DE69215796T2

DE69215796T2 - Stützwalze in Verbundbau

Info

Publication number: DE69215796T2
Application number: DE69215796T
Authority: DE
Inventors: Abraham Cherian
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2012-07-29
Also published as: EP0529809B1; DE69215796D1; EP0529809A2; US5229813A; JPH05240239A; JP3292313B2; EP0529809A3

Description

Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf einen Stützwalzenzusammenbau für einen bandartigen Photorezeptor in einem elektrostatographischen Druckgerät gerichtet.
Die Entwicklung von Bildern durch verschiedene Verfahren einschließlich elektrostatographischer Einrichtungen ist gut bekannt. In mehreren dieser Verfahren werden Tonerteilchen auf einem latenten Ladungsbild abgesetzt, das auf einer isolierenden Oberfläche, wie Selen, vorhanden ist, wobei beispielsweise eine Kaskadenentwicklung, eine Magnetbürstenentwicklung, eine Pulverwolkenentwicklung und eine Aufsetzentwicklung verwendet werden. Im Hinblick auf mehrere Nachteile, die mit Systemen verbunden sind, die zweikomponentiges Entwicklermaterial verwendet, ist eine beträchtliche Anstrengung darauf gerichtet worden, Verfahren zu konstruieren, die nur Tonerteilchen verwenden.
Bei vielen der Entwicklungsverfahren mit einer einzigen Komponente werden leitende Tonerteilchen ausgewählt und es wird eine bildweise Tonerabsetzung auf dem photoleitenden Element durch Induktionsaufladen der Tonerteilchen erhalten. Die elektrostatische Übertragung leitender Tonerteilchen auf unbehandeltes Papier ist üblicherweise uneffektiv, da die Ladung der Tonerteilchen durch Induktionsaufladen von dem Papier während des Übertragungsschrittes umgekehrt werden kann. Demgemäß können elektrophotographische Systeme, worin leitende Einkomponenten-Tonerteilchen verwendet werden, ein besonders beschichtetes, isolierendes Papier verlangen, um eine ausreichende elektrostatische Toner-übertragung zu erzielen. Des weiteren kann bei Einkomponenten-Verfahren mit leitenden Tonerteilchen die Steuerung von unerwünschtem Hintergrund oder von Hintergrundunterdrückung üblicherweise nicht mit elektrostatischen Kräften erreicht werden, da die Tonerteilchen induktiv aufgeladen und auf dem bildtragenden Element abgesetzt werden, was nicht die Situation bei Zweikomponenten-Entwicklungsverfahren ist, wo die Steuerung der Hintergrundentwicklung durch elektrostatische Kräfte ausgeführt wird, die auf die reibungselektrisch aufgeladenen Tonerteilchen wirken und bewirken, daß diese Teilchen von den bildtragenden Elementen fortgerichtet werden.
In einem elektrostatographischen Bilderzeugungssystem, das einen bandformigen Photorezeptor verwendet, wird das Band durch eine Antriebswalze um eine Mehrzahl von Stützwalzen herum angetrieben, wenn es an den verschiedenen Stationen bei dem Druckverfahren vorbeibewegt wird. Die Stützwalzen drücken von der Innenseite des Bandes, um irgendeine unerwünschte Bewegung des Bandes zu minimieren. Damit sich eine gute Druckqualität ergibt, muß das Band ausreichend an verschiedenen Station bei dem Druckverfahren gezogen werden, so daß eine solche unerwünschte Bewegung nicht auftritt. Des weiteren ist es wünschenswert, daß das Band während des Betriebs (insbesondere in den Bilderzeungs- und Entwicklungsstationen) nicht durchhängt oder rutscht, und daß die Walzen das Bandmaterial nicht beschädigen. Es ist auch wünschenswert, daß die Walzen ein geringes Gewicht haben, so daß die Zeit und Energie, die verlangt werden, die Bewegung des Bandes zu beginnen und anzuhalten, verringert wird.
In US Patent Nr. 4,221,480 sind Walzen geoffenbart, die eine Mehrzahl von beabstandeten, biegbaren Scheiben aufweisen, die sich von der äußeren Oberfläche nach außen erstrecken. Der Abschnitt oder das Segment der Scheibe, der den Bereich des Bandes berührt, das darüber läuft, schafft für es eine Abstützung. Jede der Mehrzahl von Scheiben auf der Walze, die das Band abstützen, werden gebogen und in ihrer Ausgangslage zurückgebracht, wenn sie das Band nicht abstützen.
US Patent Nr. 4,862,211 offenbart eine Vorrichtung zum Fördern und Drehen eines Bilderzeugungsbandes, während das Band von wenigstens zwei Walzen gehalten ist. Die Oberfläche von wenigstens einer Walze ist mit kurzen Fasern, wie Wolle, Flachs, Seide oder Baumwolle beschichtet. Die Walzen können auch mit einem über die Oberfläche gewickelten Faden oder einem Textil, wie ein aus Nylonmaterial hergestelltes, beschichtet sein.
US Patent Nr. 4,910,844 offenbart eine Aluminiumwalze zum Fördern eines Bandes. Die Aluminiumwalze hat eine Oberfläche, die hergestellt wird, indem die Oberfläche der Walze mit Stahlkorn beschossen wird, um an der Oberfläche eine tiefe Textur mit gut nach unten gerundeten Merkmalen und scharfen, aufwärtigen Merkmalen mit Spitzen zu erzeugen. Die beschossene Oberfläche wird in einem Schleifvorgang endbearbeitet, um die Spitzen zu entfernen, damit Flächen von miteinander verbunden Kanälen erzeugt werden. Die miteiander verbunden Kanäle der Oberfläche gestatten, daß Luft, die zwischen der Walzenoberfläche und einem Band mitgenommen wird, durch die Kanäle entlüftet wird, während das Band mit der Walze in Berührung ist.
Es ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Stützwalze zu schaffen, die zur Verwendung in einem elektrostatographischen Drucksystem geeignet ist, und auch ein Verfahren zur Herstellung der Walze zu schaffen.
DE-U-87 05 029 (Leuze) offenbart eine mit Schaum gefüllte Walze mit einem Lager mit einem Schulterabschnitt innerhalb eines Außendurchmessers des Rohrs. Das Rohr ist doppelwandig- nicht "dünnwandig". Leuze betrifft nicht eine Walze zur Verwendung mit einem Photorezeptor.
EP-A-0 401,886 (Stork) offenbart eine Walze zum Führen eines bandartigen Trägers zur Verwendung in Beschichtungsverfahren. Die Walze ist keine "Stützwalze, um Druck auf eine innere Oberfläche der Photorezeptorbahn aufzubringen". Stork offenbart Schaumfüllteile (Spalte 9, Zeile 49-53), lehrt aber keine Lager, die an der Walze "mittels" Schaum angebracht sind.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird geschaffen eine Stützwalze zur Verwendung in einem elektrostatographischen Drucksystem zum Aufbringen von Druck auf eine innenseitige Oberfläche eines Photorezeptorbandes, wobei die Walze eine mit Schaum gefüllte Röhre bzw. Schlauch mit Lagern umfaßt, die an jedem Ende der Röhre befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre eine relativ dünne Wand aufweist; die genannten Lager einen Schulterabschnitt in Berührung mit den und sich über die Röhrenenden hinaus erstreckend haben, wobei der Schulterabschnitt einen Außendurchmesser hat, der im wesentlichen der gleiche wie ein Außendurchmesser der genannten Röhre ist; und der genannte Schaum in der Röhre das Mittel zum Haften der Lager an den Enden der Röhre liefert.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird geschaffen ein Verfahren zum Herstellen einer Stützwalze zur Verwendung in einem elektrostatographischen Drucksystem, wobei die Walze eine Röhrenform mit an entgegengesetzten Ende angebrachten Lagern hat und mit einem Schaummaterial gefüllt ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es die Schritte umfaßt: Strangpressen einer dünnwandigen Röhre aus Polymer- oder Metallmaterial; Schneiden der genannten Röhre auf eine vorbestimmte Länge; Einführen eines ersten Lagers in ein erstes Ende der genannten Röhre, wobei das genannte erste Lager einen Schulterabschnitt mit einem Außendurchmesser hat, der das genannte erste Ende der Röhre berührt und sich von ihm erstreckt, wobei der Außendurchmesser des ersten Lagers im wesentlichen der gleiche wie ein Außendurchmesser der genannten Röhre ist; Füllen der genannten Röhre mit einem ungehärteten Schaum; Einführen eines zweiten Lagers in ein zweites Ende der genannten Röhre, während der genannte Schaum in einem ungehärteten Zustand ist, wobei das genannte zweite Lager einen Schulterabschnitt mit einem Außendurchmesser hat, der das genannte zweite Ende der Röhre berührt und sich von ihm erstreckt, wobei der Außendurchmesser des zweiten Lagers im wesentlichen der gleiche wie ein Außendurchmesser der genannten Röhre ist; und Aushärten des genannten Schaums, um das genannte erste und zweite Lager an dem genannten ersten und zweiten Röhrenende anhaftend zu befestigen.
Nur in beispielhafter Weise werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht ist, die ein elektrophotographisches Druckgerät zeigt, in dem Stützwalzen gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Stützwalze gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 eine schematische Schnittseitenansicht einer Rohrstrangpreßvorrichtung zur Herstellung einer Stützwalze gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer Strangpreß- und Formungsdüsenanordnung ist, die zur Verwendung in der Fig. 3 geeignet ist;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie AA der Fig. 3 ist;
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer Strangpreß- und Formungsdüsenanordnung ohne Stabilisierungsscheibe ist; und
Fig. 7 ist eine schematische Schnittansicht einer Strangpreß- und Formungsdüseneinrichtung mit einer Stabilisierungsscheibe.
In den Zeichnungen sind gleiche Bezugszeichen durchgehend verwendet worden, um identische Elemente zu bezeichnen. Fig. 1 zeigt schematisch die verschiedenen Elemente eines beispielhaften, elektrophotographischen Druckgeräts, das die vorliegende Erfindung verkörpert. Aus der folgenden Erörterung wird es offensichtlich, daß die Erfindung ebensogut zur Verwendung in einer großen Vielzahl von Druckgeräten geeignet ist und nicht notwendigerweise in ihrer Anwendung auf das besondere, hier gezeigte Gerät beschränkt ist.

1. Elektrophotographisches Drucken unter Verwendung der Stützwalzeneinheit

Soweit das Gebiet des elektrophotographischen Druckens bekannt ist, werden die verschiedenen Arbeitsstationen, die in dem Druckgerät der Fig. 1 verwendet werden, nachfolgend schematisch gezeigt und ihre Arbeitsweise wird kurz unter Bezugnahme darauf beschrieben.
Es wird sich nun der Fig. 1 zugewandt, in der das elektrophotographische Druckgerät ein Band 10 verwendet, das eine photoleitfähige Oberfläche 12, die auf infrarotes und/oder Licht reagiert, aufweist die auf einem leitenden Träger 14 abgesetzt ist. Vorzugsweise wird die photoleitfähige Oberfläche 12 aus einer Selenlegierung hergestellt, wobei der leitende Träger 14 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt wird und elektrisch auf Masse ist. Andere geeignete, photoleitfähige Oberflächen und leitende Träger können auch verwendet werden. Das Band 10 bewegt sich in Richtung des Pfeils 16, um aufeinanderfolgende Abschnitte der photoleitfähigen Oberfläche 12 durch die verschiedenen Arbeitsstationen fortzubewegen, die auf seinem Bewegungsweg angeordnet sind. Wie es gezeigt ist, wird das Band 10 um Walzen 18, 20, 22 und 24 herum bewegt. Die Walze 24 ist mit dem Motor 26 gekoppelt, der die Walze 24 antreibt, so daß das Band 10 in Richtung des Pfeils 16 vorwärtsbewegt wird. Die Walzen 18, 20 und 22 sind Freilaufwalzen, die sich frei drehen, wenn sich das Band 10 in Richtung des Pfeils 16 bewegt.
Anfangs läuft ein Abschnitt des Bandes 10 durch die Aufladestation A. In der Aufladestation A lädt eine Koronaerzeugungseinrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnet ist, einen Abschnitt der photoleitfähigen Oberfläche 12 des Bandes 10 auf ein relativ hohes, im wesentlichen gleichförmiges Potential auf.
Als nächstes wird der aufgeladene Abschnitt der photoleitfähigen Oberfläche 12 durch die Belichtungsstation B vorwärtsbewegt. In der Belichtungsstation B ist eine Originalvorlage 380 auf einer Rastereingangsabtastvorrichtung (RIS) angeordnet. Die Rastereingangsabtastvorrichtung enthält Beleuchtungslampen, Optik, einen mechanischen Abtastantrieb und eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD Mehrfachanordnung). Die Rastereingangsabtastvorrichtung erfaßt die gesamte Originalvorlage und wandelt sie in eine Reihe von Rasterabtastzeilen um und (beim Farbdrucken) mißt einen Satz von Primärfarbdichten, d.h. rote, grüne und blaue Dichte an jedem Punkt der Originalvorlage. Diese Information wird zu einem Bildverarbeitungssystem (IPS) übertragen. Das Bildverarbeitungssystem ist die Steuerungselektronik, die den Bilddatenfluß zu der Rasterausgangsabtastvorrichtung (ROS) herstellt und verwaltet. Eine Benutzerschnittstelle (UI) ist mit dem Bildverarbeitungssystem verbunden. Die Benutzerschnittstelle ermöglicht der Bedienungsperson, verschiedene, von der Bedienungsperson einstellbare Funktionen zu steuern. Das Ausgangssignal von der Benutzerschnittstelle wird zu dem Bildverarbeitungssystem übertragen. Das Signal, das dem erwünschten Bild entspricht, wird von dem Bildverarbeitungssystem zu der Rasterausgangsabtastvorrichtung übertragen, die das Ausgangskopiebild erzeugt. Die Rasterausgangsabtastvorrichtung legt das Bild in einer Reihe von horizontalen Abtastzeilen nieder, wobei jede Zeile eine bestimmte Anzahl von Bildelementen pro cm hat. Die Rasterausgangsabtastvorrichtung enthält einen Laser, der einen damit verbundenen, sich drehenden Polygonspiegelblock aufweist. Die Rasterausgangsabtastvorrichtung belichtet die aufgeladene, photoleitende Oberfläche des Druckgeräts.
In der Entwicklungsstation C fördert eine Entwicklungseinheit, die allgemein mit dem Bezugszeichen 38 angegeben ist, ein Einkomponenten-Entwicklermaterial aus Tonerteilchen in Berührung mit dem latenten Ladungsbild, das auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet ist. Die Tonerteilchen werden zu dem latenten Ladungsbild angezogen, wodurch ein Tonerpulverbild auf der photoleitenden Oberfläche 12 des Bandes 10 gebildet wird, so daß das latente Ladungsbild entwickelt wird. Eine Mehrzahl von Entwicklungseinheiten (die beispielsweise Cyan, Magenta und Gelb Entwickler enthalten) würde bei Farbentwicklung verwendet.
Nach der Entwicklung bewegt das Band 10 das Tonerpulverbild zu der Übertragungsstation D vorwärts. In der Übertragungsstation D wird ein Blatt 46 aus Trägermaterial in Berührung mit dem Tonerpulverbild bewegt. Das Trägermaterial 46 wird zu der Übertragungsstation D durch eine Blattzufuhrvorrichtung fortbewegt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 48 angegeben ist. Vorzugsweise schließt die Blattzufuhrvorrichtung 48 eine Zufuhrwalze 50 eine, die das oberste Blatt eines Blattstapels 52 berührt. Die Zufuhrwalze 50 dreht sich, um das oberste Blatt von dem Stapel 52 in die Rutsche 54 fortzubewegen. Die Rutsche 54 lenkt das sich fortbewegende Blatt 46 aus Trägermaterial in Berührung mit der photoleitenden Oberfläche 12 des Bandes 10 in zeitabgestimmter Folge, so daß das Tonerpulverbild, das darauf entwickelt ist, das sich fortbewegende Blatt aus Trägermaterial in der Übertragungsstation D berührt.
Die Übertragungsstation D schließt eine Koronaerzeugungseinrichtung ein, die Ionen auf die Rückseite des Blattes 46 sprüht. Dies zieht das Tonerpulverbild von der photoleitenden Oberfläche 12 auf das Blatt 46 an. Nach der Übertragungsstation fährt das Blatt fort, sich in Richtung des Pfeils 58 auf einem Förderer 60 zu bewegen, der das Blatt zu der Einschmelzstation E bewegt.
Die Einschmelzstation E schließt eine Einschmelzeinrichtung ein, die allgemein mit dem Bezugszeichen 62 bezeichnet ist und das Pulverbild dauerhaft auf dem Blatt 46 festlegt. Vorzugsweise schließt die Einschmelzeinrichtung 62 eine geheizte Einschmelzwalze 64 und eine Walze 66 ein, wobei das Tonerpulverbild die Einschmelzwalze 64 berührt. Auf diese Weise wird das Tonerpulverbild dauerhaft auf dem Blatt 46 festgelegt. Nach dem Einschmelzen führt die Rutsche 68 das sich fortbewegende Blatt zu einem Auffangbehälter 70 zur anschließenden Entnahme aus dem Druckgerät durch die Bedienungsperson.
Unveränderlich bleiben, nachdem das Blatt aus Trägermaterial von der photoleitenden Oberfläche 12 des Bandes 10 getrennt worden ist, einige Restteilchen daran anhaften. Diese Restteilchen werden von der photoleitenden Oberfläche 12 in der Reinigungsstation F entfernt. Die Reinigungsstation F schließt eine Vorreinigungskoronaerzeugungseinrichtung (nicht gezeigt) und eine drehbar angebrachte Faserbürste 72 in Berührung mit der photoleitenden Oberfläche 12 ein. Die Vorreinigungskoronaerzeugungseinrichtung neutralisiert die Ladung, die die Teilchen an die photoleitende Oberfläche anzieht. Diese Teilchen werden von der photoleitenden Oberfläche durch die Drehung der Bürste 72 in Berührung damit entfernt. Nach dem Reinigen flutet eine Entladungslampe (nicht gezeigt) die photoleitende Oberfläche 12 mit Licht, um irgendwelche Restladung, die darauf zurückbleibt, vor dem Aufladen davon für den nächstfolgenden Bilderzeugungszyklus abzuleiten.
An jeder der Stationen entlang dem Photorezeptorband (Station A-D und F) kann eine Stützwalze auf der Innenseite des Bandes angeordnet werden, um gegen die innere Oberfläche des Bandes zu drücken. Wie es in Fig. 1 gesehen werden kann, ist eine Stützwalze 202 zum Drücken gegen das Photorezeptorband an der Belichtungsstation B vorgesehen, eine Stützwalze 204 zum Anwenden eines Drucks bei der Entwicklungsstation C und eine Stützwalze 208 zum Aufbringen von Druck gegen die Innenseite des Photorezeptors 10 an der Reinigungsstation F. Stützwalzen 210 und 212 sind an der Aufladestation A bzw. der Übertragungsstation D vorgesehen. Jede Stützwalze bringt Druck auf die Innenseite des Photorezeptorbandes an der entsprechenden Stelle auf, um eine Bandbewegung (Vibrationen, Durchhängen, usw.) klein zu halten. Es sollte beachtet werden, daß mehr als eine Stützwalze statt der Stützwalze 204 in einem Farbdruckgerät verwendet werden könnte. Beim Farbdrucken können vier Entwicklungsstationen zum Aufbringen von vier unterschiedlichen Farben auf das Photorezeptorband verwendet werden. Somit würde eine Stützwalze bei jeder Entwicklungsstation verwendet. Die Stützwalze 206 ist eine Drehstellgeberwalze, die sich nahe der Antriebswalze 24 befindet.
Die vorstehende Beschreibung ist für den Zweck der vorliegenden Anmeldung ausreichend, um die allgemeine Arbeitsweise des beispielhaften, elektrophotographischen Druckgeräts darzustellen.

2. Strangpressen von Stützwalzen

Die Stützwalzen 202, 204, 206, 208 (Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht einer solchen Walze) werden vorzugsweise durch ein Strangpreßverfahren geformt. Wie man in Fig. 3 sehen kann, werden Pellets 110, wie Pellets aus Aluminium (oder einem anderen Metall oder Kunststoff) einem herkömmlichen Extruder 112 zugeführt, wie einem Extruder mit einer einzelnen oder mehreren Schnecken oder einer anderen geeigneten Vorrichtung, wie einer Schmelzpumpe (nicht gezeigt), wobei ein Schwerkraftzufuhrtrichter oder eine andere geeignete, angetriebene Zufuhrvorrichtung oder Schwerkraftzufuhrvorrichtung verwendet wird. Die Pellets 110 werden in dem Extruder 112 geschmolzen, und das geschmolzene Material wird durch den Extruder 112 durch eine ringförmige, Dünnschicht-Strangpreßform 116 stranggepreßt. Der sich ergebende, stranggepreßte rohrförmige Film bzw. Schlauchfilm 117 wird durch eine Dehnungszone 118 gezogen, über eine Maßscheibe 120 gedehnt, über eine Stabilisierungsscheibe 122 gezogen und fortgezogen und stromabwärts der Stabilisierungsscheibe 122 durch die Rohrfilm-Ziehvorrichtung 124 bearbeitet. Die Seite des strangepreßten Rohrfilms 117, die zu dem Betrachter weist, ist nicht gezeigt, um klarer die Maßscheibe 120, die Stabilisierungsscheibe 122 und die Rohrfilm-Ziehvorrichtung 124 darzustellen.
Es wird auf Fig. 4 Bezug genommen, in der ein Kreuzkopf- Strangpreßform 130 dargestellt ist, die als die Strangpreßform 116 des Strangpreßsystems verwendet werden kann, das in Fig. 3 gezeigt ist. Diese Kreuzkopf-Strangpreßform 130 ist mit einer Maßscheibe 131 und einer Stabilisierungsscheibe 132 gekoppelt. Die Kreuzkopf-Strangpreßform 130 umfaßt einen Formanpassungsteil 133, das mit einem ringförmigen Formkörper 134 verbunden ist, der einen Formungsdorn 136 umgibt. Der Formungsdorn 136 ist an dem ringförmigen Formkörper 134 durch eine Sicherungsmutter 137 befestigt, die auf den Formungsdorn 136 aufgeschraubt ist. An dem ringförmigen Formkörper 134 ist eine ringförmige, einstellbare Formseite 138 angebracht, die auch den Formungsdorn 136 umgibt. Die einstellbare Formseite 138 erlaubt die Einstellung des Formspalts, um Filmdickenänderungen über den Umfang des extrudierten Röhrenfilms 139 auszugleichen. Der ringförmige Formkörper 134 und die ringförmige einstellbare Formseite 138 sind von dem Formungsdorn 136 beabstandet und arbeiten mit ihm zusammen, um einen ringförmigen Strangpreßfließkanal 180 zu bilden. Eine Dornfortsetzung 142 verbindet die Maßscheibe 131 mit dem Formungsdorn 136. Haltestangen 143 und 144 oder andere geeignete Haltemittel befestigen die Stabilisierungsscheibe 132 an der Maßscheibe 131.
Beim Betrieb wird ein geschmolzenes Material, wie geschmolzenes Metall oder Kunststoff, von einer Strangpeßvorrichtung wie der Strangpeßvorrichtung 112, die in Fig. 3 gezeigt ist, in das Formanpassungsteil 133 der Kreuzkopf-Strangpreßform 130 durch den ringförmigen Strangpreßfließkanal 140, der wahlweise Drosselrippen 145 (Strömungswiderstände) enthalten kann, und aus dem Formauslaß 147 gepumpt, um eine extrudierte Röhrenfolie 139 zu bilden. Die Drosselrippen 145 minimieren die Wirkung einer Schweißrampenbildung aufgrund der Flußtrennung an dem Einlaß zu dem ringförmigen Strangpreßfließkanal 140. Die Strangpreßvorrichtung führt das geschmolzene Material der Kreuzkopf-Strangpreßform 130 unter ausreichendem Druck zu, um das geschmolzene Material durch den ringförmigen Strangpreßfließkanal 140 hindurch und aus dem Formauslaß 147 zu forcieren. Typische Stranpreßvorrichtungen umfassen den ZSK-30- Extruder mit zwei Schnecken und einem maximalen Druckwert von ungefähr 17,9x10&sup6; N/m² (2600 psi) und Einzelschrauben-Extruder, die Drücke in der Größenordnung von ungefähr 68,9x10&sup6;N/m² (10000 psi) entwickeln können. Die stranggepreßte Röhrenfolie 139 wird über die Maßscheibe 131 und die Stabilisierungsscheibe 132 durch eine geeignete Röhrenziehvorrichtung gezogen, wie die Röhrenziehvorrichtung 124, die in den Fig. 3 und 5 dargestellt ist. In der in Fig. 5 gezeigten Querschnittsansicht wird die stranggepreßte Röhrenfolie 139 von der Röhrenziehvorrichtung 124 in einem abgeflachten Bereich berührt, der sich in Längsrichtung entlang der stranggepreßten Röhrenfolie 139 erstreckt, und Abschnitte 148, die einen glühlampenförmigen Querschnitt haben, erstrecken sich von jeder Seite der Röhrenziehvorrichtung 124. Da die Abschnitte 148 nicht abgeflacht sind, werden entlang den Seiten der stranggepreßten Röhrenfolie 139 keine Falten erzeugt.
Ohne eine stromabwärtige Stabilisierung, wie sie durch die Stabilisierungsscheibe 132 ausgeführt wird, ist es bei der stranggepreßten Röhrenfolie 139 möglich, daß sie zu der Maßscheibe 131 nicht koaxial ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn sich die Achse der stranggepreßten Röhrenfolie 139 während des Betriebs bewegt, kann sich der Umfang der stranggepreßten Röhrenfolie 139 ändern, was ein Endprodukt ergibt, das Umfangsänderungen entlang seiner Achse aufweist, die leicht die für die Anwendungen, die ein hohes Maß an Genauigkeit verlangen, verlangten Toleranzen überschreiten. Selbst wenn Röhrenabschnitte identische Umfänge haben, sind ihre Querschnittsmittelpunkte nicht kolliniear. Somit wird eine Stabilisierungsscheibe 132 bevorzugt, um die koaxiale Ausrichtung zwischen der stranggepreßten Röhrenfolie 139 und der Maßscheibe 131 beizubehalten, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Des weiteren verhindert die Stabilisierungsscheibe, daß stromabwärtige Störungen (wie Vibrationen oder Schneideinflüsse) stromaufwärts, insbesondere in der Schmelzblase in der Ausdehnungszone 154, wahrgenommen werden. Ohne eine Stabilisierungsscheibe bewirken Vibrationen oder Schnitte stromabwärts, daß sich Umfangsringe in der stranggepreßten Röhrenfolie 139 an dem vorlaufenden Rand der Maßscheibe 131 bilden.
Es wird erneut auf Fig. 4 Bezug genommen; Druckluft oder ein anderes geeignetes Fluid wird durch eine Luftleitung 150 in wenigstens zwei Luftkanälen 152 und durch mindestens eine Vertiefung 153 außerhalb der Achse der Dornfortsetzung 142 zugeführt, um ein Luftkissen in der Ausdehnungszone 154 zum Ausdehnen und Halten des stranggepreßten rohrförmigen Films 139 zu schaffen, der umkreismäßig die Dornfortsetzung 142 einschließt, wenn er aus dem Formauslaß 145 austritt und über die Maßscheibe 131 gezogen wird, die einen größeren Durchmesser als der Formdorn 136 hat. Luft aus der Ausdehnungszone 154 kann durch die Kreuzkopf-Strangpreßform 130 durch Luftaustrittskanäle 156 und eine Luftleitung 158 austreten. Es wird bevorzugt, daß die Luftaustrittskanäle 156 von dem Formauslaß 147 fort abgewinkelt sind, um ein zufälliges Verstopfen durch geschmolzenes Material während des Anfahrens, des Abschaltens und Ähnlichem zu verhindern. Die der Ausdehnungszone 154 zugeführte Luft dient dazu, auszudehnen, abzukühlen oder zu erwärmen und eine physikalische Stütze in der Form eines Luftkissens für die stranggepreßte Röhrenfolie 139 zu schaffen und den Abstand zwischen dem stranggepreßten Film 139 und der Dornfortsetzung 142 beizubehalten, wie es in den Fig. 4 und 7 gezeigt ist. Die der Ausdehnungszone 154 zugeführte Luft wird, zwischen der stranggepreßten Röhrenfolie 139 und einer Umfangsoberfläche 174 der Maßscheibe 139, durch die dichte Abdichtung zwischen der stranggepreßten Röhrenfolie 135 und der Umfangsoberfläche 174 der Maßscheibe 131, daran gehindert auszutreten. Dies verhindert, daß die Erzeugnisröhre 139 eine nichtkonzentrische Ausgestaltung in bezug auf die Maßscheibe 131 annimmt. Vor dem Einführen der Luft von der Luftleitung 150 in die Einlaßkanäle 152, wird die Luft durch ein Umlenkblech 161 hindurchgeführt, um die Luftgeschwindigkeit zu streuen und zu steuern, um dadurch die Bildung örtlicher, ungleichförmiger Muster und starker Luftströme in dem Luftkissen hinter der Ausdehnungszone 154 möglichst klein zu halten. Druckluft oder ein anderes geeignetes Gas, wie Stickstoff, wird durch die Luftleitung 162 in die Stabilisierungszone 163 zwischen der Maßscheibe 131 und der Stabilisierungsscheibe 132 zugeführt, um die stranggepreßte Röhrenfolie 139 zu stabilisieren und ein Zusammenfallen zu verhindern, wenn sie an der Maßscheibe 131 entlanggezogen wird. Der Lufteinlaß für die Stabilisierungszone 163 kann einfach durch ein einzelnes Rohr erfolgen, wie die Luftleitung 162.
Es wird erneut auf Fig. 4 Bezug genommen, in der ein Ventil (nicht gezeigt) an dem Auslaß der Luftleitung 158 angebracht ist, um die Luftströmung von der Ausdehnungszone 154 zu steuern. Kühlfluid wird durch die Kühlfluideinlaßleitung 170 in eine ringförmige Kühlkammer 171 eingeführt, die sich nahe dem Umfang der Maßscheibe 131 befindet, und von der Kühlkammer 171 durch die Kühlfluidauslaßleitung 172 entfernt. Die stromaufwärtige Randkante 173 der Maßscheibe 131 hat vorzugsweise einen vernünftig scharfen, winkelmäßigen Querschnitt, um ein Aufreißen oder Klappern der stranggepreßten Lauffolie 139 zu verhindern. Des weiteren kann die Umfangsoberfläche 174 der Maßscheibe 133, wenn es erwünscht ist, nach und nach in Richtung zu der Achse der Maßscheibe 131 in der stromabwärtigen Richtung abgeschrägt sein, um eine Temperaturschrumpfung auszugleichen.
Die Temperatur der Kreuzkopf-Strangpreßform 130 wird gesteuert, indem die elektrische Leistung zu dem Widerstandsheizband 175, das den ringförmigen Formkörper 143 umgibt, und dem Widerstandsheizband 176 geregelt wird, das die Formseite 138 umgibt. Mindestens drei und vorzugsweise 8 bis 16 Abstandseinstellbolzen 177 sind über den gesamten Umfang der einstellbaren Formseite 138 in allgemein radialer Ausrichtung angeordnet, obgleich andere geeignete Bolzenausrichtungen verwendet werden können, wenn es erwünscht ist. Die Leitungen für Luft und Kühlfluid werden durch eine Auskleidungshülse 178 zugeführt, die entlang der Achse des Formungsdorns 136 angebracht ist. Die Auskleidungshülse 178 kann Isoliermaterial umfassen, beispielsweise eine keramische Auskleidung, die die Luft- und Kühlfluidleitungen gegenüber Wärme isoliert, die von dem Dorn 136 ausgeht, und fördert die Stabilität der Temperatur des Formungsdorns 136 usw. Eine Dichtung 179 aus Messing oder einem anderen geeigneten Material in dem hohlen Kern 180 der Dornfortsetzung 142 arbeitet als eine Luftsperre zwischen den Lufteinlaßkanälen 152 und den Luftauslaßkanälen 156.
Nach dem Strangpressen der Röhre wird die Röhre auf die erwünschte Länge geschnitten, wobei die Länge mindestens gleich der Weite der Photorezptorbahn ist, die bei dem elektrostatographischen Verfahren verwendet werden soll. Nach dem Schneiden der Röhre auf die erwünschte Länge, muß die Röhre auf einen genauen Außendurchmesser geschliffen werden. Aufgrund der Dünnheit der Röhre jedoch, kann die Röhre zerdrückt werden, wenn gegen eine Schneidvorrichtung gedrückt wird. Um dieses Problem zu überwinden, wird die Röhre zuerst mit einem Füllmaterial gefüllt, vorzugsweise einem Schaum, wie Urethanschaum, und vorzugsweise einem Füllmaterial, das einige leitende Eigenschaften zum Erden (elektrisches Erden) der Photorezeptorbahn hat.
Das Füllmaterial, wie der Urethanschaum, erreicht auch den Zweck, Lager an jedem der beiden Enden der Röhre anzubringen. Die Lager werden an jedem Ende der Röhre eingeführt, während die Röhre mit Schaum gefüllt wird. Die Lager haften an der Röhre aufgrund des Klebevermögens der Röhre, und die Schulter 88 (Fig. 2) an jedem der Lager dichtet den Schauminhalt der Röhre ab. Die Schultern an den Lagern liefern eine elektrische Erdung, nachdem die Röhre gefüllt und der Schaum ausgehärtet ist.
Eine Misch- und Dosiervorrichtung kann verwendet werden, um ein zweikomponentiges Urethanmaterial in genauer Menge in die Röhre zu dosieren. Wegen des Drucks, der sich wegen der Ausdehnung des Urethanschaums nach dem Mischen aufbaut, kann eine Form verwendet werden, den Schaum unter Druck zu enthalten. Die Röhre mit einem Lager an einem Ende wird in der Form angeordnet, woraufhin das gemischte Urethanmaterial in die Röhre dosiert wird. Wenn das zweite Lager an dem offenen Ende der Röhre nach dem Füllen eingeführt wird, wird die Form geschlossen. Die Röhre (80 bis 160 kg/m³)(5 bis 10 lb/ft³) wird gehärtet, während sie in der Form ist, wobei das Härten den Überdruck des Schaums mindert (Schaumdruck baut sich auf bei 13,8x10&sup4; bis 20,7x10&sup4;N/m² (20-30 psi) während des Aushärtens). Eine Form, die die Anordnung einer Mehrzahl von Röhren darin erlaubt, kann bei dem Herstellungsverfahren verwendet werden. Die schaumgefüllte Walze sollte nicht unmittelbar geschliffen werden, sondern es sollt ihr vielmehr gestattet werden, sich zu stabilisieren (beispielsweise über Nacht), um irgendwelches verbleibendes, übermäßiges Gas herauszulassen.
Sobald sich die Röhre stabilisieren konnte, nachdem die Lager angebracht waren, kann die Röhre auf den genauen Außendurchmesser geschliffen werden, wobei eine mittelpunktsfreie Schleifvorrichtung mit einem weiten Rad verwendet wird. Dann werden, wobei der Außendurchmesser als ein Maß verwendet wird, die Lager geschliffen oder bearbeitet, um aus den überdimensionalen Lagerrohformen ein Wellen- oder Lagergehäuse ohne enge Toleranz in dem Stückteil zu schaffen.
In der Fig. 2 ist die Stützwalze 204, die bei der Entwicklungsstation C in Fig. 1 verwendet wird, mit einem Schaum 84 in der Röhre gezeigt, der verwendet wird, jedes von zwei Endlagern 80, 86 an jedem Ende der Röhre 82 anzukleben. Aufgrund der Gegenwart des Schaums 84 kann die Dicke die Röhrenwand 82 sehr klein sein, in der Größenordnung von 82,5 µm bis 125 µm (1/30.000 bis 1/20.000 Zoll). Die Röhre kann ein Metall sein, wie Stahl oder Aluminium, das nach dem Schleifen anodisiert oder aufgerauht wird. Die Röhre 82 kann aus einem Polymermaterial stranggepreßt werden, oder kann aus einem Glas- oder Keramikmaterial gebildet werden. Man beachte, daß, obgleich die Stützwalze 204 in Fig. 2 dargestellt ist, irgendeine der vorgehend erwähnten Stützwalzen durch das hier geoffenbarte Verfahren gebildet werden kann.

Claims

1. Eine Stützwalze (204) zur Verwendung in einem elektrostatographischen Drucksystem zum Aufbringen von Druck auf eine innenseitige Oberfläche eines Photorezeptorbandes, wobei die Walze eine mit Schaum gefüllte Röhre bzw. Schlauch (82, 84) mit Lagern (80, 86) umfaßt, die an jedem Ende der Röhre befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

die Röhre eine relativ dünne Wand aufweist;

die genannten Lager einen Schulterabschnitt (88) in Berührung mit den und sich über die Röhrenenden hinaus erstrekkend haben, wobei der Schulterabschnitt (88) einen Außendurchmesser hat, der im wesentlichen der gleiche wie ein Außendurchmesser der genannten Röhre (82, 84) ist; und der genannte Schaum in der Röhre das Mittel zum Haften der Lager an den Enden der Röhre liefert.

2. Eine Walze, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die genannte Röhre aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Glas, Keramik und stranggreßtem Metall oder Polymerschlauch besteht.

3. Eine Walze, wie in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beansprucht, worin die genannte Röhre Aluminium umfaßt und der genannte Schaum ein Urethanschaum ist.

4. Eine Walze, wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin die genannte dünnwandige Röhre eine Wanddicke von ungefähr 82,5 µm bis 125 µm (1/30.000 Zoll bis 1/20.000 Zoll) hat.

5. Eine Walze, wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin jedes der genannten Lager, das an der genannten Röhre angebracht ist, eine Schulter zum Abdichten des Schaums innerhalb der Röhre und zum Bereitstellen einer elektrischen Erdung umfaßt.

6. Ein Verfahren zum Herstellen einer Stützwalze zur Verwendung in einem elektrostatographischen Drucksystem, wobei die Walze eine Röhrenform mit an entgegengesetzten Ende angebrachten Lagern hat und mit einem Schaummaterial gefüllt ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es die Schritte umfaßt:

Strangpressen einer dünnwandigen Röhre aus Polymer- oder Metallmaterial;

Schneiden der genannten Röhre auf eine vorbestimmte Länge;

Einführen eines ersten Lagers in ein erstes Ende der genannten Röhre, wobei das genannte erste Lager einen Schulterabschnitt mit einem Außendurchmesser hat, der das genannte erste Ende der Röhre berührt und sich von ihm erstreckt, wobei der Außendurchmesser des ersten Lagers im wesentlichen der gleiche wie ein Außendurchmesser der genannten Röhre ist;

Füllen der genannten Röhre mit einem ungehärteten Schaum;

Einführen eines zweiten Lagers in ein zweites Ende der genannten Röhre, während der genannte Schaum in einem ungehärteten Zustand ist, wobei das genannte zweite Lager einen Schulterabschnitt mit einem Außendurchmesser hat, der das genannte zweite Ende der Röhre berührt und sich von ihm erstreckt, wobei der Außendurchmesser des zweiten Lagers im wesentlichen der gleiche wie ein Außendurchmesser der genannten Röhre ist; und Aushärten des genannten Schaums, um das genannte erste und zweite Lager an dem genannten ersten und zweiten Röhrenende anhaftend zu befestigen.

7. Ein Verfahren wie in Anspruch 6 beansprucht, bei dem vor dem genannten Füllschritt die genannte Röhre in einer Form angeordnet wird, wobei die Form nach dem genannten Füllschritt geschlossen wird, um durch den genannten Schaum erzeugten Druck zu enthalten.

8. Ein Verfahren wie in Anspruch 6 oder 7 beansprucht, worin man die mit dem genannten Schaum gefüllte Röhre während einer vorbestimmten Zeitdauer stabilisieren läßt.

9. Ein Verfahren wie in irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8 beansprucht, das ferner den Schritt umfaßt, zwei Urethankomponenten zusammenzumischen, um den genannten ungehärteten Schaum vor dem genannten Füllschritt zu bilden.