(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の被塗装物内に通す支持部材と、前記被塗装物の外周面に前記塗料を塗布する塗布ノズルと、前記被塗装物を当該被塗装物の軸芯に沿って前記塗布ノズルに対して相対的に移動させる移動手段とを有する塗膜形成装置において、
前記支持部材の上端部には、前記被塗装物の内周面に向かって気体を噴出する噴出口が設けられ、そして、前記塗布ノズルの前記塗料を吐出する吐出口が、前記支持部材の上端部と相対する位置に設けられていることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記噴出口が、前記支持部材の周方向に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１記載の塗膜形成装置。
【請求項３】
前記噴出口の下方に前記支持部材を貫通した排気口が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
内側に前記支持部材を通しかつ内径が前記被塗装物の外径よりも小さくかつ前記支持部材の外径よりも大きく形成されているとともに端面上に前記被塗装物が置かれて前記移動手段により前記支持部材の軸芯に沿って移動させることにより前記被塗装部材を前記塗布ノズルに対して相対的に移動させる移動支持部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記移動支持部材に前記支持部材の外周面に向かって気体を噴出する第２噴出口が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
前記端面と前記第２噴出口との間に第２排気口が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の塗膜形成装置。
【請求項７】
前記支持部材が内側に通された前記被塗装物の外径を計測可能な計測手段と、前記噴出口内に供給する気体の圧力を変更可能な変更手段と、前記変更手段に前記被塗装物の外径に応じて前記気体の圧力を変更させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置に関し、例えば、ＰＰＣ（普通紙複写機）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した画像形成装置において、記録紙上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる定着部材（定着ベルト、定着ローラ）の弾性層を形成するのに好適な塗膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の原理に基づく複写機およびプリンタなどの画像形成装置では、加熱された定着部材とこの定着部材に圧接する加圧部材との間に、トナー像が転写された記録紙を通して、前記トナー像のトナーを溶融するとともに前記記録紙に定着させる定着プロセスを行う。この定着プロセスで用いられる定着ベルトあるいは定着ローラなどの定着部材は、アルミ、鉄などで構成される円筒形状の芯金や、ポリイミドなどの樹脂あるいはＮｉなどの金属で構成される無端状の基体など、の外周面にプライマ（接着剤）を塗布するとともに、その上からシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムを含んだ塗料を塗布して、厚みが１００〜３００μｍ程度の弾性層を形成するなどして得られる。
【０００３】
上記弾性層は、上述した定着プロセスにおいて、トナーを記録紙に押圧する圧力を均一にして画像の粒状度を向上させることが一般的に知られている。また、この弾性層の厚みが定着画像品質に影響を及ぼすとともに、前記定着部材の立ち上がり時間（所定の温度に達する時間）などに影響を及ぼすので、上記弾性層の厚みは均一にすることが求められている。
【０００４】
そして、上述した弾性層を形成する方法として、従来、スプレー塗布法や浸漬塗布法が用いられてきた。これらの方法は、塗料を溶剤で希釈し粘度を下げることによって膜厚を制御することから、環境への負荷が大きい。一方、環状カーテン塗布法（例えば、特許文献１参照）を挙げることができる。
【０００５】
この環状カーテン塗布法は、図１９に例示するように、被塗装物７０の外周面に円環状の塗布ノズル７１から塗料を直接供給し、当該塗布ノズル７１を被塗装物７０に対して軸方向に移動させることによって塗布を行うために、塗料を被塗装物７０への塗布分のみ供給すればよく、溶剤で希釈する必要がない。しかしながら、塗膜をむらなく均一の厚みで形成するためには、円筒形状の芯金や無端状の基体などの被塗装物を真円の状態で保持することが要求され、また、塗布ノズル７１と被塗装物７０の外周面との間の隙間を均一にする必要がある。
【０００６】
そこで、従来では、円柱状の支持部材の外周に被塗装物を嵌合させたり、気体により支持部材７２の外周に被塗装物を浮かせるなどして、当該被塗装物７０を保持し、塗布ノズル７１を前記支持部材７２の軸芯に沿って移動させていた。しかしながら、前記被塗装物７０の外径が大きくなると、塗布ノズル７１が大型化して大重量となり、当該塗布ノズル７１を軸芯に沿って高精度に移動させることが困難となり、精度を確保するためには、装置全体の高精度化及び高剛性化が必要で、大幅はコストの高騰を招くとともに、及び作業開始までの調整時間が長時間化する傾向であった。
【０００７】
このため、特許文献１に示された塗膜形成装置では、大型でかつ大重量の塗布ノズルを固定し、円柱状の支持部材の外周に嵌合して芯だしされた被塗装物を、支持部材の軸芯に沿って移動させてきた。特許文献１に示された塗膜形成装置では、支持部材の外周に被塗装物を嵌合させて、当該被塗装物を位置決めするために、当該支持部材の全長が被塗装物の全長の約２倍程度となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、一般に被塗装物の内径が軸芯方向に均一となっていないために、上述した特許文献１に示された塗膜形成装置では、支持部材と被塗装物との間の摩擦力が大きくなりすぎて、被塗装物を一定速度で移動させるのが困難となる。また、図１９に示すように、支持部材７２と被塗装物７０との間に空間を設け、当該空間内に加圧された気体を供給することで、支持部材７２の外周面上に被塗装物７０を滑らせることも記載されているが、支持部材７２が被塗装物７０の全長の約２倍の全長となっているために、被塗装物７０の位置の変化によって、支持部材７２と被塗装物７０との間の空間即ち加圧された気体が大気開放されるまでの流路の長さが変化してしまい、被塗装物７０の位置の変化によって、支持部材７２と被塗装物７０との間の空間内の圧力が変動してしまう。このため、被塗装物７０の外周面と塗布ノズル７１との間の間隔を常に一定にすることが困難であった。
【０００９】
本発明は上記問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、被塗装物の一定の速度で移動させることを可能としながらも、被塗装物の外周面と塗布ノズルとの間の間隔を一定に保つことができる塗膜形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された本発明の塗膜形成装置は、円筒状の被塗装物内に通す支持部材と、前記被塗装物の外周面に前記塗料を塗布する塗布ノズルと、前記被塗装物を当該被塗装物の軸芯に沿って前記塗布ノズルに対して相対的に移動させる移動手段とを有する塗膜形成装置において、前記支持部材の上端部には、前記被塗装物の内周面に向かって気体を噴出する噴出口が設けられ、そして、前記塗布ノズルの前記塗料を吐出する吐出口が、前記支持部材の上端部と相対する位置に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載された本発明の塗膜形成装置は、請求項１に記載された塗膜形成装置において、前記噴出口が、前記支持部材の周方向に等間隔に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載された本発明の塗膜形成装置は、請求項１または請求項２に記載された塗膜形成装置において、前記噴出口の下方に前記支持部材を貫通した排気口が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載された本発明の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載された塗膜形成装置において、内側に前記支持部材を通しかつ内径が前記被塗装物の外径よりも小さくかつ前記支持部材の外径よりも大きく形成されているとともに端面上に前記被塗装物が置かれて前記移動手段により前記支持部材の軸芯に沿って移動させることにより前記被塗装部材を前記塗布ノズルに対して相対的に移動させる移動支持部材を備えていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載された本発明の塗膜形成装置は、請求項４に記載された塗膜形成装置において、前記移動支持部材に前記支持部材の外周面に向かって気体を噴出する第２噴出口が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項６に記載された本発明の塗膜形成装置は、請求項５に記載された塗膜形成装置において、前記端面と前記第２噴出口との間に第２排気口が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項７に記載された本発明の塗膜形成装置は、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載された塗膜形成装置において、前記支持部材が内側に通された前記被塗装物の外径を計測可能な計測手段と、前記噴出口内に供給する気体の圧力を変更可能な変更手段と、前記変更手段に前記被塗装物の外径に応じて前記気体の圧力を変更させる制御手段を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載された本発明によれば、噴出口を通して内側に支持部材が通された被塗装物の内周面に向かって加圧された気体を噴出させるので、支持部材の外周面上に被塗装物を浮かせることとなり、当該被塗装物を容易で確実に一定速度で移動させることができる。
【００２０】
また、被塗装物の内周面に向かって気体を噴出する噴出口を支持部材の上端部に設けているので、当該支持部材の全長を被塗装物の全長の２倍よりも遥かに短くすることができ、支持部材の全長を被塗装物の全長と略等しくすることができる。このため、噴出口から噴出された気体が大気開放されるまでの流路が常に、噴出口と支持部材の上端との間の空間となるので、被塗装物の位置が変化しても、支持部材の外周面と基体との間の空間内の圧力が変動しない。よって、被塗装物の外周面と塗布ノズルとの間の間隔を常に一定にすることができ、厚みにばらつきがない塗膜を形成することができる。
【００２１】
請求項２に記載された本発明によれば、噴出口が支持部材に周方向に等間隔に設けているので、支持部材の外周面と被塗装物との間の空間の圧力が、周方向にも均一となる。よって、被塗装物の外周面と塗布ノズルとの間の間隔を常に一定にすることができる。
【００２２】
請求項３に記載された本発明によれば、噴出口の下方に排気口が設けているので、噴出口から噴出された気体が排気口を通して、支持部材と被塗装物との間から排気される。このために、支持部材と被塗装物との間の空間の圧力が高くなりすぎることを防止できる。よって、被塗装物の外周面と塗布ノズルとの間の間隔を常に一定にすることができ、厚みにばらつきがない塗膜を形成することができる。
【００２３】
請求項４に記載された本発明によれば、内径が被塗装物の外径よりも小さく支持部材の外径よりの大きい移動支持部材の端面上に被塗装物を重ねているので、当該移動支持部材を移動させることで、スムーズに被塗装物を移動させることができる。よって、移動支持部材を一定速度で移動させることで、被塗装物を容易で確実に一定速度で移動させることができる。
【００２４】
請求項５に記載された本発明によれば、移動支持部材の内周面に支持部材の外周面に向かって気体を噴出する第２噴出口を設けているので、当該第２噴出口を通して気体を噴出することで、移動支持部材と支持部材とを同軸に保つことができる。
【００２５】
請求項６に記載された本発明によれば、端面と第２噴出口との間に第２排気口を設けているので、第２噴出口から噴出された気体が第２排気口を通して、移動支持部材と支持部材との間から排気される。このために、移動支持部材の内側に噴出された気体が支持部材と被塗装物との間に侵入することを防止でき、当該支持部材と被塗装物との間の空間の圧力が高くなりすぎることを防止できる。よって、被塗装物の外周面と塗布ノズルとの間の間隔を常に一定にすることができ、厚みにばらつきがない塗膜を形成することができる。
【００２６】
請求項７に記載された本発明によれば、制御手段が計測手段が計測した被塗装物の外径に応じて、噴出口を通して支持部材と被塗装物との間に供給する気体の圧力を変更する。このために、被塗装物の外径が一定となるように、噴出口を通して支持部材と被塗装物との間に供給する気体の圧力を変更できる。よって、被塗装物の外周面と塗布ノズルとの間の間隔を常に一定にすることができ、厚みにばらつきがない塗膜を形成することができる。
【００２７】
請求項８に記載された本発明によれば、厚みにばらつきのない塗膜を得ることができる。
【００２８】
請求項９に記載された本発明によれば、厚みにばらつきのない塗膜を得た電子写真用定着部材を有しているので、高い画像品質の画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】図１中のＩＩ部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示された塗膜形成装置が基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す要部の断面図である。
【図４】図３に示された塗膜形成装置が内径の大きな基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す要部の断面図である。
【図５】図３に示された塗膜形成装置が内径の小さな基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す要部の断面図である。
【図６】図１に示された塗膜形成装置によって塗膜が形成されて得られる定着ベルトの斜視図である。
【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図６に示された定着ベルトを備えた画像形成装置を示す断面図である。
【図９】平行平板  間のクエットポアズイユの流れを示す説明図である。
【図１０】図１に示された塗膜形成装置のマンドレルと基体の断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す断面図である。
【図１２】図１１に示された塗膜形成装置が基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す要部の断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す断面図である。
【図１４】本発明品１の塗膜形成装置に取り付けられた基体の内径を示す説明図である。
【図１５】本発明品１乃至本発明品３、比較例の塗膜形成装置に取り付けられた基体を移動させたときの基体の外周面の位置を示す説明図である。
【図１６】（ａ）が本発明品１の塗膜形成装置の塗布ヘッドが基体の上端部に相対した状態を示す断面図であり、（ｂ）が本発明品１の塗膜形成装置の塗布ヘッドが基体の下端部に相対した状態を示す断面図であり、（ｃ）が本発明品１の塗膜形成装置の塗布ヘッドが噴出口よりも下方に位置付けられた状態を示す断面図である。
【図１７】本発明品１乃至本発明品３、比較例の塗膜形成装置に取り付けられた基体の内径の偏差に対する基体の外表面の位置のばらつきを示す説明図である。
【図１８】本発明品１乃至本発明品３、比較例の塗膜形成装置に取り付けられた基体の内径の偏差に対する塗膜の厚みのばらつきを示す説明図である。
【図１９】従来の塗膜形成装置の概略の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す断面図である。図２は、図１中のＩＩ部を拡大して示す断面図である。図３乃至図５は、図１に示す塗膜形成装置が基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す要部の断面図である。図６は、図１に示された塗膜形成装置によって弾性層５が形成されて得られる定着ベルト（定着部材）の斜視図である。図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【００３１】
図１に示す塗膜形成装置１は、コピー機などの画像形成装置１０１（図８に示す）を構成する電子写真用定着部材としての定着ベルト２の基体４に、弾性層５を構成する塗料７を塗布して塗膜８を形成する装置である。
【００３２】
定着ベルト２は、記録紙１０７（図８に示す）にトナー像を定着させる電子写真用定着部材として用いられるものであり、図６に示すように、円筒状（無端管状）に形成されている。定着ベルト２は、図７に示すように、ポリイミドなどの合成樹脂で構成されかつ円筒状に形成された基体４と、プライマ（接着剤）層３と、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ層３と、フッ素樹脂で構成された離型層６とが順に積層されている。弾性層５の厚みは１００〜３００μｍ程度に形成されているとともに、基体４とプライマ層３とを合わせた厚みは、１１０μｍ程度に形成されている。
【００３３】
また、弾性層５は、基体４の軸芯Ｐ（図１中に一点鎖線で示す）方向の一端部（塗膜形成装置１によって塗料７が塗布される際には上端部）４ａから、基体４の軸芯Ｐ方向の他端部（塗膜形成装置１によって塗料７が塗布される際には下端部）４ｂに亘って形成されている。定着ベルト２は、加熱された状態で、トナー像を該記録紙１０７に押圧して、このトナー像を記録紙１０７に定着させる。
【００３４】
塗料７は、シリコーンゴムと周知の溶媒とを混合して得られ、その粘度は、前述したプライマ層３や離型層６を形成する際に用いられる塗料の粘度より十分に大きくされている。そして、この塗料７は、塗膜形成装置１によって、表面にプライマ層３が形成された基体４（特許請求の範囲の被塗装物に相当）の外表面、即ち、前述したプライマ層３上に塗布されて、前述した弾性層５を形成する。
【００３５】
塗膜形成装置１は、図１に示すように、塗料供給部としての塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と、加圧気体供給手段としての加圧気体供給部１２と、制御手段としての制御装置１３とを備えている。この塗料供給ユニット１０は、工場のフロア上などに設置されるユニット本体１４と、配管１５などを備えている。ユニット本体１４には、複数の原液タンクと、複数の汲み上げポンプと、混合機などを備えている。
【００３６】
ユニット本体１４は、複数の原液タンク内の前述した塗料７の元となる液体を混合機で混合して、汲み上げ機により当該混合して得た塗料７を配管１５に送り出す。配管１５は、ユニット本体１４の混合機と塗布ユニット１１が備える後述する塗布ノズル１９とを互いに連結している。塗料供給ユニット１０はユニット本体１４からの塗料７を配管１５を介して塗布ノズル１９内に供給する。
【００３７】
塗布ユニット１１は、フレーム１７と、保持部１８と、塗布ノズル１９とを備えている。フレーム１７は、工場のフロア上などに設置される台部２１と、この台部２１の縁から上方に向かって延在した板状の延在板部２２と、複数のノズル支持柱２３と、ノズル支持テーブル２４とを備えている。ノズル支持柱２３は、台部２１から上方に向かって延在した棒状に形成され、その軸芯が鉛直方向と平行に設けられている。また、ノズル支持柱２３は、互いに間隔をあけて、後述するマンドレル２５の周りに設けられている。ノズル支持テーブル２４は、円環状に形成され、ノズル支持柱２３の上端に取り付けられ、その両表面が水平方向と平行に設けられている。
【００３８】
保持部１８は、支持部材としてもマンドレル２５と、移動手段としての移動支持部２６とを備えている。マンドレル２５は、外観が円筒状に形成されかつ台部２１の上面から上方に向かって立設して、その軸芯が鉛直方向と平行となっている。マンドレル２５は、その外径が、弾性変形していない状態の基体４の内径よりも若干大きく形成されている。このことは、これはマンドレル２５の後述する噴出口２８から噴出する気体で構成される気体層の圧力で基体４を内側から押し広げ、弾性変形によりマンドレル２５の外形よりも当該基体４の内径を若干大きくすることにより、後述する基体４の内径偏差の影響を小さくする効果が顕著に得られるからである。マンドレル２５は、その全長が基体４の全長の２倍よりも十分に短くかつ基体４の全長よりも若干長く（基体４の全長と略等しく）形成されている。前述したマンドレル２５は、基体４内に通される。
【００３９】
また、マンドレル２５は、その上端に当該マンドレル２５を先細とするテーパ面２７が設けられている。なお、本発明でいう支持部材としてのマンドレル２５の上端とは、加圧気体供給部１２により供給されてマンドレル２５の外周面と基体４の内周面との間を流れる気体が大気開放される位置をいい、本実施形態では、前述したテーパ面２７の基部２７ａをいう。また、マンドレル２５の上端部には、その内側を気密に保つ気密室４６が設けられている。さらに、マンドレル２５は、その上端部に気密室４６の内外を連通しかつ当該マンドレル２５の外周面に開口した噴出口２８が複数設けられている。噴出口２８は、加圧気体供給部１２により供給された加圧された気体をマンドレル２５が内側に通された基体４の内周面に向かって噴出するためのものである。複数の噴出口２８は、マンドレル２５の周方向に等間隔に設けられている。
【００４０】
移動支持部２６は、リニアアクチュエータ２９と、支持板３０と、移動支持部材３１と、図示しないリニアエンコーダとを備えている。リニアアクチュエータ２９は、延在板部２２に取り付けられかつ鉛直方向に直線状に延在した固定子３２と、この固定子３２に当該固定子３２の長手方向に沿って移動自在な移動子３３とを備えている。
【００４１】
支持板３０は、平板状な本体部３４と、この本体部３４に取り付けられた円環状の円環部３５とを備えている。本体部３４は、その上下面が水平方向と平行に設けられている。本体部３４は、その一端がリニアアクチュエータ２９の移動子３３に取り付けられている。円環部３５は、内径がマンドレル２５の外径よりも十分に大きな円環状に形成されている。円環部３５は、その内側にマンドレル２５を通しているとともに、本体部３４のリニアアクチュエータ２９から離れた側の他端部に取り付けられている。円環部３５は、マンドレル２５と同軸に設けられている。円環部３５は、その表面上にボールローラ３６が置かれている。
【００４２】
移動支持部材３１は、図２に示すように、内径がマンドレル２５の外径よりも大きくかつプライマ層３が形成された基体４の外径よりも小さい厚手の円環状に形成されている。移動支持部２６は、内側にマンドレル２５が通されてボールローラ３６上即ちボールローラ３６を介して支持板３０の円環部３５上に配置される。また、移動支持部材３１は、その上方に位置する端面３１ａが上方に向かうにしたがって当該移動支持部材３１を徐々に先細とするテーパ状に形成されている。移動支持部材３１は、その内周面から凹の凹み空間３７が内部に設けられているとともに、当該凹み空間３７を上下に仕切る仕切り壁３８が設けられている。移動支持部材３１は、その端面３１ａ上に基体４の下端部４ｂが置かれる。
【００４３】
また、移動支持部材３１には、図２に示すように、複数の第２噴出口３９と、第２排気口４０とが設けられている。これらの第２噴出口３９と、第２排気口４０とは、移動支持部材３１の外壁を貫通しているとともに、当該移動支持部材３１の周方向に等間隔に設けられている。第２噴出口３９は、移動支持部材３１の外側と凹み空間３７の仕切り壁３８により仕切れた二つの空間３７ａ，３７ｂのうちの下方の空間３７ａとを互いに連通している。
【００４４】
第２噴出口３９は、加圧気体供給部１２により供給された加圧された気体を前述した空間３７ａを介してマンドレル２５の外周面に向かって噴出する。そして、第２噴出口３９から噴出された加圧された気体は、前述した空間３７ａ内に充填されて、前記仕切り壁３８を乗り越えて前記空間３７ｂ内に侵入しようとするとともに、マンドレル２５との間から移動支持部材３１外に漏れ出ようとする。このとき、前述した加圧気体供給部１２から供給された気体の圧力によって、移動支持部材３１をマンドレル２５と同軸となる位置に位置決めし、当該移動支持部材３１の端面３１ａ上の基体４をマンドレル２５と同軸となる位置に位置決めする。第２排気口４０は、移動支持部材３１の外側と凹み空間３７の仕切り壁３８により仕切れた二つの空間３７ａ，３７ｂのうちの上方の空間３７ｂとを互いに連通している。即ち、第２排気口４０は、移動支持部材３１の端面３１ａと第２噴出口３９との間に設けられている。第２排気口４０は、前述した空間３７ｂ内に侵入した加圧された気体を移動支持部材３１外に排気する。第２排気口４０は、開口を極力大きくして、排出される気体の流速を低下させて、当該排出される気体の圧力を回りの雰囲気の圧力と直ちに等しくなるようになっている。
【００４５】
リニアエンコーダは、移動支持部材３１の位置を検出する。リニアエンコーダは、検出した移動支持部材３１の位置を、制御装置１３に向かって出力する。
【００４６】
このように、保持部１８は、マンドレル２５を基体４内に通して、当該基体４を移動支持部材３１の端面３１ａ上に重ねることで、被塗装物としての基体４を保持する。また、移動支持部２６即ち保持部１８は、リニアアクチュエータ２９の移動子３３を鉛直方向に移動させることで、移動支持部材３１の端面３１ａ上に重ねられた基体４を当該基体４の軸芯Ｐに沿って鉛直方向に沿って移動させる。こうして、移動支持部２６は、基体４を塗布ノズル１９に対して基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。
【００４７】
塗布ノズル１９は、図１に示すように、中空の円環状に形成されている。塗布ノズル１９には、配管１５が接続されており、その内側の空間に当該配管１５即ち前述した塗料供給ユニット１０から塗料７が供給される。配管１５は、塗布ノズル１９内部への塗料７供給による圧力分布の不均一性を低減させるために、複数本が塗布ノズル１９の周方向に互いに間隔をあけて接続されることが望ましい。塗布ノズル１９は、内側にマンドレル２５を通した状態で、ノズル支持テーブル２４上に固定されている。塗布ノズル１９は、マンドレル２５及び該マンドレル２５が内側に通された基体４などと同軸に配置されているとともに、その内周面がマンドレル２５の上端部と間隔をあけて相対する位置に設けられている。また、塗布ノズル１９の内径は、マンドレル２５が内側に通された基体４の外径よりも大きい。即ち、塗布ノズル１９の内周面４１は、基体４の外周面４ｃ（プライマ層３の外表面）と間隔ＣＧをあけて相対しているとともに、保持部１８に保持された基体４と同軸に配置されている。
【００４８】
また、塗布ノズル１９の内周面４１には、当該塗布ノズル１９の内外を連通する吐出口としての塗布スリット１９ｂが、該塗布ノズル１９の全周に亘って形成されている。塗布スリット１９ｂは、マンドレル２５の軸芯方向の当該マンドレル２５の上端としてのテーパ面２７の基部２７ａと噴出口２８との間に設けられている。こうして、塗布スリット１９ｂは、マンドレル２５の上端部と相対する位置に設けられている。
【００４９】
塗布ノズル１９は、塗料供給ユニット１０から供給された塗料７を、塗布スリット１９ｂを通して、保持部１８のマンドレル２５が内側に通された基体４の外周面４ｃに向かって水平方向に吐出する。この際、塗料７は塗布スリット１９ｂ全周から均一に吐出され、該吐出された塗料７が円錐状の塗料膜を形成する。また、本明細書では、この塗布スリット１９ｂから吐出されて基体４の外周面４ｃに付着するまでの円錐状の塗料膜を「カーテン膜」と呼ぶ。
【００５０】
加圧気体供給部１２は、図示しない加圧気体供給源と、加圧基体供給源に連結しかつ途中で分岐した一対の配管４２ａ，４２ｂと、これらの配管４２ａ，４２ｂそれぞれに設けられた変更手段としてのレギュレータ４３ａ，４３ｂ及びバルブ４４ａ，４４ｂとを備えている。加圧気体供給源は、加圧された気体が充填されたタンクやコンプレッサなどの送風機で構成されている。加圧気体供給源は、加圧された気体を配管４２ａ，４２ｂに供給する。
【００５１】
配管４２ａ，４２ｂのうち一方の配管４２ａは、マンドレル２５の下端部を貫通して、前述した気密室４６に接続して、加圧気体供給源から供給された加圧された気体を当該気密室４６即ち噴出口２８内に供給する。他方の配管４２ｂは、移動支持部材３１に設けられた第２噴出口３９に接続して、加圧気体供給源から供給された加圧された気体を当該凹み空間３７の下方の空間３７ａ内に供給する。
【００５２】
レギュレータ４３ａ，４３ｂは、配管４２ａ，４２ｂ内の気体の圧力即ち気密室４６及び噴出口２８内に供給される気体の圧力と前述した凹み空間３７内に供給される気体の圧力とを変更可能である。バルブ４４ａ，４４ｂは、気密室４６及び噴出口２８内への気体の供給の遮断・開放と前述した凹み空間３７内への気体の供給の遮断・開放とを切り換える。
【００５３】
加圧気体供給部１２は、加圧気体供給源の加圧された気体を噴出口２８に導いて当該噴出口２８を通してマンドレル２５の外周面と基体４の内周面との間に噴出させるとともに、加圧気体供給源の加圧された気体を第２噴出口３９に導いて当該第２噴出口３９を通してマンドレル２５の外周面と移動支持部材３１との間に噴出させる。また、加圧気体供給部１２は、前述した噴出口２８，３９内に供給する気体の圧力が変更可能となっている。
【００５４】
制御装置１３は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを有したコンピュータである。この制御装置１３は、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と、加圧気体供給部１２に接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１全体の制御を司る。即ち、制御装置１３には、保持部１８の移動支持部２６のリニアエンコーダからの情報が入力されるとともに、リニアエンコーダからの塗布ノズル１９の位置に応じた情報に基づいて、保持部１８の移動支持部２６のリニアアクチュエータ２９と、加圧気体供給部１２のレギュレータ４３ａ，４３ｂ及びバルブ４４ａ，４４ｂと、塗料供給ユニット１０のユニット本体１４の汲み上げポンプなどの動作を制御して、塗布ノズル１９を軸芯Ｐに沿って移動させながら基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布して、塗膜８即ち弾性層５を形成する。
【００５５】
前述した実施形態の塗膜形成装置１は、以下のように、塗膜８即ち弾性層５を形成する。まず、保持部１８の移動支持部２６の移動支持部材３１を最も下方に位置付けておく。そして、下端部４ｂが移動支持部材３１の端面３１ａに重なるように、基体４をマンドレル２５に被せて、当該基体４内にマンドレル２５を通す。そして、塗膜形成装置１は、制御装置１３がバルブ４４ａ，４４ｂを開放して、加圧気体供給部から加圧された気体を噴出口２８及び第２噴出口３９から噴出させる。
【００５６】
すると、図３に示すように、噴出口２８から噴出された気体により基体４の内周面とマンドレル２５との間に空気層が形成され、これらが互いに同軸に保たれて互いに接触することがない。また、図３に示すように、第２噴出口３９から噴出された気体によりマンドレル２５と移動支時部材３１との間に空気層が形成され、これらが互いに同軸に保たれて互いに接触することがない。
【００５７】
そして、制御装置１３が、塗料供給ユニット１０から塗布ノズル１９への塗料７の供給を開始するとともに、リニアアクチュエータ２９の移動子３３を上方に一定速度で移動させる。移動支持部材３１即ち基体４の移動により、塗料７が基体４の外周面４ｃに付着して、当該基体４の外周面４ｃに塗膜８が形成される。そして、移動支持部材３１が最も上方に位置付けられて、基体４の略全長に亘って塗膜８が形成されると、制御装置１３が、塗料供給ユニット１０から塗布ノズル１９への塗料７の供給を停止するとともに、リニアアクチュエータ２９の移動子３３を停止する。そして、塗膜８が形成された基体４を移動支持部材３１上から取り除く。そして、次工程において、加硫（加熱）することにより、塗膜８を硬化して、弾性層５を形成する。前述した工程を繰り返して、新たな基体４に弾性層５を形成する。
【００５８】
塗膜８を形成するときの気体の流れを、以下、説明する。気密室４６内に供給された加圧された気体は、噴出口２８を通して基体４の内周面に向かって噴出される。そして、噴出口２８がマンドレル２５の上端部に設けられているので、噴出口２８から噴出された気体が、図３中の矢印に沿ってマンドレル２５の外周面と基体４の内周面との間を流れて、テーパ面２７の基部２７ａ即ちマンドレル２５の上端としての基部２７ａから大気開放される。このように、噴出口２８がマンドレル２５の上端部に設けられているので、塗膜８の形成の進捗状況によって、基体４が上方に移動しても、前述した噴出口２８からテーパ面２７の基部２７ａ即ちマンドレル２５の上端に至る気体の流路の長さが変動しない。このために、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力が、基体４が移動しても変動せずに、基体４がマンドレル２５に対して常に略一定の範囲内を通過する。
【００５９】
また、基体４の内径がばらついていても、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力が、マンドレル２５の上端としてのテーパ面２７の基部２７ａと基体４の内周面との間から排気される気体の流量によって変化するために、基体４がマンドレル２５に対して常に略一定の範囲内を通過する。具体的には、基体４の内径が大きい場合には、図４に示すように、噴出口２８から噴出される気体の圧力によって、基体４が膨らんで、マンドレル２５の上端としてのテーパ面２７の基部２７ａと基体４の内周面との間から排気される気体の流量が増加する。
【００６０】
そして、結果的に、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力が比較的低くなって、基体４の膨らみが抑制される。また、基体４の内径が小さい場合には、図５に示すように、噴出口２８から噴出される気体の圧力によって、基体４が膨らんで、マンドレル２５の上端としてのテーパ面２７の基部２７ａと基体４の内周面との間から排気される気体の流量が低下する。そして、結果的に、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力が比較的高くなって、基体４の膨らみが増加される。こうして、基体４の内径がばらついても基体４がマンドレル２５に対して常に略一定の範囲内を通過するとともに、内径が大きな基体４であっても内径が小さな基体４であっても、基体４がマンドレル２５に対して常に略一定の範囲内を通過する。
【００６１】
このことは、以下の式１（ナビエストークスの式で導かれえる平行平板間のクエット−ポアズイユの流れを示す式）、式２（基体４の周方向の張力の式）及び式３（基体４の周方向の張力と内圧の力の釣り合い式）、加圧気体供給部１２から供給される加圧された気体の圧力を一定とし、マンドレル２５の上端としてのテーパ面２７の基部２７ａと基体４の内周面との間から排気される気体の流量と、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力とが反比例することから、式４のように、基体４の外周面４ｃの位置の変化量ΔＧと、基体４の内径の変化量ΔＤとの関係を求めることができる。
【００６２】
【数１】
0005549490.tif 000002
【００６３】
【数２】
0005549490.tif 000003
【００６４】
【数３】
0005549490.tif 000004
【００６５】
【数４】
0005549490.tif 000005
【００６６】
ただし、ΔＧ：基体４の外周面４ｃの変位量、ΔＤ：基体４の内径の変位量、Ｄ：基体４の内径、μ：気体の粘性係数、Ｌ：流路の長さ（噴出口２８からテーパ面２７の基部２７ａまでの長さ）、δ：基体４のヤング率、ｉ：係数、Ｑ：噴出口２８から噴出される気体の流量、Ｐ：噴出口２８から噴出される気体の圧力、Ｔ：基体４の張力とする。
【００６７】
即ち、式４によれば、基体４の外周面４ｃの変位量ΔＧは、基体４の内径の変位量ΔＤの０．４乗の関数であり、ΔＤが増加するのにしたがってΔＧへの影響が小さくなるため、基体４の内径に対して基体４の外周面４ｃの位置のばらつきを小さい範囲に収めることができる。また、式４によれば、流路の長さＬが一定の値とならなければ、基体４の外周面４ｃの位置がばらついてしまうことが明らかとなった。このように、前述した実施形態の構成とすることにより、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の塗布スリット１９ｂとの間の距離を高精度に一定の距離に保つことが可能となり、均一な厚みの塗膜８即ち弾性層５を形成することができる。
【００６８】
なお、前述した式１、式２、式３及び式４は、以下のように求められる。まず、式１を説明する。粘性流体の運動方程式であるナビエストークスの式で導かれる図９に示す平行平板２００間のクエットポアズイユの流れは、平行平板２００の長さをＬ、平行平板２００間の間隔を２ｂとすると、以下の式５で示すことができる。
【００６９】
【数５】
0005549490.tif 000006
【００７０】
上記式５を、本実施形態の塗膜形成装置１に適用すると、マンドレル２５の外周面と基体４との間の間隔Ｇ＝２ｂであるので、上記式５は、以下の式６となる。
【００７１】
【数６】
0005549490.tif 000007
【００７２】
ここで、マンドレル２５の上端であるテーパ面２７の基部２７ａにおける圧力が大気圧であるので、上記式６において、ΔＰ＝Ｐ−０＝Ｐとなるので、上記式６は、上記式１となる。
【００７３】
次に式２を説明する。図１０に示す断面において、基体４の張力の変化をΔＴとし、基体４の周方向の伸びΔＸとし、基体４のバネ定数を上記ヤング率δとすると、基体の周方向の張力は、以下の式７で示すことができる。
【００７４】
【数７】
0005549490.tif 000008
【００７５】
ここで、マンドレル２５の外周面と基体４との間隔の変化をΔＧとし、このΔＧを基体４の周方向に換算すると、円周長さが２π×半径の関係から、以下の式８が成立する。
【００７６】
【数８】
0005549490.tif 000009
【００７７】
上記式８を式７に代入すると、上記式２が得られる。
【００７８】
次に式３を説明する。図１０に示す断面において、基体４の内周面にかかる力の総和は、円周方向の長さ×圧力で示すことができるので、ＰπＤで示すことができ、この力の総和と基体４内の張力とが釣り合っているので、以下の式９が成立する。よって、上記式３が得られる。
【００７９】
【数９】
0005549490.tif 000010
【００８０】
次に式４を説明する。式２と式３とからΔＴを消去すると、ＰπΔＤ＝２δπΔＧとなり、以下の式１０となる。
【００８１】
【数１０】
0005549490.tif 000011
【００８２】
ここで、前述した実施形態では、マンドレル２５と基体４との間から大気開放される即ちマンドレル２５と基体４との間から排気される気体の流量が増えると、マンドレル２５と基体４との間の圧力が低下することから、Ｉを定数とすると、上記流量Ｑと上記圧力Ｐとは、反比例し、以下の式１１が成立する。
【００８３】
【数１１】
0005549490.tif 000012
【００８４】
上記式１１を上記式１に代入すると、以下の式１２となる。
【００８５】
【数１２】
0005549490.tif 000013
【００８６】
上記式１０と上記式１２とからＰを消去すると、以下の式１３となる。
【００８７】
【数１３】
0005549490.tif 000014
【００８８】
ここで、Ｉが定数であるので、（３Ｉ）0.2＝ｉ（定数）とすると、上記式４を得ることができる。
【００８９】
前述したように弾性層５が形成された定着ベルト２は、図８に示される画像形成装置１０１を構成する。画像形成装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像則ちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙１０７に形成する。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付けて示す。
【００９０】
画像形成装置１０１は、図８に示すように、装置本体１０２と、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋとを少なくとも備えている。
【００９１】
装置本体１０２は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体１０２は、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋを収容している。
【００９２】
給紙ユニット１０３は、装置本体１０２の下部に複数設けられている。給紙ユニット１０３は、前述した記録紙１０７を重ねて収容するとともに装置本体１０２に出し入れ自在な給紙カセット１２３と、給紙ローラ１２４とを備えている。給紙ローラ１２４は、給紙カセット１２３内の一番上の記録紙１０７に押し当てられている。給紙ローラ１２４は、前述した一番上の記録紙１０７を、転写ユニット１０４の後述する搬送ベルト１２９と、プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋが備える感光体ドラムとの間に送り出す。
【００９３】
レジストローラ対１１０は、給紙ユニット１０３から転写ユニット１０４に搬送される記録紙１０７の搬送経路に設けられており、一対のローラ１１０ａ、１１０ｂを備えている。レジストローラ対１１０は、一対のローラ１１０ａ、１１０ｂ間に記録紙１０７を挟み込み、該挟み込んだ記録紙１０７を、トナー像を重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット１０４とプロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋとの間に送り出す。
【００９４】
転写ユニット１０４は、給紙ユニット１０３の上方に設けられている。転写ユニット１０４は、駆動ローラ１２７と、従動ローラ１２８と、搬送ベルト１２９と、転写ローラ１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋとを備えている。駆動ローラ１２７は、記録紙１０７の搬送方向の下流側に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。従動ローラ１２８は、装置本体１０２に回転自在に支持されており、記録紙１０７の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト１２９は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との双方に掛け渡されている。搬送ベルト１２９は、駆動ローラ１２７が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との回りを図中半時計回りに循環（無端走行）する。
【００９５】
転写ローラ１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋは、それぞれ、プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの感光体ドラムとの間に搬送ベルト１２９と該搬送ベルト１２９上の記録紙１０７とを挟む。転写ユニット１０４は、転写ローラ１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋが、給紙ユニット１０３から送り出された記録紙１０７を各プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの感光体ドラムの外表面に押し付けて、感光体ドラム上のトナー像を記録紙１０７に転写する。転写ユニット１０４は、トナー像を転写した記録紙１０７を定着ユニット１０５に向けて送り出す。
【００９６】
定着ユニット１０５は、転写ユニット１０４の記録紙１０７の搬送方向下流に設けられ、互いの間に記録紙１０７を挟む一対のベルト２、２ａを備えている。このベルト２が前述した定着ベルト２でありかつ特許請求の範囲の電子写真用定着部材をなしている。ベルト２ａが定着ベルト２に対して圧接する加圧ベルと（加圧部材）２ａである。定着ユニット１０５は、一対のベルト２、２ａ間に転写ユニット１０４から送り出されてきた記録紙１０７を挟み込んで、押圧加熱することで、感光体ドラム１０８から記録紙１０７上に転写されたトナー像を、該記録紙１０７に定着させる。
【００９７】
レーザ書き込みユニット１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋは、それぞれ、装置本体１０２の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋは、それぞれ一つのプロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋに対応している。レーザ書き込みユニット１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋは、プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋが備える帯電ローラにより一様に帯電された感光体ドラムの外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。
【００９８】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、それぞれ、転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋとの間に設けられている。プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、装置本体１０２に着脱自在である。プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、記録紙１０７の搬送方向に沿って、互いに並設されている。プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、帯電装置としての帯電ローラと、静電潜像担持体としての感光体ドラムと、クリーニング装置としてのクリーニングブレードと、現像装置と、を備えている。このため、画像形成装置１０１は、帯電ローラと、感光体ドラムと、クリーニングブレードと、現像装置と、を少なくとも備えている。
【００９９】
画像形成装置１０１は、以下に示すように、記録紙１０７に画像を形成する。まず、画像形成装置１０１は、感光体ドラムを回転して、この感光体ドラムの外表面を一様に帯電ローラにより帯電する。感光体ドラムの外表面にレーザ光を照射して、該感光体ドラムの外表面に静電潜像を形成する。そして、静電潜像が現像領域に位置付けられると、現像装置の備える現像スリーブの外表面に吸着した現像剤が感光体ドラムの外表面に吸着して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラムの外表面に形成する。
【０１００】
そして、画像形成装置１０１は、給紙ユニット１０３の給紙ローラ１２４などにより搬送されてきた記録紙１０７が、プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの感光体ドラムと転写ユニット１０４の搬送ベルト１２９との間に位置して、感光体ドラムの外表面上に形成されたトナー像を記録紙１０７に転写する。画像形成装置１０１は、定着ユニット１０５で、記録紙１０７にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置１０１は、記録紙１０７にカラー画像を形成する。
【０１０１】
本実施形態によれば、噴出口２８を通して内側にマンドレル２５が通された基体４の内周面に向かって加圧された気体を噴出させるので、マンドレル２５の外周面上に基体４を浮かせることとなり、当該基体４を容易で確実に一定速度で移動させることができる。
【０１０２】
また、基体４の内周面に向かって気体を噴出する噴出口２８をマンドレル２５の上端部に設けているので、当該マンドレル２５の全長を基体４の全長の２倍よりも遥かに短くすることができ、マンドレル２５の全長を基体４の全長と略等しくすることができる。このため、噴出口２８から噴出された気体が大気開放されるまでの流路が、常に、噴出口２８とマンドレル２５の上端としてのテーパ面２７の基部２７ａとの間の空間となるので、基体４の位置が変化しても、マンドレル２５の外周面と基体４との間の空間内の圧力が変動しない。よって、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９との間の間隔を常に一定にすることができ、厚みにばらつきがない塗膜８即ち弾性層５を形成することができる。
【０１０３】
噴出口２８がマンドレル２５に周方向に等間隔に設けているので、マンドレル２５の外周面と基体４との間の空間の圧力が、周方向にも均一となる。よって、基体４の外周面と塗布ノズル１９との間の間隔を常に一定にすることができる。
【０１０４】
内径が基体４の外径よりも小さくマンドレル２５の外径よりの大きい移動支持部材３１の端面３１ａ上に基体４を重ねているので、当該移動支持部材３１を移動させることで、スムーズに基体４を移動させることができる。よって、移動支持部材３１を一定速度で移動させることで、基体４を容易で確実に一定速度で移動させることができる。
【０１０５】
移動支持部材３１にマンドレル２５の外周面に向かって気体を噴出する第２噴出口３９を設けているので、当該第２噴出口３９を通して気体を噴出することで、移動支持部材３１とマンドレル２５とを同軸に保つことができる。
【０１０６】
端面３１ａと第２噴出口３９との間に第２排気口４０を設けているので、第２噴出口３９から噴出された気体が第２排気口４０を通して、移動支持部材３１とマンドレル２５との間から排気される。このために、移動支持部材３１の内側に噴出された気体がマンドレル２５と基体４との間に侵入することを防止でき、基体４と端面３１ａとの間の隙間から気体が漏れ出ることを防止し、基体４の他端部４ｂが外側に拡がってしまうことを防止できる。よって、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９との間の間隔を常に一定にすることができ、厚みにばらつきがない塗膜８即ち弾性層５を形成することができる。
【０１０７】
また、本実施形態によれば、厚みにばらつきのない塗膜８即ち弾性層５の定着ベルト２を得ることができる。
【０１０８】
さらに、画像形成装置１０１は、厚みにばらつきのない弾性層５を有した定着ベルト２を備えているので、高い画像品質を得ることができる。
【０１０９】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる塗膜形成装置１を図１１及び図１２に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
本実施形態の塗膜形成装置１では、図１１及び図１２に示すように、マンドレル２５の上端部に設けられた気密室４６がマンドレル２５の他の部分よりも大径に形成されているとともに、当該マンドレル２５の上端部において気密室４６の上方と下方との双方とマンドレル２５の上端面に排気口４７を設けている。排気口４７は、マンドレル２５の内外を連通した（即ちマンドレル２５を貫通した）孔であり、かつ気密室４６の上方と下方との双方に設けられた排気口４７は、マンドレル２５の周方向に等間隔に設けられ、マンドレル２５の上端面に設けられた排気口４７は、当該上端面の中央に設けられている。即ち、排気口４７は、噴出口２８の直ぐ下方に設けられている。また、本実施形態では、マンドレル２５の下端部に当該マンドレル２５を貫通（マンドレル２５の内外を連通）した排気口４７が設けられている。
【０１１１】
本実施形態では、噴出口２８からマンドレル２５の外周面と基体４の内周面との間に噴出された気体が、図１２中の矢印で示すように流れて、排気口４７を通してマンドレル２５内に導かれる即ちマンドレル２５と基体４との間からこれらの間の外に排気される。そして、気体は、排気口４７を通してマンドレル２５外に排気される。
【０１１２】
本実施形態によれば、前述した第１の実施形態の効果に加え、噴出口２８の下方に排気口４７が設けているので、噴出口２８から噴出された気体が排気口４７を通して、マンドレル２５と基体４との間から排気される。このために、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力が高くなりすぎることを防止できる。よって、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９との間の間隔を常に一定にすることができ、厚みにばらつきがない塗膜８即ち弾性層５を形成することができる。
【０１１３】
次に、本発明の第３の実施形態にかかる塗膜形成装置１を図１３に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１４】
本実施形態の塗膜形成装置１では、図１３に示すように、計測手段としてのレーザ変位計４５を備えている。レーザ変位計４５は、ノズル支持テーブル２４にマンドレル２５の上端部に相対した状態で取り付けられている。レーザ変位計４５は、内側にマンドレル２５が通された基体４の外周面４ｃに向かってレーザを照射し当該基体４の外周面４ｃから反射されたレーザを受光することで、当該レーザ変位計４５と基体４の外周面４ｃとの間の距離を計測する。レーザ変位計４５は、基体４の上端部との間の距離を計測することで、基体４の外径（外径に応じた情報）を計測する。レーザ変位計４５は、計測して得た結果を制御装置１３に向かって出力する。
【０１１５】
制御装置１３は、レーザ変位計４５が計測した基体４の外径に応じて、レギュレータ４３ｂに気体の圧力を変更させる。具体的には、レーザ変位計４５が計測した基体４の外径が予め定められた所定の値を下回っている場合には、レギュレータ４３ｂに気体の圧力を高くさせ、レーザ変位計４５が計測した基体４の外径が予め定められた所定の値を上回っている場合には、レギュレータ４３ｂに気体の圧力を低くさせて、基体４と塗布スリット１９ｂとの間の間隔が常に所定の値に一定となるように、気体の圧力を変更させる。
【０１１６】
本実施形態によれば、前述した第１の実施形態の効果に加え、制御装置１３が、レーザ変位計４５が計測した基体４の外径に応じて、噴出口２８を通してマンドレル２５と基体４との間に供給する気体の圧力を変更する。このために、基体４の外径が一定となるように、噴出口２８を通してマンドレル２５と基体４との間に供給する気体の圧力を変更できる。よって、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９との間の間隔を常に一定にすることができ、厚みにばらつきがない塗膜８即ち弾性層５を確実に形成することができる。なお、本実施形態においても、前述した噴出口２８を設けてもよい。
【０１１７】
また、前述した実施形態では、定着ベルト２の弾性層５を形成する場合を示しているが、本発明は、定着ベルト２に限ることなく、定着ローラなどの種々の被塗装物に塗膜を形成しても良いことは勿論である。
【０１１８】
次に本発明の発明者らは、本発明の塗膜形成装置１の効果を確認した。まず、図１４に結果を示す第１の実験では、以下の本発明品１において、ポリイミドで構成され、内径が１４７．１ｍｍ、長さが４２０ｍｍ、厚みが１１０μｍの基体４に、粘度が２００００Ｐａ・ｓ（パスカル秒）の２液混合タイプの付加反応型熱硬化性樹脂液状シリコーンエラストマーを塗料７として塗布した。加硫後に厚み２００±３０μｍ（定着ベルト２に要求される良好な画像品質を得るための厚み）となるように、塗膜８を形成した。なお、塗布後、基体４の両端部それぞれ２５ｍｍを切断して、当該基体４の全長を３７０ｍｍとする。
【０１１９】
本発明品１では、前述した第１の実施形態の塗膜形成装置１において、外径が１４７．２１ｍｍ、長さが５６０ｍｍのマンドレル２５を用い、マンドレル２５の上端部に設けられた幅が２ｍｍのＶ溝の底部に開口しかつ直径１ｍｍの噴出口２８を周方向の等間隔に１６個形成した。さらに、Ｖ溝とマンドレル２５の上端としてのテーパ面２７の基部２７ａとの間の距離を１５ｍｍとし、噴出する気体の圧力を０．０８ＭＰａとし、塗布ノズル１９の塗布スリット１９ｂ部分の内径を１４８．２ｍｍとした。本発明品１において、均一な厚みを得るためには、塗布ノズル１９の塗布スリット１９ｂと基体４の外周面４ｃとの間の距離を３３０±２０μｍ以内にしなければならない。また、本発明品１では、移動支持部材３１の内径を１４７．３５ｍｍとし、噴出口２８から噴出する気体の圧力を０．１ＭＰａとし、当該移動支持部材３１の上昇速度を３０ｍｍ／ｓとし、塗料７の吐出流量を２．７ｃｃ／ｓｅｃとした。
【０１２０】
この場合、互いに内径の異なる基体４を本発明品１の塗膜形成装置１に取り付けた時の当該基体４の内径を図１４に示す。なお、図１４中の横軸は、塗膜形成装置１に取り付ける前の各基体４の内径を示し、図１４中の縦軸は、塗膜形成装置１に取り付けた後の各基体４の内径を示している。
【０１２１】
図１４によれば、内径が０．１ｍｍ異なる基体４であっても、本発明品１の塗膜形成装置１に取り付けると、内径の差が２０μｍ以下となることが明らかとなった。即ち、本発明品１では、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の塗布スリット１９ｂとの間の間隔を一定の範囲内にできることが明らかとなった。
【０１２２】
次に、図１５に結果を示す第２の実験では、本発明品１に加え、本発明品２、本発明品３及び比較例において、ポリイミドで構成され、内径が１４７．１ｍｍ、長さが４２０ｍｍ、厚みが１１０μｍの基体４に、粘度が２００００Ｐａ・ｓ（パスカル秒）の２液混合タイプの付加反応型熱硬化性樹脂液状シリコーンエラストマーを塗料７として塗布した。加硫後に厚み２００±３０μｍ（定着ベルト２に要求される良好な画像品質を得るための厚み）となるように、塗膜８を形成した。なお、塗布後、基体４の両端部それぞれ２５ｍｍを切断して、当該基体４の全長を３７０ｍｍとする。
【０１２３】
本発明品２では、前述した第２の実施形態の塗膜形成装置１において、気密室４６の全長を３０ｍｍ、外径を１４８．２１ｍｍとし、マンドレル２５の上端部に設けられた幅が２ｍｍのＶ溝の底部に開口しかつ直径１ｍｍ噴出口２８及び排気口４７を周方向の等間隔に１６個形成した。また、マンドレル２５の気密室４６以外の部分の外径を１４５．１４ｍｍとし、他の条件は前述した本発明品１と等しくした。
【０１２４】
本発明品３では、前述した第３の実施形態の塗膜形成装置１において、レーザ変位計として、分解能が１μｍのＣＣＤタイプを用い、レギュレータ４３ａ，４３ｂとして圧力調整精度が１ｋＰａのものを用いた。他の条件は前述した本発明品１と等しくした。
【０１２５】
比較例では、図１９に示した従来の塗膜形成装置において、支持部材７２としてのマンドレルの全長を９５０ｍｍとし、被塗装物７０としての基体の全長の２倍以上の長さとした。
【０１２６】
図１５では、前述した本発明品１乃至本発明品３及び比較例において、内径が互いに等しい基体４をマンドレル２５の軸芯に沿って移動させた時の当該基体４の外周面４ｃの位置をレーザ変位計により測定した。横軸が基体４の軸芯Ｐ方向の位置を示し、縦軸が基体４の外周面４ｃの位置（基体４の外径及び基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９との間の間隔）を示している。
【０１２７】
図１５によれば、基体４の両端部４ａ，４ｂの端から１５ｍｍ以内の部分を除くと、本発明品１乃至本発明品３のいずれも、基体４の外周面４ｃの位置が略一定の範囲内であるのに対し、比較例では、基体４の中央部に向かうにしたがって基体４の外径が広くなっていることが明らかとなった。これは、基体４の移動に伴って、気体を噴出する噴出口から大気開放される位置までの距離が変化して、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力が変動するためである。特に、基体４の中央部が噴出口２８上に差し掛かった状態では、当該気体が大気開放されるまでの抵抗が最も大きくなり、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力が最も高くなるので、基体４も最も膨らんだ状態となる。
【０１２８】
また、図１５によれば、本発明品１においても、基体４の両端部４ａ，４ｂの端から１５ｍｍ以内では噴出口２８上に差し掛かると、マンドレル２５と基体４との間の空間の圧力が変動し、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の塗布スリット１９ｂとの間の間隔を一定に保つことができず、均一な厚みの塗膜８を形成できない。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、塗布ノズル１９がマンドレル２５の上端としてのテーパ面２７の基部２７ａと噴出口２８の間に配置される場合、図中Ｌｓ，Ｌｅの範囲は均一な厚みの塗膜８が得られない。図１６（ｃ）に示すように、塗布ノズル1が噴出口２８の下に配置される場合、均一な厚みの塗膜８が得られない範囲は図中のＬｏで示すＬｓ＋Ｌｅよりも長い範囲となってしまう。すなわち、噴出口２８から気体が基体４の内周に沿って流れて大気開放されるまでの流路の軸方向最短長さは、基体４の両端部４ａ，４ｂの膜厚公差適用外長さの和以下とする必要があることが明らかとなった。
【０１２９】
次に、前述した本発明品１、本発明品２、本発明品３及び比較例において、それぞれ、内径が異なる基体４を保持して当該基体４をマンドレル２５の軸芯に沿って移動させたときの当該基体４の外周面４ｃの位置のばらつきを測定した。測定結果を図１７に示す。図１７中の横軸は、基体４の内径のばらつき（偏差）を示し、縦軸は、基体４の外周面４ｃの位置のばらつきを示している。また、図１７において、本発明品１を白ひし形で示し、本発明品２を白三角で示し、本発明品３を白丸で示し、比較例を黒四角で示している。図１７によれば、比較例では、基体４の内径が大きくなると、基体４の外周面４ｃの位置のばらつきも大きくなるが、本発明品１乃至本発明品３では、基体４の内径が大きくなっても、基体４の外周面４ｃの位置のばらつきが４０μｍ未満を保って大きくならないことが明らかとなった。
【０１３０】
また、図１７に示す各基体４に、本発明品１乃至本発明品３及び比較例の塗膜形成装置１が塗膜８を形成した時の塗膜８の厚みの偏差を図１８に示す。また、図１８において、本発明品１を白ひし形で示し、本発明品２を白三角で示し、本発明品３を白丸で示し、比較例を黒四角で示している。
【０１３１】
図１８によれば、比較例では、基体４の内径が大きくなると、塗膜８の厚みのばらつきも大きくなるが、本発明品１乃至本発明品３では、基体４の内径が大きくなっても、塗膜８の厚みのばらつきが６０μｍ未満を保って大きくならないことが明らかとなった。なお、図１７及び図１８において、基体４の上端から４０ｍｍ、２１０ｍｍ、３８０ｍｍとなる箇所のそれぞれにおいて周方向に４箇所を測定し、合計１２箇所の偏差を求めて、縦軸の値を求めている。
【０１３２】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、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。本発明の塗膜形成装置は、例えば、複写機やファクシミリ、ＬＢＰ等の画像形成装置において、定着、加圧、帯電、現像などに使用される円筒状部材（ベルトやチューブ）、円柱部材の塗装に応用可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  塗膜形成装置
２  定着ベルト（電子写真用定着部材）
４  基体（被塗装物）
４ｃ  外周面
７  塗料
８  塗膜
１３  制御装置（制御手段）
１９  塗布ノズル
１９ｂ  塗布スリット（吐出口）
２５  マンドレル（支持部材）
２６  移動支持部（移動手段）
２７ｂ  基部（上端）
２８  噴出口
３１  移動支持時部材
３１ａ  端面
３９  第２噴出口
４０  第２排気口
４３ｂ  レギュレータ（変更手段）
４５  レーザ変位計（計測手段）
４７  排気口
１０１        画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３４】
【特許文献１】特開２００４−２９０８５３号公報
【図１】
0005549490.tif 000015
【図２】
0005549490.tif 000016
【図３】
0005549490.tif 000017
【図４】
0005549490.tif 000018
【図５】
0005549490.tif 000019
【図６】
0005549490.tif 000020
【図７】
0005549490.tif 000021
【図８】
0005549490.tif 000022
【図９】
0005549490.tif 000023
【図１０】
0005549490.tif 000024
【図１１】
0005549490.tif 000025
【図１２】
0005549490.tif 000026
【図１３】
0005549490.tif 000027
【図１４】
0005549490.tif 000028
【図１５】
0005549490.tif 000029
【図１６】
0005549490.tif 000030
【図１７】
0005549490.tif 000031
【図１８】
0005549490.tif 000032
【図１９】
0005549490.tif 000033