JP3967139B2 - 塗布装置及びこの塗布量回復方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置の機能部材、特にローラ状の部材の塗布層形成に用いるスプレー塗布装置に関する。さらには、吐出量を決定するニードルバルブを用いるスプレー塗布装置の吐出量変動に対する回復方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
吐出量を所定量に安定的に制御し塗布する構成の提案は、多く開示されている。しかし、長時間噴霧又は停止の後、ニードルバルブ付近の塗料が増粘その他の理由で吐出量低下を起こすことは避けられない。これは、特に塗料に沸点の低い溶剤を用いる場合や、少量塗布の場合に特に影響を受ける。
【0003】
図5は、従来のスプレー塗布装置の構成を示す。塗料供給口12から所定圧力で供給された塗布液はノズルジェット11から噴射され、ニードルバルブ5によって開閉制御される。ニードルバルブ5はニードルピストン1によって中心軸方向に前進後退する。ニードルピストン1はエアー受け入れ口10にエアーが送給されない状態では、スプリング13によって前進状態にあり、ノズルジェット11の吐出口に通じる吐出流路はニードルバルブ5によって閉じられ、塗布液の噴射が止まる。吐出時には、ニードルピストン1にエアー受け入れ口10からエアーが送給され、ニードルピストン1がスプリング13の伸張に打ち勝って後退する。これに伴いニードルバルブ5も後退する結果、吐出流路を開くので、ノズルジェット11から塗布液が噴射される。
【0004】
しかしながら、ノズルジェット11の先端内部には塗布液の吐出、停止の間に塗布液が滞留しやすく、吐出量が減少する。この為、ニードルピストン1の後端を支持するスプリングホルダー18の位置をピストン前進端調整螺子部4を回転することで移動させて、滞留物によって吐出流路が閉塞されて吐出量が減少した分、ニードルバルブ5の後退量を増やし補正する。
【0005】
ピストン前進端調整螺子部4によっても吐出量の回復調整が出来ない場合には、塗布装置を解体して洗浄し、再組み立てする等の手段をとっていた。
【0006】
そして、調整、解体後には、吐出し形成された膜厚を確認して設定吐出量となるように調整ネジ等で調整を繰り返していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来例では吐出量の回復調整完了迄に時間を要し、その結果作業効率を著しく悪化させていた。この状況に鑑み、本発明者らは、設計上の基準量に満たなくなった吐出量を即座に回復できる機構によって、吐出量の回復調整を速やかに行う作業効率の良いスプレー塗布量回復方法、及び、スプレー塗布装置を開発するに至った。
【0008】
従って本発明は、吐出量の低下となる原因である吐出流路中の滞留物を、塗料を一時的に大量吐出することによって一掃することを自動的に行なう事が出来て、作業効率の高いスプレー塗布量回復方法を提供し、具体化したスプレー塗布装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、塗料を吐出する吐出口に連通する吐出流路と、該吐出流路を通って前記吐出口に対して前後移動自在に配され、前記吐出口を塞ぐように前方に付勢されているニードルバルブと、前記吐出口を開くために前記ニードルバルブを後退させるニードルバルブ駆動手段とを有する塗布装置において、
内部に摺動自在なピストンを有し、該ピストンの摺動方向前側には、前記ニードルバルブの後端が突き当たる先端を持つ前ピストン軸が形成され、前記ピストンの摺動方向後側には後ピストン軸が形成され、該後ピストン軸は外部に突出しているシリンダ部と、
前記シリンダ部の内部へのエアー供給により前記ピストンを最大に前進させると共にその状態を維持するピストン駆動手段と、
前記シリンダ部の外側に突出した前記後ピストン軸に装着され、前記ピストン駆動手段で前記ピストンが最大に前進させられたときの当該ピストンの前記前ピストン軸の先端位置を調整するためのピストン前進端調整螺子と、を備え、
前記ピストン前進端調整螺子で最大前進位置が決められる前記ピストンの前記前ピストン軸の先端位置が、前記ピストン駆動手段のエアー供給で前記ピストンが最大に前進したときと、該エアー供給を停止して前記ニードルバルブ駆動手段で前記ニードルバルブを後退させたときとで異なることを特徴とする。
【0010】
さらに、この塗布装置において、前記ピストンを前後移動可能に案内するとともに軸回りの回転を規制するロックピンをさらに備えることが好ましい。
【0011】
上記のような塗布装置では、前記ピストン駆動手段のエアー供給を停止して前記ピストンの前進駆動を切った状態で、前記ニードルバルブ駆動手段により前記ニードルバルブを後退させて、前記ニードルバルブの後端を前記ピストンの前記前ピストン軸の先端に突き当てつつ当該ピストンを前記シリンダ部の内部の最後端まで後退させることにより、前記ニードルバルブを最大限後退させて、前記吐出流路の滞留物の吐き出しを行い、次いで、前記ピストン前進端調整螺子で最大前進位置が決められる前記ピストンを、前記ピストン駆動手段のエアー供給により最大に前進させて、前記ピストンの前記前ピストン軸の先端位置を元に戻すことにより、当初設定塗布量に回復させることが出来る。このような塗布装置の塗布量回復方法も本発明に含まれる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、参照図面では図5の従来例と同一構成要素に同一符号を用いた。また、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0013】
図1は本発明の一つの実施形態によるスプレー塗布装置の構成を示す断面図である。
【0014】
本実施形態のスプレー塗布装置は、図1に示すように、シリンダ9及びシリンダーフランジ8で形成される内部空間において摺動自在なシリンダーピストン2を有する。シリンダーピストン2は少なくとも、ピストン主部2aと、ピストン主部2aの両端面夫々において同一軸線上に延びる前ピストン軸2b及び後ピストン軸2cとからなる。
【0015】
シリンダ9は一端面より凹部9aが形成され、この凹部9aの底に、後ピストン軸2cを挿入する貫通孔9bが形成された構造である。凹部9aの底には、シリンダーピストン2を前後移動可能に案内するとともに軸回りの回転を規制するロックピン7が設けられている。シリンダーピストン2の後面の外周面は一段低く形成されており、この一段低い外周面と凹部9aの底との間の空間へシリンダーピストン2を作動する流体であるエアーを供給するエアーシリンダーエアー供給口3が、シリンダ9に形成されている。そして、貫通孔9bと後ピストン軸2cの間からエアーが漏れないように、貫通孔9bの内側面にはシール部材が設けられている。
【0016】
後ピストン軸2cは、シリンダーピストン2が前後に最大限移動しても、貫通孔9bより十分突出している。この突出している部分にねじが切られ、シリンダーピストン2が前進したときの端部の位置を調整するピストン前進端調整螺子4が装着されている。
【0017】
シリンダ9の凹部9aを形成する開口にはシリンダーフランジ8が固定されている。シリンダーフランジ8には、前ピストン軸2bを挿入する貫通孔8aが形成されている。貫通孔8aと前ピストン軸2bの間からもエアーが漏れないように、貫通孔8aの内側面にシール部材が設けられている。
【0018】
また、シリンダーフランジ8の、貫通孔8aを開口している面には噴射ヘッド部が構成されている。すなわち、噴射ヘッド部は、シリンダーピストン2の中心軸方向に塗料の吐出流路を形成するノズルジェット11と、ノズルジェット11から塗料の排出される吐出口14と、吐出流路内を通って吐出口14に対して前後移動自在に配され、吐出口14からの噴射量(吐出量)を調整するニードルバルブ5と、ノズルジェット11の吐出流路に塗料を供給する塗料供給口12と、ニードルバルブ5の後部に取り付けられ、後端部がシリンダーフランジ8の貫通孔8aに挿入可能であるニードルピストン1と、シリンダーフランジ8の貫通孔8aの開口の周囲に吐出流路と隔絶した空間を形成し、この空間にニードルピストン1を移動自在に収納するニードルピストン室20と、ニードルピストン室20の前壁面とニードルピストン1の前面との間にエアーを供給するためのニードルピストンエアー受け入れ口10と、シリンダーフランジ8に支持され、ニードルピストン1を前方(吐出口14側)へ付勢するスプリング13と、を有する。
【0019】
次に、本実施形態のスプレー塗布装置の動作について説明する。
【0020】
図1において、塗料供給口12から所定圧力で供給された塗布液はノズルジェット11から噴射され、ニードルバルブ5によって開閉制御される。ニードルバルブ5はニードルピストン1によって中心軸方向に前進後退する。ニードルピストンエアー受け入れ口10にエアーが送給されない状態では、ニードルピストン1はスプリング13によって前進状態にあり、ノズルジェット11の吐出口14に通じる吐出流路はニードルバルブ5によって閉じられ、塗布液の噴射が止まる。吐出時には、ニードルピストンエアー受け入れ口10からエアーが送給され、ニードルピストン1がスプリング13の伸張に打ち勝って後退する。これに伴ってニードルバルブ5も後退する結果、吐出流路を開くので、ノズルジェット11から塗布液が噴射される。
【0021】
以上が塗布液の噴射動作(吐出動作)であるが、さらに本発明特有の動作を図2〜図4に基いて述べる。
【0022】
図2は、エアーシリンダーエアー受け入れ口3のみにエアーを供給し、シリンダーピストン2を作動状態にした状態である。この時、ピストン前進端調整螺子4がシリンダ9に当たらない位置にあれば、シリンダーピストン2は前ピストン軸2bの先端がニードルピストン1の後端に当たるまで前進する。
【0023】
ニードルピストン1及びニードルバルブ5は常時、スプリング13により前進駆動力を受け、ノズルジェット11の吐出口14の開口がニードルバルブ5によって気密に保たれている。
【0024】
ニードルピストンエアー受け入れ口10にエアーを供給する事でニードルピストン1及びニードルバルブ5は、スプリング13の付勢力に打ち勝って、前進端が調整されたシリンダーピストン2の前ピストン軸2bの先端にニードルピストン1の後端が当たるまで移動する。
【0025】
図2の状態ではニードルピストンエアー受け入れ口10にエアーを供給(ON状態)してもシリンダーピストン2が前進端に有る為、後端突き当て位置19との間に隙間が無く、塗料の吐出は出来ない。即ち、ノズルジェット11の吐出口14を塞ぐニードルバルブ5を前進させるスプリング13による力とニードルバルブ5を後退させるエアー力とが強く働いているが、エアーシリンダーエアー供給口3からの更に強いエアー力によって、シリンダーピストン2が押し戻されて前ピストン軸2bの先端がニードルピストン1の後端突き当て位置19に当たり、その状態が維持される。
【0026】
上記のピストン前進端調整螺子4の調整はエアーシリンダーエアー供給口3からのエアー供給を停止した状態(図4の状態)で無ければ調整できない。即ち、エアーシリンダーエアー供給口3からエアーが供給された状態では、ピストン前進端調整螺子4がシリンダ9に押し付けられる為、ピストン前進端調整螺子4を回転することが非常に困難になるためである。
【0027】
エアーシリンダーエアー供給口3からのエアー供給を停止した状態よりピストン前進端調整螺子4を締め込み、調整する事により、シリンダーピストン2の前ピストン軸2bの先端位置が決定され、ニードルピストン1およびニードルバルブ5の後退代が生まれ、吐出調整領域に配置できる(図3)。
【0028】
このようにしてニードルピストンエアー受け入れ口10よりエアーを供給することで上記の後退代分、後退させられたニードルピストン1は、シリンダーピストン2の前ピストン軸2bに当たり、吐出時のニードルバルブ5の後退位置が決まる(図3)。この時、吐出時のニードルバルブ5の後退位置を維持するために、ニードルピストン1の後退力にシリンダーピストン2の前進力が打ち勝つ必要がある。このため、同じ圧力の作動エアーを供給する場合、ピストン径に1.5倍以上差を付ける必要がある。この差が小さい場合には、ニードルピストン1の後退位置を安定して維持できない等の不具合の発生が危惧される。
【0029】
通常吐出時にはピストン前進端調整螺子4を有効にロックして、エアーシリンダーエアー供給口3に常時エアーを供給したままにする。
【0030】
これによりニードルピストン1及びそれに取り付けられたニードルバルブ5の後退位置は決定され、通常塗装でのニードルピストン1の後退代分の移動が可能になる。
【0031】
ニードルピストンエアー受け入れ口10の開閉により、上記の後退代分の移動域をニードルピストン1とニードルバルブ5は移動し、その移動量に見合った塗料を吐出(噴射)する。
【0032】
通常塗装中に吐出量が、設定した吐出量より減少した場合、吐出量の大幅減少の原因である吐出流路中の滞留物を一気に吐き出す為に、エアーシリンダーエアー供給口3に供給していたエアーを停止する。
【0033】
この状態でニードルピストンエアー受け入れ口10にエアーを供給すると、後退させられたニードルピストン1は、前進する駆動を切られたシリンダーピストン2も一緒にシリンダ9内のピストン室の最後端(凹部9aの底)まで後退する。
【0034】
これにより、ニードルピストン1及びそれに取り付けられたニードルバルブ5もシリンダーピストン2と同時に移動し、ノズルジェット11から塗料の排出される吐出口14は全開になる。
【0035】
通常塗装時に対し、大幅に後退したニードルバルブ5により吐出口14が全開になった状態で吐出すると、高速流で塗料が排出される勢いで、吐出量低下の要因とされるノズルジェット11内の滞留物を吐出流路壁面から剥離し、クリーニングする事が出来る。
【0036】
滞留物を除かれたノズルジェット11内は抵抗が減り、吐出量を初期設定付近に回復する事が出来る。
【0037】
吐出量が回復した後、エアーシリンダーエアー供給口3にエアーを供給する事でピストン前進端調整螺子4で決められた位置に正確にシリンダーピストン2を移動するので、ニードルピストン1の後端突き当て位置19に一瞬で復旧できる。
【0038】
このように本発明の構成の装置は作動する。即ち、本発明の装置は、発明であるニードルバルブ位置の調整機能を持った上に、一連の「ニードルバルブの最大限の後退」〜「ノズルジェット内のクリーニング」〜「決められたシリンダーピストン前進端への復帰」が瞬時に且つ自動的に行なえるスプレー装置付帯機器である。
【0039】
なお、本発明の構成要素で、エアーシリンダーエアー供給口3から供給するエアーに代えて、同様に流体力学的な作用をするものを適用させても良い。但し、空気のような場合には、予期せぬ隙間からの漏れに対して、過剰な問題の発生は考えにくいが、油を用いたシステムとした場合には、油漏れ防止に注意が必要となる。例えば、図5に示すOリング17をシリンダーピストン2とシリンダ9との摺動面に設け、Oリングの機能を、使用する油の性質に応じて考慮しなくてはならない。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、シリンダ部とピストン前進端調整螺子とピストン駆動手段を備えて構成されている。シリンダ部は、内部に摺動自在なピストンを有し、該ピストンの摺動方向前側には、ニードルバルブの後端が突き当たる先端を持つ前ピストン軸が形成され、ピストンの摺動方向後側には後ピストン軸が形成され、該後ピストン軸は外部に突出しているものである。ピストン駆動手段は、シリンダ部の内部へのエアー供給によりピストンを最大に前進させると共にその状態を維持するものである。ピストン前進端調整螺子は、シリンダ部の外側に突出した後ピストン軸に装着され、ピストン駆動手段でピストンが最大に前進させられたときの当該ピストンの前ピストン軸の先端位置を調整するための螺子である。そして、前記ピストン前進端調整螺子で最大前進位置が決められる前記ピストンの前記前ピストン軸の先端位置が、前記ピストン駆動手段のエアー供給で前記ピストンが最大に前進したときと、該エアー供給を停止して前記ニードルバルブ駆動手段で前記ニードルバルブを後退させたときとで異なるものである。
そして、ピストン駆動手段のエアー供給を停止してピストンの前進駆動を切った状態で、ニードルバルブ駆動手段によりニードルバルブを後退させて、ニードルバルブの後端をピストンの前ピストン軸の先端に突き当てつつ当該ピストンをシリンダ部の内部の最後端まで後退させることにより、ニードルバルブを最大限後退させて、吐出流路の滞留物の吐き出しを行い、次いで、ピストン前進端調整螺子で最大前進位置が決められるピストンを、ピストン駆動手段のエアー供給により最大に前進させて、ピストンの前ピストン軸の先端位置を元に戻すことにより、当初設定塗布量に回復させることが出来る。
【0041】
すなわち、頻繁になり作業効率を悪化させていた吐出量の調整が、設計上の基準量に満たなくなった吐出量を即座に復旧できる。このような本発明の機構によって、吐出量の回復・調整を素早く正確に行うことが出来るようになったため、作業効率が格段に向上した。また、自動クリーニングにより滞留し易い塗工液での作業の可能性、また分解組み立てによる再調整が必要でなくなるので、洗浄液を無駄に使用することが無く、その結果、環境に配慮された構成になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施形態によるスプレー塗布装置の構成を示す断面図であり、通常のニードルバルブ後退位置でスプレー塗料供給OFFの状態を示す。
【図2】本発明の一つの実施形態によるスプレー塗布装置の主要部の構成を示す部分断面図であり、ニードルバルブの駆動OFFでシリンダの駆動ONの状態を示す。
【図3】本発明の一つの実施形態によるスプレー塗布装置の主要部の構成を示す部分断面図であり、ニードルバルブの駆動ONで、シリンダーピストン調整域の状態を示す。
【図4】本発明の一つの実施形態によるスプレー塗布装置の主要部の構成を示す部分断面図であり、ニードルバルブの駆動ONで、シリンダーピストンの最大限の後退を示す。
【図5】従来のスプレー塗布装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ニードルピストン
2 シリンダーピストン
2a ピストン本体
2b 前ピストン軸
2c 後ピストン軸
3 エアーシリンダーエアー供給口
4 ピストン前進端調整螺子
5 ニードルバルブ
6 エアー抜き
7 ロックピン
8 シリンダーフランジ
8a 貫通孔
9 シリンダ
9a 凹部
9b 貫通孔
10 ニードルピストンエアー受け入れ口
11 ノズルジェット
12 塗料供給口
13 スプリング
14 吐出口
15 吐出流路
16 連結軸
17 Oリング
18 スプリングホルダー
19 後端突き当て位置
20 ニードルピストン室
Claims (3)
- 塗料を吐出する吐出口に連通する吐出流路と、該吐出流路を通って前記吐出口に対して前後移動自在に配され、前記吐出口を塞ぐように前方に付勢されているニードルバルブと、前記吐出口を開くために前記ニードルバルブを後退させるニードルバルブ駆動手段とを有する塗布装置において、
内部に摺動自在なピストンを有し、該ピストンの摺動方向前側には、前記ニードルバルブの後端が突き当たる先端を持つ前ピストン軸が形成され、前記ピストンの摺動方向後側には後ピストン軸が形成され、該後ピストン軸は外部に突出しているシリンダ部と、
前記シリンダ部の内部へのエアー供給により前記ピストンを最大に前進させると共にその状態を維持するピストン駆動手段と、
前記シリンダ部の外側に突出した前記後ピストン軸に装着され、前記ピストン駆動手段で前記ピストンが最大に前進させられたときの当該ピストンの前記前ピストン軸の先端位置を調整するためのピストン前進端調整螺子と、を備え、
前記ピストン前進端調整螺子で最大前進位置が決められる前記ピストンの前記前ピストン軸の先端位置が、前記ピストン駆動手段のエアー供給で前記ピストンが最大に前進したときと、該エアー供給を停止して前記ニードルバルブ駆動手段で前記ニードルバルブを後退させたときとで異なることを特徴とする塗布装置。 - 前記ピストンを前後移動可能に案内するとともに軸回りの回転を規制するロックピンをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。
- 請求項1又は2に記載の塗布装置の塗布量回復方法であって、前記ピストン駆動手段のエアー供給を停止して前記ピストンの前進駆動を切った状態で、前記ニードルバルブ駆動手段により前記ニードルバルブを後退させて、前記ニードルバルブの後端を前記ピストンの前記前ピストン軸の先端に突き当てつつ前記ピストンを前記シリンダ部の内部の最後端まで後退させることにより、前記ニードルバルブを最大限後退させて、前記吐出流路の滞留物の吐き出しを行い、次いで、前記ピストン前進端調整螺子で最大前進位置が決められる前記ピストンを、前記ピストン駆動手段のエアー供給により最大に前進させて、前記ピストンの前記前ピストン軸の先端位置を元に戻すことにより、当初設定塗布量に回復させることを特徴とする塗布装置の塗布量回復方法。
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