DE4109700A1 - Vorrichtung zum beschichten von trommeln - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beschichten von Trommeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Herstellung von Photorezeptor-Trommeln, d. h. Trommeln mit Photohalbleiter-Schichten, wie sie in elektrophotographischen Apparaten verwendet werden, wird ein zylindrischer Trommel-Grundkörper mit einer lichtempfindlichen Lösung beschichtet. Dabei ist es notwendig, daß Zuführtrichter od. dgl. an bestimmten Stellen um den Umfang der zylindrischen Trommel herum angeordnet sind und daß der Abstand in radialer Richtung auf einem Teilkreis der zylindrischen Trommel zwischen jedem Zuführtrichter und der zylindrischen Trommel konstant gehalten wird. In diesem Fall kann eine Abweichung der zylindrischen Trommel von nur 0.1 mm in radialer Richtung große Unterschiede in der Dicke der Beschichtung verursachen, insbesondere da die benötigte Schichtdicke extrem dünn ist.

Es ist bekannt, daß solche Unterschiede in der Dicke der Beschichtung verschiedene Probleme wie Änderung der Ladungsmenge in radialer Richtung der zylindrischen Trommel, Ungleichmäßigkeit der Empfindlichkeit und Änderung der Restladung verursachen. Es ist deshalb sehr wichtig, die zylindrische Trommel sorgfältig auszurichten.

Es ist aus JP-OS-50 537/1985 und JP-OS-95 546/1985 eine Vorrichtung zum Beschichten einer Trommel bekannt, bei der die Trommel kontinuierlich an Beschichtungsköpfen vorbeigeführt wird, die in Transportrichtung mit lageregulierenden Rollen oder einer Gruppe von angetriebenen Rollen verbunden sind. Während der Beschichtungskopf durch die Rollen horizontal bewegt wird, wird gleichzeitig der Abstand des Beschichtungskopfes von der äußeren Oberfläche der Trommel reguliert.

Bei allen diesen bekannten Vorrichtungen erfolgt die Führung durch lageregulierende Rollen oder eine Gruppe angetriebener Rollen im unmittelbaren Kontakt mit der Trommel. Dadurch wird die Trommel verkratzt, was bekanntermaßen ein großer Nachteil ist, da ein Kratzer auf der Trommel die elektrophotographischen Eigenschaften verschlechtert.

Bei der in JP-OS-95 546/1985 offenbarten Vorrichtung muß die Lage der Trommel und die Lage jedes einzelnen Beschichtungskopfes reguliert werden. Da aber andererseits der Beschichtungskopf verschiebbar ausgeführt ist, neigt er dazu, sich gegenüber der Trommel zu verstellen, wodurch es sehr schwierig wird, die Trommel und den Beschichtungskopf koaxial zu halten.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine Trommel so zu führen, daß sie nicht verkratzt wird. Weiterhin soll die Trommel nicht nur in einem einzigen Punkt in axialer Richtung geführt werden, damit die Trommel nicht schräglaufen und damit der Abstand zwischen der Trommel und einem Beschichtungskopf konstant gehalten werden kann. Wenn die Trommel schräg geführt wird, kann es nämlich trotz Kontrolle der Lage der äußeren Oberfläche der Trommel vorkommen, daß die Trommel gegen eine Führungseinrichtung stößt oder sich ohne Einhaltung des Abstandes zwischen Trommel und Beschichtungskopf bewegt.

Die Trommel (1) kann durch Druckluft aus Druckluftdüsen (3) geführt werden. Diese sind horizontal in der Vorrichtung zur Beschichtung von bewegten aneinandergekoppelten Trommeln (1) mit einer aus Beschichtungsköpfen austretenden lichtempfindlichen Lösung angeordnet. Dabei kann es aber vorkommen, daß ein Teil der ausströmenden Luft nach Auftreffen auf die äußere Oberfläche der Trommel (1) zu dem Beschichtungskopf (2) hin abgelenkt und durch den Spalt zwischen der äußeren Oberfläche der Trommel (1) und dem Beschichtungskopf (2) strömt. In diesem Fall entstehen Sprenkelungen oder andere Fehler in der Beschichtung, so daß diese nicht mehr gleichmäßig ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung führt eine zu beschichtende Trommel ohne Kratzer zu hinterlassen und vermeidet die Fehler, die durch eine Beschichtung mit üblichen Beschichtungsköpfen entstehen.

Dazu wird eine Beschichtungsvorrichtung für Photorezeptor-Trommeln vorgeschlagen, bei der der zylindrische Trommel-Grundkörper einer Photorezeptor- Trommel auf seiner äußeren Oberfläche mit einer Lösung beschichtet wird und welche eine Druckstrahlvorrichtung zum Aufströmen eines Druckmittels wie z. B. Flüssigkeiten, Gase oder Luft gegen einen Teil des zylindrischen Trommel-Grundkörpers, der bereits oder noch nicht beschichtet ist, umfaßt und so die Führung des zylindrischen Trommel-Grundkörpers durch den Druck des Druckmittels übernimmt.

Entweder ist eine Druckstrahlvorrichtung an einer einzigen Stelle am Umfang kreisförmig angeordnet oder es sind eine Vielzahl von Druckstrahlvorrichtungen in Abständen entlang der Längsachse des Trommel- Grundkörpers angeordnet.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung für Photorezeptor-Trommeln,

Fig. 2 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung für Photorezeptor-Trommeln,

Fig. 3 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung für Photorezeptor-Trommeln,

Fig. 4 einen Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung für Photorezeptor-Trommeln,

Fig. 5 einen Längsschnitt eines vierten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung für Photorezeptor-Trommeln,

Fig. 6 einen Längsschnitt eines fünften Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung für Photorezeptor-Trommeln,

Fig. 7 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles eines Beschichtungskopfes.

In der vorliegenden Erfindung wird eine zylindrische Trommel durch den Druck eines Druckmittels geführt, welcher durch Aufströmen eines Druckmittels gegen die äußere Oberfläche der zylindrischen Trommel erzeugt wird.

Wenn ein Druckmittel wie z. B. Luft gegen die äußere Oberfläche der Trommel strömt, fixiert der Strömungsdruck die Lage der Trommel, die dann in ihrer vorbestimmten Lage bleibt. Da die Trommel durch nichts mechanisch berührt wird, wird sie vor Verkratzen geschützt.

Wenn die Trommel in Richtung ihrer Längsachse an einer Vielzahl von Stellen geführt wird, ist es außerdem noch möglich, sie ohne jegliche Neigung parallel zu einer Achse eines Beschichtungskopfes zu halten. Dadurch verhindert man das einen ungleichen Abstand verursachende Anstoßen der Trommel gegen einen Beschichtungskopf, und man erhält im Ergebnis eine gleichmäßige Dicke der Beschichtung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben:

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel, wobei der Trommel-Grundkörper (1) beispielsweise die Form eines Hohlzylinders hat. Dieser kann kontinuierlich durch eine hier nicht dargestellte Fördereinrichtung wie z. B. einen Zylinder, welcher an der Unterseite des Trommel-Grundkörpers drückt, gehoben werden.

Der ringförmige Beschichtungskopf (2) zum Beschichten der äußeren Oberfläche des Trommel-Grundkörpers (1) mit einer lichtempfindlichen Flüssigkeit ist fest eingebaut. Die Beschichtung erfolgt durch kontinuierliches Ausströmen der Flüssigkeit aus einer an der Innenseite des Ringes befindlichen Düse, während der Trommel-Grundkörper (1) nach oben wandert.

Als Beschichtungseinrichtung für die vorliegende Erfindung kann ein Beschichtungskopf gemäß JP-OS­ 1 89 061/1983 oder JP-OS-50 537/1985 benutzt werden, falls er um die äußere Oberfläche des Trommel-Grundkörpers (1) herum angeordnet werden kann, d. h. den Trommel- Grundkörper umschließt und so ausgebildet ist, daß er eine Beschichtung aus einer Beschichtungslösung auf der äußeren Oberfläche des Trommel-Grundkörpers (1) anbringen kann.

Eine Ausführungsform eines solchen Beschichtungskopfes ist in Fig. 7 gezeigt. Dieser Beschichtungskopf (2) ist vom Typ eines Zuführtrichters (feed hopper), d.h. die dem Trichter zugeführte Beschichtungslösung zieht sich durch Anhaften an der zu beschichtenden Oberfläche von selber auf diese auf.

Der Beschichtungskopf (2) weist einen horizontalen engen Kanal (22) auf, durch den die Beschichtungslösung durch die Öffnung (21), welche sich gegenüber dem Trommel-Grundkörper befindet, verteilt wird. Der Kanal (22) ist mit einem Vorratsbehälter (23) für Beschichtungslösung verbunden, welchem die lichtempfindliche Flüssigkeit L durch eine nicht dargestellte Druckpumpe zugeführt wird.

Am anderen Ende ist eine Fläche (25) unterhalb der Öffnung (21) des Kanals (22) angeordnet, die gleichmäßig abfällt und auf der sich ein Flüssigkeitsfilm bildet. Sie endet etwas größer als der Außendurchmesser des Trommel-Grundkörpers (1). Weiterhin ist unterhalb des unteren Endes der Fläche (25) ein Vorsprung (26) angeordnet.

Während der Trommel-Grundkörper (1) gehoben wird, tritt bei einem solchen Beschichtungskopf die lichtempfindliche Flüssigkeit L aus dem Kanal (22) an der Öffnung (21) aus, und fließt dann entlang der Fläche (25). Die lichtempfindliche Flüssigkeit, welche an dem Vorsprung (26) angelangt ist, haftet an der äußeren Oberfläche des Trommel-Grundkörpers (1), zieht sich auf diese auf und beschichtet sie so in einer der Größe des Spaltes zwischen Vorsprung (26) und Trommel- Grundkörper (1) entsprechenden Dicke.

Um den Trommel-Grundkörper (1) koaxial zu dem Beschichtungskopf (2) zu führen, ist eine Druckvorrichtung zum Führen durch Strömungsdruck vorgesehen.

In einer ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sind die Luftdüsen (3) in einer horizontalen Ebene um den Trommel-Grundkörper herum in Abständen von 120 Grad angeordnet, wobei sie auf die Mittelachse des Trommel- Grundkörpers (1) gerichtet sind. Alle Düsenspitzen sind gleich weit von der Mittelachse des Beschichtungskopfes (2) entfernt und jede Düse (3) ist mit einer ringförmigen Kammer (4) verbunden. Diese ringförmige Kammer (4) wird mit Druckluft aus einem Kompressor (5) beaufschlagt. Diese der ringförmigen Kammer (4) zugeführte Hochdruckluft strömt mit großer Geschwindigkeit unter konstantem Druck und mit konstanter Menge aus den Düsen (3) auf die äußere Oberfläche des Trommel-Grundkörpers (1). Dadurch wird der Trommel-Grundkörper (1) so geführt, daß seine Achse koaxial zur Mittelachse des Beschichtungskopfes (2) liegt. Die lichtempfindliche Flüssigkeit, welche aus dem Beschichtungskopf (2) austritt, beschichtet dann die äußere Oberfläche des Trommel-Grundkörpers (1) mit einer in der Dicke konstanten Schicht.

Anstelle einer an einer bestimmten Stelle der Trommel (1) angeordneten Strahlvorrichtung mit Düsen (3) können weitere Strahlvorrichtungen mit Düsen an anderen Stellen entlang der Längsachse angeordnet sein. Diese Strahlvorrichtungen können den gleichen Aufbau haben und ebenfalls über Düsen Luft aus einem gewöhnlichen Kompressor ausströmen.

In diesem Fall ist es möglich, die Menge oder den Druck der auströmenden Luft über Regelventile zu steuern, so daß jede Strahlvorrichtung sich in Menge und Druck der ausströmenden Luft von den anderen unterscheiden kann. Es ist weiterhin möglich, die Düsen eines Satzes gegenüber den Düsen eines anderen Satzes um z. B. 60 Grad zu versetzen.

Es ist ebenfalls möglich, die Richtung der aus der Öffnung jeder Düse (3) ausströmenden Luft um bis zu 30 Grad nach unten zu verstellen. Jede Düse ist so ausgelegt, daß sie von einem hier nicht dargestellten Kompressor mit Hochdruckluft versorgt werden kann. Die in diesem Fall aus den Düsen ausströmende Luft strömt nach Auftreffen auf den Trommel-Grundkörper nicht nach oben, sondern sicher nach unten, beeinträchtigt so nicht das Aufbringen der lichtempfindlichen Schicht durch den Beschichtungskopf und verhindert Beschichtungsfehler. Solange die Richtung der aus der Düse (3) auströmenden Luft nach unten weist, strömt nach Auftreffen auf den Trommel-Grundkörper keine Luft nach oben.

Es ist auch möglich, innerhalb einer ringförmigen Gebläsevorrichtung einen kontinuierlichen Spalt (3) vorzusehen, der den Trommel-Grundkörper (1) umschließt und dessen Strahlrichtung nach unten weist.

Die Richtung der ausströmenden Luft kann trotz horizontal angeordneter Düsen (3) auch so gewählt werden, daß sie nicht auf die Mitte des Trommel- Grundkörpers, sondern in einem gewissen Winkel zur radialen Richtung weist. In diesem Fall strömt die aus den Düsen (3) ausströmende Luft nach Auftreffen auf den Trommel-Grundkörper im wesentlichen horizontal, aber nie nach oben, ab.

In Fig. 3 ist ein zweites Beispiel gezeigt, bei dem vier Düsen (3) im Abstand von jeweils 90 Grad um den Trommel-Grundkörper herum angeordnet sind. Die Zahl der Düsen (3) ist aber nicht, wie in diesem Beispiel gezeigt, beschränkt.

Als lichtempfindliche Flüssigkeit kann man entweder anorganische lichtempfindliche Stoffe wie Zinkoxid und Cadmiumsulfid oder organische lichtempfindliche Stoffe wie Polyvinylcarbazol und Trinitrofluoren, beide in einem hochmolekularen Bindemittel dispergiert, verwenden. Es ist weiterhin möglich, eine lichtempfindliche Schicht zu verwenden, bei der die ladungserzeugende und die ladungsleitende Schicht funktional getrennt sind. Diese Schichten werden laminiert, um so eine hochempfindliche und bezüglich der Haltbarkeit verbesserte Schicht zu erhalten.

Eine ladungserzeugende Schicht erhält man z.B. durch Dispergieren von Azo-, Chinon-, Perylen-, Phthalocyanin- oder Anthanthronpigmenten in einem hochmolekularen Bindemittel wie Polycarbonat, eine ladungsleitende Schicht durch Dispergieren polyzyklischer aromatischer Verbindungen oder stickstoffhaltiger zyklischer Verbindungen in einem hochmolekularen Bindemittel. Die Dicke der ladungserzeugenden Schicht sollte 0.01 bis 10 Mikrometer und vorzugsweise 0.05 bis 5 Mikrometer betragen, während die Dicke der ladungsleitenden Schicht vorzugsweise 5 bis 30 Mikrometer beträgt. Die Viskosität der lichtempfindlichen Flüssigkeit sollte zwischen 0.5 und 700 cp und vorzugsweise zwischen 1 und 500 cp liegen.

Als Material für die Hohltrommel kann bei elektrophotographischen Apparaten Aluminium, Edelstahl oder ein Kunststoff verwendet werden, auf dem eine leitende Schicht aufgebracht werden kann. Es kann auch eine Trommel verwendet werden, bei der eine Grundschicht und die ladungserzeugende Schicht bereits eingearbeitet worden ist.

Wie bereits oben erwähnt, hat die Erfindung den Vorteil, daß die Trommel exakt geführt werden kann ohne dabei verkratzt zu werden. Weiterhin ergibt sich noch der Vorteil, daß eventuell an der Trommel haftender Staub durch die aufströmende Luft entfernt und so der Wirkungsgrad der Beschichtung erhöht wird.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Beschichten von Trommeln mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photorezeptortrommeln) mit Einrichtungen zum Halten, Verschieben und Führen der Trommeln und mit einer Einrichtung zum Beschichten der äußeren Oberfläche der Trommeln mit einer Beschichtungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3; 4; 5) zum Führen der Trommeln (1) einen Auslaß für Druckmittel aufweist, der in einem Abstand um den Umfang der Trommeln (1) herum angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß für Druckmittel aus mindestens zwei Düsen (3) besteht, die in gleichen Winkelabständen um den Umfang der Trommeln (1) verteilt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Düsen (3) drei oder vier beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser einer Düse (3) 1.0 mm bis 10.0 mm beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß für Druckmittel als spaltförmige Öffnung ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Düsen (3) oder die spaltförmige Öffnung unter einem Winkel zwischen 30 und 90 Grad in Bezug auf die Längsachse der Trommeln (1), gemessen von der Beschichtungsvorrichtung (2) aus, in Richtung auf den Ringmittelpunkt zu angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Führungseinrichtungen (3; 4; 5) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Auslaß für Druckmittel und der äußeren Oberfläche der Trommeln (1) 0.02 mm bis 1.00 mm beträgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel ein Gas oder Gasgemisch ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch Luft ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) zum Beschichten ringförmig ausgebildet ist, wobei die Austrittsöffnung für die Beschichtungslösung in Richtung des Ringmittelpunktes angeordnet ist.