(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒を支持するマンドレルにおいて、
細長いアームと、該細長いアームの一端に隣接した堅牢な皿型円盤と、該皿型円盤に、前記アームの前記一端に近い側に設けられたフレキシブルリップと、前記アームの前記一端に、前記フレキシブルリップに対向するように配置されて前記アームの長手方向に沿って往復動する押圧手段とを備え、前記皿型円盤と前記フレキシブルリップとは、前記アームから斜めに半径方向外方に広がるように形成され、該皿型円盤及びフレキシブルリップの最外縁が円形であって且つ前記押圧手段に近づくように形成され、前記フレキシブルリップの最外縁は前記皿型円盤の最外縁を越えており、前記押圧手段は、前記フレキシブルリップの最外縁部分を前記皿型円盤に向けて押圧して前記皿型円盤の最外縁を越える前記フレキシブルリップの最外縁部分を前記斜め姿勢から該フレキシブルリップの円形最外縁の周囲長さを増大する平坦な姿勢へ変形するように形成されている、ことを特徴とするマンドレル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、中空円筒を支持するためのマンドレルに係り、より詳細には、中空円筒を支持して搬送することができ、支持した中空円筒を被覆等の処理を行うのに利用できるマンドレルに係る。
【０００２】
本発明は、静電写真像形成部材の製造に特に有用であるが、このような用途に限定されるものではない。静電写真像形成部材はその分野で良く知られており、電子写真像形成部材及びエレクトログラフィック像形成部材を含む。
【０００３】
【従来の技術】
電子写真像形成部材は、中空ドラム即ち円筒の形状であり、少なくとも１つの活性な電子写真像形成層が被覆される。活性な電子写真像形成層は単一の光導電層を備えてもよいし、又は電荷発生層及び電荷移動（搬送）層のような複数の活性な電子写真層を備えてもよい。これらのドラム型の電子写真像形成部材の実施例は公知である。
【０００４】
静電写真ドラムは、従来、中空円筒を被覆溶液中に浸漬し、被覆溶液が被覆された円筒を引き上げそして円筒の被覆を乾燥することによって被覆されている。一般に、円筒に付着される被覆は、被覆材料を節約し、熱の蓄積を回避しそして電気的な接地又はバイアスのための電気的接触を行う接触内面を設けるために、円筒の外面に限定される。円筒基体を被覆バスに浸漬する間に円筒の内部に被覆材料が著しく付着するのを防止するために、円筒の軸が垂直の位置又は姿勢に維持され、そして中空円筒の内部の少なくとも下部区分には種々の公知技術によって円筒内に空気が捕らえられる。円筒軸を垂直の姿勢に維持しながら円筒内に空気を捕らえることにより、円筒内部に被覆材料が無駄に付着されるのを最小にする。円筒内に空気を捕らえる１つの技術はマンドレルの下端を円筒の開放上端に挿入することであり、マンドレルにはその下端又はその付近に膨張可能な部品が配置されていて、これが膨張して円筒の内部にしっかりと接触しそしてそれを把持してシールを形成し、被覆液体中に円筒を浸漬する間にそのシールより下の円筒区分に空気を捕らえる。このような技術の１つが、参考としてここに取り上げる米国特許第４，６８０，２４６号に開示されている。別の実施例では、膨張可能なマンドレル部品が円盤又は厚いワッシャに類似した形状にされる。この膨張可能な円盤状部材の外径は、その通常の非ストレス状態において、そのマンドレルによって搬送される円筒の内径よりも若干小さくされる。この円盤の軸は主マンドレル本体と同軸的である。この膨張可能な円盤は、その上面及び下面の少なくともあるセグメントに圧縮力を加えることによって膨張される。この加えた圧縮力により、円盤の円形最外縁の周囲長さが充分に増大され、円盤の外周が円筒の内面にしっかり接触して把持し、これにより、マンドレルは、円筒を支持してある位置から別の位置へ搬送できると共に、円筒が被覆液バスに浸漬されるときには円筒の下の区分において円筒内部に空気を捕らえる空気シールとしても機能する。プレス手段から円盤の中心及びマンドレル本体を通して延びている張力シャフトに引っ張り力即ち張力を加えることによって円盤に圧縮力が付与され、それにより、円盤はプレス手段によってマンドレル本体の隣接下端に締め付けられる。中空円筒の内部のみを把持することによって円筒を支持するマンドレルを使用すると、機械的な物体が円筒の外面に接触することなく、又、その外面に付着された被覆にも接触することなく、円筒の外面の被覆が容易になる。マンドレルは、その上端が適当な従来のコンベア手段により支持される。このコンベア手段は、マンドレルを上下する手段を備えてもよいし、及び／又はエレベータ手段のような適当な従来の手段によってコンベア手段全体が上下されてもよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
天然又は合成ゴム或いはエラストマ、例えばエチレン−プロピレンターポリマで作られた膨張可能な円盤状部材は、浸漬被覆工程に対して良好に機能するが、新たに被覆された円筒は乾燥装置又はゾーンを経て搬送するために金属製プラテンで支持することが必要であると分かった。というのは、膨張可能な円盤や膨らまし得る袋は円筒の内壁にくっつき、付着した被覆の乾燥中に高い温度に曝された後にマンドレルの取り外しを防止又は妨げる傾向があるからである。又、一時的な圧縮又は膨張力及び高い乾燥温度に繰り返し曝したときには、膨張可能な円盤や膨らまし得る袋の材料の回復（記憶）特性が急激に低下する。回復特性が低下すると、材料は歪んだ後にその元の形状及びサイズに戻らなくなる。これは、次いで、円盤又は膨らまし袋を円筒の内壁から分離するのを困難なものにする。更に、圧縮力を加えることによって円盤を膨張するには特に高い圧力が必要となり、円盤の繰り返し寿命を短くする。
【０００６】
又、膨張可能な袋は、圧縮流体源、複雑な空気配管及び連結手段、空気シール等を必要とし、これらは被覆又は乾燥作業中の故障のおそれを著しく増大する。例えば、空気の漏れが生じると、被覆された円筒は被覆中でも被覆後でもマンドレルから落下することになる。ドラムが被覆バスに落下するか又は乾燥オーブンの床に落下した場合には、被覆ライン全体を停止して、その落下したドラムを取り去ると共に、その漏れを修復しなければならない。更に、膨らんだ袋と円筒の内部との間の大きな接触面積は、最終的に被覆が乾燥後に不所望な非均一な物理的及び電気的特性になるという熱伝達の問題を招く。
【０００７】
米国特許第４，６８０，２４６号；第３，９４５，４８６号；及び第３，７７７，８７５号は、物品を支持する装置について開示している。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記欠点を克服する改良されたマンドレル及びこれを使用する方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的及び他の目的は、本発明によれば、中空円筒を搬送するマンドレルにおいて、細長いアームと、該細長いアームの一端に隣接した皿型円盤とを備え、該皿型円盤は上記細長いアームから傾斜して離れるフレア付きのフレキシブルなリップを有し、該フレア付きのフレキシブルなリップは円形の最外縁を有し、そして更に、上記フレキシブルなリップの上記最外縁に隣接し且つその最外縁を含む上記リップの少なくとも一部分を上記細長いアームに向けて部分的に平らにして上記リップの上記円形の最外縁の周囲長さを増大するための往復運動可能なプレス手段を備えたマンドレルを提供することによって達成される。このマンドレルは、中空円筒を被覆するプロセスに使用される。
【００１０】
【実施例】
本発明の方法を完全に理解するために、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。図１に示されたマンドレル１０は、細長いアーム１２と、実質的に堅牢な皿型部材１４と、フレア付きのフレキシブルなリップ１６を有する皿型円盤１５と、張力シャフト１８と、この張力シャフト１８の上端に取り付けられると共に細長いアーム１２の上端に取り付けられて支持される張力付与手段２０と、上部及び下部フィン１９と、中空円筒２２とを備えている。細長いアーム１２はコンベアシステムのカラーセグメント２３によって支持される。中空円筒２２の上縁は下部フィン１９に形成された整列肩部２４に対して安住され、中空円筒２２がマンドレル１０の軸と同軸的に整列されるよう確保する。下部フィン１９の底部は中空円筒２２の上部の内部へと若干突出している。張力シャフト１８の下端にはねじ切りされたナット２５によってプレス手段２６が固定されている。張力付与手段２０は、張力シャフト１８を上方に引っ張ることのできる適当な手段、例えば、螺旋スプリング２８及びナット３０で構成され、ナット３０は張力シャフト１８のねじ切りされた上端にワッシャ上でねじ込まれる。他の典型的な張力付与手段は、例えば、ソレノイド、両方向作動のエアシリンダ、スクリュー、レバー、ノッチ付き傾斜部、カム装置等の装置を含む。螺旋スプリング３２は、張力付与手段２０が不作動にされたとき皿型円盤１５をプレス手段２６から分離するためのバイアスを与える。張力付与手段２０を不作動にすることは、ナット３０及び張力シャフト１８を下方に押すソレノイド又は他の適当な装置（図示せず）に電力を供給したり又はその電力の供給を遮断したりする適当な技術によって行われる。張力シャフト１８が下方に移動されると、プレス手段２６が対応的に下方に移動され、螺旋スプリング３２により皿型円盤１５をプレス手段２６から分離できるようにする。これは、皿型円盤１５のフレア付きのフレキシブルなリップ１６を弛緩させて中空円筒２２の内壁２８から引っ込めることができる。皿型円盤１５のフレア付きのフレキシブルなリップ１６が弛緩して中空円筒２２の内壁２８から引っ込められた状態では、マンドレル１０を中空円筒２２の内部に挿入したりそこから取り出したりすることができる。
【００１１】
図２において、ナット３０及び張力シャフト１８に対する下方圧力のソースを取り去ることによって張力付与手段２０が作動され、螺旋スプリング２８は張力シャフト１８を上方に引っ張ることができる。張力シャフト１８が上方に移動すると、プレス手段２６がそれに対応して上方に移動され、これは螺旋スプリング３２を圧縮し、プレス手段２６の裁頭円錐状の上面をフレア付きのフレキシブルなリップ１６に押しつけそしてフレア付きのフレキシブルなリップ１６を皿型円盤１５のフレア状スカートに抗して部分的に平坦化させる。フレア付きのフレキシブルなリップ１６の円形の最外縁は、皿型円盤１５のフレア状スカートの円形最外縁の境界を越えて延びているので、フレア付きのフレキシブルなリップ１６の円形の最外縁の周囲長さがプレス手段２６の上方移動によって増加され、これにより、フレア付きのフレキシブルなリップ１６の最外縁が中空円筒２０の内壁２８に接触し、それを摩擦把持しそしてそれと気密シールを形成する。
【００１２】
図３には、第２の皿型部材４０より成る別のプレス手段が示されており、この皿型部材４０は実質的に平らな円形のベースを備え、そしてこのベースは、該ベースの平面から外方に且つ該平面から皿型円盤４２のフレキシブルなリップ４１に向かって傾斜して離れるように延びているフレア状スカートによって取り巻かれている。第２の皿型部材４０は、張力シャフト１８と一体的な内実の平らな円形ベース（図示せず）を有してもよいし、図３及び４に示すように多成分ベースを備えてもよい。皿型円盤４２のフレキシブルなリップ４１の円形最外縁の周囲長さは、第２の皿型部材４０のフレア状スカートの円形最外縁の周囲長さよりも長い。皿型円盤４２のフレキシブルなリップ４１は、張力付与手段４３が不作動モードにある状態では弛緩した状態にあり、張力シャフト１８と、第２の皿型部材４０より成るプレス手段を螺旋スプリング４４によって下方に押しやることができる。
【００１３】
図４に示すように、張力付与手段（図示せず）が作動されて張力シャフト１８を上方に押し上げており、張力シャフト１８が上方に移動すると、第２の皿型部材４０が皿型円盤４２のフレキシブルなリップ４１に抗して対応的に上方に移動され、皿型円盤４２のフレア付きのフレキシブルなリップの最外縁を細長いアーム１２に向けて部分的に平坦化し、これにより、皿型円盤４２のフレア付きのフレキシブルなリップを中空円筒２０の内壁２８に接触させ、それを摩擦把持し、そしてそれとで気密シールを形成するようにさせる。
【００１４】
フレア付きのフレキシブルなリップ４１を有する皿型円盤４２は、張力シャフトの往復運動を受け入れるために穴を含んでいる。この穴は適当な形状のものでよい。通常、この穴は圧縮中のストレスの集中を回避するために円形である。簡単化を計りそして部品の耐久性を最大にするという理由で、単一の中心穴が好ましい。フレア付きのフレキシブルなリップ４１を有する皿型円盤４２とマンドレルの細長いアーム１２とに複数の穴があると、装置の複雑さが増すと共に、マンドレルのアームの強度が弱くなる。
【００１５】
フレア付きのフレキシブルなリップ４１の円形の最外縁は、丸み、平坦、傾斜等を含む適当な形状のものでよい。又、フレア付きのフレキシブルなリップ４１は、均一な厚みを有してもよいし、或いは円盤４２の中心から円形の最外端縁に向かってテーパ付けされた厚みを有してもよい。更に、フレア付きのフレキシブルなリップ４１の円形の最外縁は、該リップ４１と円筒２２の内壁２８との間の接触面積を最小にして熱伝達を減少するようなのみ状の断面を有してもよい。
【００１６】
皿型円盤の最小サイズは、支持されるべき円筒のサイズと、円盤の外径を充分に膨張させて円筒の内面に接触させそしてそれを摩擦把持するようにフレキシブルなリップを部分的に平坦化するのに用いる手段とによって著しく異なる。フレキシブルなリップの厚みは、その裏面（即ち、プレス手段とは反対の面）に支持がないときに少なくとも約１．８ｍｍでなければならない。裏面において部分的に支持されるリップの場合には、少なくとも約１．５ｍｍの厚みが好ましい。無支持のフレキシブルなリップの厚みは、一般に、約２．０ｍｍ未満でなければならず、そして部分的に支持されるリップの場合には充分なフレキシビリティを与えるために約１．７ｍｍ未満でなければならない。又、これらの厚みは、リップに使用される材料のフレキシビリティ、裏面における部分的な支持の程度、及び円盤の外径を増すようにリップを部分的に平坦化するのに使用される手段によって影響される。
【００１７】
本発明の円盤に使用されるフレキシブルなリップは、円盤の中心軸に沿った小さな圧縮力に応答してその外周を僅かに確実に外方に拡大即ち伸長させるためにデュロメータの高いフレキシブルなポリマ系エラストマを使用する。同じ形状でもデュロメータの小さい又は低いエラストマは、その直径を増大する傾向がほとんど又は全くなく、むしろ単に「おしつぶし」即ち圧縮しようとする。従って、上部及び底部において圧縮され即ち軸線に平行な方向に圧縮される「ドーナツ」状の膨張可能なエラストマは、本発明の円盤及びリップの考え方よりも相当に多量のエラストマを必要とする。一般に、ドーナツ型の膨張部材は、本発明の円盤及びリップの考え方で得られるのと同等の直径変化を得るのに相当に大きな圧縮力を必要とする。本発明のフレキシブルなリップをもつ膨張可能な円盤状部材に使用されるエラストマ材料は、好ましくは、満足な性能を得るためにはデュロメータが約４０ないし約１００でなければならない。一般に、デュロメータが約４０より小さいと、エラストマが中空円筒の内部にくっついて、円筒をマンドレルから離すのを妨げたり又は困難なものにする傾向がある。デュロメータが約１００より大きいと、円盤に充分な変形が生じるのを妨げ、円盤が中空円筒を支持するに充分なほど直径増加するのを妨げる。エラストマのデュロメータは約６０ないし約９０であるのが好ましい。デュロメータが約７５ないし約８５の状態で最適な結果が得られる。
【００１８】
又、膨張可能な皿型円盤に使用されるエラストマ材料は、複数の中空円筒を被覆する間に圧縮及び高温サイクルが繰り返されるときに、その回復特性を保持すると共に化学的及び物理的な劣化を回避するために、ＡＳＴＭ最大連続使用温度定格が少なくとも約２３０°Ｃでなければならない。ここで使用する「最大連続使用温度定格」という表現は、エラストマが加熱の前にその元の形状を実質的に完全に維持できると共に分解せずに化学的な安定性を保つことのできる最高温度として定義される。
【００１９】
上記のデュロメータ及び最大連続使用温度特性を有する耐高温エラストマ系ポリマであれば、適当なものを使用してもよい。又、円盤のエラストマ系ポリマは不活性であって且つ被覆混合物に使用される溶媒に耐えるものでなければならない。デュロメータが約５０ないし約１００であって且つ最大連続使用温度定格が２３０°Ｃ程度のものである典型的なエラストマは、例えば、エラストマ系フルオロカーボンゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム等を含む。ビニリデンフルオライド及びヘクサフルオロプロピレンのフルオロエラストマコポリマで最適な結果が得られる。この形式のフルオロエラストマコポリマは、Ｅ．Ｉ．デュポン社からＶｉｔｏｎという商標で入手できる。これらコポリマの幾つかは、約２３２°Ｃ（４５０°Ｆ）の高い温度において短時間は安定であり且つフレキシビリティがある。好ましい耐高温ポリマの別の例は、エチレン−プロピレンジエンモノマのターポリマエラストマ、エチレン、プロピレンの立体規則性線型ターポリマをベースとするエラストマ、及び環状又は脂肪族ジエンのような少量の非共役ジエン（ヘクサジエン、ジシクロペンタジエン又はエチリデンノーボルネン）であり、ターポリマ分子の不飽和部分は、完全に飽和した主連鎖からぶらさがる。このターポリマは、２０５°Ｃの高い温度に耐える。
【００２０】
金属は、充分な圧力付与のもとでは変形し得るが、熱伝導性があって円筒の内面との接触点においてヒートシンクを形成し、円筒を接触点において冷却し、これが高温度での乾燥中に被覆の変形を招くことになる。従って、膨張可能な円盤状部材は、デュロメータが約４０ないし約１００のエラストマポリマ材料で構成しなければならない。
【００２１】
典型的に、フレキシブルなリップの円形最外縁と円筒の内面との間の平均半径距離は、リップを部分的に平坦化する前は、約２５０μ（０．０１インチ）である。この間隔は、円盤を膨張する前に円盤を円筒の内部に容易に導入することができ且つ円盤の外周が収縮された後に円筒を円盤から重力で落下できるものである。フレキシブルなリップの最外面と円筒の内面との間の最大平均半径距離は、円盤膨張の前に、約５００μ（０．０２０インチ）であるのが好ましい。約５００μより大きな距離は、繰り返し動作中にフレキシブルなリップを有する皿型円盤の長さを増加する傾向がある。より詳細には、リップを大巾に平坦化した後に平坦化圧力を解除してリップがその元の形状に戻れるようにする場合には、長期にわたって繰り返し動作したときに部分的に平坦化されたリップがその元の形状に完全に戻るのを徐々に妨げるような不所望な回復作用が生じる。これは、リップの寿命を劇的に減少させる。リップの最外面と円筒の内面との間の平均半径距離は、円盤の膨張の前に、少なくとも円盤を中空円筒の内部に容易に滑り込ませるに充分なものでなければならない。
【００２２】
フレキシブルなリップを部分的に平坦化するのに適当な手段を使用することができる。一般に、細長いアームとは反対のリップの側でプレス手段に隣接するがその円形の最外縁ではない少なくともリング状のゾーンにおいてプレス手段に接触させてリップをそらすことにより部分的な平坦化が達成される。プレス手段は図１及び２に示す裁頭円錐状表面のような適当な形状を有してもよいし、或いは図３及び４に示すように実質的に平らな円形のベースを備えた第２の皿型部材を有していてこの円形ベースがフレア状スカートによって取り巻かれそしてこのフレア状スカートがベースの平面から外方に且つこの平面からフレキシブルなリップに向かって傾斜して離れるように延びるものでもよい。プレス手段は、充分な圧力をリップに加えて、リップの円形最外縁の周囲長さを増大すると共に、フレキシブルなリップを有する皿型円盤の穴を効果的にシールしなければならない。プレス手段は、往復運動可能な張力シャフトによって作動されたり不作動にされたりする。プレスシャフトの一端はプレス手段に固定されそしてシャフトの他端はマンドレルの細長いアームを通してシャフト移動手段へと延び、このシャフト移動手段はシャフトを軸方向にプレス手段に近づけたり離したりするように移動する。シャフトをプレス手段に向かって移動すると、フレキシブルなリップに加えられる部分平坦化の力が除去され、一方、プレス手段から離れる方向にシャフトを移動すると、プレス手段がフレキシブルなリップを部分的に平坦化する。張力シャフトに張力を加えるために適当な手段を使用することができる。張力供給手段は、例えば、単に張力シャフトにねじ込まれたナットでよい。マンドレル本体の方向に張力シャフトのナットをねじ込むことによって張力供給手段を作動すると、張力シャフトが張力下に置かれ、プレス手段がフレキシブルなリップに向って引っ張られ、リップを部分的に平坦化する。他の典型的な張力供給手段は、ソレノイド、両方向動作のエアピストン、液圧ピストン、コイルスプリング、エアシリンダ、ラッチカム、スクリュー、レバー、ノッチ付き傾斜部、カム装置等を含む。シャフトをある方向又は他の方向に往復運動する手段は、カム、ソレノイド、両方向動作のエアピストン、往復運動シャフトが連結ロッドとして働くモータ駆動クランクシャフト、スクリュー、レバー、ノッチ付き傾斜部、カム装置等の適当な装置を含む。
【００２３】
一般に、リップに加えられる部分平坦化圧力は、室温において、所定の円筒引き抜き力に調整される。例えば、リップが部分的に平坦化されているマンドレルから中空円筒を室温において引き抜くための約２０ポンドの引き抜き力は、重量が約８０ないし１２０グラムの中空円筒を搬送するのに満足なものである。この引き抜き力は、搬送されるべき中空円筒の重量と共に変化することが明らかである。典型的に、室温での引き抜き力は、最も一般的なアルミニウム円筒について選択された実際の重量に基づき約１ポンドないし約３０ポンドの範囲である。約３０ポンドより大きな引き抜き力は通常は望ましくない。というのは、把持力によりエラストマの回復力が低下されると共に、膨張可能なドーナツ部のヒートシンク特性が増大するからである。
【００２４】
マンドレルは、その上端が適当なコンベア手段によって支持される。コンベア手段は、マンドレルの上端を把持する手段、例えば、カラーやチャックを備えることができる。張力付与手段は、オペレータが手で作動したり不作動にしたりすることもできるし、或いはスイッチ又はバルブによって制御される適当な従来の電気的手段又は流体供給手段によって自動的に作動することもできる。マンドレルは、手で上げ下げすることもできるし、或いはボール・スクリュー、両方向動作のエアピストン、液圧ピストン、チェーン・ギアシステム、スクリュー・ブロックシステム、カム、傾斜部、クレーン等の適当な通常の往復運動可能な手段によって上げ下げすることもできる。マンドレル及び／又は全コンベア手段は、エレベータ手段のような適当な通常の手段によって上げ下げされる。
【００２５】
一般に、円筒は、被覆材料液バスのレベルより上に円筒の最上端の周りの小さな非被覆帯だけが残るまで被覆液混合物中に浸漬される。これは、その小さな帯に被覆が付着するのを防止する。この非被覆帯は、円筒が導電性である場合に、電子写真像形成中に円筒を電気的に接地するのに使用できる。又、この非被覆帯はスペーサを支持するのに使用することもでき、これらスペーサは非被覆領域に乗せられて他のサブシステムを被覆されたドラムに接触しないように間隔どりする。又、被覆混合物中に円筒を完全に浸漬するのは望ましくない。というのは、被覆混合物が円筒の上縁からオーバーフローして、マンドレル、円盤及び円筒の内部に不所望な付着物を形成することがあるからである。被覆液バスに向かってドラムを垂直方向下方に移動することにより浸漬被覆を行うことができるが、被覆液バスを上方に移動するか又はこれらの動きを組み合わせることによって浸漬被覆を行うこともできる。便宜上、これら全ての動きは、「浸漬」という表現に包含されるものとみなす。マンドレルを上げ下げする手段は当業者に公知であるから、ここでは詳細に説明しない。
【００２６】
円筒状の静電写真像形成部材には種々の実施例がある。典型的に、導電性表面を有する中空円筒基体が設けられる。電子写真像形成部材としては、この導電性表面に少なくとも１つの光導電性の層が付着される。この光導電性の層を付着する前に導電性の層に任意の電荷ブロック層を付着してもよい。もし所望ならば、電荷ブロック層又は導電層と光導電性層との間に接着層を用いてもよい。多層の感光体の場合には、電荷発生層及び電荷移動層を備えた電子写真像形成層が通常はその下の表面上に付着される。イオノグラフィ像形成部材の場合には、電気絶縁誘電体層が導電性表面に付着される。
【００２７】
円筒状基体、即ち中空円筒は、通常は不透明であるが、実質的に透明であってもよい。中空円筒は、必要な機械的特性を有する多数の適当な材料で構成することができる。従って、基体は、無機又は有機組成のような非導電性又は導電性の材料の層で構成できる。非導電性の材料としては、この目的で知られている種々の樹脂を使用でき、これらは、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン等を含み、中空円筒へと成形又は射出されるものである。電気絶縁性又は導電性の基体は比較的堅牢である。
【００２８】
円筒状基体の厚みは、堅牢さ及び経済的な要件を含む多数のファクタによって決まるもので、従って、実質的な厚みは例えば約４ｍｍでよく、或いは最終的な静電写真装置に悪影響が及ばなければ、約５０μの最小厚みでもよい。基体層の表面は、付着される被覆の大きな接着性を促進するために被覆の前に清掃されるのが好ましい。清掃は、例えば、基体層の表面をプラズマ放電、イオン衝撃等に曝すことによって行うことができる。
【００２９】
円筒状基体それ自体が電気絶縁性である場合には、導電性の表面層が設けられる。この導電層の厚みは、静電写真部材に所望される光学的な透明度に基づいて実質的に広い範囲にわたって変化し得る。この導電層は、例えば、真空蒸着技術のような適当な被覆技術によって基体上に形成された導電性金属層でもよい。低速コピー機における電子写真像形成部材の導電層としての典型的な導電率は、約１０2 ないし１０3 Ω／平方である。一般には、中空円筒基体全体が、アルミニウム、ニッケル、アルミニウムの一般合金、堅牢なプラスチック等の単一金属で構成される。
【００３０】
任意の電荷ブロック層及び／又は接着層が感光体用の中空円筒の導電性表面に付着されてもよい。電荷ブロック層及び接着性電荷層は公知であり、通常は、フィルム形成成分及び溶媒で構成される。公知の適当な電荷ブロック層及び／又は接着層を使用してもよい。便宜上、薄い層を得るには、円筒を希釈溶液バスに浸漬することによってブロック層及び／又は接着層を付着するのが好ましく、被覆の付着の後に、強制空気加熱、赤外線加熱等の従来の乾燥技術により溶媒が除去される。ブロック層は連続的で且つ均一な厚みを有していなければならない。
【００３１】
適当な光発生層を、ブロック層及び／又は接着性ブロック層に付着することができる。光発生層には、以下に述べるように、連続的なホール移動層がオーバーコーティングされる。典型的な光発生層は、例えば、フィルム形成ポリマバインダの溶媒溶液中に無機又は有機の光導電性粒子を分散したものを含む。光導電層が光発生層の特性を向上したり又は減少したりする場合には多数の光発生層組成を使用してもよい。この形式の構成が例えば参考としてここに取り上げる米国特許第４，４１５，６３９号に開示されている。もし所望であれば、公知の他の適当な光発生材料を使用してもよい。
【００３２】
適当なポリマ系フィルム形成バインダ材料を光発生バインダ層にマトリクスとして使用してもよい。典型的なポリマ系フィルム形成材料は、例えば、参考として取り上げる米国特許第３，１２１，００６号に開示されたものを含む。
【００３３】
光発生組成即ちピグメントは、樹脂性バインダ組成に種々の量で存在するが、一般には、約５体積％ないし約９０体積％の光発生ピグメントが約１０体積％ないし約９５体積％の樹脂性バインダに分散され、そして好ましくは、約２０体積％ないし約３０体積％の光発生ピグメントが約７０体積％ないし約８０体積％の樹脂性バインダ組成に分散される。
【００３４】
光導電性組成及び／又はピグメントと樹脂性バインダ材料とを含む光発生層は一般にその厚みが約０．１μないし約５．０ミクロンの範囲であり、そして好ましくは、その厚みが約０．３μないし約３μである。光発生層の厚みはバインダ含有量に関連している。バインダ含有組成が多いほど、一般に、光発生用として厚い層が必要となる。本発明の目的が達成されるならば、これら範囲外の厚みを選択することもできる。溶媒を除去するための浸漬付着被覆の乾燥は、オーブン乾燥、赤外線放射乾燥、空気乾燥等によって行うことができる。
【００３５】
活性の電荷移動層は、電気的に不活性なポリマ材料に分散されてこれら材料を電気的に活性にする添加剤として有用な活性化化合物を含んでもよい。これらの化合物は、光発生材料から光発生されたホールの注入を支持できないと共にこれらのホールを移動することもできないポリマ材料に添加されてもよい。これは、電気的に不活性なポリマ材料を、発生層から光発生されたホールの注入を支持できると共に活性層を通してこれらホールを移動して活性層の表面電荷を放電することのできる材料へと変換する。本発明の多層光導電体の２つの電気的作動層の一方に使用される特に好ましい移動層は、約２５ないし約７５重量％の少なくとも１つの電荷移動芳香族アミン化合物と、この芳香族アミンを溶解し得る約７５ないし約２５重量％のポリマ系フィルム形成樹脂とを含む。
【００３６】
電荷移動層を形成する混合物は、フィルム形成バインダの溶媒溶液中に溶解されるか又は分子的に分散された適当な電荷移動分子を含んでもよい。溶媒中に溶解される適当な樹脂バインダが本発明のプロセスに使用されてもよい。
【００３７】
一般に、ホール移動層の厚みは約１０ないし約５０μであるが、この範囲外の厚みも使用できる。ホール移動層は、このホール移動層に置かれた静電荷が光照射がない場合に静電潜像の形成及び保持を防止するに充分な割合で導通されない程度までの絶縁体でなければならない。一般に、ホール移動層と電荷発生層との厚みの比率は、約２：１ないし２００：１にそしてある場合には４００：１という大きさに維持されるのが好ましい。
【００３８】
少なくとも２つの電気的作動層を有する感光部材は、例えば、米国特許第４，２６５，９９０号；第４，２３３，３８４号；第４，３０６，００８号；第４，２９９，８９７号；及び第４，４３９，５０７号に開示された電荷発生層及びジアミン含有移動層部材を含む。これら特許の開示を全体的にここに組み込むものとする。感光体は、例えば、上記したように導電性表面と電荷移動層との間にサンドイッチされた電荷発生層を含むか又は導電性表面と電荷発生層との間にサンドイッチされた電荷移動層を含む。
【００３９】
溶媒を除去するための付着被覆の乾燥は、オーブン乾燥、赤外線放射乾燥、真空乾燥、周囲空気流乾燥、圧縮空気乾燥等の適当な従来技術によって行うことができる。
【００４０】
任意であるが、耐摩耗性を改善するようにオーバーコート層を使用することもできる。オーバーコート層は連続的であって、一般的にその厚みが約１０μ未満である。
【００４１】
エレクトログラフィック像形成部材の場合には、導電層の上に敷設される誘電体層が光導電層と置き換えられる。エレクトログラフィック像形成部材の誘電体層には、適当な従来のフレキシブルな電気絶縁性誘電体フィルム形成ポリマが使用される。このポリマは、浸漬被覆によって付着されるときには溶媒中に溶解する。溶媒を除去するための付着被覆の乾燥は、オーブン乾燥、赤外線放射乾燥、真空乾燥、周囲空気流乾燥、圧縮空気乾燥等の適当な従来技術によって行うことができる。
【００４２】
本発明のマンドレルは、中空円筒の浸漬被覆及び処理に関連した温度変動、化学薬品及び化学煙霧に耐え得る。
【００４３】
例Ｉ
内径が約３９ｍｍ、壁厚が１．０ｍｍそして長さが約１３０ｍｍのアルミニウムドラムをマンドレルに取り付けた。マンドレルは、細長い一般的に円筒状の高性能プラスチック（ＡＬＴＥＭ）アームより成るもので、長さが約１３ｍｍで、平均直径が約５０ｍｍ未満のものであった。このアームは、その一端から他端までアームを通して軸方向に延びる穴を含んでいた。外径が３７ｍｍで、厚みが２ｍｍで、縁の厚みが１．８ｍｍでそして図１に示す設計構成をもつように整形された部材である膨張可能な円盤を、上部及び下部のテフロン支持体、ステンレススチール保持ピン（３）、螺旋スプリング、ワッシャ、組み立てスクリュー及び絶縁キャップといった上記した付随の支持部片と共にマンドレルに取り付けた。これらは、図１の実施例について述べたようにフィン付き設計のマンドレルに組み立てて調整した。円盤状部材は、ＶＩＴＯＮエラストマのサンプルからこの実施例で述べた仕様に基づいて切断し研磨した。このポリマは、デュロメータが約７０であり、最大連続使用温度定格が約２３０°Ｃであった。この円盤を張力シャフトによりアームの一端に取り付けた。張力シャフトは直径が１０ｍｍで、長さが２０ｃｍであった。シャフトの自由端を、膨張可能な円盤の穴と、細長いプラスチックアームを通して延びる穴とに通した。シャフトの自由端は、細長いプラスチックアームの端を約５ｃｍ越えて延びるようにした。シャフトの自由端にねじを切り、ワッシャ及びナットを嵌めた。マンドレルからドラムを滑り落とすのに約３５ポンドの引き抜き力が必要とされるまで、ナットを室温において締め付けた。次いで、ドラムをマンドレルによって支持しそして約１５５°Ｃの温度の強制空気オーブンにおいて約３０分間垂直状態で（ドラム軸の姿勢で）加熱した。この円盤形状は全ての点で完全に受け入れられることが分かった。保持強度即ち「引き抜き力」は全てのテストモード及び温度において一定に保たれた。形状は「冷却」において歪むこともなく、又、いかなる回復作用も示さなかった。又、ドラムの接触内面にくっつく傾向もなかった。溶媒露出によるポリマの劣化もなかった。この円盤は、基体表面の温度データ記録により明らかなように、著しいヒートシンク特性を示さなかった。従って、このポリマを、上記したように指定のプロファイルで複製した。各々の場合に同じ又は同様の結果が得られた。基体に隣接するマンドレル表面から厳密な温度データを記録した。又、基体の全長に沿って基体表面からの温度データも詳細に記録したが、特にマンドレルフィン又は斜面との接触点においての温度データを記録した。このデータは、上記のようにＶＩＴＯＮフレア円盤形状及びそれに付随の支持部片を有するフィン付きマンドレルに対し、約５°Ｃの温度プロファイルの平均的な改善を明確に示している。これは、ひいては、基体に対して改善された加熱及び冷却サイクルを意味し、そしてこれは、改良された被覆、ひいては、感光体の改良された静電特性に直接関係する。
【００４４】
例II
例Ｉで述べたのと同じアルミニウムドラムをマンドレルに取り付けた。マンドレルは、細長い一般的に円筒状の高性能プラスチック（ＲＹＴＯＮ）アームより成るもので、長さが約１３ｍｍで、平均直径が約５０ｍｍ未満のものであった。このアームは、その一端から他端までアームを通して軸方向に延びる穴を含んでいた。外径が３７ｍｍで、厚みが２ｍｍで、縁の厚みが１．８ｍｍでそして図１に示す設計構成をもつように整形された部材である膨張可能な円盤を、上部及び下部のテフロン支持体、ステンレススチール保持ピン（３）、螺旋スプリング、ワッシャ、組み立てスクリュー及び絶縁キャップといった上記の付随の支持部片と共にマンドレルに取り付けた。これらは、図１の実施例について述べたようにフィン付き設計のマンドレルに組み立てて調整した。円盤状部材は、シリコーンエラストマのサンプルからこの実施例で述べた仕様に基づいて切断し研磨した。このポリマはデュロメータが約７０で、最大連続使用温度定格が約２３０°Ｃであった。この円盤を張力シャフトによりアームの一端に取り付けた。張力シャフトは直径が１０ｍｍで、長さが２０ｃｍであった。シャフトの自由端を、膨張可能な円盤の穴と、細長いプラスチックアームを通して延びる穴に通した。シャフトの自由端は、細長いプラスチックアームの端を約５ｃｍ越えて延びるようにした。シャフトの自由端にねじを切り、ワッシャ及びナットを嵌めた。マンドレルからドラムを滑り落とすのに約３５ポンドの引き抜き力が必要とされるまで、ナットを室温において締め付けた。次いで、ドラムをマンドレルに支持しそして約１５５°Ｃの温度の強制空気オーブンにおいて約３０分間垂直状態で（ドラム軸の姿勢で）加熱した。この円盤形状は全ての点で完全に受け入れられると分かった。保持強度即ち「引き抜き力」は全てのテストモード及び温度において一定に保たれた。形状は「冷却」において歪むこともなく、又、いかなる回復作用も示さなかった。又、管の接触内面にくっつく傾向もなかった。溶媒露出によるポリマの劣化もなかった。この円盤は、基体表面の温度データ記録により明らかなように、著しいヒートシンク特性を示さなかった。従って、このポリマを、上記したように指定のプロファイルで複製した。各々の場合に同じ又は同様の結果が得られた。基体に隣接するマンドレル表面から厳密な温度データを記録した。又、基体の全長に沿って基体表面からの温度データも詳細に記録したが、特にマンドレルフィン又は斜面との接触点において温度データを記録した。このデータは、上記のようにシリコーンフレア円盤形状及びそれに付随の支持部片を有するフィン付きマンドレルに対し、約５°Ｃの温度プロファイルの平均的な改善を明確に示している。これは、ひいては、基体に対して改善された加熱及び冷却サイクルを意味し、そしてこれは、改良された被覆、ひいては、感光体の改良された静電特性に直接関係する。
【００４５】
例III
例Ｉで述べたのと同じアルミニウムドラムをマンドレルに取り付けた。マンドレルは、細長い一般的に円筒状の高性能プラスチック（ＲＹＴＯＮ）アームより成るもので、長さが約１３ｍｍで、平均直径が約５０ｍｍ未満のものであった。このアームは、その一端から他端までアームを通して軸方向に延びる穴を含んでいた。外径が３７ｍｍで、厚みが４．０ｍｍで、縁の厚みが１．８ｍｍでそして図３及び４に詳細に示す設計構成をもつように整形された部材である２つの膨張可能な円盤を、ステンレススチールの螺旋スプリングの上記の付随の支持部片と共にマンドレルに取り付けた。これらは、図１の実施例について述べたようにフィン付き設計のマンドレルに組み立てて調整した。円盤状部材は、シリコーンエラストマのサンプルからこの実施例で述べた仕様に基づいて切断し研磨した。このポリマはデュロメータが約７０で、最大連続使用温度定格が約２３０°Ｃであった。この円盤を張力シャフトによりアームの一端に取り付けた。張力シャフトは直径が１０ｍｍで、長さが２０ｃｍであった。シャフトの自由端を、膨張可能な円盤の穴と、細長いプラスチックアームを通して延びる穴に通した。シャフトの自由端は細長いプラスチックアームの端を約５ｃｍ越えて延びるようにした。シャフトの自由端にねじを切り、ワッシャ及びナットを嵌めた。マンドレルからドラムを滑り落とすのに約３５ポンドの引き抜き力が必要とされるまで、ナットを室温において締め付けた。次いで、ドラムをマンドレルに支持しそして約１５５°Ｃの温度の強制空気オーブンにおいて約３０分間垂直状態で（ドラム軸の姿勢で）加熱した。この円盤設計は全ての点で完全に受け入れられると分かった。保持強度即ち「引き抜き力」は全てのテストモード及び温度において一定に保たれた。形状は「冷却」において歪むこともなく、又、いかなる回復作用も示さなかった。又、管の接触内面にくっつく傾向もなかった。溶媒露出によるポリマの劣化もなかった。この円盤は、基体表面の温度データ記録から明らかなように、著しいヒートシンク特性を示さなかった。従って、このポリマを上記したように指定のプロファイルで複製した。各々の場合に同じ又は同様の結果が得られた。基体に隣接するマンドレル表面から厳密な温度データを記録した。又、基体の全長に沿って基体表面からの温度データも詳細に記録したが、特にマンドレルフィン又は斜面との接触点において温度データを記録した。このデータは、上記のようにシリコーンフレア円盤形状及びそれに付随の支持部片を有するフィン付きマンドレルに対し、約５°Ｃの温度プロファイルの平均的な改善を明確に示した。これは、ひいては、基体に対して改善された加熱及び冷却サイクルを意味し、次いで、これは、改良された被覆、ひいては、感光体の改良された静電特性に直接関係する。
【００４６】
例IV
例Ｉで述べたのと同じアルミニウムドラムをマンドレルに取り付けた。マンドレルは、細長い一般的に円筒状の高性能プラスチック（ＡＬＴＥＭ）アームより成るもので、長さが約１３ｍｍで、平均直径が約５０ｍｍ未満のものであった。このアームは、その一端から他端までアームを通して軸方向に延びる穴を含んでいた。外径が３７ｍｍで、厚みが４．０ｍｍで、縁の厚みが１．８ｍｍでそして図３及び４に詳細に示す設計構成をもつように整形された部材である２つの膨張可能な円盤を、ステンレススチールの螺旋スプリングの上記の付随の支持部片と共にマンドレルに取り付けた。これらは、図１の実施例について述べたようにフィン付き設計のマンドレルに組み立てて調整した。円盤状部材は、ＶＩＴＯＮエラストマのサンプルからこの実施例で述べた仕様に基づいて切断し研磨した。このポリマはデュロメータが約７０で、最大連続使用温度定格が約２３０°Ｃであった。この円盤を張力シャフトによりアームの一端に取り付けた。張力シャフトは直径が１０ｍｍで、長さが２０ｃｍであった。シャフトの自由端を、膨張可能な円盤の穴と、細長いプラスチックアームを通して延びる穴に通した。シャフトの自由端は細長いプラスチックアームの端を約５ｃｍ越えて延びるようにした。シャフトの自由端にねじを切り、ワッシャ及びナットを嵌めた。マンドレルからドラムを滑り落とすのに約３５ポンドの引き抜き力が必要とされるまで、ナットを室温において締め付けた。次いで、ドラムをマンドレルに支持しそして約１５５°Ｃの温度の強制空気オーブンにおいて約３０分間垂直状態で（ドラム軸の姿勢で）加熱した。この円盤設計は全ての点で完全に受け入れられると分かった。保持強度即ち「引き抜き力」は全てのテストモード及び温度において一定に保たれた。形状は「冷却」において歪むこともなく、又、いかなる回復作用も示さなかった。又、管の接触内面にくっつく傾向もなかった。溶媒露出によるポリマの劣化もなかった。この円盤は、基体表面の温度データ記録から明らかなように、著しいヒートシンク特性を示さなかった。従って、このポリマを上記したように指定のプロファイルで複製した。各々の場合に同じ又は同様の結果が得られた。基体に隣接するマンドレル表面から厳密な温度データを記録した。又、基体の全長に沿って基体表面からの温度データも詳細に記録したが、特にマンドレルフィン又は斜面との接触点において温度データを記録した。このデータは、上記のようにＶＩＴＯＮフレア円盤形状及びそれに付随の支持部片を有するフィン付きマンドレルに対し、約５°Ｃの温度プロファイルの平均的な改善を明確に示した。これは、ひいては、基体に対して改善された加熱及び冷却サイクルを意味し、次いで、これは、改良された被覆、ひいては、感光体の改良された静電特性に直接関係する。
【図面の簡単な説明】
【図１】フレキシブルなリップを膨張する前の本発明のマンドレルを示す概略断面図である。
【図２】フレキシブルなリップを膨張した後の図１のマンドレルの部分概略断面図である。
【図３】フレキシブルなリップを膨張する前の本発明のマンドレルの別の実施例を示す概略断面図である。
【図４】フレキシブルなリップを膨張した後の図３のマンドレルの部分図である。
【符号の説明】
１０  マンドレル
１２  細長いアーム
１４  皿型部材
１６  張力シャフト
１５  皿型円盤
１６  フレア付きのフレキシブルなリップ
１８  張力シャフト
１９  フィン
２０  張力付与手段
２２  中空円筒
２３  コンベアシステムのカラー区分
２４  整列肩部
２６  プレス手段
２８  螺旋スプリング
３０  ナット
３２  螺旋スプリング
４０  第２の皿型部材
４１  フレキシブルなリップ
４２  円盤
４３  張力付与手段
４４  螺旋スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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