(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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３】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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