DE69718849T2

DE69718849T2 - Flüssigbeschichtungsverfahren zur Herstellung von Kunststoffdrucker- und Bandbauteilen

Info

Publication number: DE69718849T2
Application number: DE69718849T
Authority: DE
Inventors: Joseph R. Blaszak; Robert M. Ferguson; Patrick J. Finn; Anthony J. Formicola Jr.; Laurence J. Lynd
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: US6521330B2; DE69718849D1; EP0815950A1; US20010036539A1; JPH1069184A; US6408753B1; EP0815950B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein Drucksystem. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf Druckerwalzen und -bänder für Drucksysteme.
In dem ausreichend bekannten Prozess eines elektrofotografischen Druckens wird eine eine Ladung zurückhaltende Oberfläche, typischerweise bekannt als ein Fotorezeptor, elektrostatisch aufgeladen und dann einem Lichtmuster eines Original-Bilds ausgesetzt, um selektiv die Oberfläche entsprechend dazu zu entladen. Das sich ergebende Muster von aufgeladenen und entladenen Flächenbereichen auf dem Fotorezeptor bildet ein elektrostatisches Ladungsmuster, bekannt als ein latentes Bild, das mit dem Original- Bild übereinstimmt. Das latente Bild wird entwickelt, indem es mit einem fein verteilten, elektrostatisch anziehbaren Pulver, bekannt als "Toner", in Kontakt gebracht wird. Toner wird auf den Bildbereichen durch die elektrostatische Ladung auf der Fotorezeptoroberfläche gehalten. Demzufolge wird ein Tonerbild in Übereinstimmung mit einem Licht-Bild des Originals, das reproduziert werden soll, gebildet. Das Tonerbild kann dann auf ein Substrat oder auf ein Trägerelement (z. B. Papier) übertragen werden und das Bild wird daran durch Aufschmelzen des Tonerbilds auf das Papier fixiert, um eine permanente Aufzeichnung des Bilds, das reproduziert werden soll, zu bilden. Auf eine Entwicklung folgend wird überflüssiger Toner, der auf der die Ladung zurückhaltenden Oberfläche verbleibt, von der Oberfläche gereinigt. Der Prozess ist für ein Lichtobjektivkopieren von einem Original oder Drucken von elektronisch erzeugten oder gespeicherten Originalen, wie beispielsweise mit einer Rasterausgabeabtasteingabeeinrichtung (ROS), wo eine aufgeladene Oberfläche bildweise in einer Vielzahl von Arten und Weisen entladen werden kann, nützlich.
Verschiedene Komponenten in dem elektrofotografischen Druckprozess, der vorstehend beschrieben ist, liegen in der Form von polymeren Walzen und Bändern vor. Schmelzeinrichtungen, die dazu verwendet werden, das Tonerbild auf einem Substrat zu fixieren, liegen, zum Beispiel, typischerweise in der Form von polymeren Walzen und Bändern vor. Auch sind unter diesen Bauelementen Vorspannungsladungswalzen (Bias Charge Rolls - BCRs) und Vorspannungsübertragungswalzen (Bias Transfer Rolls - BTRs) vorhanden, die elektrostatisch den Fotorezeptor aufladen. Andere Formen von polymeren Walzen und Bändern umfassen die Druck- oder Gegenwalze, verwendet in Verbindung mit einer Aufschmelzwalze, um das Tonerbild an einem Substrat zu fixieren. Eine andere Form von polymeren Walzen und Bändern sind Geberwalzen, die Öl auf die Schmelzeinrichtungswalze übertragen, das dabei unterstützt, den Toner von der Schmelzeinrichtungswalze freizugeben. Eine weitere Form von polymeren Walzen und Bändern umfasst Zwischenübertragungswalzen und -bänder, die entwickelte Bilder übertragen. Eine andere Form von polymeren Walzen und Bändern umfasst fotoleitfähige Bänder und Walzen. Andere Formen von polymeren Walzen und Bändern umfassen solche Bänder und Walzen, die in einer Bybrid Scavangeless Development (HSD) verwendet werden, wie dies in der US-A 4,868,600 und in der US-A 5,172,170 offenbart ist. Alle diese polymeren Walzen und Bänder sind typischerweise durch Aufsprühen oder Eintauchen hergestellt.
Besonders schwierig herzustellende polymere Walzen und Bänder sind Schmelzeinrichtungswalzen und -bänder. Die erhöhten Temperaturen und Drücke dieser Walzen und die akkurate Größe und die Endbearbeitungserfordernisse, die notwendig sind, um eine geeignete Kopie-Qualität sicherzustellen, machen deren Herstellung schwierig.
Das Aufschmelzen des Tonerbilds auf das Papier, um eine permanente Aufzeichnung des Bilds zu bilden, ist ein wichtiger Teil des xerografischen Prozesses. Ein Aufschmelzen des Tonerbilds wird typischerweise durch eine Wärme-Fixierung vorgenommen. Die Wärme-Fixierung kann in der Form einer Strahlung, einer Leitung, einer Konvexion oder einer Induktion vorliegen. Viele moderne, xerografische Prozesse verwenden ein Leitungs-Erwärmen des Tonerbilds, um das Bild an dem Papier anzuheften. Dies wird durch eine Schmelzeinrichtungswalze in Kontakt mit dem Tonerbild durchgeführt. Eine Schmelzwalze wird in rollendem Kontakt mit einer Gegenwalze, einen Klemmspalt dazwischen bildend, platziert. Das Papier, das das Tonerbild darauf liegend besitzt, wird zwischen den Walzen durch den Klemmspalt hindurchgeführt. Wärme von der Schmelzwalze zusammen mit dem Druck innerhalb des Klemmspalts zwischen der Schmelzeinrichtungswalze und der Gegenwalze dienen dazu, das Bild an dem Papier aufzuschmelzen. Wärme wird typischerweise intern innerhalb der Walze aufgebracht und über das Substrat der Walze auf den Umfang der Walze und auf das Papier übertragen. Die Walzen umfassen typischerweise ein thermisch leitendes Substrat mit einer Oberflächenschicht, die auch thermisch leitfähig ist. Um eine gleichförmige Übertragung des Bilds auf das Papier sicherzustellen, ist typischerweise die Schmelzeinrichtungswalzenbeschichtung mit dem Papier übereinstimmend. Zum Beispiel kann die Beschichtung in der Form eines Gummi- oder Polymermaterials vorliegen, z. B. einer Fluoroelastomer-Beschichtung.
Ein Aufbringen eines Fluoroelastomers und anderer Beschichtungen vom Gummi- Typ auf Substrate der Schmelzeinrichtungswalze ist mit vielen Problemen verbunden. Die Beschichtung kann auf das Substrat durch zwei typische Verfahren aufgebracht werden, die ein Eintauchen des Substrats in ein Bad einer Beschichtungslösung oder Besprühen des Umfangs des Substrats mit dem Beschichtungsmaterial sind.
Ein Aufsprühen ist typischerweise ein Verfahren zum Herstellen von Fluoroelastomer-Walzen. Der Aufsprühvorgang ist sehr langsam und kostspielig. Auch erfordert der Aufsprühvorgang, dass man eine Beschichtungslösung in der Form hat, die sehr flüchtig ist, umfassend viele flüchtige, organische Chemikalien. Weiterhin ist der Aufsprühvorgang sehr anfällig für Lufttaschen oder Pits, die sich in der Beschichtung bilden. Diese Pits oder Lufttaschen in dem Beschichtungsmaterial der Walze führen zu einem nicht geeigneten Aufschmelzen und zu einer schlechten Bildqualität. Aufgrund der Art des Sprühprozesses geht viel des Beschichtungsmaterials in die Atmosphäre verloren, was erfordert, dass eine übermäßige Menge des teueren Beschichtungsmaterial verwendet wird. Auch führt der Verlust von flüchtigen Chemikalien zu kostenintensiven Aufbewahrungskosten für Systeme, um die flüchtigen Chemikalien aufzunehmen, ebenso wie Entsorgungskosten für diese Materialien.
In neuerer Zeit ist ein Prozess versucht worden, Material über einen sich horizontal drehenden Zylinder tropfen zu lassen. Mit diesem Prozess klebt ein Teil des Materials an dem Zylinder an und der Rest tropft von dem Zylinder herunter. Die Menge an Material, die der Walze zugeführt wird, wird nicht präzise kontrolliert, da der Prozentsatz, der anklebt, variiert, wenn sich Parameter während des Produktionsablaufs ändern. Auch bildet das Material eine wellige Oberfläche, wo das Material ausgegossen wird.
Diese Erfindung ist vorgesehen, zumindest einige der vorstehend erwähnten Probleme für zumindest einige der verschiedenen Bauelemente in dem elektrofotografischen Druckprozess, der vorstehend beschrieben ist, die in der Form von polymeren Walzen und Bändern vorliegen, zu vermeiden.
Die US-A-5,455,077 offenbart eine ballige, elastische Walze mit sich kontinuierlich vergrößerndem Durchmesser von den axial gegenüberliegenden Enden aus. Die elastische Walze umfasst einen säulenförmigen Walzenkörper, gebildet aus einem elastischen Material, und eine Beschichtungsschicht, gebildet auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Walzenkörpers. Die Beschichtung wird auf einem sich drehenden Körper aufgebracht, wobei die Geschwindigkeit des sich drehenden Körpers in der Mitte der Walze verringert wird.
Die US-A-5,448,342 offenbart eine beschichtete Transportwalze, umfassend einen Kern mit einer Beschichtung aus eine Ladung transportierenden Molekülen und einem oxidierenden Mittel, das in einem Harz dispergiert ist. Die transportierenden Moleküle umfassen Aryldiamin-Moleküle.
Die US-A-5,416,566 offenbart eine Magnetwalzenanordnung, umfassend einen drehbaren, nicht leitfähigen Mantel, der ein magnetisches Element umgibt, um Wirbelströme während einer Drehung zu verhindern. Das Substrat besitzt eine Elastomerbeschichtung, die darüber gebildet ist.
Die US-A-5,386,277 offenbart eine beschichtete Tonertransportwalze, umfassend einen Kern mit einer Beschichtung aus einem oxidierten Polyetherkarbonat.
Die US-A-5,378,525 offenbart eine ballige, elastische Walze mit sich kontinuierlich erhöhendem Durchmesser von den axial gegenüberliegenden Enden aus. Die elastische Walze umfasst einen säulenförmigen Walzenkörper, gebildet aus einem elastischen Material, und eine Beschichtungsschicht, die an einer äußeren Umfangsfläche des Walzenkörpers gebildet ist. Eine Schutzschicht aus mit N-Methoxymethalat versehenem Nylon ist auf die Beschichtung aufgebracht.
Die US-A-5,300,339 offenbart eine beschichtete Tonertransportwalze, die einen Kern mit einer Beschichtung aus transportierenden Molekülen, dispergiert in einem Bindemittel, und einem oxidierenden Mittel aus Eisenchlorid und/oder Trifluoroacetat-Säure enthält. Die Beschichtung besitzt eine Relaxationszeit von ungefähr 0,0099 Millisekunden bis ungefähr 3,5 Millisekunden und eine Restspannung von ungefähr 1 bis ungefähr 10 Volt.
Die US-A-5,245,392 offenbart eine Geberwalze zum Befördern von Toner in ein Entwicklungssystem. Die Walze umfasst einen Kern aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium. Der Kern ist mit einem Harz, zum Beispiel einem Phenolharz, beschichtet, um eine geeignete Leitfähigkeit zu erhalten, um eine Entladungszeitkonstante von weniger als 300 Millisekunden zu erleichtern.
Die US-A-5,177,538 offenbart eine Geberwalze für einen Drucker, gebildet durch Mischen von Harzpartikeln mit leitfähigen Partikeln und darauffolgendes Extrudieren oder Schleudergießen der Mischung in einem zylindrischen Mantel. Der Mantel wird auf die erwünschte Länge geschnitten und Lager werden an dem Ende des Mantels befestigt. Die Harzpartikel sind thermisch härtende Partikel, vorzugsweise Phenolharzpartikel, und die leitfähigen Partikel sind vorzugsweise Grafitpartikel.
Die US-A-4,891,081 offenbart ein Verfahren zum Formgießen und ein Schaumharzgießen, wobei eine Hautschicht durch Pressen eines expandierbaren Films gegen und in Übereinstimmung mit Hohlraumwänden einer Form oder eines beutelähnlichen Abdeckelements durch Schaumdruck eines schäumbaren Harzes und einen geschäumten Harzkörper, geformt gleichzeitig und integral unter der Hautschicht, gebildet ist.
Die US-A-4,278,733 offenbart ein Laminat-Produkt und ein Verfahren zum Herstellen desselben, umfassend ein Basismaterial, wie beispielsweise Zellulosefasermaterialien, imprägniert mit einer gehärteten Mischung aus Anilin, Phenol, Formaldehyd und Epoxidharz, wobei das Laminat elektrische und mechanische Eigenschaften mit einer verbesserten Wärmebeständigkeit gegenüber verschiedenen Materialien besitzt.
Die US-A-4,034,709 offenbart eine Entwicklerwalze für einen xerografischen Kopierer. Die Walze umfasst ein rohrförmiges Element, hergestellt aus einem nicht magnetischen Material, zum Beispiel Aluminium. Die Walze ist mit einer Schicht aus Styrenbutadien beschichtet. Magnete sind in dem Inneren des rohrförmigen Elements angeordnet.
Die US-A-3,616,046 offenbart ein laminiertes Produkt, das gute physikalische und elektrische Eigenschaften besitzt, hergestellt aus einem imprägnierenden Harz, das ein Reaktionsprodukt von Anilin, Phenol und Formaldehyd ist. Diese Harze bringen ungewöhnlich gute elektrische und physikalische Eigenschaften auf das laminierte Produkt auf und sind ausreichend wasserlöslich, um zu ermöglichen, dass deren Wassergehalt für eine direkte, einstufige Imprägnierung von Zellulosefasermaterialien, wie beispielsweise Papier, eingestellt werden kann.
Die GB-A-2280391 offenbart ein Verfahren zum Bilden einer Schutzhaut um eine Kernstruktur herum, aufweisend die Aufbringung von einer oder mehreren Linien aus fließendem, abdeckendem Material auf die Oberfläche des Kerns in einer spiralförmigen oder longitudinalen Form, gefolgt durch Glätten, Härten und Trocknen des Abdeckmaterials. Die spiralförmige Beschichtung wird auf einen zylindrischen Kern durch Applikatoren aufgebracht, die sich um den Kern herum drehen, um so eine komplette Abdeckung des Kerns zu erzielen. Es ist auch offenbart, dass sich alternativ das Substrat drehen kann, während dies die Applikatoren nicht tun.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Auftragen einer Polymerbeschichtung auf ein im Allgemeinen zylindrisch geformtes Substrat geschaffen, das die Schritte umfasst:
Drehen des Substrats um eine Längsachse desselben in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung; und
Auftragen einer Beschichtung in einem Strom über eine Auftrageinrichtung auf das sich drehende Substrat in einer Richtung im Allgemeinen vertikal nach unten auf einen Außenumfang des Substrats in einer gesteuerten Menge, so dass im Wesentlichen die gesamte Beschichtung, die aus der Auftrageinrichtung austritt, an dem Substrat haftet, wobei der Strom mit dem Außenumfang des Substrats an einer Position im Wesentlichen oberhalb einer horizontalen Mittellinie des Substrats in Kontakt kommt;
dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Substrat ein Druckelement zum Einsatz in einem Druckgerät bildet, und
die Beschichtung an einer Position aufgetragen wird, die von einer obersten Stelle des Substrats in der Richtung der Drehung des Substrats beabstandet ist, so dass die Dynamik der Drehung des Substrats und die Position des Stroms auf dem Substrat zur gleichmäßigen Verteilung der Beschichtung auf das Substrat beitragen.
Die Erfindung wird im Detail nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben werden, in denen entsprechende Bezugszeichen entsprechende Elemente bezeichnen, und wobei:
Fig. 1 zeigt eine Endansicht einer fliessbeschichteten Schmelzeinrichtungswalze, die an einer Drehvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung präpariert wird;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erläuternden, elektrofotografischen Druckmaschine, die die strömungsbeschichtete Schmelzeinrichtungswalze der vorliegenden Erfindung darin einsetzt;
Fig. 3 zeigt eine schematische Aufrissansicht der Druckmaschine der Fig. 2;
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in der Richtung der Pfeile der Fig. 1, und zwar der Schmelzeinrichtungswalze;
Fig. 5 zeigt eine Teildraufsicht entlang der Linie 5-5 in der Richtung der Pfeile der Fig. 1, und zwar der Schmelzeinrichtungswalze;
Fig. 6A zeigt eine Teildraufsicht einer nivellierenden Rakel zur Verwendung in Verbindung mit der Drehvorrichtung der Fig. 1 gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6B zeigt eine bodenseitige Ansicht entlang der Linie 6B-6B in Richtung der Pfeile der Fig. 1;
Fig. 7A zeigt eine Teildraufsicht einer unidirektionalen, nivellierenden Rakel zur Verwendung in Verbindung mit der Drehvorrichtung der Fig. 1;
Fig. 7B zeigt eine Teildraufsicht einer bidirektionalen, nivellierenden Rakel zur Verwendung in Verbindung mit der Drehvorrichtung der Fig. 1; und
Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm des Verfahrens zum Herstellen der Schmelzeinrichtungswalze, die eine Fließbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform davon beschrieben wird, wird verständlich werden, dass nicht vorgesehen ist, die Erfindung auf diese Ausführungsform zu beschränken.
In den Zeichnungen sind entsprechende Bezugszeichen dazu verwendet worden, durchweg identische Elemente zu bezeichnen.
In Fig. 2 ist eine erläuternde, elektrofotografische Druckmaschine 2, die die fliessbeschichtete Schmelzeinrichtungswalze der vorliegenden Erfindung darin verwendet, dargestellt. Die Maschine umfasst eine Eingabevorrichtung 6, wie beispielsweise eine Rastereingabeabtasteinrichtung (Raster Input Scanner - RIS). Eine Benutzerschnittstelle kann in der Form einer Kathodenstrahlröhre (CRT) vorliegen, umfassend einen Schirm 62 zum Anzeigen der Benutzer-Schnittstellen-Befehle. Ein Tastenfeld 64 und eine Mouse 66 können vorgesehen sein, um eine Benutzerschnittstelle mit der Maschine 2 zu bilden. Maschinensteuerungen 7 sind in der Maschine untergebracht, um deren Betriebsweise zu steuern.
In Fig. 5 nun ist eine elektrofotografische Druckmaschine, die die Merkmale der vorliegenden Erfindung einsetzt, schematisch dargestellt. Wie Fig. 5 der Zeichnungen zeigt, setzt die elektrofotografische Druckmaschine ein fotoleitfähiges Band 10 ein. Vorzugsweise ist das fotoleitfähige Band 10 aus einem fotoleitfähigen Material, beschichtet auf einer Erdungsschicht, hergestellt, die wiederum mit einer Anti-Wellungs-Stützschicht beschichtet ist. Das fotoleitfähige Material ist aus einer Transportschicht, beschichtet auf einer Selen-Generator-Schicht, hergestellt. Die Transportschicht transportiert positive Ladungen von der Generator-Schicht aus. Die Generator-Schicht ist mit einer Zwischenflächenschicht beschichtet. Die Zwischenflächenschicht ist auf der Erdungsschicht beschichtet, hergestellt aus einem mit Titan beschichteten Mylar . Die Zwischenflächenschicht unterstützt bei der Übertragung von Elektronen zu der Erdungsschicht. Die Erdungsschicht ist sehr dünn und ermöglicht, dass Licht dort hindurchführt. Andere geeignete, fotoleitfähige Materialien, Erdungsschichten und Anti-Wellungs-Stützschichten können auch eingesetzt werden. Das Band 10 bewegt sich in der Richtung des Pfeils 12, um aufeinanderfolgende Bereiche sequenziell durch die verschiedenen Verarbeitungsstationen vorzuschieben, die um den Bewegungsweg davon angeordnet sind. Das Band 10 wird um eine Abstreifwalze 14, eine Spannwalze 16, eine Führungswalze 18 und eine Antriebswalze 20 herumgeführt. Die Abstreifwalze 14 und die Führungswalze 18 sind drehbar so befestigt, um sich zusammen mit dem Band 10 zu drehen. Die Spannwalze 16 wird elastisch gegen das Band 10 gedrückt, um das Band 10 unter der erwünschten Spannung zu halten. Die Antriebswalze 20 wird durch einen Motor, verbunden damit durch geeignete Einrichtungen, wie beispielsweise einen Bandantrieb, gedreht. Wenn sich die Walze 20 dreht, schiebt sie das Band 10 in der Richtung des Pfeils 12 vor.
Zu Anfang führt ein Teil der fotoleitfähigen Oberfläche durch eine Aufladestation A hindurch. An der Aufladestation A laden zwei Koronaerzeugungsvorrichtungen, bezeichnet allgemein mit den Bezugszeichen 22 und 24, das fotoleitfähige Band 10 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potential auf. Die Koronaerzeugungsvorrichtung 22 platziert die gesamte erforderliche Ladung auf dem fotoleitfähigen Band 10. Die Koronaerzeugungsvorrichtung 24 wirkt als eine nivellierende Vorrichtung und füllt irgendwelche Flächenbereiche, die durch die Koronaerzeugungsvorrichtung 22 ausgelassen sind, auf.
Als nächstes wird der aufgeladene Bereich der fotoleitfähigen Oberfläche durch eine Abbildungsstation B vorgeschoben. An der Abbildungsstation B ist eine Dokumentenhandhabungseinheit, bezeichnet allgemein mit dem Bezugszeichen 26, über eine Auflageplatte 28 der Druckmaschine positioniert. Die Dokumentenhandhabungseinheit 26 führt sequenziell Dokumente von einem Stapel von Dokumenten, platziert durch den Bediener mit der Sichtseite nach oben, in einer normalen, nach vorne zusammengestellten Reihenfolge in das Dokumentenstapel- und Haltefach zu. Eine Dokumentenzuführeinrichtung, angeordnet unterhalb des Fachs, führt das bodenseitige Dokument in dem Stapel zu einem Paar von Wegnahmewalzen vor. Das bodenseitige Blatt wird dann durch die Walzen durch eine Dokumentenführung zu einem Zuführwalzenpaar und einem Band zugeführt. Das Band schiebt das Dokument auf die Auflageplatte 28 vor. Nach einer Abbildung wird das Original-Dokument von der Auflageplatte 28 durch das Band in ein Führungs- und Rückführ-Walzen-Paar hinein geführt. Das Dokument schiebt sich dann in einen Invertierermechanismus und zurück zu dem Dokumentenstapel über das Zuführwalzenpaar vor. Ein Positions-Tor ist vorgesehen, um das Dokument zu dem Invertierer oder zu dem Zuführwalzenpaar abzuleiten. Ein Abbilden des Dokuments wird durch Lampen 30 erreicht, die das Dokument auf einer Auflageplatte 28 beleuchten. Lichtstrahlen, reflektiert von dem Dokument, werden durch die Linse 32 übertragen. Die Linse 32 fokussiert Lichtbilder des Dokuments auf den aufgeladenen Bereich des fotoleitfähigen Bands 10, um selektiv die Ladung davon wegzunehmen. Dies zeichnet ein elektrostatisches, latentes Bild auf dem fotoleitfähigen Band auf, das den informationsmäßigen Flächenbereichen, enthalten innerhalb des Original-Dokuments, entspricht.
Es ist offensichtlich, dass eine elektronische Bilderzeugung von Seiten-Bild- Informationen durch eine Druckvorrichtung erleichtert werden könnte, die elektrische Bilderzeugungssignale verwendet. Die Druckvorrichtung kann ein digitaler Kopierer sein, umfassend eine Eingabevorrichtung, wie beispielsweise eine Rastereingabeabtasteinrichtung (RIS), und eine Druckerausgabevorrichtung, wie beispielsweise eine Rasterausgabeabtasteinrichtung (ROS), oder einen Drucker, der eine Druckerausgabevorrichtung, wie beispielsweise eine ROS, verwendet. Andere Typen von Bilderzeugungssystemen können verwendet werden, die, zum Beispiel, eine sich schwenkende oder verschiebbare LED-Schreib-Leiste oder eine Projektions-LCD (Flüssigkristallanzeige) oder eine andere, elektrooptische Anzeige, wie beispielsweise die "Schreib" Quelle, einsetzen.
Danach schiebt das Band 10 das elektrostatische, latente Bild, aufgezeichnet darauf, zu einer Entwicklungsstation C vor. Die Entwicklungsstation C besitzt drei magnetische Bürstenentwicklungseinrichtungswalzen, bezeichnet allgemein mit den Bezugszeichen 34, 36 und 38. Ein Paddelrad nimmt Entwicklermaterial auf und führt es zu den Entwicklerwalzen zu. Wenn das Entwicklermaterial die Walzen 34 und 36 erreicht, wird es magnetisch zwischen den Walzen aufgeteilt, wobei die Hälfte des Entwicklermaterials zu jeder Walze zugeführt wird. Ein fotoleitfähiges Band 10 ist teilweise um die Walzen 34 und 36 herum gewickelt, um verlängerte Entwicklungszonen zu bilden. Die Entwicklerwalze 38 ist eine Reinigungswalze. Eine magnetische Walze, positioniert nach der Entwicklerwalze 38, und zwar in der Richtung des Pfeils 12 gesehen, ist eine Trägergranulat entfernende Vorrichtung, die so angepasst ist, um irgendwelche Trägergranulate, die an dem Band 10 anhaften, zu entfernen. Demzufolge schieben die Walzen 34 und 36 Entwicklermaterial in Kontakt mit dem elektrostatischen, latenten Bild vor. Das latente Bild zieht Tonerpartikel von den Trägergranulaten bzw. -körnchen des Entwicklermaterials an, um ein Tonerpulverbild auf der fotoleitfähigen Oberfläche des Bands 10 zu bilden. Das Band 10 schiebt dann das Tonerpulverbild zu der Übertragungsstation D vor.
An der Übertragungsstation D wird ein Kopierblatt in Kontakt mit dem Tonerpulverbild bewegt. Zuerst wird das fotoleitfähige Band 10 mit einem Vorübertragungslicht von einer Lampe (nicht dargestellt) belichtet, um die Anziehung zwischen dem fotoleitfähigen Band 10 und dem Tonerpulverbild zu verringern. Als nächstes lädt eine Koronaerzeugungsvorrichtung 40 das Kopierblatt auf die geeignete Größe und Polarität auf, so dass das Kopierblatt an das fotoleitfähige Band 10 angezogen wird und das Tonerpulverbild von dem fotoleitfähigen Band auf das Kopierblatt abgezogen wird. Nach der Übertragung lädt der Koronagenerator 42 das Kopierblatt auf die entgegengesetzte Polarität auf, um das Kopierblatt von dem Band 10 abzuziehen. Eine Fördereinrichtung 44 schiebt das Kopierblatt zu einer Schmelzstation E vor.
Die Schmelzstation E umfasst eine Schmelzeinrichtungsanordnung, bezeichnet allgemein mit dem Bezugszeichen 46, die das übertragene Tonerpulverbild an dem Kopierblatt fixiert. Vorzugsweise umfasst die Schmelzeinrichtungsanordnung 46 eine erwärmte Schmelzeinrichtungswalze 48 und eine Druckwalze 50, wobei das Pulverbild auf dem Kopierblatt die Schmelzeinrichtungswalze 48 berührt. Die Druckwalze wird gegen die Schmelzeinrichtungswalze in Eingriff gehalten, um den notwendigen Druck zu liefern, um das Tonerpulverbild an dem Kopierblatt zu fixieren. Die Schmelzeinrichtungswalze wird von innen durch eine Quarzlampe beheizt. Ein Freigabemittel, bevorratet in einem Reservoir, wird zu einer Dosierwalze gepumpt. Eine Trimmrakel trimmt überflüssiges Freigabemittel weg. Das Freigabemittel überträgt sich auf eine Geberwalze und dann auf die Schmelzeinrichtungswalze.
Nach einem Aufschmelzen werden die Kopierblätter durch eine Entwellungseinrichtung 52 hindurchgeführt. Die Entwellungseinrichtung 52 biegt das Kopierblatt in einer Richtung, um eine bekannte Wellung in das Kopierblatt einzubringen, und biegt es dann in die entgegengesetzte Richtung, um die Wellung zu entfernen.
Nach vorwärts führende Walzen 54 schieben dann das Blatt zu einer Duplex- Drehwalze 56 vor. Ein Duplex-Solenoid-Tor 58 führt das Blatt zu der Endbearbeitungsstation F, oder zu dem Duplex-Fach 60. An der Endbearbeitungsstation F werden Kopierblätter in einem Zusammenstellungsfach gestapelt und miteinander verbunden, um Sätze zu bilden. Die Blätter werden dann miteinander durch entweder eine Bindeeinrichtung oder eine Hefteinrichtung verbunden. In jedem Fall wird eine Vielzahl von Sätzen von Dokumenten in der Endbearbeitungsstation F gebildet. Wenn das Duplex-Solenoid-Tor 58 das Blatt in das Duplex-Fach 60 ableitet, bildet das Duplex-Fach 60 einen Zwischen- oder Pufferspeicher für diese Blätter, die auf einer Seite bedruckt worden sind und auf denen ein Bild darauffolgend auf die zweite, gegenüberliegende Seite davon gedruckt werden soll, d. h. die Blätter werden im Duplex-Verfahren bearbeitet. Die Blätter werden dann in einem Duplex-Fach 60, mit der Sichtseite nach oben, eines auf dem anderen, gestapelt, und zwar in der Reihenfolge, in der sie kopiert sind.
Um ein Duplex-Kopieren abzuschliessen, werden die Simplex-Blätter in dem Fach 60 zugeführt, und zwar in Folge, mittels einer bodenseitigen Zuführeinrichtung 62 von dem Fach 60 aus zurück zu der Übertragungsstation D über eine Fördereinrichtung 64 und Walzen 66 zum Übertragen des Tonerpulverbilds auf die gegenüberliegenden Seiten der Kopierblätter. Insoweit, als die aufeinanderfolgenden, bodenseitigen Blätter von dem Duplex-Fach 60 zugeführt werden, wird die geeignete oder leere Seite des Kopierblatts in Kontakt mit dem Band 10 an der Übertragungsstation D so positioniert, dass das Tonerpulverbild darauf übertragen wird. Das Duplex-Blatt wird dann über denselben Pfad wie das Simplex-Blatt geführt, um zu der Endbearbeitungsstation F zugeführt zu werden.
Kopierblätter werden zu der Übertragungsstation D von einem sekundären Fach 68 zugeführt. Das sekundäre Fach 68 umfasst einen Aufzug, angetrieben durch einen bidirektionalen AC-Motor. Seine Steuereinheit besitzt die Fähigkeit, das Fach nach oben oder nach unten anzutreiben. Wenn sich das Fach in der unteren Position befindet, werden Stapel von Kopierblättern darauf aufgeladen oder davon entnommen. In der oberen Position können aufeinanderfolgende Kopierblätter davon durch eine Blattzuführeinrichtung 70 zugeführt werden. Die Blattzuführeinrichtung 70 ist eine Reibungsrückhaltezuführeinrichtung, die ein Zuführband und Wegnahmewalzen verwendet, um aufeinanderfolgende Kopierblätter zu einem Transport 64 zuzuführen, der die Blätter zu Walzen 66 und dann zu der Übertragungsstation D zuführt.
Kopierblätter können zu der Übertragungsstation D von einem Hilfsfach 72 zugeführt werden. Das Hilfsfach 72 umfasst einen Aufzug, angetrieben durch einen direktionalen AC-Motor. Seine Steuereinheit besitzt die Fähigkeit, das Fach nach oben oder nach unten anzutreiben. Wenn sich das Fach in der unteren Position befindet, werden Stapel von Kopierblättern darauf aufgeladen oder davon entnommen. In der oberen Position können aufeinanderfolgende Kopierblätter davon durch eine Blattzuführeinrichtung 74 zugeführt werden. Die Blattzuführeinrichtung 74 ist eine Reibungsrückhaltezuführeinrichtung, die ein Zuführband und Wegnahmewalzen verwendet, um aufeinanderfolgende Kopierblätter zu dem Transport 64 vorzuschieben, der die Blätter zu Walzen 66 und dann zu der Übertragungsstation D vorschiebt.
Das sekundäre Fach 68 und das Hilfsfach 72 sind sekundäre Quellen für Kopierblätter. Die Hochleistungsblattzuführeinrichtung, bezeichnet allgemein mit dem Bezugszeichen 76, ist die primäre Quelle von Kopierblättern. Ein Zuführband 61 führt aufeinanderfolgende, oberste Blätter von dem Stapel zu einer Wegnahmeantriebswalze 82 und Führungswalzen 84 zu. Die Antriebswalze und die Führungswalzen führen das Blatt auf einen Transport 86. Der Transport 86 schiebt das Blatt zu Walzen 66 vor, die wiederum das Blatt zu der Übertragungsstation D bewegen.
Unvermeidbar verbleiben, nachdem das Kopierblatt von dem fotoleitfähigen Band 10 getrennt ist, einige restliche Partikel daran anhaftend. Nach einer Übertragung führt das fotoleitfähige Band 10 unterhalb einer Koronaerzeugungsvorrichtung 94 hindurch, die die restlichen Tonerpartikel auf die geeignete Polarität auflädt. Danach entlädt die Vorladungslöschlampe (nicht dargestellt), angeordnet innerhalb des fotoleitfähigen Band 10, das fotoleitfähige Band in Vorbereitung für den nächsten Aufladezyklus. Restliche Partikel werden von der fotoleitfähigen Oberfläche an einer Reinigungsstation G entfernt. Die Reinigungsstation G umfasst eine elektrisch vorgespannte Reinigungsbürste 88 und zwei Enttonerwalzen. Die Regenerierungswalze ist elektrisch negativ zu der Reinigungswalze so vorgespannt, um Tonerpartikel davon zu entfernen. Die Abfallwalze ist elektrisch positiv relativ zu der Regenerierungswalze so vorgespannt, um Papierfasern und Tonerpartikel mit falschem Vorzeichen zu entfernen. Die Tonerpartikel auf der Regenerierungswalze werden abgekratzt und in einer Regenerierungsschnecke (nicht dargestellt) bevorratet, wo sie zu der Rückseite der Reinigungsstation G transportiert werden.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 100 zum Beschichten von polymeren Druckwalzen oder Bändern, zum Beispiel eine xerografische Schmelzeinrichtungswalze 48, dargestellt. Die Vorrichtung 100 wird dazu verwendet, eine Beschichtungslösung 102 auf den Umfang 104 der Schmelzeinrichtungswalze 48 aufzubringen. Die Beschichtungslösung wird über eine Pumpe 106 durch einen Kanal, typischerweise in der Form einer Rohrleitung 110, zu einem Applikator 112, umfassend eine Düse 114, durch die die Beschichtungslösung 102 auf den Umfang 104 der Walze 48 fließt, gepumpt.
Die Beschichtungslösung 102 wird auf den Umfang 104 in einer spiralförmigen Art aufgebracht, wobei sich die Schmelzeinrichtungswalze 48 um deren Längsachse 116 dreht, während der Applikator 114 in einer Richtung parallel zu der Längsachse 116 der Schmelzeinrichtungswalze 48 translatiert. Die Beschichtungslösung 102 wird so auf den Umfang 104 der Schmelzeinrichtungswalze 48 in einer spiralförmigen Art und Weise aufgebracht. Die Aufbringung der Beschichtung ist ähnlich zu dem Weg eines Schneidwerkzeugs, wenn sich der Umfang einer Welle in einer Standard-Drehbank dreht.
Die Anmelder haben herausgefunden, dass durch genaues Kontrollieren der Menge einer Beschichtungslösung 102, die über eine Pumpe 106 aufgebracht wird, und/oder durch Kontrollieren akkurat in einer Art und Weise der Menge der Beschichtungslösung 102, dass sie an der Düse 114 eines Applikators 112 freigegeben wird, im Wesentlichen die gesamte Beschichtungslösung 102, die durch die Düse 114 hindurchführt, an der Walze 48 anhaftet. Der Anmelder ist erfolgreich beim Erhalten einer Beschichtungsschicht von 0,005 cm (0,0020 Inch) mit einem Toleranzbereich von +/- 0,0025 mm (0,0001 Inch) gewesen. Indem man in der Lage ist, die Dicke der Beschichtung mit einer solchen Präzision zu kontrollieren, wird dies das Erfordernis vermeiden, Schleif oder andere Nachbeschichtungsvorgänge, insbesondere zur Verwendung in aufgeschmolzenen Farbbildern, vorzunehmen, wo ein glänzendes Finish bei den Bildern bevorzugt ist. Der Anmelder hat herausgefunden, dass für Schwarz- und Grau-Ton-Bilder, wo ein glattes Bild bevorzugt ist, das Oberflächenfinish auf dem Umfang der Walze 48, wenn der Flow Coating Prozess verwendet wird, zu glatt ist, und darauffolgende Schleif- und/oder Poliervorgänge können erforderlich sein, um das bevorzugte matte oder flache Finish zu erhalten.
Die Vorrichtung 100 kann irgendeine geeignete Form haben und besteht aus irgendeiner Ausrüstung, die dazu geeignet ist, die Schmelzeinrichtungswalze 48 um die Längsachse 116 zu drehen, während der Applikator 112 in einer Richtung parallel zu der Längsachse 116 translatiert. Standardmäßige CNC- oder Maschinendrehbänke können für diesen Zweck verwendet werden. Eine spezielle Ausrüstung kann so ausgelegt werden, dass sie die Schmelzeinrichtungswalze drehen wird, während der Applikator translatiert. Eine spezielle Ausrüstung kann vorteilhaft sein, um die geeignete Umhüllung der Vorrichtung 100 zu ermöglichen, um die flüchtige Beschichtungslösung aufzunehmen und die Umgebungsbedingungen beizubehalten, die für Qualitätsbeschichtungen von diesem Zweck notwendig sind.
Während die Erfindung unter Verwendung der Vorrichtung 100 mit einem Applikator 112 durchgeführt wird, der über die Düse 114 eine spiralförmige Beschichtung aufbringt, haben die Anmelder herausgefunden, dass dann, wenn die Beschichtung so aufgebracht wird, die Beschichtung in einer schraubenähnlichen Weise aufgebracht wird, und viele Peaks und Täler auf dem Umfang 104 der Walze 48 haben kann. Die Anmelder haben herausgefunden, dass das Platzieren eines Elements in der Form einer Führung 120 gegen den Umfang 104 der Walze 48, wenn die Beschichtungslösung 102 auf die Walze aufgebracht wird, wesentlich die Gleichförmigkeit der Beschichtung auf der Walze 48 verbessert. Vorzugsweise ist die Längsachse 116 der Walze 48 horizontal in Bezug auf den Boden des Gebäudes positioniert, in dem die Vorrichtung aufgestellt ist. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Effekte der Schwerkraft geeignet die Beschichtungslösung 102 um den Umfang 104 der Walze 48 herum verteilen.
Ähnlich ist der Applikator 112 vorzugsweise oberhalb der Schmelzeinrichtungswalze 40 so positioniert, dass der Fluss der Beschichtungslösung, der von der Düse 114 kommt, auf dem Umfang 104 der Walze 48 ruhen kann. Vorzugsweise ist die Spitze 120 der Düse 114 einen Abstand H oberhalb des Umfangs 104 der Walze 48 positioniert. Wenn die Spitze 120 zu weit von dem Umfang 104 platziert ist, wird die Beschichtungslösung 102 verdampfen, bevor sie den Umfang erreicht. Wenn die Spitze 120 zu nahe zu dem Umfang 104 platziert ist, wird die Spitze auf den Umfang 104 auftreffen. Für eine Walze, die einen Durchmesser D von ungefähr 10 cm (vier Inch) besitzt, haben die Anmelder herausgefunden, dass ein Abstand H von ungefähr 0,6 cm (1/4 Inch) ausreichend ist. Die Anmelder haben auch herausgefunden, dass ein Positionieren des Applikators 112 an einer Position F von ungefähr 2,5 cm (ein Inch) von der vertikalen Achse 122 der Walze in der Richtung einer Drehung 124 der Walze geeignet ist. Die Dynamiken der Drehung der Walze und deren Position an dem Umfang der Walze unterstützt bei der gleichförmigen Verteilung der Lösung 102 auf dem Umfang der Walze.
Gemäß der vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf Fig. 1 haben die Anmelder herausgefunden, dass die Vorrichtung 100 vorzugsweise die Führung 120 umfasst, um bei der geeigneten Verteilung der Lösung 102 entlang des Umfangs 104 der Walze 48 zu unterstützen. Die Führung umfasst ein Element 132, vorzugsweise in der Form einer Rakel, zum Beispiel, einen Federstahl, der eine Dicke T von ungefähr 0,004 cm (0,0015 Inch) besitzt.
Die Rakel 132 ist vorzugsweise mit einem Gleitteil 134 der Rakel 132 verbunden. Sowohl der Applikator 112 als auch die Rakel 132 sind an dem Gleitteil 134 befestigt und sind vorzugsweise in einer ähnlichen, axialen Position entlang der Längsachse 116 der Vorrichtung 100 positioniert. Die Rakel 132 besitzt eine erste Oberfläche 140, die parallel zu dem Umfang 104 der Walze 48 liegt und leicht davon beabstandet ist, wobei die Beschichtungslösung 102 den Umfang 104 von der Rakel 132 separiert.
Während die Führung 130 irgendeine Konfiguration haben kann, in der eine erste Oberfläche 140 von der Rakel 132 tangential den Umfang 104 der Walze 48 berührt, um gleichmäßig die Beschichtungslösung 102 zu verteilen, ist vorzugsweise die Rakel 132, mit einem befestigten Ende 142 der Rakel an der Basis 144 befestigt, positioniert. Die Basis 144 ist an dem Gleitteil 134 befestigt. Es sollte allerdings ersichtlich werden, dass die Rakel 132 direkt an dem Gleitteil 134 befestigt sein kann. Die Rakel 132 besitzt auch ein freies Ende 146, angeordnet beabstandet von dem festgelegten Ende 142 der Rakel 132.
In Fig. 4 nun sind die Schmelzeinrichtungswalze 48 und die Vorrichtung 100 in größerem Detail dargestellt. Die Schmelzeinrichtungswalze 48 kann aus irgendeinem geeigneten, härtbaren Material hergestellt sein, das Wärmeübertragungscharakteristika erfüllt. Zum Beispiel umfasst, wie in Fig. 4 dargestellt ist, die Schmelzeinrichtungswalze 48 ein Substrat in der Form eines Kerns 150, der eine im Wesentlichen rohrförmige Form besitzt und aus einem thermisch leitfähigen Material, zum Beispiel Aluminium oder einem Polymer, hergestellt ist. Um die Walze zum Antrieb auszubilden, umfasst die Walze 48 typischerweise eine erste Endkappe 152 und eine zweite Endkappe 154, angeordnet an dem ersten Ende 156 und dem zweiten Ende 158 des Kerns 150 jeweils. Eine Beschichtungslösung 102 (siehe Fig. 1) wird verwendet, um eine Beschichtung 160 auf den Kern 150 aufzubringen. Die Beschichtung 160 kann aus irgendeinem geeigneten, härtbaren Material hergestellt sein. Zum Beispiel kann die Beschichtung 160 ein Fluoroelastomer sein. Vorzugsweise umfasst das Fluoroelastomer ein Additiv, um dessen thermische Leitfähigkeit zu erhöhen. Ein solches Additiv, um die thermische Leitfähigkeit zu erhalten, ist Aluminiumoxid. Während eine solitäre Beschichtung auf den Kern 150 aufgebracht werden kann, umfasst die Beschichtung 160 vorzugsweise drei separate, unterschiedliche Schichten. Die erste dieser Schichten, die auf den Kern 150 aufgebracht wird, ist eine Klebeschicht 161. Aufgebracht auf die Klebeschicht 161 wird eine Basisbeschichtung 162 und aufgebracht auf die Basisbeschichtung 162 wird eine Oberseitenbeschichtung 163.
Die Betriebsweise der Vorrichtung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, ist so, dass der Applikator 112 von der ersten Position 164, wie sie in durchgezogener Linie dargestellt ist, zu der zweiten Position 166, wie sie angedeutet dargestellt ist, translatiert. Der Applikator 112 läuft demzufolge entlang des Gleitteils 134 in Richtung des Pfeils 168. Die Laufrichtung des Applikators 112 ist parallel zu der Längsachse 116 der Schmelzeinrichtungswalze 48. Gleichzeitig mit der Translation des Applikators 112 dreht sich die Walze 48 in der Richtung des Pfeils 170. Die Walze 48 wird in irgendeiner geeigneten Art und Weise, wie beispielsweise durch Zuführblöcke 172, gestützt, und wird in irgendeiner geeigneten Weise gedreht, wie beispielsweise durch eine Antriebseinrichtung 174, die die Endkappe 154 berührt.
In Fig. 5 nun ist die relative Position des Applikators 112 relativ zu der Führung 130 dargestellt. Der Applikator 112 ist zentral um eine vertikale Applikatorachse 180 positioniert. Die Rakel 132 der Führung 120 ist entlang der Walze 48 in einer axialen Position entlang der Längsachse 116 der Walze 48 so positioniert, dass das befestigte Ende 142 der Rakel 132 eine vertikale Mittellinie 182 besitzt, die sich in Ausrichtung entlang der Längsachse zu der Applikatorachse 180 befindet. Die Beschichtungslösung 102, die von der Düse 104 kommt, ist demzufolge axial in einer Linie zu der Mittellinie 182 des festgelegten Endes 142 der Rakel 132 positioniert. Die Beschichtungslösung 102, die von der Düse 114 kommt, bildet eine dosierte Flüssigkeitsschicht 184, die spiralförmig um den Umfang 104 der Walze 48 herum positioniert ist. Der Applikator 112 und die Führung 120 sind beide an dem Gleitteil 134 befestigt und beide bewegen sich entlang einer Richtung parallel zu der Längsachse 116 der Walze in einer Richtung des Pfeils 186, wenn sich die Walze 48 in der Richtung des Pfeils 190 dreht.
In Fig. 6A nun ist die Rakel 132 in einem entspannten Zustand dargestellt, wenn sich die Walze 48 nicht in Kontakt mit der Rakel 132 befindet. Die Rakel 132 besitzt deren festgelegtes Ende 142 fest an der Basis 144 befestigt. Das freie Ende 146 der Rakel 132 erstreckt sich nach außen von dem festgelegten Ende 142 aus. Während die Rakel 132 aus irgendeinem geeigneten, haltbaren Material hergestellt sein kann, ist die Rakel vorzugsweise aus Federstahl hergestellt. Die Rakel 132 ist dahingehend befunden worden, dass sie dann erfolgreich ist, wenn sie eine Länge von ungefähr 3,2 cm (1,25 Inch) besitzt. Eine geeignete, winkelmäßige Position der Rakel, um einen tangentialen Kontakt der Rakel auf dem Umfang 104 der Walze zu erhalten, kann durch Translatieren der Basis 144 in der Richtung des Pfeils 192 ungefähr 1,4 cm (0,55 Inch) vorgenommen werden. Die Rakel 132 steht demzufolge in tangentialem Kontakt mit der Walze 48 an einem Tangentenpunkt 194. Das freie Ende 146 der Rakel 132 befindet sich vorzugsweise nur leicht (ungefähr 0 bis 1,5 mm (0,00 bis 0,060 Inch)) hinter dem Tangentenpunkt 194. Vorzugsweise befindet sich die Mittellinie 193 der Rakel 132 in Ausrichtung zu der Walze 48 an einer Position 92 Grad von der Vertikalen aus.
In Fig. 6B nun ist die Position der Rakel 132 relativ zu dem Applikator 112, gesehen nach unten in einer vertikalen Richtung, dargestellt. Für eine Rakel, die ein freies Ende 146 mit einer Breite von 0,6 cm (0,25 Inch) besitzt, befindet sich die Applikatorachse 180 an einer Position entlang der Längsachse 116 der Walze 48 gleichmäßig beabstandet 0,3 cm (0,125 Inch) von jedem Ende des freien Endes 146 der Rakel 132.
In Fig. 7A nun ist eine typische Konfiguration einer Rakel 132 dargestellt. Wie in Fig. 7A dargestellt ist, besteht die Rakel 132 vorzugsweise aus drei Abschnitten. Der erste Abschnitt 195 bildet einen ersten Bereich 196 eines freien Endes 146 der Rakel 132. Der erste Bereich 196 des freien Endes 146 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 116 der Walze 48 (siehe Fig. 1). Wie wiederum Fig. 7A zeigt, besitzt die Rakel 132 auch einen zweiten Abschnitt 198, der angrenzend an dem ersten Abschnitt 195 Biegt. Der zweite Abschnitt 198 ist mit dem ersten Abschnitt 195 verbunden und bildet einen zweiten Bereich 200 eines freien Endes 146. Der zweite Bereich 200 erstreckt sich nach innen von dem ersten Bereich 196 aus.
Der erste Bereich 196 des freien Endes 146 bildet eine relativ flache Fluidauftreffzone, die sich unter Wechselwirkung mit dem dosierten Fluidstrom ebnet und ablenkt. Dieser Bereich der Rakel verbessert eine Fluidbenetzung auf dem Umfang 104 der Walze 48 über das Benetzen, wenn der Strom unbeeinflusst fließt. Der Tangentenpunkt 194 der Rakel 132 an der Walze 48 Liegt vorzugsweise innerhalb des Bereichs des ersten Abschnitts 195, definiert durch eine Länge E'.
Die Anmelder haben herausgefunden, dass der zweite Bereich 200 des freien Endes 146 vorzugsweise drei Zonen besitzt. Eine erste Zone 202 ist angrenzend, an den ersten Bereich 196 angeordnet und bildet einen Winkel von ungefähr 90 Grad zu dem ersten Bereich 196. Die erste Zone 202 besitzt eine Länge E' von ungefähr 2,5 bis 15 mm (0,10 bis 0,60 Inch), wobei 5 mm (0,2 Inch) bevorzugt ist. Sich von der ersten Zone 202 aus erstreckend ist eine zweite Zone 204 des zweiten Bereichs 200 vorhanden. Die zweite Zone 204 bildet einen Winkel B' in Bezug auf den ersten Bereich 196 von ungefähr 5 bis 35 Grad, wobei 20 Grad bevorzugt sind. Die zweite Zone 204 erstreckt sich zu dem festgelegten Ende 142 der Rakel 132 hin einen Abstand F' von dem ersten Bereich 196 von ungefähr 0,8 Lnch. Eine dritte Zone 206 erstreckt sich nach innen von der zweiten Zone 204 unter einem Winkel C' von zwischen 35 bis 85 Grad, wobei 65 Grad bevorzugt sind. Die dritte Zone 206 erstreckt sich nach innen von dem ersten Bereich 196 einen Abstand von ungefähr 8 mm (0,32 Inch).
Die Rakel 132 umfasst vorzugsweise weiterhin einen dritten Abschnitt 210, der sich angrenzend an den ersten Abschnitt 195 und von dem zweiten Abschnitt 198 beabstandet befindet. Der dritte Abschnitt 210 umfasst einen dritten Bereich 212, der sich nach innen von dem ersten Bereich 196 einen Abstand G' von ungefähr 5 mm (0,2 Inch) erstreckt. Der dritte Bereich 212 bildet einen Winkel A' von ungefähr 45 Grad zudem ersten Bereich 196.
Die erste Zone 202 und die zweite Zone 204 des zweiten Bereichs 200 der Rakel 132 bilden eine Zone, die eine leichte Druckentlastung in Bezug auf die Fluidschicht vor deren Wegnahme von der Rakel 132 ermöglicht. Die dritte Zone 206 des zweiten Bereichs 200 überführt die Rakel 132 schnell von dem Beschichtungsbereich und ermöglicht, dass sie sauber verbleibt. Die zweite Zone und die dritte Zone 202 und 204 ermöglichen jeweils auch die axiale Translation der Rakel 132 auf dem Umfang der Walze 48 an Enden 156 und 158 des Kerns 150 der Walze 48.
In Fig. 7B nun ist eine Rakel 232 dargestellt. Die Rakel 232 ist in der Konfiguration ähnlich zu der Rakel 132 der Fig. 7A mit der Ausnahme, dass die Rakel 232 eine symmetrische Form besitzt. Die Rakel 232 ist ähnlich der Rakel 132 und umfasst drei Abschnitte. Ein erster Abschnitt 294 ist ähnlich zu dem Abschnitt 195 der Rakel 132, ein zweiter Abschnitt 298 ist ähnlich zu dem zweiten Abschnitt 198 der Rakel 132 und ein dritter Abschnitt 299, der unähnlich zudem dritten Abschnitt 210 der Rakel 132 ist, ist ähnlich zu dem ersten Abschnitt 294 und symmetrisch um den Abschnitt 298 der Rakel 232 herum. Die Rakel 232 ist so ausgelegt, dass die Rakel sowohl in einer ersten Richtung 208 als auch in einer zweiten Richtung 218 laufen kann. Eine solche Konfiguration verhindert eine Verlustzeit beim Zurückführen des Gleitteils der Drehbank zu dem ursprünglichen Ende der Walze.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 8 wird ein Verfahren zum Strömungsbeschichten von Druckerwalzen oder -bändern, zum Beispiel Schmelzeinrichtungswalzen, beschrieben. Der Fließbeschichtungsvorgang für eine Schmelzeinrichtungswalze umfasst den ersten Schritt eines Bereitstellens eines im Wesentlichen zylindrisch geformten Substrats. Das Substrat wird um eine Längsachse des Substrats gedreht. Eine Fluidbeschichtung wird auf den Umfang des Substrats in einem Spiralmuster unter Verwendung einer Führung aufgebracht, um die Beschichtung auf den Umfang des Substrats zu richten. Nachdem die Beschichtung vollständig aufgebracht ist, wird die Beschichtung zu einer Präzisionstoleranz geschliffen. Um eine optimale Oberflächenkonfiguration zu erhalten, können aufeinanderfolgende Operationen, wie beispielsweise ein Super-Endbearbeiten oder Polieren des äußeren Umfangs, erforderlich sein.
Wie zuvor angegeben ist, ist dieser Fließbeschichtungsprozess bei mehrfach beschichteten Druckerwalzen oder -bändern, zum Beispiel Schmelzeinrichtungswalzen, z. B. die mehrfach beschichtete Schmelzeinrichtungswalze der US-A 5,217,837, anwendbar. Der Oberflächenzustand und die Geometrie und die Größe des Substrats können akkurate Toleranzen erfordern. Weiterhin kann das Substrat eine Vorbereitung erfordern, um eine Oberfläche zu erhalten, auf der die Fluidbeschichtung ausreichend anhaften kann. Die Anmelder haben auch herausgefunden, dass, um zufriedenstellende Ergebnisse für Walzen zu erhalten, die unter erhöhten Temperaturen und Drücken arbeiten, zum Beispiel Schmelzeinrichtungswalzen, eine Präparation einer Klebebeschichtung an dem Substrat erforderlich sein kann. Die Klebebeschichtung kann irgendein geeignetes Material sein, z. B. Silan. Eine solche Klebeschicht ist in der US-A 5,219,612 und in der US-A 5,049,444 offenbart.
Die Anmelder haben weiterhin herausgefunden, dass eine walzenbeschichtete Schmelzeinrichtungswalze hergestellt werden kann, umfassend Beschichtungsschichten aus unterschiedlichen Materialien. Zum Beispiel kann eine mehrfach beschichtete Schmelzeinrichtungswalze von diesem Prozess verwendet werden, wie beispielsweise eine Schmelzeinrichtungswalze, die in der US-A 5,217,837 beschrieben ist. Eine solche Walze umfasst eine obere Beschichtung, hergestellt aus einem Material, um eine optimale Freigabe von Toner von der Walze zu erhalten, und eine Basisbeschichtung, hergestellt aus einem Material, um eine optimale, thermische Übertragung zu erhalten. Die Beschichtung kann in einer Lösung mit Beschichtungsadditiven aufgebracht werden. Eine solche Lösung mit ungefähr 28 Prozent Feststoffen ist als effektiv befunden worden. Die Beschichtung kann unter irgendeiner zufriedenstellenden Rate aufgebracht werden. Die Anmelder haben herausgefunden, dass eine Rate von 0,05 mm (0,002 Inch) pro Durchgang effektiv ist.
Wenn der Strömungsbeschichtungsvorgang verwendet wird, um Bänder herzustellen, werden die Bänder vorzugsweise an einem zylindrischen Dorn befestigt und in einem Verfahren ähnlich zu demjenigen, das zuvor in Bezug auf die äußere Oberfläche des Bands, das beschichtet wird, beschrieben ist, bearbeitet.
Durch Vorsehen eines Fließbeschichtungsprozesses zum Aufbringen von polymeren Oberflächen auf eine Schmelzeinrichtungswalze können die Schmelzeinrichtungswalzen schneller unter geringeren Kosten und mit weniger flüchtigen, chemischen Emissionen hergestellt werden.
Durch Vorsehen eines Fließbeschichtungsprozesses für eine Schmelzeinrichtungswalze kann ein Prozess erhalten werden mit einer verbesserten Qualität und verringerten Lufttaschen, unter dem Härten von flüchtigen Chemikalien von dem Fließbeschichtungsmaterial für die Schmelzeinrichtungswalze.
Durch Schaffen eines Fließbeschichtungsprozesses für eine Schmelzeinrichtungswalze mit einer genau kontrollierten Aufbringung einer Beschichtungslösung kann ein Prozess mit einer extrem akkuraten Beschichtungsdicke erhalten werden. Die verbesserte Genauigkeit in der Beschichtungsdicke kann das Schleifen verringern, das erforderlich ist, oder das Erfordernis eines Schleifens des Umfangs der Walze vollständig eliminieren.
Durch Vorsehen eines Fließbeschichtungsprozesses für eine Schmelzeinrichtungswalze mit einer akkurat kontrollierten Aufbringung einer Beschichtungslösung kann eine extrem glatte Beschichtung, frei von Lufttaschen und Qualitätsdefekten, und mit einer extrem akkuraten Beschichtungsdicke erhalten werden. Die glatte Beschichtung und akkurate Dicke kann, wenn dies in einer Farb-Xerografie verwendet wird, so sein, dass darauffolgende Vorgänge, wie beispielsweise Schleifen und Polieren, nicht erforderlich sein können.
Durch Vorsehen eines Fließbeschichtungsprozesses kann eine verbesserte Schmelzeinrichtungswalze unter niedrigeren Kosten und mit weniger flüchtigen Chemikalien, die in den Bereich entweichen, der weniger Ausstoß von flüchtigem Material erfordert, erhalten werden.

Claims

1. Verfahren zum Auftragen einer Polymerbeschichtung auf ein im Allgemeinen zylindrisch geformtes Substrat (48), das die folgenden Schritte umfasst:

Drehen des Substrats (48) um eine Längsachse (116) desselben in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung; und

Auftragen einer Beschichtung in einem Strom über eine Auftrageinrichtung (112) auf das sich drehende Substrat in einer Richtung im Allgemeinen vertikal nach unten auf einen Außenumfang des Substrats (48) in einer gesteuerten Menge, so dass im Wesentlichen die gesamte Beschichtung, die aus der Auftrageinrichtung (112) austritt, an dem Substrat (48) haftet, wobei der Strom mit dem Außenumfang des Substrats an einer Position im Wesentlichen oberhalb einer horizontalen Mittellinie des Substrats in Kontakt kommt;

dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Substrat ein Druckelement zum Einsatz in einem Druckgerät bildet, und

die Beschichtung an einer Position aufgetragen wird, die von einer obersten Stelle des Substrats in der Richtung der Drehung des Substrats beabstandet ist, so dass die Dynamik der Drehung des Substrats und die Position des Stroms auf dem Substrat zur gleichmäßigen Verteilung der Beschichtung auf das Substrat beitragen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung auf das Substrat (48) in einem spiralförmigen Muster aufgetragen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, das des Weiteren den Schritt des Positionierens einer Führung (120) an einen Umfang (104) des Substrats (48) an¬ grenzend umfasst, um die Beschichtung auf den Umfang (104) des Substrats (48) zu leiten.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auftragens die folgenden Schritte umfasst:

Auftragen einer Fluid-Beschichtung, während die Auftrageinrichtung in einer ersten Richtung entlang der Längsachse (116) bewegt wird; und

Auftragen der Fluid-Beschichtung, während die Auftrageinrichtung in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung bewegt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das des Weiteren den Schritt des Schleifens wenigstens eines Teils eines Außenumfangs (104) des Substrats (48) nach dem Schritt des Auftragens umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 5, das des Weiteren den Schritt des Feinziehschleifens wenigstens eines Teils des Außenumfangs (104) des Substrats (48) nach dem Schritt des Schleifens umfasst.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das des Weiteren die Schritte

des Reinigens des Substrats (48) vor dem Schritt des Auftragens;

des Sandstrahlens des Substrats (48) nach dem Schritt des Reinigens; und

des Reinigens des Substrats (48) nach dem Schritt des Sandstrahlens umfasst.