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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beschichten
von Trommeln gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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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.
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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.
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Es
ist aus
JP6050537A und
JP6095546A 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.
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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.
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Bei
der in
JP6095546A 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.
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Aufgabe
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.
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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.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
führt eine zu
beschichtende Trommel ohne Kratzer zu hinterlassen und vermeidet
die Fehler, die durch eine Beschichtung mit üblichen Beschichtungsköpfen entstehen.
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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.
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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.
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In
der Zeichnung sind einige Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:
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1 einen
Längsschnitt
eines ersten Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung
für Photorezeptor-Trommeln,
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2 einen
Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung
für Photorezeptor-Trommeln,
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3 einen
Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung
für Photorezeptor-Trommeln,
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4 einen
Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung
für Photorezeptor-Trommeln,
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5 einen
Längsschnitt
eines vierten Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung
für Photorezeptor-Trommeln,
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6 einen
Längsschnitt
eines fünften
Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung
für Photorezeptor-Trommeln,
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7 einen
Längsschnitt
eines Ausführungsbeispieles
eines Beschichtungskopfes.
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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.
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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.
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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.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben:
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1 und 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.
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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.
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Als
Beschichtungseinrichtung für
die vorliegende Erfindung kann ein Beschichtungskopf gemäß
JP58189061A oder
JP6050537A 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.
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Eine
Ausführungsform
eines solchen Beschichtungskopfes ist in 7 gezeigt.
Dieser Beschichtungskopf (2) ist vom Typ eines Zuführtrichters,
d.h. die dem Trichter zugeführte
Beschichtungslösung
zieht sich durch Anhaften an der zu beschichtenden Oberfläche von
selber auf diese auf.
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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,
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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.
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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.
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Um
den Trommel-Grundkörper
(1) koaxial zu dem Beschichtungskopf (2) zu führen, ist
eine Druckvorrichtung zum Führen
durch Strömungsdruck
vorgesehen.
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In
einer ersten Ausführungsform
gemäß 1 und 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.
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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 Strahlvorrichtung können den gleichen Aufbau haben
und ebenfalls über
Düsen Luft
aus einem gewöhnlichen
Kompressor ausströmen.
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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. 50 Grad zu versetzen.
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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.
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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.
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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.
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In 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. Wie
in 4 dargestellt, kann die Spitze der Düsen auch
gerundet sein.
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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.
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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 mPa·s und vorzugsweise zwischen
1 und 500 mPa·s
liegen.
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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.
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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 auf strömende Luft entfernt und so
der Wirkungsgrad der Beschichtung erhöht wird.