JP4155800B2 - Coating film forming apparatus and fixing roller - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒形状又は無端状ベルト形状を有する被塗装物の表面に塗膜を形成する塗膜形成装置及びこの塗膜が形成された定着ローラに関し、特に塗膜形成時の膜厚の均一化を図ることができる塗膜形成装置及びこの塗膜が形成された定着ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、電子写真の原理に基づく複写機、プリンタの分野は高画質化の技術潮流があり、その定着プロセスで用いられる定着部材（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したものが出現した。この弾性層を形成した定着部材は基体（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程度形成することにより、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考えられている。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。
【０００３】
このような層を形成するための工法としてはスプレーコーティ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ィ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。ところが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い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。
【０００４】
粘度を下げるために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。しかし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、上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と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気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。
【０００５】
このような問題のある有機溶剤を用いたスプレー塗装に代わる工法として、液状のゴムを希釈せず原液のままゴム層に加工できる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圧が３００μｍ以上になる時に限られた。
【０００６】
そこで従来、ブレードにより基体の塗料を均一化し、かきとることにより膜を形成するブレード工法で均一なゴム膜を形成しようとするものが知られている。
例えば、特許第２６９１２８４号公報にはゴムローラ用コーティング装置が開示されている。このコーティング装置は、図１０（Ａ）に示すように、先ず、ブレード９２が矢印９２Ａ方向に前進してゴムローラ９１と所定の間隔を形成するまで接近し、次にゴムローラ９１が矢印９１Ａ方向に回転し、同図（Ｂ）に示すように、その表面に塗布されたコーティング材９３をブレード９２の先端部によって均一にならし、次に同図（Ｃ）に示すように、ブレード９２が矢印９２Ｂ方向に後退し、ゴムローラ９１の回転は停止され、その表面の塗布されたコーティング材９３は硬化される。
【０００７】
また、特開２００２−５９０６５号公報にもブレード工法によるコーティング装置が開示されている。
これらのブレード工法ではブレードと基体との間でコーティングギャップが形成され、そのギャップでゴム材料の膜厚が制御されギャップに応じた膜厚の膜ができる。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２６９１２８４号公報（第４−５頁、第２図）
【特許文献２】
特開２００２−５９０６５号公報（第４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブレードの位置は塗装機の位置精度で決定され、機械の動作を高精度化することによりμｍ単位で位置決めすることは可能であるが、塗装する基体は量産部品であり毎回同じ寸法の物に塗装するとは限らず、ある寸法公差内で外形が変化している。そのため毎回ブレードと基体（被塗装物）との間でコーティングギャップが変化しコーティングギャップを調整することが必要となる。
【００１０】
また寸法精度（特に基体の振れ精度）によりコーティングギャップが変化するため、円周方向に膜厚差を生ずる。現在の経験上、振れの大きさの０．７〜倍の円周方向膜厚差を生ずることがわかっている。しかし定着部品に要求されるゴムの膜厚バラツキは膜厚２００〜３００μｍの場合３０μｍ程度であるため膜厚精度を向上させることが必要となる。膜厚精度を向上させるにはコーティングギャップを常に一定にする必要があり、そのためには芯金の振れ精度を向上させれば良いがこれは切削コストがあがり量産には適さないことと、特に肉厚が薄い円筒形状の基体ではその精度を確保すること自体難しいという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、塗装する被塗装物に対してブレードを微動させることにより、コーティングギャップを一定にすることが可能であり、被塗装物の振れ精度によらず円周方向に均一な膜を形成することが可能な塗装形成装置を提供することをその目的とする。
また、本発明は、この塗膜形成装置により均一な膜が形成された定着ローラを提供することをその目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、無端状ベルト形状又は円筒形状の被塗装物に対して塗膜を形成する装置において、
前記被塗装物を保持するチャック機構と、該チャック機構を回転させる回転機構と、回転する被塗装物の表面に塗料を供給する供給機構と、被塗装物と一定の隙間を保ち形成された塗膜をかきとるブレードと、該ブレードの先端部を被塗装物に向けて、被塗装物表面の前後進に応じて前記隙間が一定となるようにブレードの先端部を前後進させる可動手段とを備え、さらに、前記ブレードは前記被塗装物に向けて弾性体により付勢されるとともに、前記ブレードに前記被塗装物の両端部に当接する突き当て部材を備えていることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の塗膜形成装置において、前記ブレードの回転中心が該ブレードの被塗装物胴部の軸方向両端を除く面内に配置されていることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の塗膜形成装置において、前記ブレードは複数の球体で挟持されていることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１５】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の塗膜形成装置において、前記ブレード先端部の突き当て部材がフッソ樹脂で形成されていることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１６】
また、請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の塗膜形成装置において、前記ブレード先端部の突き当て部材の接触部が先端に向けて凸の曲面形状であることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１７】
また、請求項６の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の塗膜装置において、前記ブレードを被塗装物の中心軸線を含む水平面内より、ブレード後端部が下方向になる向きに傾けたことを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１８】
また、請求項７の発明は、金属基体の上に接着層、弾性層、接着層、離型層が順次形成されている電子写真プロセスに基づく画像形成装置に用いられる定着ローラにおいて、
前記金属基体は通紙部に対応する太径部分と該太径部分の両側に位置する非通紙部に対応する細径部分とを有し、前記弾性層が、前記被塗装物を保持するチャック機構と、該チャック機構を回転させる回転機構と、回転する被塗装物の表面に塗料を供給する供給機構と、被塗装物表面と隙間を保ち塗料を掻き取って塗膜を形成するブレードと、該ブレードの先端部を被塗装物に向けて、被塗装物表面の前後進に応じて前記隙間が一定となるように該ブレードを前後進させる前後進可動手段と、前記ブレードを該ブレードの上面と平行でかつ該前後進可動手段とは異なる平面内で回転自在に保持する保持手段とを備え、さらに、前記ブレードは前記被塗装物に向けて弾性体により付勢されるとともに、前記ブレードに前記被塗装物の両端部に当接する突き当て部材を備えている塗膜形成装置を用いて、前記細径部分に前記突き当て部材を当接して、形成されていることを特徴とする定着ローラである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
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要部を示す外観図、図２は図１の塗膜形成装置を定着ローラ芯金の塗装に用いた場合のブレード部分を示す側面図、図３は図２のブレード追従機構の主要構成を示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその正面図である。
【００２０】
図１に示すように、この塗膜形成装置は、被塗装物の一例としての定着ローラ芯金１を保持するチャック機構としてのチャック２と、チャック２を回転させる回転機構としてのモータ５及び回転軸６と、回転する定着ローラ芯金１の表面に塗料を供給する供給機構と、定着ローラ芯金１と一定の隙間を保ち形成された塗膜をかきとるブレード１１（図２参照）と、ブレード１１（図２参照）の先端部を定着ローラ芯金１に向けて、定着ローラ芯金１の表面のブレード１１（図２参照）に向けての前後進に応じてブレード１１（図２参照）と定着ローラ芯金１の表面との隙間が一定となるようにブレード１１（図２参照）の先端部を前後進させる可動手段とを備えている。
【００２１】
定着ローラ芯金１の材質はＡｌ、Ｆｅなどの金属系材料からなり、外形は中空円筒形状をしている。チャック２はそのワークである定着ローラ芯金１を両端側から保持し、定着ローラ芯金１をその軸心を中心として回転することが可能な機構である。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によりワークに向けて前後進動作が行われることにより、ワークを把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、回転力は回転軸６を通して伝えられる。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。符号７は定着ローラ芯金１上に塗料を供給するための塗料ノズルであり、塗料は塗料タンク８に補充され、塗料タンク８からポンプ９により定量供給される。ポンプ９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が、本実施例ではモーノポンプを用いている。またポンプ９から送られた塗料は配管１０を通り、塗料ノズル７に供給される。配管１０は清掃などを考慮して塗料が付着し難いテフロン（登録商標）チューブを用いている。
【００２２】
図２に示すように、符号１１は塗料ノズル７で付与した塗料をかきとり均一の膜を形成するためのブレードである。このブレード１１と定着ローラ芯金１との間のスキマ（コーティングギャップ）により、所定の膜厚にすることが可能であり、本発明者らの実験では通常膜厚はそのギャップの６〜７．５割程度になることが明らかになっている。
【００２３】
ブレード１１は図２に示すような先端がシャープな形状をしており、その先端部の角度は３０〜４５°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との間に塗料が多く存在することとなり、ブレード１１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。
【００２４】
ブレードホルダ１２は微動テーブル１３に固定されており、微動テーブル１３はマイクロメータ１４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（但し微動テーブル１３の可動ストロークは本実施例では５ｍｍであり、矢印Ａ方向に可動である）。粗動テーブル１５は、台形ネジ１６により矢印Ａ方向に駆動され、微動テーブル１３によりブレード１１の動けない範囲にブレード１１を移動させるときに用いる。アクチュエータ１７は、ブレード部の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。
【００２５】
さらに図２中のブレード追従機構部αの主要構造図を図３に示す。
図３に示すように、ブレード１１の回転中心となる回転軸２０が定着ローラ芯金１胴部の軸方向の中心で定着ローラ芯金１の回転軸に直交する線上にあることが好ましい。また、ブレード１１の両面を真球２４で挟持している。また、ブレード１１とブレード１１が回転軸２０を介して取り付けられているテーブル１８とを弾性体であるプランジャ２２で定着ローラ芯金１の方向に加力する構造となっている。なお、弾性体として、プランジャ１１の代わりに、ゴム体、バネ等であってもよい。
【００２６】
さらに、ブレード１１の先端に定着ローラ芯金１への突き当て部材２３を有している。この突き当て部材２３は定着ローラ芯金１の軸方向に曲率を有している。この突き当て部材２３はフッソ樹脂で形成されていることが望ましい。
【００２７】
本実施例ではブレード１１は２自由度の動きをすることが可能である。ブレード１１の１自由度は直線運動であり、ブレード１１は図中矢印Ｃ方向に１ｍｍストロークで微動することができる。これはテーブル１８がクロスローラガイド１９により可動できる構造になっているためである。
【００２８】
またブレード１１の２自由度は回転軸２０を中心とする回転であり（矢印Ｄ方向）、ブレード１１には軸受け２１が取り付けられており、回転軸２０を中心に回転する構造となっている。またブレード１１、テーブル１８ともプランジャ２２のバネ力で約０．５〜１ｋｇｆの力で押力が加えられている。
【００２９】
図２に示すアクチュエータ１７が前進するとブレード１１に取りつけられたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製の突き当てコマ２３が定着ローラ芯金１の周面両端部に突き当たり上述のプランジャ２２の押力を押し戻す。ゴム膜２５の厚さは突き当てコマ２３とブレード１１の先端との距離により決定されるが、これは予め所望の膜厚が得られるコーティングギャップを実験的に求めておき、そのギャップが得られるように、突き当てコマ２３がブレード１１の先端より飛び出す量を設定することが必要となる。また図２及び図３に示す真球２４はブレード１１の定着ローラ芯金１との平行度を維持し支持するためのものであり、ブレード１１の回転、直動運動を妨げないように球体を用いている。
【００３０】
図３中の突き当てコマ２３の材質がフッソ樹脂（ＰＴＦＥ）で製作されているので、定着ローラ芯金１との摺動性能がよく低摩擦であり定着ローラ芯金１の回転を阻害することがない。また、突き当てコマ２３の材質が樹脂で柔らかく定着ローラ芯金１にキズをつけることがない。
【００３１】
また、図３に示すように、突き当てコマ２３の先端部形状が定着ローラ芯金１の軸方向に対して曲率を持つ構造となっているので、突き当てコマ２３が定着ローラ芯金１上をすべることによりブレ−ド１１が回転する。
【００３２】
以下に塗膜形成装置の塗装動作を説明する。
塗料タンク８に貯蔵されている塗料はポンプ９で所定の量が計量され塗料ノズル７に送液される。定着ローラ芯金１が一周で所定の膜厚が形成されるためには塗料の付着量により一義的に決まるので、定着ローラ芯金１の回転数が一定の場合はポンプ９の塗出量により膜厚は決定される。通常はブレード１１で掻き落とすことを見こんで、コーティングギャップより２０〜３０μｍ程度厚い膜を形成しておく必要がある。塗料は定着ローラ芯金１がちょうど１回転したところで停止するようにポンプ９の吐出を制御する。またポンプ９を停止しても惰性で流れ出てしまう場合はサックバックする（ポンプ９を逆回転させ配管１０内の圧力を一時的に低くする）ことにより吐出が停止するタイミングを図る。
【００３３】
次にブレード１１で余分な塗料が掻き落とされることにより、最終的な所望の厚みを持つ塗膜が得られる。定着ローラ芯金１が１＋１／２周以上回転することにより、すべてブレード１１を通過することとなり全周にわたりゴム膜２５が形成される。
【００３４】
ブレード部は上述したように図３で示した構造となっており、アクチュエータ１７が前進すると突き当てコマ２３が定着ローラ芯金１の周面両端部に突き当たる。これによりブレード１１は押し戻されテーブル１８のストロークの中央に位置決めされる。その後、定着ローラ芯金１が回転すると塗料がブレード１１で掻き取られる。この時ブレード１１やテーブル１８はプランジャ２２のバネ力で前進方向に押されているので、定着ローラ芯金１に振れがあった場合でも、ブレード１１は２自由度の動きで振れに追従した動作を行い、ブレード１１と定着ローラ芯金１とで形成されるコーティングギャップは常に一定に保たれる。つまり定着ローラ芯金１が回転するときに振れて、図２中のＥ方向に動いた場合は、プランジャ２２の押力でブレード１１、テーブル１８が押され定着ローラ芯金１と同様の方向に移動する。逆に定着ローラ芯金１が図中Ｆの方向に動いた時はブレード１１に取りつけられた突き当てコマ２３を押すことになり、プランジャ２２のバネが縮みブレード１１、ブレード１１およびテーブル１８は定着ローラ芯金１と同様の方向に移動する。
【００３５】
図４は図１の塗膜形成装置を定着ベルト基体の塗装に用いた場合のブレード部分を示す側面図である。
図４では、無端状ベルト形状の定着ベルト基体２６を塗装する場合を示す。主軸２７とテンション軸２８の２軸間でテンションを貼り定着ベルト基体２６を保持する。これにより上記と同様の方法で塗装することが可能である。テンション軸２８は図示されていないエアシリンダにより所定のテンションが付与されるようにテンション軸２８の引き力を調整している。また主軸２７には図１と同様に速度可変モータ５が接続されており、定着ベルト基体２６を回転させることが可能である。定着ベルト基体２６を主軸２７およびテンション軸２８から着脱する際には、図示されていないエアシリンダを作動させて主軸２７とテンション軸２８とが近づき定着ベルト基体２６に作用していたテンションが解除され、図１同様にチャック２が後退して定着ベルト基体２６をそれぞれの軸から抜き取ることが可能となる。
【００３６】
図５は本発明に係る他の実施形態を示すブレード部分の要部を示す側面図である。
図５に示すように、ブレード１１を定着ローラ芯金１の中心軸線を含む水平面内より、ブレード後端部が下方向になる向きに傾けた点が図２に示した実施形態の塗膜形成装置と異なり、他の構成は図２に示した実施形態の塗膜形成装置と同様である。
【００３７】
図５に示すように、定着ローラ芯金１の中心軸線を含む水平面に対してブレード１１の後側が下に位置するようにブレード１１およびテーブル１８を傾けた場合、定着ローラ芯金１上のゴム材をブレード１１で掻き取った後にブレード後方に移動させ、ゴム材を回収することができる。
【００３８】
図６は図２及び図３に示した塗膜形成装置を用いて、図２及び図３で示した定着ローラ芯金と異なる定着ローラ芯金を塗装する状態を示す平面図である。
図６に示すように、定着ローラ芯金１の胴部３３に対して非通紙部３２に対応する部分の径が細くなっている。この細径部分に突き当てコマ２３を当接させることにより、ブレード１１と胴部３３との間の隙間であるコーティングギャップを確保する構造となっている。この場合に、非通紙部３２にはゴム層は形成されない。即ち、ノズル７の幅は通紙部に対応している。
【００３９】
この定着ローラ芯金１を用いた定着ローラは、金属基体である定着ローラ芯金の上に接着層であるプライマ層、弾性層であるシリコンゴム層、接着層であるプライマ層、離型層であるフッ素樹脂層が順次形成されている電子写真プロセスに基づく画像形成装置に用いられる定着ローラにおいて、金属基体としての定着ローラ芯金１は通紙部に対応する太径部分（胴部３３）と太径部分（胴部３３）の両側に位置する非通紙部３２に対応する細径部分とを有し、細径部分に図２及び図３に示した塗膜形成装置の突き当て部材２３を当接してシリコンゴム層が形成されている。
【００４０】
図７は本発明に係るその他の実施形態を示す塗膜形成装置のブレード部分を示す側面図である。
図７に示すように、この塗膜形成装置は、定着ローラ芯金１とブレード１１の先端との隙間を測定する測定器である透過型レーザ変位計２９と、ブレード１１とブレード１１が固定されている部材であるテーブル１８とを駆動する駆動源である圧電アクチュエータ３１と、透過型レーザ変位計２９による隙間の測定値からブレード１１およびテーブル１８の移動量を算出する演算機能を有する演算装置３０とを備えている。
【００４１】
この塗膜形成装置では、透過型レーザ変位計２９を用いてブレード１１と定着ローラ芯金１との隙間であるコーティングギャップを測定し、その信号を演算装置３０に送信する。演算装置３０ではその信号から圧電アクチュエータ３１の移動量を算出し移動の指令を送る。圧電アクチュエータ３１はブレード１１、テーブル１８に取りつけられており、圧電アクチュエータ３１がこれらを駆動することにより上述の突き当てコマ２３で突き当てた場合と同様の動きを実現し均一に塗装することが可能である。
【００４２】
図８は図７に示した塗膜形成装置を用いてブレードの３種類の動きとコーティングギャップ変動との関係を示す図である。
図８はφ４０ｍｍのＡＬ芯金を回転数４ｒｐｍで回転させながら、ブレードと芯金とのコーティングギャップを透過型レーザ変位計で測定した値である。ブレードを固定した場合、直線運動のみを付加した場合、直線運動及び回転運動を付加した場合の３種類でその変動幅を比較したものである。ブレードに直線運動及び回転運動を付加して、定着ローラ芯金の回転時の振れに追従させて動かすことにより、コーティングギャップの変動幅が小さくなることがわかる。
【００４３】
図９は図７に示した塗膜形成装置を用いてブレードの２種類の動きと円周方向の膜厚さとの関係を示す図である。
図９はφ４０ｍｍのＡＬ芯金を回転数４ｒｐｍで回転させながら、未硬化のゴム材料を上方のノズルより４０ｇ／ｍｉｎの速度で塗布し、その後ブレードを直線及び回転の２自由度で動く状態にして８ｇ／ｍｉｎの量を削りとり所定の膜厚２００μｍの弾性層を形成した後にゴムを１２０℃、３０ｍｉｎで加熱硬化させ、その後ゴムを円周方向に６点部分的に剥がしレーザでその膜厚を測定した時の最大−最小を算出したもの（円周方向膜厚差）と塗装前の定着ローラ芯金の振れの大きさとの関係を示すものである。
【００４４】
ブレードを固定した場合は定着ローラ芯金の振れが大きくなると膜厚差も大きくなるが、ブレードを直線及び回転（２自由度）で動かした場合は定着ローラ芯金の振れに影響されず膜厚は２０μｍ以下と均一になっていることがわかる。
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。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、被塗装物回転時の被塗装物とブレードとにより形成される隙間を一定にするようにブレードを駆動することができ、その結果被塗装物の振れ精度によらず円周方向の膜厚を均一に形成することが可能となる。
【００４６】
さらに、請求項１の発明によれば、前記ブレードを該ブレードの上面と平行でかつ該前後進可動手段とは異なる平面内で回転自在に保持する保持手段を持つために、被塗装物回転時の被塗装物とブレードにより形成されるスキマを一定にするようにブレードを回転することができ、その結果、より高い膜厚精度で円周方向の膜厚を均一に形成することが可能となる。
【００４７】
さらに、請求項１の発明によれば、被塗装物の回転時の振れに起因するコーティングギャップの変動にブレードが自ら追従して動作することが可能となる。
【００４８】
また、請求項２の発明によれば、ブレードの回転中心が被塗装物胴部の軸方向両端を除く面内に配置されているので、ブレードが被塗装物の軸方向の中心を基準として回転することが可能で、被塗装物の軸方向左右の膜厚差を低減することが可能となる。
【００４９】
また、請求項３の発明によれば、ブレードを球で挟持しているため、球が回転しブレードの直線、回転運動を妨げることが無く支持することができ、その結果ブレードと被塗装物の平行度を合わせ、軸方向の膜厚を均一にすることが可能となる。
【００５０】
また、請求項４の発明によれば、ブレード先端部の突き当て部材がフッソ樹脂で形成されているため、被塗装物との摺動性がよく回転を阻害しないとともに、被塗装物当接面にキズをつけることなく被塗装物が回転することが可能となる。
【００５１】
また、請求項５の発明によれば、ブレード先端部の突き当て部材の接触部が先端に向けて凸の曲面形状であるので、ブレードが回転時に被塗装物に妨害されることなくスムーズに回転することが可能となる。
【００５２】
また、請求項６の発明によれば、被塗装物の中心軸線を含む水平面内より、ブレード後端部が下方向になる向きにブレードを傾けた構造のため、ブレードでかき取った塗料を重力で下方に移動させ回収させることが可能となる。
【００５３】
また、請求項７の発明は、上記の塗装する被塗装物に対してブレードを微動させることにより、コーティングギャップを一定にすることが可能であり、被塗装物の振れ精度によらず円周方向に均一な膜を形成することが可能な塗装形成装置によって、均一な膜が形成された定着ローラである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る一実施形態の塗膜形成装置の要部を示す外観図である。
【図２】 図１の塗膜形成装置を定着ローラ芯金の塗装に用いた場合のブレード部分を示す側面図である。
【図３】 図２のブレード追従機構の主要構成を示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図４】 図１の塗膜形成装置を定着ベルト基体の塗装に用いた場合のブレード部分を示す側面図である。
【図５】 本発明に係る他の実施形態を示すブレード部分の要部を示す側面図である。
【図６】 図２及び図３に示した塗膜形成装置で図２及び図３で示した定着ローラ芯金と異なる定着ローラ芯金を塗装する状態を示す平面図である。
【図７】 本発明に係るその他の実施形態を示す塗膜形成装置のブレード部分を示す側面図である。
【図８】 図７に示した塗膜形成装置を用いてブレードの３種類の動きとコーティングギャップ変動との関係を示す図である。
【図９】 図７に示した塗膜形成装置を用いてブレードの２種類の動きと円周方向の膜厚さとの関係を示す図である。
【図１０】 従来の塗膜形成装置のブレードとゴムローラとの関連動作を説明するための図である。
【符号の説明】
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（回転機構）
６ 回転軸（回転機構）
７ 塗料ノズル
８ 塗料タンク
９ ポンプ（供給機構）
１０ 配管（供給機構）
１１ ブレード
１２ ブレードホルダ
１３ 微動テーブル
１４ マイクロメータ
１５ 粗動テーブル
１６ 台形ネジ
１７ アクチュエータ
１８ テーブル
１９ クロスローラガイド
２０ 回転軸
２１ 軸受け
２２ プランジャ（可動手段）
２３ 突き当てコマ（突き当て部材）
２４ 真球
２５ ゴム膜
２６ 定着ベルト基体
２７ 主軸
２８ テンション軸
２９ 透過型レーザ変位計
３０ 演算装置
３１ 圧電アクチュエータ
３２ 非通紙部
３３ 胴部
α ブレード機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating film forming apparatus for forming a coating film on the surface of an object to be coated having a cylindrical shape or an endless belt shape, and a fixing roller on which the coating film is formed. The present invention relates to a coating film forming apparatus capable of achieving the above and a fixing roller on which the coating film is formed.
[0002]
[Prior art]
Recently, the field of copying machines and printers based on the principle of electrophotography has a trend toward high image quality, and the fixing member (fixing roller or fixing belt) used in the fixing process is made of heat-resistant rubber (silicone rubber). An elastic layer was formed. The fixing member on which the elastic layer is formed is made of a heat-resistant rubber such as silicon rubber via a primer (adhesive) on a base (a metal cylindrical core such as aluminum or iron, or a belt-like base such as polyimide or Ni). It is considered that the elastic layer is formed to have a thickness of about 100 to 300 μm, so that the pressure during toner fixing is made uniform and the granularity of the image is increased. 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.
[0003]
As a construction method for forming such a layer, spray coating is considered and generally used. However, spray coating requires a very large number of coatings to form such a thick film, resulting in a long processing tact and low mass productivity. 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 by a spray. 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.
[0004]
If spray coating is performed using a solvent to lower the viscosity, the working environment at the coating site deteriorates and affects the human body of the worker, so local exhaust is required. However, naturally, the mist cannot be discharged into the atmosphere as it is, and it is legally required to keep it below the regulation value. Therefore, a deodorization system using activated carbon is introduced as a waste deodorization device. However, as described above, if the number of times of painting is large, the running cost of the filter becomes high, and the balance between the price of parts and the cost of consumables to produce them is balanced. 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 it has become socially motivated to avoid processing using a large amount of organic solvent.
[0005]
As an alternative to spray coating using such a problematic organic solvent, casting and injection molding that can be processed into a rubber layer as it is without diluting the liquid rubber can be mentioned. 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 film pressure of the rubber was 300 μm or more.
[0006]
Therefore, conventionally, there is known a technique in which a uniform rubber film is formed by a blade method in which a film is formed by uniformizing a paint on a substrate with a blade and scraping.
For example, Japanese Patent No. 2691284 discloses a rubber roller coating apparatus. In this coating apparatus, as shown in FIG. 10A, first, the blade 92 moves forward in the direction of the arrow 92A and approaches the rubber roller 91 to form a predetermined distance, and then the rubber roller 91 rotates in the direction of the arrow 91A. Then, as shown in FIG. 4B, the coating material 93 applied to the surface thereof is made uniform by the tip of the blade 92. Next, as shown in FIG. The rubber roller 91 stops rotating, and the coating material 93 applied on the surface is cured.
[0007]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-59065 also discloses a coating apparatus using a blade method.
In these blade methods, a coating gap is formed between the blade and the substrate, and the film thickness of the rubber material is controlled by the gap, so that a film having a thickness corresponding to the gap can be formed.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2691284 (page 4-5, Fig. 2)
[Patent Document 2]
JP 2002-59065 A (page 4, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the position of the blade is determined by the position accuracy of the coating machine and can be positioned in μm units by improving the operation of the machine. However, the base to be coated is a mass-produced part and has the same dimensions each time. However, the outer shape is not changed within a certain dimensional tolerance. Therefore, every time the coating gap changes between the blade and the substrate (object to be coated), it is necessary to adjust the coating gap.
[0010]
In addition, since the coating gap changes depending on the dimensional accuracy (particularly the substrate deflection accuracy), a difference in film thickness occurs in the circumferential direction. Current experience has shown that a difference in film thickness in the circumferential direction that is 0.7 to twice the magnitude of the runout is known. However, since the film thickness variation of the rubber required for the fixing component is about 30 μm when the film thickness is 200 to 300 μm, it is necessary to improve the film thickness accuracy. In order to improve the film thickness accuracy, it is necessary to keep the coating gap constant. To that end, it is only necessary to improve the runout accuracy of the cored bar, which is not suitable for mass production due to the increased cutting cost. A cylindrical base having a small thickness has a problem that it is difficult to ensure its accuracy.
[0011]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and by slightly moving the blade with respect to the object to be coated, the coating gap can be made constant, and the object can be shaken. An object of the present invention is to provide a paint forming apparatus capable of forming a uniform film in the circumferential direction regardless of accuracy.
Another object of the present invention is to provide a fixing roller on which a uniform film is formed by this coating film forming apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is an apparatus for forming a coating film on an endless belt-shaped or cylindrical object to be coated,
A chuck mechanism for holding the object to be coated, a rotating mechanism for rotating the chuck mechanism, a supply mechanism for supplying paint to the surface of the rotating object to be coated, and a coating formed with a certain gap from the object to be coated. A blade for scraping the film, and a movable means for moving the tip of the blade back and forth so that the tip of the blade faces the object to be coated and the gap is constant according to the back and forth of the surface of the object to be coated And the blade is urged by an elastic body toward the object to be coated, and the blade includes an abutting member that contacts both ends of the object to be coated. Forming device.
[0013]
The invention according to claim 2 is the coating film forming apparatus according to claim 1, wherein the rotation center of the blade is disposed in a plane excluding both ends of the blade body portion of the blade in the axial direction. It is the coating-film formation apparatus characterized.
[0014]
A third aspect of the present invention is the coating film forming apparatus according to the first or second aspect, wherein the blade is sandwiched between a plurality of spheres.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the coating film forming apparatus according to the third aspect, wherein the abutting member of the blade tip is formed of a fluorine resin.
[0016]
Further, the invention of claim 5 is the coating film forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the contact portion of the abutting member of the blade tip is a curved surface shape convex toward the tip. This is a coating film forming apparatus.
[0017]
Further, the invention of claim 6 is the coating film apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the blade has a blade rear end portion downward from a horizontal plane including the central axis of the object to be coated. It is the coating film formation apparatus characterized by tilting in the direction.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a fixing roller used in an image forming apparatus based on an electrophotographic process in which an adhesive layer, an elastic layer, an adhesive layer, and a release layer are sequentially formed on a metal substrate.
The metal substrate has a large diameter portion corresponding to the paper passing portion and a small diameter portion corresponding to a non-paper passing portion located on both sides of the thick diameter portion, and the elastic layer holds the object to be coated. A chuck mechanism, a rotating mechanism for rotating the chuck mechanism, a supply mechanism for supplying paint to the surface of the rotating object to be coated, and a blade for scraping the paint to form a coating film while keeping a gap with the surface of the object to be painted; A forward and backward movable means for directing the blade forward and backward so that the front end of the blade faces the object to be coated and the gap is constant according to the forward and backward movement of the surface of the object to be coated; Holding means that is held in a plane that is parallel to the upper surface and that is rotatable in a plane different from the forward / backward movable means, and wherein the blade is biased by an elastic body toward the object to be coated, and the blade On both ends of the object to be coated. Using a film forming apparatus having a abutment member, said abutment member abuts against the small-diameter portion, a fixing roller, characterized in that it is formed.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external view showing a main part of a coating film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a blade portion when the coating film forming apparatus of FIG. 1 is used for coating a fixing roller core. FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the main configuration of the blade following mechanism of FIG. 2, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a front view thereof.
[0020]
As shown in FIG. 1, the coating film forming apparatus includes a chuck 2 as a chuck mechanism that holds a fixing roller core 1 as an example of an object to be coated, a motor 5 and a rotation as a rotation mechanism that rotates the chuck 2. A shaft 6, a supply mechanism for supplying paint to the surface of the rotating fixing roller core 1, a blade 11 (see FIG. 2) that scrapes off the coating film formed with a certain gap from the fixing roller core 1, The tip of the blade 11 (see FIG. 2) is directed toward the fixing roller core 1, and the blade 11 (see FIG. 2) is moved forward and backward toward the blade 11 (see FIG. 2) on the surface of the fixing roller core 1. ) And the surface of the fixing roller core 1 is provided with movable means for moving the tip of the blade 11 (see FIG. 2) forward and backward so that the gap is constant.
[0021]
The material of the fixing roller core 1 is made of a metal material such as Al or Fe, and the outer shape is a hollow cylindrical shape. The chuck 2 is a mechanism capable of holding the fixing roller metal core 1 as the work from both ends and rotating the fixing roller metal core 1 about its axis. The chuck 2 is fixed on the linear motion guide 3, and the workpiece can be gripped and released by moving forward and backward toward the workpiece by the air cylinder 4. The variable speed motor 5 can rotate the chucked fixing roller mandrel 1 at a predetermined rotational speed, and the rotational force is transmitted through the rotating shaft 6. In blade coating, a variable speed motor 5 having a rotation speed of about 3 to 100 rpm is used. Reference numeral 7 denotes a paint nozzle for supplying paint onto the fixing roller core 1. The paint is replenished to the paint tank 8 and is supplied in a fixed amount from the paint tank 8 by a pump 9. The pump 9 is not particularly limited as long as a desired high-viscosity liquid can be fed. In this embodiment, a Mono pump is used. The paint sent from the pump 9 passes through the pipe 10 and is supplied to the paint nozzle 7. The piping 10 uses a Teflon (registered trademark) tube to which paint is difficult to adhere in consideration of cleaning and the like.
[0022]
As shown in FIG. 2, reference numeral 11 denotes a blade for scraping the paint applied by the paint nozzle 7 to form a uniform film. A gap (coating gap) between the blade 11 and the fixing roller mandrel 1 can be set to a predetermined film thickness. In our experiments, the film thickness is usually 6-7. It is clear that it will be about 50%.
[0023]
The blade 11 has a sharp tip as shown in FIG. 2. The tip has an angle of 30 to 45 °, and the tip has a width of 0.1 mm or less. If the tip portion is wide, a large amount of paint is present between the flat portion and the fixing roller core 1, and when the blade 11 comes in contact with and separates from the fixing roller core 1, the portion of the paint moves onto the fixing roller core 1. This is because it becomes larger.
[0024]
The blade holder 12 is fixed to a fine movement table 13, and the fine movement table 13 can be positioned in units of μm by a micrometer 14, and the blade tip is accurately positioned at a position several mm below the center of the fixing roller core 1. Positioning is possible (however, the movable stroke of the fine movement table 13 is 5 mm in this embodiment, and is movable in the direction of arrow A). The coarse movement table 15 is driven in the direction of arrow A by the trapezoidal screw 16 and is used when the blade 11 is moved to a range where the blade 11 cannot move by the fine movement table 13. The actuator 17 is a drive source for moving the entire unit of the blade portion back and forth (in the direction of arrow B).
[0025]
Further, FIG. 3 shows a main structural diagram of the blade following mechanism portion α in FIG.
As shown in FIG. 3, it is preferable that the rotation shaft 20 serving as the rotation center of the blade 11 lies on a line perpendicular to the rotation axis of the fixing roller core 1 at the center in the axial direction of the body portion of the fixing roller core 1. Further, both surfaces of the blade 11 are sandwiched between true spheres 24. Further, the blade 11 and the table 18 to which the blade 11 is attached via the rotary shaft 20 are configured to apply force in the direction of the fixing roller core 1 with a plunger 22 that is an elastic body. The elastic body may be a rubber body, a spring or the like instead of the plunger 11.
[0026]
Further, the blade 11 has an abutting member 23 against the fixing roller core 1 at the tip. The abutting member 23 has a curvature in the axial direction of the fixing roller core 1. The abutting member 23 is preferably formed of a fluorine resin.
[0027]
In this embodiment, the blade 11 can move in two degrees of freedom. One degree of freedom of the blade 11 is a linear motion, and the blade 11 can be finely moved with a 1 mm stroke in the direction of arrow C in the figure. This is because the table 18 is structured to be movable by the cross roller guide 19.
[0028]
Further, the two degrees of freedom of the blade 11 is rotation about the rotating shaft 20 (in the direction of arrow D), and a bearing 21 is attached to the blade 11 so as to rotate about the rotating shaft 20. Further, the blade 11 and the table 18 are applied with a pressing force of about 0.5 to 1 kgf by the spring force of the plunger 22.
[0029]
When the actuator 17 shown in FIG. 2 moves forward, the PTFE (polytetrafluoroethylene) abutment piece 23 attached to the blade 11 abuts against both ends of the peripheral surface of the fixing roller core 1 and pushes back the pressing force of the plunger 22 described above. . The thickness of the rubber film 25 is determined by the distance between the abutting piece 23 and the tip of the blade 11, and this is obtained by experimentally obtaining in advance a coating gap for obtaining a desired film thickness and obtaining the gap. Thus, it is necessary to set the amount by which the abutment piece 23 protrudes from the tip of the blade 11. 2 and FIG. 3 is for maintaining and supporting the parallelism of the blade 11 with the fixing roller core 1 so that the spherical body is not disturbed to prevent the rotation and linear motion of the blade 11. Used.
[0030]
Since the material of the abutment piece 23 in FIG. 3 is made of fluororesin (PTFE), the sliding performance with the fixing roller core 1 is good and the friction is low, and the rotation of the fixing roller core 1 is obstructed. There is no. Further, the material of the abutting piece 23 is soft with resin and the fixing roller core 1 is not scratched.
[0031]
Further, as shown in FIG. 3, the shape of the tip of the abutting piece 23 has a curvature with respect to the axial direction of the fixing roller core 1, so that the abutting piece 23 is on the fixing roller core 1. The blade 11 rotates by sliding.
[0032]
The coating operation of the coating film forming apparatus will be described below.
A predetermined amount of the paint stored in the paint tank 8 is measured by the pump 9 and fed to the paint nozzle 7. In order for the fixing roller metal core 1 to form a predetermined film thickness in one round, it is uniquely determined by the amount of paint applied, so when the rotation speed of the fixing roller metal core 1 is constant, it depends on the coating amount of the pump 9. The film thickness is determined. Normally, it is necessary to form a film about 20 to 30 μm thicker than the coating gap in view of scraping with the blade 11. The paint controls the discharge of the pump 9 so that it stops when the fixing roller core 1 has just made one revolution. In addition, if the pump 9 flows out due to inertia even when the pump 9 is stopped, the discharge is stopped by sucking back (the pump 9 is reversely rotated to temporarily lower the pressure in the pipe 10).
[0033]
Next, excess paint is scraped off by the blade 11 to obtain a coating film having a final desired thickness. When the fixing roller core 1 rotates by 1 + 1/2 or more rounds, all passes through the blade 11 and the rubber film 25 is formed over the entire circumference.
[0034]
As described above, the blade portion has the structure shown in FIG. 3, and when the actuator 17 moves forward, the abutting piece 23 abuts against both ends of the peripheral surface of the fixing roller core 1. As a result, the blade 11 is pushed back and positioned at the center of the stroke of the table 18. Thereafter, when the fixing roller core 1 rotates, the paint is scraped off by the blade 11. At this time, since the blade 11 and the table 18 are pushed in the forward direction by the spring force of the plunger 22, even when the fixing roller core metal 1 is shaken, the blade 11 is moved in two degrees of freedom to follow the shake. The coating gap formed by the blade 11 and the fixing roller core 1 is always kept constant. That is, when the fixing roller core 1 swings and moves in the direction E in FIG. 2, the blade 11 and the table 18 are pressed by the pressing force of the plunger 22 in the same direction as the fixing roller core 1. Moving. On the contrary, when the fixing roller core 1 moves in the direction F in the figure, the abutting piece 23 attached to the blade 11 is pushed, and the spring of the plunger 22 is contracted, and the blade 11, the blade 11 and the table 18 are fixed. It moves in the same direction as the roller core 1.
[0035]
FIG. 4 is a side view showing a blade portion when the coating film forming apparatus of FIG. 1 is used for coating a fixing belt substrate.
FIG. 4 shows a case where an endless belt-shaped fixing belt base 26 is coated. A tension is applied between the main shaft 27 and the tension shaft 28 to hold the fixing belt base 26. Thereby, it is possible to paint by the same method as described above. The tension shaft 28 adjusts the pulling force of the tension shaft 28 so that a predetermined tension is applied by an air cylinder (not shown). Further, the variable speed motor 5 is connected to the main shaft 27 as in FIG. 1, and the fixing belt base 26 can be rotated. When the fixing belt base 26 is attached to and detached from the main shaft 27 and the tension shaft 28, an air cylinder (not shown) is operated to bring the main shaft 27 and the tension shaft 28 close to each other and the tension acting on the fixing belt base 26 is released. As in FIG. 1, the chuck 2 is retracted and the fixing belt base 26 can be extracted from the respective shafts.
[0036]
FIG. 5 is a side view showing a main part of a blade portion showing another embodiment according to the present invention.
As shown in FIG. 5, the coating film of the embodiment shown in FIG. 2 is that the blade 11 is inclined from the horizontal plane including the central axis of the fixing roller core 1 so that the rear end of the blade is downward. Unlike the apparatus, the other configuration is the same as that of the coating film forming apparatus of the embodiment shown in FIG.
[0037]
As shown in FIG. 5, when the blade 11 and the table 18 are tilted so that the rear side of the blade 11 is positioned below the horizontal plane including the central axis of the fixing roller core 1, the rubber on the fixing roller core 1 After scraping the material with the blade 11, it can be moved to the rear of the blade to recover the rubber material.
[0038]
6 is a plan view showing a state in which a fixing roller core metal different from the fixing roller core metal shown in FIGS. 2 and 3 is coated using the coating film forming apparatus shown in FIGS.
As shown in FIG. 6, the diameter of the portion corresponding to the non-sheet passing portion 32 is smaller than the body portion 33 of the fixing roller core 1. A structure in which a coating gap, which is a gap between the blade 11 and the body portion 33, is secured by bringing the abutment piece 23 into contact with the small diameter portion. In this case, no rubber layer is formed on the non-sheet passing portion 32. That is, the width of the nozzle 7 corresponds to the sheet passing portion.
[0039]
The fixing roller using the fixing roller core 1 includes a primer layer as an adhesive layer, a silicon rubber layer as an elastic layer, a primer layer as an adhesive layer, and a release layer on a fixing roller core as a metal substrate. In a fixing roller used in an image forming apparatus based on an electrophotographic process in which a certain fluororesin layer is sequentially formed, a fixing roller core metal 1 as a metal substrate has a large diameter portion (body portion 33) corresponding to a paper passing portion. And a thin diameter portion corresponding to the non-sheet passing portion 32 located on both sides of the large diameter portion (body portion 33), and the abutting member 23 of the coating film forming apparatus shown in FIGS. A silicon rubber layer is formed in contact with each other.
[0040]
FIG. 7 is a side view showing a blade portion of a coating film forming apparatus showing another embodiment according to the present invention.
As shown in FIG. 7, in this coating film forming apparatus, a transmission type laser displacement meter 29, which is a measuring instrument for measuring a gap between the fixing roller core 1 and the tip of the blade 11, the blade 11 and the blade 11 are fixed. A piezoelectric actuator 31 that is a drive source for driving the table 18 that is a member, and a calculation device 30 that has a calculation function for calculating the movement amount of the blade 11 and the table 18 from the measured value of the gap by the transmission laser displacement meter 29. And.
[0041]
In this coating film forming apparatus, a coating gap, which is a gap between the blade 11 and the fixing roller core 1, is measured using a transmission type laser displacement meter 29, and the signal is transmitted to the arithmetic unit 30. The arithmetic unit 30 calculates the movement amount of the piezoelectric actuator 31 from the signal and sends a movement command. The piezoelectric actuator 31 is attached to the blade 11 and the table 18, and when the piezoelectric actuator 31 drives them, the same movement as when abutting with the above-described abutting piece 23 can be realized and uniform coating can be performed. It is.
[0042]
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between three types of blade movements and coating gap fluctuations using the coating film forming apparatus shown in FIG.
FIG. 8 shows values obtained by measuring the coating gap between the blade and the core metal with a transmission laser displacement meter while rotating the AL core metal of φ40 mm at a rotation speed of 4 rpm. When the blade is fixed, only the linear motion is added, and the fluctuation range is compared with three types when the linear motion and the rotational motion are added. It can be seen that the fluctuation range of the coating gap is reduced by adding a linear motion and a rotational motion to the blade so that the blade follows the vibration during rotation of the fixing roller core.
[0043]
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the two types of movement of the blade and the film thickness in the circumferential direction using the coating film forming apparatus shown in FIG.
FIG. 9 shows that an uncured rubber material is applied at a speed of 40 g / min from the upper nozzle while rotating a φ40 mm AL core metal at a rotation speed of 4 rpm, and then the blade is moved in a state of two degrees of freedom of linearity and rotation. After forming an elastic layer having a predetermined film thickness of 200 μm by scraping an amount of 8 g / min, the rubber is heat-cured at 120 ° C. for 30 minutes, and then the rubber is partially peeled off in the circumferential direction at six points to obtain the film thickness with a laser. 4 shows the relationship between the value obtained by calculating the maximum-minimum (circumferential film thickness difference) and the magnitude of runout of the fixing roller core before coating.
[0044]
When the blade is fixed, the film thickness difference increases as the deflection of the fixing roller core increases. However, when the blade is moved linearly and rotated (two degrees of freedom), the film thickness is not affected by the deflection of the fixing roller core. It can be seen that the thickness is uniform at 20 μm or less.
The present invention is not limited to the above embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the blade can be driven so that the gap formed between the object to be coated and the blade when the object is rotated is constant, and as a result The film thickness in the circumferential direction can be formed uniformly regardless of the deflection accuracy of the object.
[0046]
further According to the invention of claim 1, Holding means for holding the blade rotatably in a plane parallel to the upper surface of the blade and different from the forward / backward movable means The blade can be rotated to keep the clearance formed by the workpiece and the blade constant when the workpiece is rotated. taller than It becomes possible to form the film thickness in the circumferential direction uniformly with film thickness accuracy.
[0047]
Furthermore, according to the invention of claim 1, it is possible for the blade to operate by following the variation of the coating gap caused by the shake during rotation of the object to be coated.
[0048]
According to the invention of claim 2, since the rotation center of the blade is arranged in a plane excluding both axial ends of the article body, the blade rotates with respect to the axial center of the object to be coated. It is possible to reduce the film thickness difference between the left and right in the axial direction of the object to be coated.
[0049]
Further, according to the invention of claim 3, since the blade is sandwiched between the balls, the ball rotates and can be supported without interfering with the straight and rotational movements of the blade. It becomes possible to make the film thickness in the axial direction uniform by matching the parallelism.
[0050]
According to the invention of claim 4, since the abutting member of the blade tip portion is formed of a fluororesin, the sliding property with the object to be coated is good and the rotation is not hindered. The object to be coated can be rotated without scratching.
[0051]
According to the invention of claim 5, since the contact portion of the abutting member at the tip of the blade has a curved surface convex toward the tip, the blade rotates smoothly without being obstructed by the object to be coated. It becomes possible to do.
[0052]
According to the sixth aspect of the present invention, since the blade is inclined from the horizontal plane including the central axis of the object to be coated so that the rear end of the blade is directed downward, the paint scraped with the blade is It can be moved downward and collected.
[0053]
Further, in the invention of claim 7, the coating gap can be made constant by finely moving the blade with respect to the object to be coated, and the circumferential direction is independent of the deflection accuracy of the object to be coated. In the fixing roller, a uniform film is formed by a coating forming apparatus capable of forming a uniform film.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing a main part of a coating film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a blade portion when the coating film forming apparatus of FIG. 1 is used for coating a fixing roller core metal.
3A and 3B are diagrams showing a main configuration of the blade following mechanism in FIG. 2, in which FIG. 3A is a plan view thereof and FIG. 3B is a front view thereof.
4 is a side view showing a blade portion when the coating film forming apparatus of FIG. 1 is used for coating a fixing belt substrate. FIG.
FIG. 5 is a side view showing a main part of a blade portion showing another embodiment according to the present invention.
6 is a plan view showing a state in which a fixing roller core metal different from the fixing roller core metal shown in FIGS. 2 and 3 is applied by the coating film forming apparatus shown in FIGS. 2 and 3. FIG.
FIG. 7 is a side view showing a blade portion of a coating film forming apparatus showing another embodiment according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between three types of blade movements and coating gap fluctuations using the coating film forming apparatus shown in FIG. 7;
9 is a diagram showing the relationship between two types of blade movements and the film thickness in the circumferential direction using the coating film forming apparatus shown in FIG. 7;
FIG. 10 is a view for explaining the related operation between a blade and a rubber roller of a conventional coating film forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Fixing roller core (to be painted)
2 Chuck
3 Linear motion guide
4 Air cylinder
5 Speed variable motor (rotating mechanism)
6 Rotating shaft (Rotating mechanism)
7 Paint nozzle
8 Paint tank
9 Pump (supply mechanism)
10 Piping (supply mechanism)
11 blade
12 Blade holder
13 Fine movement table
14 micrometers
15 Coarse motion table
16 trapezoidal screws
17 Actuator
18 tables
19 Cross roller guide
20 Rotating shaft
21 Bearing
22 Plunger (movable means)
23 Butting piece (butting member)
24 true sphere
25 Rubber film
26 Fixing belt base
27 Spindle
28 Tension shaft
29 Transmission type laser displacement meter
30 arithmetic unit
31 Piezoelectric actuator
32 Non-paper passing section
33 Torso
α Blade mechanism

Claims (7)

無端状ベルト形状又は円筒形状の被塗装物に対して塗膜を形成する装置において、
前記被塗装物を保持するチャック機構と、該チャック機構を回転させる回転機構と、回転する被塗装物の表面に塗料を供給する供給機構と、被塗装物表面と隙間を保ち塗料を掻き取って塗膜を形成するブレードと、該ブレードの先端部を被塗装物に向けて、被塗装物表面の前後進に応じて前記隙間が一定となるように該ブレードを前後進させる前後進可動手段と、前記ブレードを該ブレードの上面と平行でかつ該前後進可動手段とは異なる平面内で回転自在に保持する保持手段とを備え、さらに、
前記ブレードは前記被塗装物に向けて弾性体により付勢されるとともに、前記ブレードに前記被塗装物の両端部に当接する突き当て部材を備えている
ことを特徴とする塗膜形成装置。In an apparatus for forming a coating film on an endless belt-shaped or cylindrical object to be coated,
A chuck mechanism for holding the object to be coated; a rotating mechanism for rotating the chuck mechanism; a supply mechanism for supplying paint to the surface of the rotating object to be coated; A blade for forming a coating film, and a forward / backward movable means for moving the blade forward and backward so that the tip of the blade faces the object to be coated and the gap is constant according to the forward and backward movement of the surface of the object to be coated Holding means for holding the blade rotatably in a plane parallel to the upper surface of the blade and different from the forward / backward movable means,
The blade is biased by an elastic body toward the object to be coated, and the blade includes an abutting member that comes into contact with both ends of the object to be coated. 請求項１に記載の塗膜形成装置において、前記ブレードの回転中心が該ブレードの被塗装物胴部の軸方向両端を除く面内に配置されていることを特徴とする塗膜形成装置。  2. The coating film forming apparatus according to claim 1, wherein the rotation center of the blade is disposed in a plane excluding both axial ends of an object body portion of the blade. 請求項１または２記載の塗膜形成装置において、前記ブレードは複数の球体で挟持されていることを特徴とする塗膜形成装置。  3. The coating film forming apparatus according to claim 1, wherein the blade is sandwiched between a plurality of spheres. 請求項１〜３に記載の塗膜形成装置において、前記ブレード先端部の突き当て部材がフッソ樹脂で形成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, wherein the abutting member of the blade tip is formed of a fluororesin. 請求項１〜４何れか１項に記載の塗膜形成装置において、前記ブレード先端部の突き当て部材の接触部が先端に向けて凸の曲面形状であることを特徴とする塗膜形成装置。  5. The coating film forming apparatus according to claim 1, wherein a contact portion of the abutting member of the blade tip portion has a curved surface shape that is convex toward the tip. 請求項１〜４の何れか１項に記載の塗膜装置において、前記ブレードを被塗装物の中心軸線を含む水平面内より、ブレード後端部が下方向になる向きに傾けたことを特徴とする塗膜形成装置。  The coating film apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the blade is inclined in a direction in which a blade rear end portion is downward from a horizontal plane including a central axis of an object to be coated. Coating film forming apparatus. 金属基体の上に接着層、弾性層、接着層、離型層が順次形成されている電子写真プロセスに基づく画像形成装置に用いられる定着ローラにおいて、
前記金属基体は通紙部に対応する太径部分と該太径部分の両側に位置する非通紙部に対応する細径部分とを有し、
前記弾性層が、
前記被塗装物を保持するチャック機構と、該チャック機構を回転させる回転機構と、回転する被塗装物の表面に塗料を供給する供給機構と、被塗装物表面と隙間を保ち塗料を掻き取って塗膜を形成するブレードと、該ブレードの先端部を被塗装物に向けて、被塗装物表面の前後進に応じて前記隙間が一定となるように該ブレードを前後進させる前後進可動手段と、前記ブレードを該ブレードの上面と平行でかつ該前後進可動手段とは異なる平面内で回転自在に保持する保持手段とを備え、さらに、前記ブレードは前記被塗装物に向けて弾性体により付勢されるとともに、前記ブレードに前記被塗装物の両端部に当接する突き当て部材を備えている塗膜形成装置を用いて、前記細径部分に前記突き当て部材を当接して、
形成されていることを特徴とする定着ローラ。In a fixing roller used in an image forming apparatus based on an electrophotographic process in which an adhesive layer, an elastic layer, an adhesive layer, and a release layer are sequentially formed on a metal substrate,
The metal base has a large diameter portion corresponding to the paper passing portion and a small diameter portion corresponding to the non-paper passing portion located on both sides of the thick diameter portion,
The elastic layer is
A chuck mechanism for holding the object to be coated; a rotating mechanism for rotating the chuck mechanism; a supply mechanism for supplying paint to the surface of the rotating object to be coated; A blade for forming a coating film, and a forward / backward movable means for moving the blade forward and backward so that the tip of the blade faces the object to be coated and the gap is constant according to the forward and backward movement of the surface of the object to be coated Holding means for rotatably holding the blade in a plane parallel to the upper surface of the blade and different from the forward and backward movable means, and the blade is attached to the object by an elastic body. And using a coating film forming apparatus provided with an abutting member that abuts against both ends of the object to be coated on the blade, the abutting member abutting on the small-diameter portion,
A fixing roller which is formed.

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