BRPI0602433B1

BRPI0602433B1 - Membro de formação de imagem eletrofotográfica flexível sem costura e sistema de impressão eletrofotográfica

Info

Publication number: BRPI0602433B1
Application number: BRPI0602433-5A
Authority: BR
Inventors: J. Darcy John Iii; S. Roetker Michael
Original assignee: Xerox Corporation
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2018-06-12
Also published as: BRPI0602433A8; US7531283B2; BRPI0602433A; JP4629618B2; CN1885199B; JP2007004159A; US20060286467A1; CN1885199A

Abstract

"ablação a laser de área de costura soldada". a presente invenção refere-se a membro de formação de imagem eletrofotográfica flexível sem costura, que compreende um material de tira de substrato flexível que tem uma costura fotodecomposta não-fundida de polímero de poliimida carregada com negro-de-fumo.

Description

(54) Título: MEMBRO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM ELETROFOTOGRÁFICA FLEXÍVEL SEM COSTURA E SISTEMA DE IMPRESSÃO ELETROFOTOGRÁFICA (51) Int.CI.: B29C 37/04; B29C 65/08; B29C 65/56; B29C 65/00; B29C 65/78; B29K 79/00; G03G 15/00 (52) CPC: B29C 37/04,B29C 65/08,B29C 65/56,B29C 66/2272,B29C 66/71,B29C 66/4322,B29C 66/4324,B29C 66/73941,B29C 2791/009,B29C 2793/009,B29C 65/7847,B29C 66/1142,B29C 66/73921, B29K 2079/08,G03G 15/754 (30) Prioridade Unionista: 20/06/2005 US 11/155.672 (73) Titular(es): XEROX CORPORATION (72) Inventor(es): JOHN J. DARCY lll; MICHAEL S. ROETKER

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MEMBRO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM ELETROFOTOGRÁFICA FLEXÍVEL SEM COSTURA E SISTEMA DE IMPRESSÃO ELETROFOTOGRÁFICA.

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se às cintas flexíveis típicas usadas para diferentes tipos de aplicação prática, geralmente, que são preparadas em uma configuração de cinta costurada ou sem costura. Estas cintas flexíveis são comumente utilizadas para se adequarem a numerosas finalidades de funcionamento, tais como cintas de membro de formação de imagem eletrostatográfica, cintas transportadoras, cintas de acionamento, cintas de transferência de imagem intermediária, cintas de transporte de folha, cintas de manipulação de documento, cintas doadoras para transporte de partículas de toner, cintas de acionamento de motor, cintas acionadas de assistência de torque, e similares.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA [002] Cintas flexíveis, tais como cintas de membro de formação de imagem eletrostatográfica, são bem conhecidas na técnica. Os membros de formação de imagem flexíveis eletrostatográficos típicos incluem, por exemplo, fotorreceptores para sistemas de formação de imagem eletrostatográfica, e eletrorreceptores ou membros de formação de imagem ionográfica para sistemas de formação de imagem eletrográfica. Ambas as cintas de membro de formação de imagem eletrofotográfica e eletrográfica são comumente utilizadas em uma configuração de cinta com costura, com base na facilidade de fabricação de cinta e em considerações de custo, embora as cintas de formação de imagem sem costura sejam preferidas, uma vez que a superfície de cinta inteira seja uma área de formação de imagem viável.

[003] Um membro de transferência de imagem flexível usualmenPetição 870170102185, de 27/12/2017, pág. 6/19

2/8 te é fabricado a partir de uma folha cortada de uma manta de membro de formação de imagem. As folhas geralmente são de formato retangular. Todos os lados podem ser do mesmo comprimento, ou um par de lados paralelos pode ser mais longo do que o outro par de lados paralelos. A expressão retangular, como empregada aqui, é pretendida para incluir folhas com quatro lados, onde todos os lados são de comprimento igual, ou onde o comprimento de dois lados paralelos iguais é desigual dos outros dois lados paralelos iguais.

[004] As folhas são fabricadas em uma cinta pela superposição de regiões de extremidade marginal oposta da folha. Uma costura tipicamente é produzida as regiões de extremidade marginal de superposição no local de junção. A junção pode ser efetuada por quaisquer meios adequados. As técnicas de junção típicas incluem soldagem (tal como soldagem ultra-sônica), colagem, colagem com fita, fusão com calor e pressão e similares. As cintas de membro de formação de imagem eletrostatográfica costuradas típicas comumente empregadas em máquinas de formação de imagem têm uma costura soldada formada a partir de um processo de soldagem ultra-sônica.

[005] A soldagem ultra-sônica pode ser o método escolhido para a junção de um membro de formação de imagem flexível, porque ele é rápido, limpo e sem solvente e de baixo custo, bem como porque produz uma costura fina e estreita. Além disso, a soldagem ultra-sônica pode ser preferida porque o golpe mecânico de frequência alta da trompa de sondagem causa a geração de calor nas regiões marginais de extremidade sobreposta contígua do laço de folha de formação de imagem flexível para maximização da fusão de uma ou mais camadas ali, para a formação de uma junta de costura forte e precisamente definida. A soldagem ultra-sônica também pode ser escolhida para a junção de folhas poliméricas flexíveis por causa de sua velocidade, limpeza (ausência de solventes) e produção de uma costura forte. A fuPetição 870170102185, de 27/12/2017, pág. 7/19

3/8 são das camadas de revestimento da folha fotocondutora provê um contato direto de substrato com substrato das extremidades opostas e a fusão delas em uma costura.

[006] A soldagem ultra-sônica é um processo que usa vibrações mecânicas de alta frequência acima da faixa audível. As vibrações são produzidas na ponta de um sonotrodo ou de uma trompa de soldagem. A força vibratória que emana de um dispositivo de trompa como esse pode ser gerada a frequências altas o bastante para amolecer ou fundir componentes de material termoplástico que se pretende unir em conjunto. Por exemplo, essas frequências podem ser efetivas a 20, 30 ou 40 kHz. Uma das vantagens principais da soldagem ultra-sônica pode ser encontrada nas etapas de soldagem muito curtas que melhoram sua utilidade, mesmo em uma produção em massa. Os tempos de soldagem podem ser de menos de um segundo. Assim, o processo tem sido utilizado em muitas indústrias e aplicações.

[007] A soldagem ultra-sônica pode ser realizada a várias distâncias da trompa variando de apenas uma fração de um milímetro até vários centímetros. Para a soldagem distante, o polímero deve transmitir a energia eficientemente, isto é, não ser flexível demais ou ter um módulo de perda alto demais. Um copolímero de acrilonitrila, butadieno e estireno (ABS) e poliestireno de alto impacto está dentre os polímeros mais fáceis de soldar de forma ultra-sônica. A soldagem ultrasônica usualmente unirá termoplásticos amorfos mais prontamente do que os semicristalinos. Contudo, o advento de máquinas mais potentes nublou esta distinção, e polímeros semicristalinos agora são soldados rotineiramente.

[008] O processo de soldagem ultra-sônica pode envolver e manter pressionadas as extremidades sobrepostas de uma folha de membro de formação de imagem flexível com vácuo contra uma superfície de encosto plana e guiar a extremidade de ponta de uma trompa de

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4/8 vibração ultra-sônica transversalmente através da largura inteira da folha, sobre e ao longo das extremidades sobrepostas, para a formação de uma costura soldada. A frequência de vibração ultra-sônica aplicada para a junção das extremidades de cinta/laço de fotorreceptor é mantida tão alta que um calor por atrito resulta mediante um contato com o material a ser unido. O calor causa um amolecimento ou uma fusão da porção de contato, o que resulta na fusão dos pedaços de extremidade de cinta unida, sem quaisquer manchas de queima de trompa na forma de soldas indesejáveis elevadas, rugosas e frágeis. [009] Infelizmente, o processo de junção por soldagem ultrasônica pode resultar na formação de rebarbas e salpicos que se projetam, respectivamente, além das bordas da cinta e sobre um dos lados da região sobreposta da batida. A espessura excessiva da cinta fotorreceptora na região de costura, devido à presença de salpicos e superposição de costura pode resultar em uma deformação ao dobramento induzida maior na costura do que no restante da cinta fotorreceptora, conforme a costura passar sobre cada rolo de suporte. Mais ainda, a espessura excessiva de costura e projeções de salpico irregulares podem causar o desenvolvimento de grandes forças de atrito laterais contra as lâminas de limpeza, durante os ciclos de formação de imagem eletrofotográfica e de limpeza. Esta interferência mecânica foi observada como afetando severamente a vida da cinta de formação de imagem, exacerbando o desgaste de lâmina e induzindo variações de velocidade de cinta durante o ciclo da cinta.

[0010] A formação de rebarbas de costura pode ser removida de qualquer uma das bordas da cinta com o uso, por exemplo, de um punção alternativo ou um dispositivo de entalhamento. O punção alternativo tem uma seção transversal circular pequena e remove as rebarbas e parte da costura, para a formação de um entalhe geralmente semicircular em uma das bordas da cinta. Outros esforços inovadores

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5/8 foram empregados para melhoria da morfologia de costura, tais como um alisamento de superfície de costura por polimento; extensão da vida da costura pela gravação da superfície de topo da costura para alívio de tensão à flexão/tensão; e alteração de formato das extremidades de folha de formação de imagem por retificação mecânica antes da superposição e da soldagem, todos têm sido demonstrados de forma bem sucedida, estas técnicas, não obstante, são trabalhosas e muito dispendiosas de se implementar. Para a provisão de cintas de membro de formação de imagem robustas mecanicamente que se adéquem às exigências futuras de formação de imagem eletrostatográfica, portanto, tornou-se evidente que a preparação de cintas de membro de formação de imagem sem costura é importante para a eliminação dos inconvenientes associados à costura de cinta flexível. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os aspectos descritos neste pedido incluem:

[0011] um método para a fabricação de uma cinta de membro de formação de imagem eletrofotográfica flexível substancialmente sem costura, o método de fabricação compreendendo a provisão de uma folha de suporte de substrato flexível que compreende uma tira de material, onde o material compreende um polímero de poliimida carregada com negro-de-fumo de pelo menos uma primeira e uma segunda bordas verticais, que tem uma primeira borda de tira vertical e uma segunda borda de tira vertical, um lado de imagem de topo e um lado não de imagem de fundo; a soldagem ultra-sônica da primeira borda de tira vertical à segunda borda de tira vertical para a formação de uma costura; a ablação a laser da costura para a remoção do material elevado pelo menos no lado de imagem da folha de suporte de substrato flexível;

[0012] um sistema que compreende um membro de formação de imagem eletrofotográfica flexível em costura que compreende um maPetição 870170102185, de 27/12/2017, pág. 10/19

6/8 terial de tira de substrato flexível que tem uma costura fotodecomposta não-fundida de um polímero de poliimida carregada com negro-defumo; e [0013] um sistema de impressão eletrofotográfica compreendendo um membro de formação de imagem eletrofotográfica de cinta compreendido por um polímero de poliimida carregada com negro-de-fumo com uma costura fotodecomposta não-fundida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] Vários dos recursos mencionados acima e adicionais e vantagens serão mais bem compreendidos a partir desta descrição de modalidades dos mesmos, incluindo as figuras de desenho em anexo, onde:

[0015] a figura 1 é uma representação isométrica de uma cinta de transferência intermediária; e [0016] a figura 2 é uma microfotografia de elétron de varredura de uma costura de poliimida carregada com negro-de-fumo formada pela soldagem ultra-sônica seguida por ablação a laser das porções elevadas acima da linha de costura.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0017] Em modalidades, é ilustrado um método para a fabricação de uma cinta de membro de formação de imagem eletrofotográfica flexível substancialmente sem costura, o método de fabricação compreendendo a provisão de uma folha de suporte de substrato flexível que compreende uma tira de material, onde o material compreende um polímero de poliimida carregada com negro-de-fumo de pelo menos uma primeira e uma segunda bordas verticais, que tem uma primeira borda de tira vertical e uma segunda borda de tira vertical, um lado de imagem de topo e um lado de não-imagem de fundo; a soldagem ultrasônica da primeira borda de tira vertical à segunda borda de tira vertical para a formação de uma costura; a ablação a laser da costura para

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7/8 a remoção do material elevado pelo menos no lado de imagem da folha de suporte de substrato flexível.

[0018] Em uma modalidade, o polímero de poliimida carregada com negro-de-fumo é Kapton®, o qual pode ser o material predominante do material de tira inteiro ou em torno da área de costura. A costura pode ser de forma reta, curva, curvilínea ou de qualquer formato tal como uma forma de corte de peça de quebra-cabeça. A solda ultrasônica pode ser formada pelo uso, por exemplo, de uma ou mais trompas de soldagem ultra-sônica da técnica.

[0019] Uma cinta flexível com costura e o processo de fabricação da cinta são mostrados. A cinta de membro de formação de imagem eletrofotográfica de camada múltipla é preparada pela utilização de uma técnica de ablação a laser de excímero para a remoção de quantidades precisas de material do fundo e do topo das duas extremidades opostas de um membro de formação de imagem, pela superposição das duas bordas opostas cortadas, e pela soldagem ultra-sônica da superposição em uma costura soldada. A cinta de membro de formação de imagem de camada múltipla resultante assim obtida tem uma costura soldada de pouca espessura adicionada e uma quantidade reduzida de formações de salpico de costura.

[0020] O laser usado pode ser qualquer um de vários lasers conhecidos na técnica, tal como um laser de excímero. O laser em uma modalidade produz uma energia de fóton acima da energia de ligação molecular para a poliimida, mas abaixo daquela associada à fusão ou à evaporação do material. Quando a poliimida carregada com negrode-fumo é Kapton®, a energia de fóton pode estar fora da faixa de infravermelho (a qual pode causar a fusão) e pode ser em torno de 100 nm a cerca de 690 nm, ou, alternativamente, de cerca de 180 nm a cerca de 400 nm. As energias de fóton na faixa de UV, tais como 193 nm, 248 nm, 351 nm, podem permitir uma ruptura de ligação molecular

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8/8 sem fusão ou evaporação do material o qual pode estar associado a costuras menos do que lisas. A idéia é causar a ablação da região de costura, sem se afetar o material subjacente. Para velocidade de processamento, pode ser útil usar menos de 10 pulsos do laser para a obtenção de uma costura lisa. Uma máscara pode ser empregada em um dos lados da costura para prevenção de um efeito não-pretendido no material que circunda a costura.

[0021] Ainda em uma outra modalidade é descrito um membro de formação de imagem eletrofotográfica flexível sem costura que tem uma costura fotodecomposta não-fundida de polímero de poliimida carregada com negro-de-fumo. Essa tira de substrato flexível substancialmente sem costura (isto é, tendo uma costura lisa não-elevada, onde o material em cada lado da costura está em torno da mesma elevação) pode ser usada em sistemas de impressão eletrofotográfica, tais como sistemas xerográficos. Novamente, a linha de costura pode assumir qualquer formato - reto, curvo, curvilíneo, em formato de peça de quebra-cabeça, e o corte lateral pode ser em qualquer ângulo, incluindo substancialmente vertical ou inclinado.

[0022] Voltando-nos, agora, para as figuras, a figura 1 mostra um fotorreceptor do tipo de cinta 10 suportada por um par de rolos 12. O material de substrato é cortado, e as extremidades são unidas e ligadas em uma costura 11 para a formação de uma cinta. A cinta então pode ser revestida com camadas para a formação do fotorreceptor [0023] A figura 2 é uma micrografia de elétron de varredura de um polímero de poliamida carregada com negro-de-fumo compreendendo Kapton®, a costura formada por soldagem ultra-sônica das duas extremidades 14, 18 da cinta (figura 1) e por subsequente ablação a laser de qualquer material acima da linha de costura. Como pode ser visto na micrografia, a costura é substancialmente lisa.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Membro de formação de imagem eletrofotográfica flexível sem costura que compreende um material de tira de substrato flexível tendo uma costura fotodecomposta não-fundida de polímero de poliimida carregada com negro-de-fumo, caracterizado pelo fato de que o material de tira compreende um material fotocondutivo formado nela.
2. Membro de formação de imagem eletrofotográfica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a costura é inclinada.
3. Membro de formação de imagem eletrofotográfica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de tira flexível está na forma de uma cinta.
4. Membro de formação de imagem eletrofotográfica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tira de substrato flexível tem somente uma costura.
5. Membro de formação de imagem eletrofotográfica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a costura é coberta com um material polimérico.
6. Membro de formação de imagem eletrofotográfica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de formação de imagem eletrofotográfica é coberto com pelo menos uma camada fotocondutiva.
7. Sistema de impressão eletrofotográfica que compreende um membro de formação de imagem eletrofotográfica de cinta compreendendo um polímero de poliimida carregada com negro-de-fumo com uma costura fotodecomposta não-fundida, caracterizado pelo fato de que a conta compreende material fotocondutivo formada nela.
8. Sistema de impressão eletrofotográfica, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o membro de formação

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2/2 de imagem eletrofotográfica é coberto com pelo menos uma camada fotocondutiva.

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