレード１３との接離の際に生じる痕を小さくすることができる。塗料を掻き落とされた定着ベルト基体２０の外表面には、所望の厚みを持つ二次膜Ｐ２が形成される。また、ブレード１３で掻き落とされた塗料Ｐ３は、ブレード１３の壁面を伝い重力により下方へ流れて、塗料回収タンク１４に回収される。
【００４７】
本実施の形態によれば、定着ベルト基体２０外周面に塗膜を形成したときに、ブレード１３を振動源１５で振動させることにより、塗膜に生じる痕を散らして、痕を小さくすることができる。
【００４８】
図５は、振動源１５としてエアバイブレータを用いてブレード１３を振動させ、塗膜表面にどの位の大きさの痕が生じるかについて実験した結果である。エアバイブレータを用いているので、横軸のエア流量が振動の大きさ（振幅）を表し、振動数は５００〜６００Ｈｚ程度の大きさである。用いた塗料はシリコンゴム、粘度１５５Ｐａ・ｓである。図中、◆は振動方向を定めずブレード１３を単に振動させたときのデータ、○はブレード１３をＡ方向（図２、図４参照）に振動させたときのデータ、■はブレード１３を振動させなかったときのデータである。
【００４９】
図５から分かるように、ブレード１３を振動させた場合、ブレード１３を振動させない場合と比較して、ブレード１３と塗料との接離の際に発生する痕が小さくなる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、塗膜を形成中にブレードを振動させることにより、塗膜とブレードとが接離する際に塗膜表面に生じる痕を散らして、その痕を小さくすることができる。
【００５１】
請求項２に記載の発明によれば、塗膜とブレードとが接離する時だけブレードに振動が加わり、塗膜表面に生じる痕を効率よく低減できる。
【００５２】
請求項３に記載の発明によれば、塗膜形成装置本体に伝わる振動を最低限に抑えることが可能で、塗膜形成装置本体の振動によるダメージ（ネジゆるみなど）を低減できる。
【００５３】
請求項４に記載の発明によれば、ブレードの壁面を流れる塗料の速さを加速させることが可能となるので、塗膜表面の痕をより一層小さくすることができる。また、ブレード自体に付着する塗料も少なくなり、清掃を容易に行うことが可能となる。
【００５４】
請求項５に記載の発明によれば、周波数が低い状態（１０ｋＨｚ未満）でもブレード表面を流れる塗料の速さを加速させることが可能となり、塗膜表面の痕をより一層小さくすることが可能となる。また、離型性を有するためブレード表面を拭き取ることにより清掃を容易に行うことができる。
【００５５】
請求項６に記載の発明によれば、ブレード表面を流れる塗料の速さを加速させることができ、その結果、塗膜表面の痕をより一層小さくすることが可能となる。また、機械加工により加工することが可能なので比較的安価に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による塗膜形成装置の構成図である。
【図２】図１のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図３】ブレードの上部先端の拡大図である。
【図４】実施の形態２による塗膜形成装置の要部を示した断面図である。
【図５】実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１　定着ローラ芯金
２，３　チャック
４　直動ガイド
５　エアシリンダ
６　回転軸
７　モータ
８　エンコーダ
９　塗料ノズル
１０　配管
１１　ポンプ
１２　塗料タンク
１３　ブレード
１４　塗料回収タンク
１５　振動源
１６　演算部
２０　定着ベルト基体
２１　主軸
２２　テンション軸
Ｐ　塗料
Ｐ１　一次膜
Ｐ２　二次膜
Ｐ３　掻き落とされた塗料[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating film forming apparatus for forming a coating film on an outer surface of a fixing roller, a fixing belt, and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, image quality has been improved in the field of copiers and printers based on the principle of electrophotography, and as one of the technologies for achieving this, improvements have been made to a fixing roller and a fixing belt of a toner fixing unit. ing. For example, a silicone rubber is attached to a fixing roller base (a cylindrical core made of metal such as aluminum or iron) or a fixing belt base (a belt-shaped base made of polyimide, Ni, or the like) via a primer (adhesive). It has been considered to form an elastic layer of about 100 to 300 μm by using a heat-resistant rubber such as this, thereby increasing the granularity of an image. The elastic layer has an effect on the image depending on its thickness, and also has an influence on the rise time (time required to reach a predetermined temperature) in a fixing roller, for example, due to the thermal conductivity of rubber. Must be uniform.
[0003]
Conventionally, in order to form such an elastic layer, spray coating has been performed on the outer surface of an object to be coated such as a fixing roller or a fixing belt.
[0004]
However, the elastic layer is formed in a relatively thick film, and in order to realize such a thick-film elastic layer by spray coating, the number of times of application becomes extremely large, processing tact becomes long, and mass productivity is low. . In addition, in order to perform spray coating, it is necessary to atomize and spray the paint, and it is assumed that the viscosity of the paint is low, but rubber materials such as silicon are generally in a liquid state before vulcanization. Even if it is, it has a high viscosity and is not in a state where it can be sprayed.
[0005]
There is also a method of lowering the viscosity of the paint by mixing the rubber material with a solvent (an organic solvent such as toluene). However, when the solvent is mixed, the solvent may be discharged into the atmosphere during spray coating. In this case, if a deodorizing system using activated carbon is introduced for the purpose of preventing the solvent from being discharged into the atmosphere, when the number of times of coating is large as described above, the running cost of the filter is high and the profit cannot be paid. In addition, due to the growing interest in the environment, the use of large amounts of organic solvents has recently been increasingly avoided in society, and it has been wise to avoid spray coating with rubber mixed with solvents. It is.
[0006]
There is also a method of processing the undiluted solution into a rubber layer without diluting the rubber. Conventionally, such a method has been often used for a pressure roller of a fixing unit, and includes casting and injection molding. In the case of a roller, this is a method of pouring and solidifying rubber between the core metal and the mold.It is limited to a relatively thick film, and a uniform film can be formed due to the problem of accuracy of the mold and the core metal. The thickness is 300 μm or more.
[0007]
Further, there is a method in which an outer surface of an object to be coated such as a fixing roller or a fixing belt is coated, and the coated surface is scraped off with a blade and leveled to form a coating film on the outer surface of the object to be coated. However, according to this method, when the blade is separated from the coating film surface after leveling, a linear mark remains on the coating film surface, and as a result, an abnormality such as a streak occurs in an image.
[0008]
Therefore, in order not to be affected by the timing when the blade is released, the outer surface of the object to be coated is uniformly coated with the blade, and the blade and the paint are naturally brought into contact with and separated from each other during the coating. A method for reducing a mark has been proposed (for example, see Patent Literature 1, Patent Literature 2, and Patent Literature 3).
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Registration No. 2534532 [Patent Document 2]
Japanese Utility Model Registration No. 253050 [Patent Document 3]
Japanese Utility Model Registration No. 2529703
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional technique, the characteristic that the mark is naturally crushed and reduced after coating due to the leveling property of the paint is used, so that it is greatly affected by the leveling property of the paint. Actually, in the experiment of the present inventors, when the paint viscosity is 24 Pa · s, the mark on the coating film surface is reduced to a level (less than 10 to 20 μm) that cannot be visually observed by leveling, and is suppressed to a range that does not affect the image. However, when a paint of 155 Pa · s was used, a mark having a size of about 40 to 60 μm remained, and no further reduction effect due to leveling of the paint was observed.
[0011]
Various materials are mixed in the rubber material used for the fixing parts to improve thermal conductivity and heat resistance based on heat-resistant rubber such as silicon rubber, and to impart conductivity. Therefore, there is a great need to improve traces formed on the coating film surface.
[0012]
An object of the present invention is to provide a coating film forming apparatus that can reduce the occurrence of marks on the coating film surface even when a high-viscosity coating material is used.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a supporting means for rotatably supporting an object to be coated having a cylindrical or endless belt shape, and a drive for rotating the supported object to be coated. Means, a coating film forming means for supplying a coating material to the object to be rotated and forming a coating film on the outer surface of the object to be coated, and provided at a predetermined distance from the outer surface of the object to be coated. It is characterized by comprising a blade for scraping the surface of the coating film formed on the outer surface of the object to be coated and leveling the coating film, and a vibration means for vibrating the blade.
[0014]
According to the above configuration, by vibrating the blade with the vibrating means, the mark formed on the coating film surface is scattered when the blade and the coating film come and go, even when using a high-viscosity coating material, Traces on the surface of the coating film can be reduced.
[0015]
The invention according to claim 2 is a supporting means for rotatably supporting an object to be coated having a cylindrical or endless belt shape, a driving means for rotating and driving the supported object to be coated, and A coating film forming means for supplying a paint to the object to be coated and forming a coating film on the outer surface of the object to be coated; and a coating film forming means provided at a predetermined distance from the outer surface of the object to be coated and formed on the outer surface of the object to be coated. A blade that scrapes the surface of the coating film to level the coating film, a vibration unit that vibrates the blade, a detection unit that detects a rotation angle of the object to be coated, and a detection result obtained by the detection unit. Control means for detecting the timing at which the final end of the coating film formed on the outer surface of the workpiece passes through the blade, and controlling the vibration means to vibrate the blade in accordance with the timing. As a feature of having That.
[0016]
When the object to be coated is rotated once while coating, a coating film is formed on the outer surface of the object to be coated, and the coating is completed. When the coating is completed, the blade and the coating film are separated from each other, but at this time, a mark is formed on the coating film surface. Therefore, in the above configuration, by detecting the timing at which the final end of the coating film passes through the blade, assuming the timing at which the blade comes into contact with or separating from the coating film, the vibrating means vibrates the blade in accordance with the timing. Control.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the blade is arranged in a vertical direction, and the vibration unit vibrates the blade in a direction perpendicular to the arrangement direction of the blade. Features.
[0018]
According to the above configuration, the coating film can be easily scraped off, the vibration transmitted to the coating film forming device main body can be minimized, and the damage (such as loosening of the screw) due to the vibration of the coating film forming device main body can be reduced. Can be smaller.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the vibration means vibrates the blade at a frequency of 10 KHz or more.
[0020]
When the surface of the coating is scraped, the coating flows as paint on the blade surface. In this case, when the blade is vibrated at a frequency of 10 KHz or more, the speed of the paint flowing on the blade surface can be accelerated. As a result, when the paint comes into contact with or separates from the paint film, the mark on the paint film surface is further enhanced. It is possible to reduce the size.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect, the blade is entirely formed of a material having releasability, or the surface is coated with a material having releasability. It is characterized by:
[0022]
According to the above configuration, even when the frequency is low (less than 10 kHz), the speed of the paint flowing on the blade surface can be accelerated. As a result, when the paint comes into contact with or separates from the paint film, the mark on the paint film surface becomes more noticeable. It is possible to further reduce the size.
[0023]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect, the blade has a surface roughness set to Ra 0.2a or less (Rz 0.8Z or less).
[0024]
According to the above configuration, the speed of the paint flowing on the blade surface can be accelerated. As a result, when the paint comes into contact with or separates from the paint film, it is possible to further reduce the marks on the paint film surface.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a state in which a coating film is formed on an outer surface of an object to be coated using the coating film forming apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fixing roller core metal as an object to be coated, which is formed of a metal such as Al or Fe and has a cylindrical shape. Both ends of the fixing roller core 1 are supported by chucks 2 and 3 as supporting means, and the whole is maintained in a horizontal state. The chuck 2 is provided on the linear guide 4 so as to be rotatable about its axis. The linear motion guide 4 has a rear surface connected to an advance / retreat rod 5A of the air cylinder 5, and reciprocates along the axial direction of the fixing roller core 1 as the advance / retreat rod 5A advances and retreats. Reciprocate in the same direction.
[0026]
Although not shown, the chuck 3 is also provided rotatably about its axis. However, the chuck 3 is fixed to a frame (not shown) of the coating film forming apparatus, and does not reciprocate in the axial direction of the fixing roller core 1. Then, the linear motion guide 4 is reciprocated along the axial direction of the fixing roller core 1 to grip the fixing roller core 1 between the chuck 2 and the chuck 3 and release the grip. be able to.
[0027]
The chuck 3 is connected via a rotating shaft 6 to a motor 7 as a driving means. As the motor 7, a motor capable of obtaining a rotation speed of about 3 to 100 rpm is used. An encoder 8 for detecting the rotation angle of the fixing roller core 1 is attached to an intermediate portion of the rotation shaft 6. The encoder 8 constitutes detecting means.
[0028]
At a position above the fixing roller core 1, a coating nozzle 9 is provided along the outer surface of the fixing roller core 1. As shown in FIG. 2, the coating nozzle 9 has a pentagonal cross section, and the lower end 9A is narrowed down. The lower end 9A supplies the paint P to the outer surface of the fixing roller core 1.
[0029]
As shown in FIG. 1, a pipe 10 is connected to an upper portion of the coating nozzle 9, and the pipe 10 is connected to a paint tank 12 via a pump 11. The paint P is stored in the paint tank 12. Any pump can be used as the pump 11 as long as it can supply a desired high-viscosity liquid. In the present embodiment, a mono pump is used. In the present embodiment, a Teflon (registered trademark) tube to which paint does not easily adhere is used for the pipe 10 in consideration of cleaning and the like. The coating nozzle 9, the pump 11, and the coating tank 12 constitute a coating film forming unit.
[0030]
A flat blade 13 is provided below the fixing roller core 1 along the outer surface of the fixing roller core 1, and a paint collection tank 14 is installed below the blade 13.
[0031]
The blade 13 is entirely formed of a material having releasability (fluororesin-based material such as PTFT) or the surface is coated with a material having releasability (fluororesin-based material such as PTFT). . The surface roughness of the surface of the blade 13 is set to Ra 0.2a or less (Rz 0.8Z or less).
[0032]
The blade 13 scrapes the surface of the coating film formed on the outer surface of the fixing roller core metal 1 to make the film thickness uniform. Then, by adjusting a gap (coating gap G) between the upper end 13A of the blade 13 and the outer surface of the fixing roller core 1, the coating film on the outer surface of the fixing roller core 1 has a predetermined thickness. Can be. The experiments by the present inventors have revealed that the film thickness is usually about 60 to 70% of the coating gap G.
[0033]
As shown in FIG. 3, the blade 13 is provided in a vertical direction, and an upper end 13A has an acute angle. It is desirable that the angle θ of the upper tip 13A is 30 to 45 degrees and the thickness t of the flat portion at the tip is 0.1 mm or less. When the thickness t of the flat portion is large, a large amount of paint exists between the flat portion and the fixing roller core metal 1, that is, in a portion of the coating gap G. Then, the paint in that portion transfers to the fixing roller core 1 side, and the mark on the coating film becomes large. The blade 13 preferably contacts the coating film formed on the fixing roller core 1 from a vertical direction. In this way, the paint scraped off by the blade 13 is attracted by gravity and flows downward, and the paint is easily collected in the paint collection tank 14.
[0034]
A vibration source 15 as a vibrating means is provided on a side surface of the blade 13. The vibration source 15 is configured to vibrate the blade 13 in the direction of arrow A (perpendicular to the direction in which the blade 13 is arranged) at an amplitude of about several tens of μm and a frequency of 500 to 40 kHz. The type of the vibration source 15 differs depending on the frequency. An air vibrator is used when the frequency is about 500 Hz, and an ultrasonic oscillator is used when the frequency is 10 kHz or more.
[0035]
Further, a control unit 16 is provided, and the control unit 16 takes in a detection signal from the encoder 8 and controls driving of the vibration source 15 based on the detection signal. The control section 16 constitutes control means.
[0036]
Next, the operation when the outer surface of the fixing roller core metal 1 is coated by using the coating film forming apparatus having the above configuration will be described. A predetermined amount of the paint P stored in the paint tank 12 is measured by a pump 11 and sent to a paint nozzle 9 via a pipe 10. When a coating film is formed on the outer peripheral surface of the fixing roller core 1 by rotating the fixing roller core 1 in the direction of arrow B while supplying the coating material P from the coating nozzle 9, the rotation speed of the fixing roller core 1 is constant. Then, a coating film having a predetermined thickness can be formed by adjusting the discharge amount from the pump 11. Normally, it is necessary to form a film about 20 to 30 μm thicker than the coating gap G in consideration of the fact that the coating film surface is scraped off by the blade 13.
[0037]
The pump 11 is controlled so that the supply of the paint from the paint nozzle 9 is stopped when the fixing roller core 1 has just made one rotation. In the case where the paint flows out by inertia even when the pump 11 stops, the timing at which the discharge is stopped by performing the so-called suckback, in which the pump 11 is reversely rotated to temporarily lower the pressure in the pipe 10, is performed. Plan. The coating film formed by only the coating nozzle 9 is called a primary film and is indicated by a reference numeral P1 in FIG.
[0038]
Excess paint is scraped off the primary film P1 by the blade 13, and a coating film having a desired thickness is finally obtained on the outer surface of the fixing roller core 1. This coating film is called a secondary film, and is indicated by reference numeral P2 in FIG. The paint P3 scraped off by the blade 13 flows down the wall surface of the blade 13 due to gravity and is collected in the paint collection tank 14. The paint recovered in the paint recovery tank 14 is defoamed again and returned to the paint tank 12.
[0039]
When the fixing roller core 1 rotates by (1 + ／) rotation or more, all the primary film P1 passes through the blade 13, so that the secondary film P2 is formed over the entire circumference of the fixing roller core 1. Is done. In this case, since the thickness of the secondary film P2 is 60 to 70% of the coating gap G as described above, the secondary film P2 does not contact the blade 13 at all.
[0040]
Although the vibration source 15 may always vibrate the blade 13, a signal from the encoder 8 is input to the control unit 16, and the control unit 16 transmits the coating film (2) formed on the outer surface of the fixing roller core 1. The timing at which the final end of the next film P2) passes through the blade 13 may be detected, and the vibration source 15 may be controlled so as to vibrate the blade 13 in accordance with the timing. In this case, the vibration source 15 applies vibration to the blade 13 only when the paint on the fixing roller core metal 1 comes into contact with or separates from the blade 13.
[0041]
According to the present embodiment, when the paint and the blade 13 come into contact with or separate from each other, a mark is likely to be formed on the coating film. However, by vibrating the blade 13 with the vibration source 15, the mark can be dispersed and reduced. it can.
[0042]
When an ultrasonic oscillator having a frequency of 10 kHz or more is used as the vibration source 15, the flow velocity of the paint P3 flowing along the wall surface of the blade 13 is increased, and the amount of the paint adhered to the blade 13 can be reduced.
[0043]
Further, the blade 13 is entirely or entirely formed of a material having releasability, and the surface roughness of the surface of the blade 13 is set to Ra0.2a or less (Rz0.8Z or less). It is possible to accelerate the downward flow of the paint P3 scraped at 13, and it is possible to further reduce the mark on the coating film surface.
[0044]
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows Embodiment 2 and is an example in which a coating film is formed on the outer surface of the endless fixing belt base 20. In the present embodiment, a main shaft 21 and a tension shaft 22 are provided, and a fixing belt base 20 as an object to be coated is stretched between the main shaft 21 and the tension shaft 22. The tension shaft 22 is urged upward by an air cylinder (not shown) to apply a predetermined tension to the fixing belt base 20.
[0045]
The main shaft 21 and the tension shaft 22 are each supported by a chuck (not shown), as in the case of FIG. 1, and the main shaft-side chuck and the tension shaft-side chuck are movable in directions approaching each other. When the fixing belt base 20 is mounted on or removed from the coating film forming apparatus, the tension is released by moving the chuck on the main shaft side and the chuck on the tension shaft side toward each other. Further, the chuck on the main shaft side and the chuck on the tension shaft side are respectively retracted in the axial direction, so that the fixing belt base 20 can be removed from the main shaft 21 and the tension shaft 22. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0046]
In the above configuration, when the main shaft 21 is rotated in the direction of arrow C, the fixing belt base 20 is rotated in the direction of arrow D. At this time, the tension shaft 22 also rotates in the direction of arrow C, similarly to the main shaft 21. The coating material P is supplied from the coating nozzle 9 to the fixing belt base 20, and a primary film P1 is formed on the outer surface of the fixing belt base 20. Then, excess paint is scraped off by the blade 13 of the primary film P1. At this time, the blade 13 is vibrated by the vibration source 15, and a trace generated when the paint 13 comes into contact with or separates from the blade 13 can be reduced. A secondary film P2 having a desired thickness is formed on the outer surface of the fixing belt base 20 from which the paint has been scraped off. The paint P3 scraped off by the blade 13 flows down the wall surface of the blade 13 due to gravity and is collected in the paint collection tank 14.
[0047]
According to the present embodiment, when a coating film is formed on the outer peripheral surface of the fixing belt base 20, the blade 13 is vibrated by the vibration source 15 to disperse and reduce the marks formed on the coating film. it can.
[0048]
FIG. 5 shows the results of an experiment on how large a mark is formed on the coating film surface by vibrating the blade 13 using an air vibrator as the vibration source 15. Since an air vibrator is used, the air flow rate on the horizontal axis represents the magnitude (amplitude) of the vibration, and the frequency is about 500 to 600 Hz. The paint used was silicone rubber and the viscosity was 155 Pa · s. In the figure, Δ represents data when the blade 13 is simply vibrated without determining the vibration direction, ○ represents data when the blade 13 is vibrated in the direction A (see FIGS. 2 and 4), and Δ represents the vibration of the blade 13. This is the data when not performed.
[0049]
As can be seen from FIG. 5, when the blade 13 is vibrated, traces generated when the blade 13 and the paint come into contact with and separate from each other are smaller than when the blade 13 is not vibrated.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, by oscillating the blade during the formation of the coating film, the mark generated on the coating film surface when the coating film comes into contact with or separated from the blade is dispersed. , The trace can be reduced.
[0051]
According to the second aspect of the present invention, vibration is applied to the blade only when the coating film and the blade come into contact with or separate from each other, and marks generated on the coating film surface can be efficiently reduced.
[0052]
According to the third aspect of the invention, the vibration transmitted to the main body of the coating film forming apparatus can be minimized, and damage (such as loosening of a screw) due to the vibration of the main body of the coating film forming apparatus can be reduced.
[0053]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to accelerate the speed of the paint flowing on the wall surface of the blade, so that the mark on the coating film surface can be further reduced. Also, the amount of paint that adheres to the blade itself is reduced, and cleaning can be performed easily.
[0054]
According to the fifth aspect of the invention, it is possible to accelerate the speed of the paint flowing on the blade surface even in a low frequency state (less than 10 kHz), and it is possible to further reduce the marks on the coating film surface. Become. Further, since the blade has releasability, it can be easily cleaned by wiping the blade surface.
[0055]
According to the sixth aspect of the present invention, the speed of the paint flowing on the blade surface can be accelerated, and as a result, the marks on the coating film surface can be further reduced. Further, since it can be processed by machining, it can be implemented at relatively low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a coating film forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view taken along line EE in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of an upper end of a blade.
FIG. 4 is a sectional view showing a main part of a coating film forming apparatus according to a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing experimental results.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing roller core metals 2, 3 Chuck 4 Linear guide 5 Air cylinder 6 Rotating shaft 7 Motor 8 Encoder 9 Paint nozzle 10 Piping 11 Pump 12 Paint tank 13 Blade 14 Paint collection tank 15 Vibration source 16 Calculation unit 20 Fixing belt base 21 Main shaft 22 Tension shaft P Paint P1 Primary film P2 Secondary film P3 Scratched paint

Claims (6)

円筒形状もしくは無端状ベルト形状の被塗装物を回転自在に支持する支持手段と、支持された前記被塗装物を回転駆動する駆動手段と、回転駆動された前記被塗装物に対して塗料を供給し被塗装物外表面に塗膜を形成する塗膜形成手段と、前記被塗装物外表面と所定の間隔を持って設けられ被塗装物外表面に形成された前記塗膜の表面を掻き取って塗膜を均すブレードと、前記ブレードを振動させる加振手段と、を備えたことを特徴とする塗膜形成装置。Support means for rotatably supporting a cylindrical or endless belt-shaped object to be coated, driving means for rotating and driving the supported object to be coated, and supplying paint to the rotationally driven object to be coated. A coating film forming means for forming a coating film on the outer surface of the object; and a surface provided on the outer surface of the object provided at a predetermined distance from the outer surface of the object to be scraped. A coating film forming apparatus, comprising: a blade for leveling a coating film by vibrating; and a vibrating means for vibrating the blade. 円筒形状もしくは無端状ベルト形状の被塗装物を回転自在に支持する支持手段と、支持された前記被塗装物を回転駆動する駆動手段と、回転駆動された前記被塗装物に対して塗料を供給し被塗装物外表面に塗膜を形成する塗膜形成手段と、前記被塗装物外表面と所定の間隔を持って設けられ被塗装物外面に形成された前記塗膜の表面を掻き取って塗膜を均すブレードと、前記ブレードを振動させる加振手段と、前記被塗装物の回転角を検出する検出手段と、前記検出手段での検出結果を取り込んで、被塗装物外表面に形成された前記塗膜の最終端が前記ブレードを通過するタイミングを検知し、そのタイミングに合わせて前記ブレードを振動させるよう前記加振手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする塗膜形成装置。Support means for rotatably supporting a cylindrical or endless belt-shaped object to be coated, driving means for rotating and driving the supported object to be coated, and supplying paint to the rotationally driven object to be coated. A coating film forming means for forming a coating film on the outer surface of the object to be coated, and scraping off the surface of the coating film formed on the outer surface of the object to be coated provided at a predetermined distance from the outer surface of the object to be coated. A blade for leveling a coating film, a vibration unit for vibrating the blade, a detection unit for detecting a rotation angle of the object to be coated, and a detection result obtained by the detection unit, which is formed on an outer surface of the object to be coated. Control means for detecting a timing at which the final end of the coating film passes through the blade, and controlling the vibrating means to vibrate the blade in accordance with the timing. Film forming equipment. 請求項１又は２に記載の塗膜形成装置において、
前記ブレードは鉛直方向に配置され、かつ前記加振手段は、前記ブレードを該ブレードの配置方向に対して直角方向に振動させることを特徴とする塗膜形成装置。The coating film forming apparatus according to claim 1 or 2,
The coating film forming apparatus according to claim 1, wherein the blade is arranged in a vertical direction, and the vibration unit vibrates the blade in a direction perpendicular to an arrangement direction of the blade. 請求項３に記載の塗膜形成装置において、
前記加振手段は、前記ブレードを１０ＫＨｚ以上の周波数で振動させることを特徴とする塗膜形成装置。The coating film forming apparatus according to claim 3,
The vibrating means vibrates the blade at a frequency of 10 KHz or more. 請求項１，２又は３に記載の塗膜形成装置において、
前記ブレードは、全体が離型性を有する材料で形成されているか、もしくは表面が離型性を有する材料でコーティングされていることを特徴とする塗膜形成装置。The coating film forming apparatus according to claim 1, 2, or 3,
The coating film forming apparatus, wherein the blade is entirely formed of a material having releasability, or a surface of the blade is coated with a material having releasability. 請求項１，２又は３に記載の塗膜形成装置において、
前記ブレードは、表面の面粗さがＲａ０．２ａ以下（Ｒｚ０．８Ｚ以下）に設定されていることを特徴とする塗膜形成装置。The coating film forming apparatus according to claim 1, 2, or 3,
The coating film forming apparatus, wherein the blade has a surface roughness set to Ra 0.2a or less (Rz 0.8Z or less).

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