JP2005238169A - Coating film forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無端状ベルト形状体、円筒体、円柱形状体等の基体への塗膜形成に関わる塗布形成装置に関する。 The present invention relates to an application forming apparatus related to coating film formation on a substrate such as an endless belt-shaped body, a cylindrical body, or a columnar body.
電子写真の原理に基づく複写機およびプリンタにおいて、用紙を狭厚し、熱によりトナーを溶融し、用紙に定着させる定着プロセスが存在する。近年その定着プロセスで用いられる部品（定着ローラあるいは定着ベルト）には耐熱性ゴム（シリコンゴム）による弾性層を形成することが、トレンドとなっている。これは基体（アルミ、鉄などの金属円筒形状の芯金やポリイミド、Ｎｉなどのベルト状基体）上にプライマ（接着剤）を塗布して、シリコンゴムなどの耐熱ゴムによる弾性層を１００〜３００μｍ程度形成することにより弾性層を形成する。 In copiers and printers based on the principle of electrophotography, there is a fixing process in which a sheet is narrowed, toner is melted by heat and fixed on the sheet. In recent years, it has become a trend to form an elastic layer of heat-resistant rubber (silicone rubber) on parts (fixing roller or fixing belt) used in the fixing process. This is done by applying a primer (adhesive) on a base (a metal cylindrical core metal such as aluminum or iron, or a belt-like base such as polyimide or Ni), and forming an elastic layer made of heat-resistant rubber such as silicon rubber to 100 to 300 μm. An elastic layer is formed by forming to a certain extent.
この弾性層はトナー定着時の圧力を均一にし画像の粒状度をあげることが一般的にわかっている。この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定着ローラの立ち上がり時間（所定の温度に達する時間）などに影響を及ぼすことからある程度の範囲で均一にすることが求められる。 It is generally known that this elastic layer makes the pressure at the time of toner fixing uniform and increases the granularity of the image. This elastic layer affects the image depending on the thickness, and also affects the rise time of the fixing roller (time to reach a predetermined temperature) due to the thermal conductivity of the rubber, so it can be made uniform within a certain range. Desired.
従来このような弾性層を形成するための工法としてはスプレーコーテイング塗装が考えられ、一般的に用いられてきた。しかしスプレーコーテイング塗装ではこのような厚膜を形成するには塗装回数が非常に多くなり、加工タクトが長く、材料が塗装される面よりも広い範囲にスプレーガンで噴霧するため材料の塗着効率が低いこともあり量産性が低い。またスプレーガンで霧化して噴霧するには粘度が低いことが前提である。しかしシリコンなどのゴム材は一般的に加硫前の状態は液体と言えども高粘度であり、スプレーで噴霧できる状態ではない。そこでスプレー塗装するためにゴム材を溶媒（トルエン、キシレンなどの有機溶剤）と混ぜ合わせることにより塗装時に粘度を下げることが必要不可欠となる。 Conventionally, spray coating has been considered and generally used as a method for forming such an elastic layer. However, in spray coating, the number of times of coating is very large to form such a thick film, the processing tact is long, and spraying with a spray gun over a wider area than the surface on which the material is coated, the material application efficiency Is low and mass productivity is low. Also, it is premised that the viscosity is low when atomized with a spray gun. However, a rubber material such as silicone is generally in a state before being vulcanized even though it is liquid, and has a high viscosity and is not in a state where it can be sprayed. Therefore, it is indispensable to lower the viscosity at the time of painting by mixing the rubber material with a solvent (organic solvent such as toluene and xylene) for spray coating.
しかし溶剤を使いスプレー塗装をおこなうと、塗装現場の作業環境は悪化し作業者の人体に影響を及ぼすので、局所排気することが求められる。当然そのミストは大気中にそのまま排出することはできず、規制値以下に押さえることが法的に求められる。そのため廃棄脱臭装置として活性炭を用いた脱臭システムなどを導入するが、先述のように塗装回数が多いとフィルターのランニングコストなどが高額になり部品の価格とそれを生産する消耗品費のバランスがとれず、採算性が無い。また近年で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いることからも、上記のような工法は避けることが望ましい。 However, if spray coating is performed using a solvent, the working environment at the painting site deteriorates and affects the human body of the worker, so local exhaust is required. Naturally, the mist cannot be discharged into the atmosphere as it is, and it is legally required to keep it below the regulation value. For this reason, a deodorization system using activated carbon is introduced as a waste deodorization device.However, as described above, if the number of times of coating is large, the running cost of the filter becomes high, and the balance between the price of the parts and the consumables cost to produce it is It is not profitable. In recent years, due to the growing interest in the environment, it is desirable to avoid the above-mentioned construction method because the momentum for avoiding processing using a large amount of organic solvent has become stronger.
液状のゴムを希釈せず原液のままゴム層に加工できる工法として注型や射出成型が挙げられる。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あるが、この方法は従来は比較的膜の厚い物（３〜５ｍｍ）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少なくともゴムの膜厚が３００μｍ以上になる時に限られた。 Casting and injection molding can be cited as methods of processing a rubber layer as it is without diluting the liquid rubber. In the case of a roller, this is a method in which rubber is poured between the core metal and the mold, and this method is conventionally limited to a relatively thick film (3 to 5 mm). Due to problems, a uniform film could be formed only when the rubber film thickness was 300 μm or more.
また近年ではブレードにより基体上の塗料を均し、掻き取ることにより膜を形成するブレード塗工法で均一なゴム膜を形成する事例も存在する。このような方法で塗装を行う場合、はじめに基体上に塗料を供給しそれをブレードで均し、掻き取ることにより所定の膜厚を形成する。 In recent years, there is also an example in which a uniform rubber film is formed by a blade coating method in which a coating is formed by leveling and scraping the paint on a substrate with a blade. When coating is performed by such a method, first, a coating material is supplied onto a substrate, and the coating film is leveled with a blade and scraped off to form a predetermined film thickness.
この時の問題点としては塗料の供給方法にある。従来技術の多数はノズルから塗料を垂らし基体に供給しているが、基体一面に同時に塗布することができず、ノズルを軸方向に操作して供給をおこなう。 The problem at this time is the method of supplying paint. In many of the prior arts, paint is dropped from a nozzle and supplied to the substrate, but cannot be applied to the entire surface of the substrate at the same time, and the supply is performed by operating the nozzle in the axial direction.
例えば特許第２６９１２８４号や特開平１０−５６７４号に開示された技術がそれである。この方式ではローラ全長３００ｍｍ以上を操作する必要があり、ワーク全周にわたり塗料を供給するのに時間がかかる。またノズルから吐出した塗料が均一な膜にはならないので、かなり余分に塗料を付着させ、それを後にブレードで掻き取ることになるため、材料歩留まりが悪く無駄になる塗料が多い。さらに量産性を考慮した場合、ブレードで掻き取る塗料の量が多くなるほどブレードの清掃、掻き取った塗料の処理方法などが問題となる。 For example, this is the technique disclosed in Japanese Patent No. 2691284 and Japanese Patent Laid-Open No. 10-5684. In this method, it is necessary to operate a roller with a total length of 300 mm or more, and it takes time to supply the paint over the entire circumference of the workpiece. In addition, since the paint discharged from the nozzle does not form a uniform film, a considerable amount of paint is deposited and then scraped off with a blade. Furthermore, when mass productivity is taken into consideration, as the amount of paint scraped off by the blade increases, the blade cleaning, the method of treating the scraped paint, and the like become more problematic.
上記問題を解決する技術として、近年では塗料供給のノズルにダイコーティングを用いることにより、従来シート物のような連続体の塗装に用いられてきた技術で、膜厚の精度もよく、しかも軸方向にわたり同時に塗装することが可能であり、円筒（円柱）基体やシームレスベルトの塗装も可能である技術がある。さらに、塗布開始と塗布終了時に継ぎ目が生じてしまう課題が存在するため、ダイコーティングをブレード塗装方式と組み合わせることにより、円筒（円柱）基体やシームレスベルトに用いられてきた時の課題となる継ぎ目をなくすか最小とするとともに、加工時間が短く、材料歩留りのよい塗装方法および装置を実現するダイコーティングによるブレード塗装工法がある。
しかしながら、従来のブレード塗装工法では、塗装ノズルにより被塗装物に均一塗装後に、塗装開始と塗装終了時に継ぎ目が発生してしまう課題があり、この継ぎ目をブレードで掻き取り均している。このブレード塗装工法では、塗装のノズルとブレードが別機構を設けた工法となり、ノズル塗装後にノズルを退避させ新たにブレードを被塗装物に当接させる機構になるための装置コストの増加、動作が増えるため加工時間も増加し量産を考慮したときの生産性が悪くなること、また余分な材料を掻き取るためにブレードのメンテナンス性（清掃しないと次の加工品質に影響を与える）に関わる負荷が考えられる。また、塗装ノズルを退避させることにより、塗料がノズル先端方向に引張られるため被塗装物表面上に気泡を発生させる原因になることが考えられる。 However, in the conventional blade coating method, there is a problem that a seam is generated at the start and end of painting after the object is uniformly coated by a painting nozzle, and the seam is scraped and leveled by the blade. In this blade painting method, the coating nozzle and blade are provided with a separate mechanism, and after the nozzle coating, the nozzle is retracted and a new mechanism is brought into contact with the object to be coated. Increased processing time will increase, resulting in poorer productivity when considering mass production. Also, because of excess material scraping, there is a load related to blade maintenance (which will affect the next processing quality if not cleaned) Conceivable. Further, by retracting the coating nozzle, the coating material is pulled in the nozzle tip direction, which may cause bubbles on the surface of the object to be coated.
そこで、本発明は、塗布ブレードにより塗装したと同時に又は塗装後の状態で塗布ブレードで均すことが可能なため、装置動作も減らすことができ、加工時間も短縮することが可能になり、メンテナンス性も塗装ノズル・ブレードの両方をメンテナンスする負荷が塗布ブレードによりひとつになり、加工後の品質における問題も減少することが実現できる塗膜形成装置を提供することをその目的とする。 Therefore, since the present invention can be applied with the application blade at the same time as or after the application with the application blade, the operation of the apparatus can be reduced and the processing time can be shortened. An object of the present invention is to provide a coating film forming apparatus which can realize that the load for maintaining both the coating nozzle and the blade is unified by the coating blade, and problems in quality after processing can be reduced.
請求項１の発明は、無端状ベルト形状体、円筒体、円柱形状体等の被塗装物に対して塗膜を形成する装置において、前記被塗装物を回転自在に保持する保持手段と、該保持手段を介して前記被塗装物を回転駆動する回転駆動手段と、前記被塗装物に対して一定の隙間を保ち被塗装物の軸方向にわたり同時に塗料を塗布する塗料吐出口と塗布後に被塗装物と一定の隙間を保ち形成された塗膜を掻き取るブレード先端部とを有する塗布ブレードと、前記被塗装物の回転位置を検知する回転位置検知手段と、前記被塗装物の回転を制御する制御手段と、塗布の開始及び終了を制御する制御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。
The invention of
請求項２に記載の発明は、前記塗布ブレードが塗布ブレード上と塗布ブレード下とに分割できる機構を有することを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置である。 A second aspect of the present invention is the coating film forming apparatus according to the first aspect, wherein the coating blade has a mechanism that can be divided into a coating blade and a coating blade.
請求項３に記載の発明は、前記塗布ブレード上と前記塗布ブレード下とを組み合わせたとき、塗布ブレード上のブレード先端位置が塗布ブレード下のブレード先端位置よりも前記被塗装物に対し後退した位置にあることを特徴とした請求項２に記載の塗膜形成装置である。
According to a third aspect of the present invention, when the top of the coating blade and the bottom of the coating blade are combined, the position of the blade tip on the coating blade is set back relative to the object to be coated relative to the blade tip position under the coating blade. The coating film forming apparatus according to
請求項４に記載の発明は、前記塗布ブレード上及び前記塗布ブレード下の少なくとも一方に前記塗料吐出口に連通する塗料滞留部が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の塗膜形成装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a paint retention portion communicating with the paint discharge port on at least one of the application blade and the application blade. It is a coating film forming apparatus.
請求項５に記載の発明は、前記塗布ブレード上が塗料を供給する供給口を備えるとともに、該供給口が複数箇所設けられていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の塗膜形成装置である。
Invention of Claim 5 is provided with the supply port which supplies a coating material on the said application | coating blade, and this supply port is provided in multiple places, The
請求項６に記載の発明は、前記塗布ブレード上及び塗布ブレード下のそれぞれのブレード先端断面形状が１５〜６０°の頂角を有していることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の塗膜形成装置である。
The invention according to
請求項７に記載の発明は、前記塗布ブレードが被塗装物に対して任意の一定の隙間に設定され、前記塗布ブレードから塗料が塗布され始めたと同時又はある任意の一定時間経過後に被塗装物を回転させる手段を有することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の塗膜形成装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, the coating blade is set to an arbitrary fixed gap with respect to the object to be coated, and the object to be coated is simultaneously with the start of application of the paint from the coating blade or after a certain fixed time has elapsed. It is a coating-film formation apparatus in any one of Claims 1-6 characterized by having a means to rotate.
請求項８に記載の発明は、前記塗布ブレード先端より塗料が吐出されたことを検知する検知手段を備えていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の塗膜形成装置である。
The invention according to claim 8 is a coating film forming apparatus according to any one of
請求項９に記載の発明は、前記検知手段が、被塗装物を停止させる回転位置を検知したとき、被塗装物の回転を停止させる回転停止信号を送出することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の塗膜形成装置である。 The invention according to claim 9 is characterized in that, when the detecting means detects a rotation position for stopping the object to be coated, a rotation stop signal for stopping the rotation of the object to be coated is sent out. The coating film forming apparatus according to any one of 8.
請求項１０に記載の発明は、前記塗料の吐出を停止した後、被塗装物と一定の隙間を保ち形成された塗膜を掻き取る塗布ブレードを被塗装物円周方向の任意の位置の塗膜に当接させることが可能な機構を有することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の塗膜形成装置である。 According to a tenth aspect of the present invention, after the discharge of the coating material is stopped, the coating blade that scrapes off the formed coating film with a certain gap from the coating material is applied at an arbitrary position in the circumferential direction of the coating material. It has a mechanism which can be made to contact | abut to a film | membrane, It is a coating-film formation apparatus in any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned.
請求項１に記載の発明によれば、被塗装物の軸方向にわたり同時に塗料を塗布することが可能である。その上、１回転または円周方向の任意の位置で回転を停止できるため、塗装開始と終了時のつなぎ目の影響による痕の発生を最小限に抑えることが可能となる。また塗布ブレードで塗布後の状態で軸方向全体の塗料を均す・掻き取ることが可能であるために、塗料供給口が軸方向に移動するタイプの塗膜形成装置と比較して塗装後に別の機構及び動作により塗料を均す・掻き取る塗装時間を短縮することが可能である。塗装後のメンテナンス性（作業性、塗料付着による清掃など）においても塗装ノズル・ブレードの二つの機構で加工していたものと比較し、短時間で行うことができる。
According to invention of
また、塗装を行う際に、塗装ノズルが一体形状であると、塗装中に塗料が塗装ノズル内に詰まる現象が発生したり、塗装後に塗装ノズルを清掃する時、内部の清掃性が悪いために次の塗装時に不安定な塗装になるなどの作業性の課題がある。請求項２に記載の発明によれば、塗布ブレード上下の間に挿入されているスリット厚を変更することにより、吐出スリット幅を任意の幅に設定することが可能となり、軸方向に均一な膜を形成する条件を設定することができる。また塗料粘度の違う塗料を塗装する際にも、軸方向に均一な膜を形成する条件を設定することができる。
In addition, when painting, if the painting nozzle is in an integral shape, the paint may clog in the painting nozzle during painting, or the internal cleaning performance is poor when cleaning the painting nozzle after painting. There are workability issues such as unstable coating at the next coating. According to the invention described in
また、被塗装物に塗装を行う際に、被塗装物と塗装ノズルの距離が塗装後の被塗装物の表面に影響を与えることがわかっている。実際には、塗装中の表面に気泡を巻き込む現象により塗装表面が波状になる外観不良発生原因の問題がある。請求項３に記載の発明によれば、塗料が塗装される被測定物の表面へ滑らかに搬送され、塗膜が波状になるなどの現象が発生せず、均一な塗膜を形成する条件を設定することが可能となる。 Further, it is known that the distance between the object to be coated and the coating nozzle affects the surface of the object to be coated after painting when coating the object to be coated. Actually, there is a problem that causes the appearance of the coating surface to become wavy due to the phenomenon of entraining bubbles on the surface being painted. According to the third aspect of the present invention, the conditions for forming a uniform coating film without causing a phenomenon that the coating film is smoothly transported to the surface of the object to be coated and the coating film becomes wavy. It becomes possible to set.
また、被塗装物に塗装を行う際に、被塗装物の長手方向に対し、一度に塗装を吐出することが課題となる。請求項４に記載の発明によれば、塗布ブレードのマニホールド内に塗料が充填されてから塗装されることになり、被測定物の軸方向に均一な塗装が可能となる。 Moreover, when coating a to-be-coated object, it becomes a subject to discharge coating at once with respect to the longitudinal direction of a to-be-coated object. According to the fourth aspect of the present invention, the coating is performed after the coating blade manifold is filled with the coating material, and uniform coating in the axial direction of the object to be measured becomes possible.
また、円筒（円柱）基体やシームレスベルトの塗装を行う際に、被塗装物の長手方向に均一に塗装するためのノズルが長尺になるため、被測定物に均一に塗装することが課題のひとつとして存在する。さらに被塗装物に膜厚の厚い塗装を行う場合には、シリコンゴムのような高粘度材料を用いることが考えられ、このような高粘度材料では、蓄塑性が高いものも存在するため、ノズル端部とノズル中央部の吐出量の差（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）が大きくなり実際に塗装を行ったあとの被測定物の膜厚差が大きくなることがわかっている。また吐出量の差（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）が大きくなると被測定物の表面上に外観不良が発生する原因になり、悪影響を及ぼすことも考えられる。このように均一吐出という問題がある。 In addition, when painting a cylindrical (cylindrical) substrate or a seamless belt, the nozzle for painting uniformly in the longitudinal direction of the object to be coated becomes long, so it is a problem to uniformly coat the object to be measured. It exists as one. Furthermore, when a thick film is to be applied to the object, it is conceivable to use a high-viscosity material such as silicon rubber. It has been found that the difference (Max-Min) in the discharge amount between the end and the nozzle center increases, and the difference in film thickness of the object to be measured after actual coating is increased. Further, when the difference in the discharge amount (Max-Min) becomes large, it may cause an appearance defect on the surface of the object to be measured, which may have an adverse effect. Thus, there is a problem of uniform discharge.
また、長手方向に均一に吐出されないと、塗装表面に均一に塗料が塗装されるまでに時間がかかり、その分の塗料が無駄になること、また膜厚が均一にならないことでブレードで均す際にも、余分な塗料を掻き取るために塗料が無駄になり、歩留りが向上しない原因となる。請求項５に記載の発明によれば、塗布ブレードを取り付ける作業性が向上するとともに、塗料供給口を複数箇所にすることにより、塗布ブレード長手方向の吐出量が均一になり、被測定物に塗装された長手方向膜厚のバラツキも低減し従来の塗装条件よりも均一な塗膜を形成することが可能となる。 In addition, if it is not uniformly discharged in the longitudinal direction, it takes time until the paint is evenly applied on the coating surface, and that part of the paint is wasted, and the film thickness is not uniform, so it is leveled by the blade. In some cases, the paint is wasted because the excess paint is scraped off, and the yield is not improved. According to the invention described in claim 5, the workability of attaching the coating blade is improved, and by providing a plurality of paint supply ports, the discharge amount in the longitudinal direction of the coating blade becomes uniform, and the object to be measured is coated. The variation in the film thickness in the longitudinal direction is also reduced, and it becomes possible to form a coating film that is more uniform than conventional coating conditions.
また、被塗装物に塗装を行う際に、塗料を塗布した後にブレードで掻き取るがブレード先端形状によりブレードで均した痕の形状が決定されてしまう。特に、高粘度材料で塗装を行うと塗料がブレード先端方向に引張られる傾向が発生するため被塗装物表面上に気泡を発生させる原因になることが考えられる。請求項６に記載の発明によれば、塗装後にその状態で被塗装物を回転させることにより被測定物の長手方向に余分な塗膜を均し・掻き取ることが可能となり、軸方向に均一な塗膜を形成することが可能となる。
In addition, when coating an object to be coated, it is scraped off with a blade after applying the paint, but the shape of the trace leveled with the blade is determined by the shape of the blade tip. In particular, when coating is performed with a high-viscosity material, the paint tends to be pulled in the direction of the blade tip, which may cause bubbles on the surface of the object to be coated. According to the invention described in
また、被塗装物に塗装を行う際に、被塗装物の軸方向に長尺に塗装を行うため及び塗装する塗料が高粘度材料で塗装を行うことより、塗布ノズルから塗料が吐出されるまでにタイムラグが発生し吐出と同時に被測定物を回転させても被塗装物表面に塗料が塗布されず、気泡を巻き込んだり、表面が波状になるなどの課題がある。請求項７に記載の発明によれば、塗料が塗布ノズルと被塗装物により形成される任意の一定のスキマに充満してから被塗装物の回転が開始されるため、塗装開始面に空気を巻き込み、塗膜が波状になることがなく、均一なノズルによる塗布膜を形成することができる。 In addition, when applying to the object to be coated, it is necessary to apply the paint in a long direction in the axial direction of the object to be coated and the paint to be applied is applied with a high viscosity material until the paint is discharged from the application nozzle. Even if a time lag is generated and the object to be measured is rotated simultaneously with the discharge, the paint is not applied to the surface of the object to be coated, and there are problems such as entrainment of bubbles and a wavy surface. According to the seventh aspect of the present invention, since the rotation of the coating object is started after the coating material fills an arbitrary fixed gap formed by the coating nozzle and the coating object, air is applied to the coating start surface. An entrainment and a coating film do not become wavy, and the coating film by a uniform nozzle can be formed.
また、被塗装物表面に塗料が確実に塗布されたことが確認できない状態で塗装されるため、塗装不良の発生してしまう課題がある。請求項８に記載の発明によれば、塗料が確実に塗布されたことが確認できた状態で塗装されるため、塗装不良の発生を防止することが可能となる。 Moreover, since it coats in the state which cannot confirm that the coating material was reliably apply | coated to the to-be-coated object surface, there exists a subject which a coating defect generate | occur | produces. According to the invention described in claim 8, since the coating is performed in a state where it can be confirmed that the paint has been reliably applied, it is possible to prevent the occurrence of coating failure.
また、被塗装物に塗装を行う際に、被測定物が円筒形状であるために回転させながら塗装を行う。被塗装物の表面に一回転以上させて塗布しても塗装される被測定物の膜厚は変化なく、無駄な塗料が発生してしまうことになる。また一回転以下の塗装だと塗装面がつながらないことが発生する。このように被塗装物を任意の円周位置に停止させるという課題がある。請求項９に記載の発明によれば、塗料の粘度、塗装開始及び塗装終了時の塗布ブレードの当接時及び離脱の痕を減少させることが可能となる。また塗装終了時の吐出停止位置を任意に設定できるため、余分な材料を塗装すること又は塗布ブレードに付着させることがなくなり、材料歩留りも向上する。 In addition, when coating the object to be coated, the object to be measured is cylindrical, and thus the coating is performed while rotating. Even if it is applied to the surface of the object to be coated more than once, the film thickness of the object to be coated is not changed, and wasteful paint is generated. In addition, if the coating is less than one revolution, the painted surface may not be connected. Thus, there is a problem of stopping the object to be coated at an arbitrary circumferential position. According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to reduce the viscosity of the paint, the marks of contact and separation of the coating blade at the start and end of painting. Further, since the discharge stop position at the end of painting can be set arbitrarily, it is no longer necessary to paint extra material or adhere to the coating blade, and the material yield is improved.
また、被塗装物に塗装後、塗装面に塗装開始時と終了時の継ぎ目の痕が発生してしまう。現有では、この痕をブレードで均している。しかし、ブレードを当接させる位置は円周方向の決まった位置（塗装開始位置）でしか均していない。また、ブレードを当接できる位置を円周方向の任意の位置に当接することができれば、ブレードで均した後に再度コーティングＧａｐを設定し、ブレードで任意の円周方向位置の範囲を均すことが可能となる。請求項１０に記載の発明によれば、塗布ブレード離脱の際に発生した痕に対し、コーティングＧａｐを再度設定し掻き取ることが可能となる。 In addition, after painting on the object to be coated, a trace of the seam at the start and end of the coating is generated on the painted surface. Currently, this mark is leveled with a blade. However, the position where the blade is brought into contact is uniform only at a fixed position (coating start position) in the circumferential direction. Also, if the position where the blade can be contacted can be contacted at any position in the circumferential direction, the coating gap can be set again after leveling with the blade, and the range of any circumferential position can be leveled with the blade. It becomes possible. According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to set and scrape the coating gap again with respect to the marks generated when the coating blade is detached.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る一実施形態の塗膜形成装置の斜視図、図２は図１の塗膜形成装置の側面図、図３は図１の塗膜形成装置に備える塗布ブレードの詳細図であり、図３（Ａ）は塗布ブレード下の正面図、図３（Ｂ）は塗布ブレード上の正面図、図３（Ｃ）塗布ブレードの断面図、図４は図１の塗膜形成装置の動作フローチャート、図５は塗料供給口が単数の場合と複数の場合とを比較した膜厚の実験結果を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a coating film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the coating film forming apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a detailed view of a coating blade provided in the coating film forming apparatus of FIG. 3A is a front view below the coating blade, FIG. 3B is a front view above the coating blade, FIG. 3C is a cross-sectional view of the coating blade, and FIG. 4 is a coating film forming apparatus of FIG. FIG. 5 is a diagram showing an experimental result of film thickness comparing the case where there is a single paint supply port and the case where there are a plurality of paint supply ports.
以下の実施形態では、被塗装物として定着ローラ芯金を用いた場合について説明する。図１に示すように、本実施形態では定着ローラ芯金１を塗装する塗膜形成装置は、被塗装物としての定着ローラ芯金１を回転自在に保持する保持手段としてのチャック２及び回転軸６と、チャック２及び回転軸６を回転駆動する速度可変モータ５と、塗布ブレード７と、回転検知手段としてのエンコーダ６ａ及びカウンタ６ｂと、制御手段としての制御盤６ｃとを備えている。
In the following embodiments, a case where a fixing roller core is used as an object to be coated will be described. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the coating film forming apparatus for coating the fixing
定着ローラ芯金１の材質はＡｌ、Ｆｅなどの金属系で円筒形状をしており、シリコンゴム塗装部の外周には接着用のプライマが施してある。チャック２はワークである定着ローラ芯金１を保持するものであり、定着ローラ芯金１の軸心を中心として回転することが可能である。チャック２は直動ガイド３上に固定されており、エアシリンダ４により前後進動作が行われることにより、定着ローラ芯金１を保持したり開放したりすることが可能である。速度可変モータ５は、チャック２によりチャックした定着ローラ芯金１を所定の回転数で回転することが可能であり、モータ５の回転力は回転軸６を通して定着ローラ芯金１へ伝達される。
The fixing
回転軸６にはエンコーダ６ａとその回転角を検出（カウント）する、制御盤６ｃのカウンタ６ｂとが取りつけられている。定着ローラ芯金１を停止させる回転位置の検知は、塗膜が定着ローラ芯金１をほぼ１周したときの回転開始位置に戻ったとき又は回転開始位置の近傍をエンコーダ６ａとカウンタ６ｂとにより検知する。なお、回転開始位置の近傍をどの程度にするかは、塗料の粘度、チクソ性等を考慮して適宜設定することができる。本発明のブレード塗装では３〜１００ｒｐｍ程度の回転数の速度可変モータ５を用いる。
The
塗布ブレード７は、定着ローラ芯金１上に塗料を供給且つ均すためのものであり、塗料は塗料タンク８ａ、８ｂに補充され、塗料タンク８ａ、８ｂから混合吐出器９ａ、９ｂにより定量供給される。混合吐出器９ａ、９ｂは特に所望の高粘度液体が送液可能であれば何でもかまわない。また混合吐出器９ａ、９ｂから送られた塗料はミキサー１０を通過することで塗料タンク８ａ、８ｂから供給された塗料が攪拌され、フィルタ１０ａを通過すことで異物が除去され、その後に塗布ブレード７に供給される。また、塗布検知用透過型レーザ２４は塗布ブレード７から塗料が吐出するのを検知することができる。
The coating blade 7 is for supplying and leveling the coating material on the fixing
図２に示すように、塗布ブレード７は、マイクロメータ１１により高精度な位置決めが可能な微動テーブル１２に固定されており、微動テーブル１２はエアシリンダ１３により駆動される粗動テーブル１４上に固定されている２段テーブルの構造により支持されている。
As shown in FIG. 2, the coating blade 7 is fixed to a fine movement table 12 that can be positioned with high accuracy by a
また塗布ブレード７は、定着ローラ芯金１上に１次塗膜塗装し・均すことで所定の膜厚の塗膜を形成することができる塗布ブレードである。この塗布ブレード７と定着ローラ芯金１との間のスキマ（コーテイングギャップ）により、所定の膜厚にすることが可能であり、本発明者の実験では通常膜厚はそのギャップの６〜７割程度になることが明らかになっている。
The coating blade 7 is a coating blade that can form a coating film having a predetermined film thickness by coating and leveling the primary coating film on the fixing
塗布ブレード７は図２に示すような先端がシャープな形状をしており、塗布ブレード下７ａ及び塗布ブレード上７ｂのそれぞれの角度は１５〜６０°で、先端部の幅は０．１ｍｍ以下にすることが望ましい。これは先端部分が広いとそのフラット部と定着ローラ芯金１の間に塗料が多く存在することとなり、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に乗り移り、痕が大きくなるためである。
The coating blade 7 has a sharp tip as shown in FIG. 2, the angle between the
塗布ブレードホルダ１５は回転ステージ１６に固定されており、回転ステージ１６は微動つまみ１７及びマイクロメータ１８により０．１°以下の単位で定着ローラ芯金１に対しての角度の調整が可能である。また回転ステージ１６は微動テーブル１９に固定されており、微動テーブル１９はマイクロメータ２０によりμｍ単位での位置決めが可能であり、定着ローラ芯金１の中心より数ｍｍ下方の位置に正確にブレード先端を位置決めすることができる。粗動テーブル２１は、台形ネジ２２により上下に駆動され、微動テーブル１９の動けない範囲に塗布ブレード７を移動させるときに用いる。アクチュエータ２３は塗布ブレード７が取りつけられたユニット全体を前後進（矢印Ｂ方向）するための駆動源である。
The
次に、図３を参照して塗布ブレード７による塗装で均一な塗膜が形成される原理を説明する。塗布ブレード７は塗布ブレード下７ａと塗布ブレード上７ｂの２部品から構成されており、塗布ブレード上７ｂの塗料供給口７ｆから塗料が供給され、塗布ブレード７ｂ内部のマニホールド７ｅ（図３（Ｃ）参照）へ塗料が充填され、充填された後、塗布先端部のノズルスリット７ｃから定着ローラ芯金１の軸方向に同時に一様に塗料が塗布される。塗布された塗料はその後定着ローラ芯金１の回転により、塗布ブレード先端７ｄにより、均一の膜厚になるように均される。
Next, the principle that a uniform coating film is formed by painting with the coating blade 7 will be described with reference to FIG. The coating blade 7 is composed of two parts, a
図３に示すように、塗布ブレード７は塗布ブレード上７ｂの位置を塗布ブレード下７ａを基準とし移動できる機構である。即ち、塗布ブレード上７ｂと塗布ブレード下７ａとは、本実施形態ではネジ（図示せず）により、図３（Ｂ）に示す塗布ブレード上７ｂを貫通する長穴７ｈと、図３（Ａ）に示す塗布ブレード下７ａに長穴７ｈに対応して設けられたネジ穴７ｇを介して締結されている。また、塗布ブレード上７ｂと塗布ブレード下７ａとの間にはノズルスリット７ｃの開口幅を調整するスペーサＳが設けられている。また、図３（Ｂ）に示すように、塗布ブレード上７ｂには長手方向に複数、本実施形態では２つの塗料供給口７ｆが設けられている。
As shown in FIG. 3, the coating blade 7 is a mechanism that can move the position of the coating blade upper 7b with reference to the coating blade lower 7a. That is, the application blade upper 7b and the application blade lower 7a are, in this embodiment, a
本実施時の塗布の条件は以下の通りである。定着ローラ芯金１の回転数４ｒｐｍ、定着ローラ芯金１の外径４０ｍｍ，先端部のノズルスリット７ｃの幅１．０ｍｍ、長さ３００ｍｍ、混合吐出器９ａのモータ回転数３５ｒｐｍ、混合吐出器９ｂのモータ回転数３９ｒｐｍ、シリコンゴム材料：ＤＹ３５−２１２０（東レ）である。
The application conditions during this implementation are as follows. The rotation speed of the fixing
図５に示すように、塗布ブレードの供給口を比較例による従来の１つにした場合と、本発明による２つにした場合とを比較すると、塗料の供給量が１．１ｃｃ／ｓ、１．５ｃｃ／ｓの何れの場合も、本発明による２つにした場合の方が膜厚の均一化が優れていることがわかる。 As shown in FIG. 5, when the supply port of the coating blade is one according to the comparative example and the case where the supply port is two according to the present invention, the supply amount of the paint is 1.1 cc / s, It can be seen that in any case of .5 cc / s, the uniformization of the film thickness is superior in the case of using two according to the present invention.
以上のような構成の塗布装置を用いて定着ローラ芯金１の外周にシリコンゴムを塗布し、塗膜を形成する方法を説明する。先ず装置を可動させる前に各設定をおこなう。塗布ブレード７は塗膜の所望の厚みに対して所定のギャップを形成しておく。これは先述の微動テーブル１２、微動つまみ１７、微動テーブル１９に備えられたマイクロメータ１１、１８、２０により設定する。例えば２１０μｍの膜厚がほしい場合、塗布ブレード７と定着ローラ芯金１間のギャップは３００μｍに設定する。吐出量は予め定着ローラ芯金１に形成する膜厚から体積と塗料の比重から算出しておき、それがワーク１回転で吐出可能な混合吐出器９ａ、９ｂの吐出速度を設定しておく。
A method for forming a coating film by applying silicon rubber to the outer periphery of the fixing
動作は以下のような順序で行われる。この時塗布ブレード７と定着ローラ芯金１により形成されるギャップは狙いの膜厚より小さい値に設定する。これにより塗布部で気泡を巻きこむことなく塗布することが可能である。
The operation is performed in the following order. At this time, the gap formed by the coating blade 7 and the fixing
次に図４のフローチャートを参照して、塗装動作を順に説明する。先ず定着ローラ芯金１をチャック２で保持する（ステップＳ１）。その後装置を起動する（ステップＳ２）と、塗布ブレード７がエアシリンダ１３により粗動テーブル１４ごと移動し、先述の設定した所定のギャップが形成される位置に位置決めされる（ステップＳ３）。
Next, the painting operation will be described in order with reference to the flowchart of FIG. First, the fixing
その後混合吐出器９ａ、９ｂの吐出開始指令がだされ、予め設定した吐出速度で塗料を塗布ブレード７から吐出開始する（ステップＳ４）。塗料が塗布ブレードと定着ローラ芯金１により形成されるギャップに充填された後に定着ローラ芯金１はモータ５の回転がチャック２を介して伝達され回転を開始する（ステップＳ５）。回転開始のタイミングは塗料の粘度により異なり５０〜２００Ｐａ・ｓのシリコンゴムを用いた場合１〜３ｓ程度である。また塗布ブレード７で形成する膜は通常は塗布ブレード７と定着ローラ芯金１で形成されるギャップより２０〜３０μｍ程度厚い膜を形成しておく必要がある。
Thereafter, a discharge start command is issued from the mixing / discharging
塗布ブレード７は定着ローラ芯金１の軸方向に同時に塗装することが可能なので定着ローラ芯金が１回転したところで定着ローラ芯金１の全域にわたり膜が形成される。本実施形態では回転数が４〜６ｒｐｍなので１０〜１５ｓで１回転する。先述の回転軸６に取りつけられたエンコーダ６ａのスリットの個数をカウンタ６ｂによりカウントし定着ローラ芯金１が塗布ブレード７により塗装を開始した位置から任意の位置へ回転したところで（回転は継続又は混合吐出器からの吐出停止信号の停止信号により停止はプログラムにて選択可能である）、エアシリンダ１３により塗布ブレード７が退避するとともに、混合吐出器９ａ、９ｂに運転停止信号が発信され混合吐出器９ａ、９ｂの運転が停止し、塗布ブレード７からの塗料の吐出は停止する（ステップＳ６）。
Since the coating blade 7 can be applied simultaneously in the axial direction of the fixing
その後、モータ５の回転数が切り替わり、定着ローラ芯金１が２０ｒｐｍで回転する（回転停止させた場合は再び回転開始）（ステップＳ７）。アクチュエータ２３が前進し、塗布ブレード７が定着ローラ芯金１の下面に所定のギャップを維持した様態で当接される。
Thereafter, the number of rotations of the motor 5 is switched, and the fixing
この塗布ブレード７が定着ローラ芯金１の下面に所定のギャップを維持した様態で当接された状態でワークが３回転したところで定着ローラ芯金１上に塗布ブレード７で形成した膜の表層部がかきとられ最終的な膜厚に仕上げられる（ステップＳ８）。塗布ブレード７から塗料が離れる際の痕は最終的には残る場合もあるが、次の工程で表面を研磨する際に除去することが可能な大きさにすることができる。
When the coating blade 7 is in contact with the lower surface of the fixing
その後塗布ブレード７はアクチュエータ２３の後進に合わせて後退し、加工待機位置にて停止（ステップＳ９）し、必要に応じて塗布ブレード７は原点位置へ移動し（ステップＳ１０）、定着ローラ芯金１の回転も停止し（ステップＳ１１）、チャック２が後退して塗装が完了する（ステップＳ１２）。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では定着ローラ芯金の塗装について説明したが、無端状ベルト形状体、円筒体、円柱形状体等の被塗装物にも本発明を適用できる。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。
Thereafter, the coating blade 7 moves backward in accordance with the reverse movement of the
１ 定着ローラ芯金（被塗装物）
２ チャック
３ 直動ガイド
４ エアシリンダ
５ 速度可変モータ
６ 回転軸
６ａ エンコーダ
６ｂ カウンタ
６ｃ 制御盤
７ 塗布ブレード
７ａ 塗布ブレード下
７ｂ 塗布ブレード上
７ｃ ノズルスリット
７ｄ 塗布ブレード先端
７ｅ マニホールド
７ｆ 塗料供給口
８ａ、８ｂ 塗料タンク
９ａ、９ｂ 混合吐出器
１０ ミキサー
１０ａ フィルタ
１１ マイクロメータ
１２ 微動テーブル
１３ エアシリンダ
１４ 粗動テーブル
１５ 塗布ブレードホルダ
１６ 回転ステージ
１７ 微動つまみ
１８ マイクロメータ
１９ 微動テーブル
２０ マイクロメータ
２１ 粗動テーブル
２２ 台形ネジ
２３ アクチュエータ
２４ 塗布検知用透過型レーザ
1 Fixing roller core (to be painted)
2
Claims (10)
前記被塗装物を回転自在に保持する保持手段と、該保持手段を介して前記被塗装物を回転駆動する回転駆動手段と、
前記被塗装物に対して一定の隙間を保ち被塗装物の軸方向にわたり同時に塗料を塗布する塗料吐出口と塗布後に被塗装物と一定の隙間を保ち形成された塗膜を掻き取るブレード先端部とを有する塗布ブレードと、
前記被塗装物の回転位置を検知する回転位置検知手段と、
前記被塗装物の回転を制御する制御手段と、
塗布の開始及び終了を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする塗膜形成装置。 In an apparatus for forming a coating film on an object to be coated such as an endless belt-shaped body, a cylindrical body, a columnar body,
A holding means for rotatably holding the object to be coated, and a rotation driving means for driving the object to be rotated through the holding means;
A paint discharge port for applying a paint simultaneously in the axial direction of the object to be coated while maintaining a certain gap with respect to the object to be coated, and a blade tip for scraping off the formed coating film with a certain gap after application An applicator blade having
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the object to be coated;
Control means for controlling rotation of the object to be coated;
A coating film forming apparatus comprising a control means for controlling the start and end of coating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2004-02-27 JP JP2004054396A patent/JP2005238169A/en not_active Withdrawn
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