DE102011087563A1

DE102011087563A1 - Verfahren und Apparatur zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes

Info

Publication number: DE102011087563A1
Application number: DE102011087563A
Authority: DE
Inventors: Dante M. Pietrantoni; Yuhua Tong; Jin Wu; Frank Mezzatesta; Jeremy J. Bean; Heiko Rommelmann; Jonathan H. Herko
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-06-06
Also published as: CN102540824B; CN102540824A; US8543031B2; JP2015215634A; US20120141157A1; JP2012118525A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes wie zum Beispiel eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbandes, sowie das erneuerte Zwischenübertragungselement. Das Verfahren umfasst das Ablösen einer äußeren Schicht des Zwischenübertragungselementes. Ein Gemisch, umfassend ein Polymer, leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel, wird auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes aufgebracht. Das Gemisch wird erwärmt, um eine Schicht auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes zu bilden. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Apparatur zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Apparatur zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes.
Apparaturen zur Erzeugung eines Bildes, in denen ein Farbbild oder ein Schwarz-Weiß-Bild unter Verwendung eines Zwischenübertragungselementes, mit dem ein Toner elektrostatisch übertragen wird, erzeugt wird, sind bekannt. Wenn ein Bild unter Verwendung solch eines Zwischenübertragungselementes in einer Apparatur zur Erzeugung eines Farbbildes auf einem Blatt Papier erzeugt wird, werden gewöhnlich zuerst vier Farbbilder der Farben Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz jeweils nacheinander von einem Bildträger, wie zum Beispiel einem Fotorezeptor, übertragen und übereinander auf dem Zwischenübertragungselement aufgebracht (primäre Übertragung). Dieses Vollfarbbild wird dann in einem einzigen Schritt auf ein Übertragungsmaterial wie zum Beispiel ein Blatt Papier übertragen (sekundäre Übertragung). In einer Apparatur zur Erzeugung eines Schwarz-Weiß-Bildes wird ein Bild der Farbe Schwarz von einem Fotorezeptor übertragen, auf einem Zwischenübertragungselement aufgebracht und dann auf ein Blatt Papier übertragen.
Es gibt verschiedene Zwischenübertragungselemente, die in Form von saum- beziehungsweise nahtlosen Bändern vorlegen. Die Kosten für die Herstellung dieser Zwischenübertragungsbänder sind hoch; wenn jedoch solche saum- beziehungsweise nahtlosen Bänder verwendet werden, kann die Druckzykluszeit verkürzt werden. Die Kosten für die Herstellung dieser Bänder sind insbesondere bei Bändern mit großer Wirklänge (large pitch belts) hoch, für deren Herstellung teure Polymere vom Polyimid-Typ verwendet werden müssen. Es besteht deshalb ein Bedarf an einem Verfahren, mit dem saum- beziehungsweise nahtlose Zwischenübertragungsbänder erneuert werden können, so dass die Zwischenübertragungsbänder über einen längeren Zeitraum hinweg verwendet werden können. Voraussetzung ist dabei jedoch, dass die Eigenschaften der erneuerten saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbänder denen der neuen, ursprünglichen saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbänder entsprechen.
Die vorliegende Erfindung stellt bereit:

(1) Ein Verfahren zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes, umfassend: das Ablösen einer äußeren Oberfläche eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselementes mit einem Alkohol; das Aufbringen eines Gemisches, umfassend ein Polymer, leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel, auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes; und das Erwärmen des Gemisches, um eine Oberflächenschicht auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes zu bilden.
(2) Ein Verfahren gemäß Punkt (1), wobei das Zwischenübertragungselement ein Zwischenübertragungsband ist.
(3) Ein Verfahren gemäß Punkt (1) oder (2), wobei der Alkohol aus Methanol, Ethanol, 1-Propanol, Isopropanol, 1-Butanol, 2-Butanol oder dergleichen, und Gemischen davon ausgewählt ist.
(4) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (1) bis (3), wobei das Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Tetrahydrofuran, Alkoholen, Methylethylketon, Methylisobutylketon, N,N'-Dimethylformamid, N,N'-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon und Methylenchlorid.
(5) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (1) bis (4), wobei die leitfähigen Teilchen ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Rußteilchen, Graphitteilchen, Acetylenrußteilchen, Teilchen aus fluoriertem Ruß, Metalloxidteilchen, Teilchen aus dotierten Metalloxiden, Polyanilinteilchen, Polythiophenteilchen, Polyacetylenteilchen, Poly(p-phenylen-vinylen)teilchen, Poly(p-phenylen-sulfid)teilchen, Pyrrolteilchen, Polyindolteilchen, Polypyrenteilchen, Polycarbazolteilchen, Polyazulenteilchen, Polyazepinteilchen, Poly(fluor)teilchen, Polynaphthalinteilchen und Gemischen davon.
(6) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (1) bis (5), wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus fluorierten Polymeren, Polycarbonaten, Polyestern, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyphenylsulfonen, Polyamiden, Polyphenylsulfiden, Phenoxyharzen, Polyimiden, Polyamidimiden, Polyetherimiden und Gemischen davon.
(7) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (1) bis (6), wobei die Oberflächenschicht eine Dicke von etwa 10 μm bis etwa 150 μm hat.
(8) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (1) bis (7), wobei die Oberflächenschicht einen spezifischen Oberflächenwiderstand von etwa 10⁹ Ohm/Flächenquadrat (Ω/⎕) bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat hat.
(9) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (1) bis (8), wobei das erneuerte Zwischenübertragungselement einen spezifischen Durchgangswiderstand von etwa 10⁹ Ohm-cm bis etwa 10¹³ Ohm-cm hat.
(10) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (1) bis (9), wobei das saum- beziehungsweise nahtlose Zwischenübertragungselement ein Polymer umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyimiden, Polyamiden, Polyamidimiden, Polyetherimiden, Polycarbonaten, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyphenylsulfonen, Polyestern, Polyphenylsulfiden und Gemischen davon.
(11) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (1) bis (10), wobei das Aufbringen einen Fließbeschichtungsprozess umfasst.
(12) Eine Apparatur zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes, umfassend: einen Antriebsmechanismus, mit dem ein Zwischenübertragungselement in Rotation versetzt und gespannt wird; und eine Fließbeschichtungsdosiervorrichtung, mit der eine Beschichtungslösung auf dem Zwischenübertragungselement aufgebracht wird, wobei die Fließbeschichtungsdosiervorrichtung sowohl parallel als auch senkrecht zur Rotationsrichtung des Zwischenübertragungselementes bewegt werden kann.
(13) Eine Apparatur gemäß Punkt (12), wobei das Zwischenübertragungselement ein Zwischenübertragungsband ist.
(14) Eine Apparatur gemäß Punkt (12) oder (13), wobei der Antriebsmechanismus eine Antriebswalze umfasst.
(15) Eine Apparatur gemäß einem der Punkte (12) bis (14), wobei die Dosiervorrichtung eine Schlitzdüse oder eine Bürste ist.
(16) Eine Apparatur gemäß einem der Punkte (12) bis (15), wobei der Antriebsmechanismus das Zwischenübertragungselement so in Rotation versetzt, dass es mit einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 10 Umdrehungen/Minute bis etwa 1500 Umdrehungen/Minute rotiert.
(17) Eine Apparatur gemäß einem der Punkte (12) bis (16), wobei die Fließbeschichtungslösung ein Polymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus fluorierten Polymeren, Polycarbonaten, Polyestern, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyphenylsulfonen, Polyamiden, Polyphenylensulfiden, Phenoxyharzen, Polyimiden, Polyamidimiden und Polyetherimiden, sowie leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel umfasst.
(18) Eine Apparatur gemäß einem der Punkte (12) bis (17), weiterhin umfassend eine Rakel, mit der die Fließbeschichtungslösung geglättet wird.
(19) Ein Verfahren zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes, umfassend: das Ablösen einer äußeren Schicht eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselementes mit Isopropanol; das Aufbringen eines Gemisches, umfassend ein Polymer, leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel, auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes, wobei das Aufbringen mittels Fließbeschichten erfolgt; und das Erwärmen des Gemisches, um eine Oberflächenschicht auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes zu bilden, wobei die Oberflächenschicht eine Dicke von etwa 10 μm bis etwa 150 μm und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von etwa 10⁹ Ohm/Flächenquadrat bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat hat.
(20) Ein Verfahren gemäß Punkt (19), wobei das Zwischenübertragungselement ein Zwischenübertragungsband ist.
(21) Ein Verfahren gemäß Punkt (19) oder (20), wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus fluorierten Polymeren, Polycarbonaten, Polyestern, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyphenylsulfonen, Polyamiden, Polyphenylsulfiden, Phenoxyharzen, Polyimiden, Polyamidimiden, Polyetherimiden und Gemischen davon.
(22) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (19) bis (21), wobei die Oberflächenschicht etwa 0,1 Gewichtsteile bis etwa 50 Gewichtsteile der leitfähigen Teilchen enthält.
(23) Ein Verfahren gemäß einem der Punkte (19) bis (22), wobei die leitfähigen Teilchen Rußteilchen umfassen.

Ausführungsformen der Erfindung betreffen ein Verfahren zum Erneuern eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselementes wie zum Beispiel eines Zwischenübertragungsbandes. Die äußere Oberfläche beziehungsweise die äußere Schicht des Zwischenübertragungselementes wird mit einem Alkohol abgelöst. Ein Gemisch, umfassend ein Polymer, leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel, wird auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes aufgebracht. Das Gemisch wird erwärmt, um eine Schicht auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes zu bilden.
Andere Ausführungsformen der Erfindung betreffen eine Apparatur zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes wie zum Beispiel eines Zwischenübertragungsbandes. Die Apparatur umfasst einen Antriebsmechanismus, mit dem ein Zwischenübertragungselement in Rotation versetzt und gespannt wird. Die Apparatur umfasst weiterhin eine Fließbeschichtungsdosiervorrichtung, mit der eine Beschichtungslösung auf dem Zwischenübertragungselement aufgebracht wird, wobei die Fließbeschichtungsdosiervorrichtung sowohl parallel als auch senkrecht zur Rotationsrichtung des Zwischenübertragungselementes bewegt werden kann.
Andere Ausführungsformen der Erfindung betreffen ein Verfahren zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes wie zum Beispiel eines Zwischenübertragungsbandes. Die äußere Oberfläche beziehungsweise die äußere Schicht eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselementes wird mit einem Alkohol abgelöst. Ein Gemisch, umfassend Polyvinylidenfluorid, leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel, wird auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes aufgebracht. Das Gemisch wird erwärmt, um eine Oberflächenschicht auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes zu bilden, wobei die Oberflächenschicht eine Dicke von etwa 10 μm bis etwa 150 μm und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von etwa 10⁹ Ohm/Flächenquadrat bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat hat.
Die 1 ist eine schematische Ansicht einer Apparatur zur Erzeugung eines Bildes.
Die 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.
Die 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Apparatur, die zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes verwendet werden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von spezifischen Ausführungsformen, die in den Figuren gezeigt sind, genauer beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Die Apparatur zur Erzeugung eines Bildes, die in der 1 gezeigt ist, umfasst ein Zwischenübertragungselement, das im Folgenden genauer beschrieben wird. Die Apparatur zur Erzeugung eines Bildes ist eine Apparatur vom Zwischenübertragungs-Typ, umfassend eine erste Übertragungseinheit, mit der ein Tonerbild, das auf einem Bildträger erzeugt wurde, auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird (primäre Übertragung), und eine zweite Übertragungseinheit, mit der das Tonerbild, das auf das Zwischenübertragungselement übertragen wurde, auf das Übertragungsmaterial übertragen wird (sekundäre Übertragung). Das Zwischenübertragungselement in der Apparatur zur Erzeugung eines Bildes kann ein Zwischenübertragungselement sein, das das Übertragungsmaterial durch den Übertragungsbereich befördert, so dass das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial übertragen wird. Das Zwischenübertragungselement muss über einen langen Zeitraum hinweg verwendbar sein und die Übertragung qualitativ hochwertiger Bilder beziehungsweise Ausdrucke ermöglichen.
Die erfindungsgemäß verwendete Apparatur zur Erzeugung eines Bildes ist nicht auf bestimmte Apparaturen beschränkt, vorausgesetzt, dass sie eine Apparatur vom Zwischenübertragungs-Typ ist, und Beispiele für solche Apparaturen umfassen gewöhnliche Apparaturen zur Erzeugung eines monochromen Bildes, die nur eine Farbe in der Entwicklungsvorrichtung enthalten, Apparaturen zur Erzeugung eines Farbbildes, in denen mehrere verschiedenfarbige Tonerbilder nacheinander von einem Bildträger auf ein Zwischenübertragungselement übertragen werden (primäre Übertragung), und Apparaturen zur Erzeugung eines Farbbildes, die mehrere Bildträger mit Entwicklungseinheiten für die jeweilige Farbe umfassen, die in Reihe auf dem Zwischenübertragungselement angeordnet sind. Genauer gesagt, die Apparatur zur Erzeugung eines Bildes kann die folgenden Bestandteile umfassen: einen Bildträger; eine Ladevorrichtung, mit der die Oberfläche des Bildträgers gleichmäßig aufgeladen wird; eine Belichtungsvorrichtung, mit der die Oberfläche des Bildträgers belichtet wird, so dass ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt wird; eine Entwicklungsvorrichtung, mit der das auf der Oberfläche des Bildträgers erzeugte latente Bild entwickelt wird, wobei eine Entwicklungslösung verwendet wird, so dass ein Tonerbild erzeugt wird; eine Fixiervorrichtung, mit der das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial fixiert wird; eine Reinigungsvorrichtung, mit der restlicher Toner und Fremdkörper, die an dem Bildträger anhaften, entfernt werden; eine Entladevorrichtung, mit der restliche elektrostatische Ladung von der Oberfläche des Bildträgers entfernt wird; sowie andere Bestandteile, die in gewöhnlichen Apparaturen zur Erzeugung eines Bildes verwendet werden.
Der erfindungsgemäß verwendete Bildträger kann ein gewöhnlicher Bildträger sein. Die lichtempfindliche Schicht des Bildträgers kann aus einem organischen System, amorphem Silizium oder einem anderen bekannten Material bestehen. Es kann ein Bildträger mit einer zylindrischen Form verwendet werden, erhalten durch Extrudieren von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, um einen Formkörper zu erhalten, und nachträgliches Verarbeiten der Oberfläche des Formkörpers. Alternativ kann ein Bildträger in Form eines Bandes verwendet werden.
Die Ladevorrichtung ist nicht auf bestimmte Ladevorrichtungen beschränkt und es können bekannte Ladevorrichtungen verwendet werden, wie zum Beispiel eine Kontakt-Ladevorrichtung aus einem leitfähigen oder halbleitfähigen Material, die eine Walze, eine Bürste, ein Film oder eine Gummiklinge sein kann, eine Scorotron-Ladevorrichtung oder eine Corotron-Ladevorrichtung, die eine Koronaentladung erzeugen, sowie andere Vorrichtungen. Kontakt-Ladevorrichtungen zeichnen sich insbesondere durch eine hervorragende Ladungskompensation aus. Die Ladevorrichtung führt dem elektrofotografischen lichtempfindlichen Material gewöhnlich einen reinen Gleichstrom zu, es kann aber auch ein Wechselstrom überlagert werden.
Die Belichtungsvorrichtung ist nicht auf bestimmte Belichtungsvorrichtungen beschränkt und es können zum Beispiel optische Systeme verwendet werden, die die Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Materials unter Verwendung einer Lichtquelle, wie zum Beispiel eines Halbleiterlasers, einer LED, einer Flüssigkristall-Shuttervorrichtung oder dergleichen, mit einem gewünschten Bild belichten, oder die Oberfläche kann über einen Polygonspiegel mit Licht aus solch einer Lichtquelle belichtet werden.
Die Entwicklungsvorrichtung wird entsprechend dem beabsichtigten Zweck geeignet ausgewählt und es kann zum Beispiel eine bekannte Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung verwendet werden, in der eine Entwicklungslösung vom sogenannten ”Ein-Komponenten-Typ” oder eine Entwicklungslösung vom sogenannten ”Zwei-Komponenten-Typ” verwendet wird, mit oder ohne Kontakt, wobei eine Bürste oder eine Walze verwendet werden kann.
Die erste Übertragungseinheit enthält eine bekannte Übertragungsladevorrichtung, wie zum Beispiel eine Kontakt-Übertragungsladevorrichtung mit einem Stab, einer Walze, einem Film oder einer Gummiklinge, oder eine Scorotron-Übertragungsladevorrichtung oder eine Corotron-Übertragungsladevorrichtung, die eine Koronaentladung erzeugen. Kontakt-Übertragungsladevorrichtungen zeichnen sich insbesondere durch eine hervorragende Übertragungsladungskompensation aus. Eine sogenannte ”Ladevorrichtung vom Peeling-Typ” kann zusammen mit der Übertragungsladevorrichtung verwendet werden.
Die zweite Übertragungseinheit kann vom gleichen Typ sein wie die erste Übertragungseinheit und zum Beispiel eine Kontakt-Übertragungsladevorrichtung mit einer Übertragungswalze oder dergleichen, eine Scorotron-Übertragungsladevorrichtung oder eine Corotron-Übertragungsladevorrichtung umfassen. Durch festes Pressen an die Übertragungswalze der Kontakt-Übertragungsladevorrichtung erfolgt die Bildübertragung. Wenn die Übertragungswalze oder die Kontakt-Übertragungsladevorrichtung in der Position der Walze zum Führen des Zwischenübertragungselementes angedrückt wird, kann das Tonerbild vom Zwischenübertragungselement auf das Übertragungsmaterial übertragen werden.
Die Entladevorrichtung kann zum Beispiel eine Wolframlampe oder eine LED sein, und das Licht, das zum Entladen des Bildträgers verwendet wird, kann weißes Licht einer Wolframlampe oder rotes Licht einer LED sein. Die Intensität des Lichtes, das zum Entladen verwendet wird, entspricht gewöhnlich etwa dem mehrfachen bis 30-fachen der Lichtmenge, die erforderlich ist, um das elektrofotografische lichtempfindliche Material zur Hälfte zu belichten.
Die Fixiervorrichtung ist nicht auf bestimmte Fixiervorrichtungen beschränkt und es können bekannte Fixiereinheiten verwendet werden, wie zum Beispiel eine Fixiereinheit mit einer heißen Walze oder eine Ofenfixiereinheit.
Die Reinigungsvorrichtung ist nicht auf bestimmte Reinigungsvorrichtungen beschränkt und es können bekannte Reinigungsvorrichtungen verwendet werden.
Eine Apparatur zur Erzeugung eines Farbbildes durch wiederholte primäre Übertragung ist schematisch in der 1 gezeigt. Die Apparatur zur Erzeugung eines Bildes, die in der 1 gezeigt ist, umfasst eine lichtempfindliche Trommel 1 als Bildträger; ein Übertragungselement 2 als Zwischenübertragungselement, wie zum Beispiel ein Übertragungsband; eine Walze 3 als Übertragungselektrode; einen Vorratsbehälter 4, aus dem Papier als Übertragungsmaterial zugeführt wird; eine Entwicklungsvorrichtung 5 mit einem Schwarztoner (BK); eine Entwicklungsvorrichtung 6 mit einem Gelbtoner (Y); eine Entwicklungsvorrichtung 7 mit einem Magentatoner (M); eine Entwicklungsvorrichtung 8 mit einem Cyantoner (C); eine Reinigungsvorrichtung 9; eine Abtrennvorrichtung 13; Walzen 21, 23 und 24; eine Stützwalze 22; eine leitfähige Walze 25; eine Elektrodenwalze 26; eine Reinigungsklinge 31; einen Stapel Papier 41; eine Einzugswalze 42; und Zuführwalzen 43.
In der Apparatur zur Erzeugung eines Bildes, die in der 1 gezeigt ist, rotiert die lichtempfindliche Trommel 1 in Richtung des Pfeils A, und die Oberfläche der Ladevorrichtung (nicht gezeigt) wird gleichförmig aufgeladen. Unter Verwendung einer Bildschreibvorrichtung, wie zum Beispiel einer Laserschreibvorrichtung, wird ein latentes elektrostatisches Bild einer ersten Farbe (zum Beispiel Schwarz) auf der geladenen lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugt. Dieses latente elektrostatische Bild wird mit dem Toner der Entwicklungsvorrichtung 5 entwickelt, wobei ein sichtbares Tonerbild T erhalten wird. Während die lichtempfindliche Trommel 1 rotiert, wird das Tonerbild T der primären Übertragungseinheit mit der leitfähigen Walze 25 zugeführt, und über die leitfähige Walze 25 wird ein elektrisches Feld entgegengesetzter Polarität auf das Tonerbild T übertragen. Das Tonerbild T wird auf dem Übertragungselement 2 elektrostatisch adsorbiert, und die primäre Übertragung wird durch die Rotation des Übertragungselementes 2 in Richtung des Pfeils B beendet.
Auf die gleiche Art und Weise werden ein Tonerbild einer zweiten Farbe, ein Tonerbild einer dritten Farbe und ein Tonerbild einer vierten Farbe nacheinander erzeugt und auf dem Übertragungselement 2 aufgebracht, wobei ein mehrschichtiges Tonerbild erhalten wird.
Das mehrschichtige Tonerbild, das auf dem Übertragungselement 2 erzeugt wurde, gelangt durch die Rotation des Übertragungselementes 2 an die sekundäre Übertragungseinheit mit der Walze 3. Die sekundäre Übertragungseinheit umfasst die Walze 3, die auf der Seite des Übertragungselementes 2 angeordnet ist, auf die das Tonerbild übertragen wurde; eine Stützwalze 22, die auf der Rückseite des Übertragungselementes 2 angeordnet ist und die der Walze 3 gegenüberliegt; und eine Elektrodenwalze 26, die in engem Kontakt mit der Stützwalze 22 rotiert.
Das Papier 41 aus dem Papierstapel in dem Vorratsbehälter 4 wird Blatt für Blatt von der Einzugswalze 42 eingezogen und zu einem bestimmten Zeitpunkt mit Hilfe der Zuführwalzen 43 in den Raum zwischen dem Übertragungselement 2 und der Walze 3 der sekundären Übertragungseinheit eingebracht. Das zugeführte Papier 41 wird unter Druck zwischen der Walze 3 und der Stützwalze 22 befördert, und das Tonerbild auf dem Übertragungselement 2 wird durch die Rotation des Übertragungselementes 2 auf das Papier übertragen.
Das Papier 41 mit dem übertragenen Tonerbild wird vom Übertragungselement 2 abgetrennt, indem die Abtrennvorrichtung 13 in der Rückstellposition betrieben wird, bis die primäre Übertragung des fertigen Tonerbildes beendet wurde, und dann wird das Papier 41 der Fixiervorrichtung (nicht gezeigt) zugeführt. Das Tonerbild wird durch Pressen und Erwärmen fixiert, wobei ein permanentes Bild erhalten wird. Nach der Übertragung des mehrschichtigen Tonerbildes auf das Papier 41 wird das Übertragungselement 2 mit der Reinigungsvorrichtung 9, die in Richtung des Pfeils B nach der sekundären Übertragungseinheit angeordnet ist, gereinigt, um restlichen Toner zu entfernen, so dass das Übertragungselement 2 für die nächste Übertragung verwendet werden kann. Die Walze 3 ist so angeordnet, dass sie die Reinigungsklinge 31, die aus Polyurethan oder aus einem anderen Material bestehen kann, ständig berührt, so dass Tonerteilchen, Papierstaub oder andere Fremdkörper, die nach der Übertragung an der Walze 3 anhaften, entfernt werden.
Wenn ein monochromes Bild übertragen werden soll, wird das Tonerbild T nach der primären Übertragung unmittelbar dem sekundären Übertragungsprozess und danach dem Fixierprozess zugeführt, aber wenn ein durch Kombination mehrerer Farben erhaltenes Farbbild übertragen werden soll, müssen die Rotation des Übertragungselementes 2 und die Rotation der lichtempfindlichen Trommel 1 synchronisiert werden, so dass die Tonerbilder der mehreren Farben in der primären Übertragungseinheit genau zusammenpassen und eine Verschiebung der Farben des Farbbildes verhindert wird. Wenn in der sekundären Übertragungseinheit eine Spannung der gleichen Polarität (Übertragungsspannung) wie die des Toners an die Elektrodenwalze 26 angelegt wird, die in direktem Kontakt mit der Stützwalze 22 steht, die in Kontakt mit dem Übertragungselement 2 steht und gegenüber der Walze 3 angeordnet ist, wird das Tonerbild durch elektrostatische Abstoßung auf das Papier 41 übertragen. Auf diese Weise wird das Bild erzeugt.
Das Zwischenübertragungselement 2 kann eine beliebige Form haben. Beispiele für geeignete Formen umfassen ein Blatt, einen Film, ein Gewebe, eine Folie, einen Streifen, eine Spule, einen Zylinder, eine Trommel, ein endloses Möbiusband, eine kreisförmige Scheibe und ein Band wie zum Beispiel ein endloses Band, ein endloses flexibles Band mit einem Saum beziehungsweise einer Naht, ein saum- beziehungsweise nahtloses endloses flexibles Band, ein endloses Band mit einem Saum beziehungsweise einer Naht in Form eines Puzzles und dergleichen. Das Übertragungselement 2, das in der 1 gezeigt ist, hat die Form eines Bandes.
Bei einer Bild-auf-Bild-Übertragung werden die Farbtonerbilder zuerst auf einem Fotorezeptor erzeugt, und alle Farbtonerbilder werden dann gleichzeitig auf ein Zwischenübertragungselement übertragen. Bei einer Tandem-Übertragung wird zum gleichen Zeitpunkt nur eine Farbe des Tonerbildes von einem Fotorezeptor auf den gleichen Bereich des Zwischenübertragungselementes übertragen. Die Erfindung umfasst beide Ausführungsformen.
Die Übertragung des entwickelten Bildes vom fotoleitfähigen Element zum Zwischenübertragungselement sowie die Übertragung des Bildes vom Zwischenübertragungselement zum Papier können unter Anwendung bekannter elektrofotografischer Verfahren durchgeführt werden, wie zum Beispiel mittels Koronaübertragung, Druckübertragung oder Ladungsübertragung, sowie einer Kombination dieser Übertragungsverfahren, und dergleichen.
Das Zwischenübertragungselement 2 kann eine beliebige Form haben. Beispiele für geeignete Formen umfassen ein Blatt, einen Film, ein Gewebe, eine Folie, einen Streifen, eine Spule, einen Zylinder, eine Trommel, ein endloses Band, eine kreisförmige Scheibe, einen sogenannten ”Drelt” (eine Mischform zwischen einer Trommel und einem Band) und ein Band wie zum Beispiel ein endloses Band, ein endloses flexibles Band mit einem Saum beziehungsweise einer Naht oder ein endloses flexibles Band mit einem Saum beziehungsweise einer Naht für die Bilderzeugung.
Ein bandförmiges Zwischenübertragungselement ist eine Ausführungsform eines Zwischenübertragungselementes. Es gibt verschiedene Zwischenübertragungselemente, die in Form von saum- beziehungsweise nahtlosen Bändern vorliegen. Die Kosten für die Herstellung dieser Zwischenübertragungsbänder sind hoch. Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erneuern eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbandes. Das erneuerte Zwischenübertragungsband wird hier ebenfalls beschrieben.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erneuern eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbandes, mit dem keine Ausdrucke mit akzeptabler Qualität mehr hergestellt werden können. Das Verfahren umfasst das Ablösen einer äußeren Schicht des Zwischenübertragungsbandes mit einem Alkohol. Der Alkohol kann Methanol, Ethanol, 1-Propanol, Isopropanol, 1-Butanol, 2-Butanol oder dergleichen, oder ein Gemisch dieser Alkohole sein. Ein Gemisch, umfassend ein Polymer, wie zum Beispiel ein fluoriertes Polymer, ein Polycarbonat, einen Polyester, ein Polysulfon, ein Polyethersulfon, ein Polyphenylsulfon, ein Polyamid, ein Polyphenylsulfid, ein Phenoxyharz, ein Polyimid, ein Polyamidimid oder ein Polyetherimid, sowie leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel, wird auf der äußeren Oberfläche des saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselementes aufgebracht. Das Gemisch wird erwärmt, um eine Schicht auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungsbandes zu bilden.
Damit akzeptable Ergebnisse sowohl beim Übertragen des Toners auf das erneuerte Zwischenübertragungsband als auch beim Übertragen des Toners vom Zwischenübertragungsband auf das Übertragungsmaterial erhalten werden, muss die Qualität des Bildes, das mit dem erneuerten Zwischenübertragungsband erzeugt wurde, der Qualität eines Bildes entsprechen, das mit dem neuen, ursprünglichen Zwischenübertragungsband erzeugt wurde. Die Qualität der Übertragung hängt stark vom spezifischen Oberflächenwiderstand und von der Dicke der Materialien ab, die zum Beschichten des Bandes verwendet werden. Die elektrischen Eigenschaften des erneuerten Zwischenübertragungsbandes müssen sorgfältig kontrolliert werden, um eine Fehlfunktion auszuschließen. Die Dicke, die Gleichmäßigkeit, der spezifische Oberflächenwiderstand und die Haftung des Überzugs sind wesentliche Parameter, die kontrolliert werden müssen.
Geeignete Polyimide für die Überzugsschicht umfassen Polyimide, die aus verschiedensten Diaminen und Dianhydriden hergestellt wurden, sowie Polyamidimide und Polyetherimide. Beispiele für aromatische Polyimide, die durch Umsetzung von Pyromellitsäure und Diaminodiphenylether hergestellt wurden, sind Produkte, die unter dem Handelsnamen KAPTON^®-Typ-HN von DuPont vertrieben werden. Ein anderes geeignetes Polyimid, das unter dem Handelsnamen KAPTON^®-Typ-FPC-E von DuPont vertrieben wird, wird durch Umsetzung von Säuregemischen, wie zum Beispiel Biphenyltetracarbonsäure und Pyromellitsäure, mit zwei aromatischen Diaminen, wie zum Beispiel p-Phenylendiamin und Diaminodiphenylether, hergestellt. Andere geeignete Polyimide umfassen Polyimide, die durch Umsetzen eines Gemisches von Pyromellitsauredianhydrid und Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid mit 2,2-Bis[4-(8-aminophenoxy)phenoxy]hexafluorpropan hergestellt wurden, erhältlich unter der Bezeichnung EYMYD Typ L-20N von Ethyl Corporation, Baton Rouge, La. Andere geeignete aromatische Polyimide umfassen solche mit 1,2,1',2'-Biphenyltetracarboximid-Gruppen und p-Phenylen-Gruppen, wie zum Beispiel UPILEX^®-S, erhältlich von Uniglobe Kisco, Inc., White Planes, N. Y., sowie solche mit funktionellen Biphenyltetracarboximid-Gruppen mit endständigen Diphenylether-Gruppen, wie zum Beispiel UPILEX^®-R, ebenfalls erhältlich von Uniglobe Kisco, Inc. Gemische von Polyimiden können ebenfalls verwendet werden. Weitere Beispiele für handelsüblich erhältliche Polyimide umfassen PYRE M. L^® RC-5019, RC 5057, RC-5069, RC-5097, RC-5053 und RK-692, alle handelsüblich erhältlich von Industrial Summit Technology Corporation, Parlin, NJ; RP-46 und RP-50, beide handelsüblich erhältlich von Unitech LLC, Hampton, VA; und DURIMIDE^® 100, handelsüblich erhältlich von FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Inc., North Kingstown, RI.
Andere Beispiele für Polyimide für die Überzugsschicht umfassen KAPTON^® KJ, handelsüblich erhältlich von E. I. DuPont, Wilmington, DE, dargestellt durch die Formel
worin bedeuten: x = 2; y = 2; und m und n, die gleich oder verschieden sein können, bedeuten eine Zahl von etwa 10 bis etwa 300; IMIDEX^®, handelsüblich erhältlich von West Lake Plastic Company, dargestellt durch die Formel
worin bedeuten: z = 1; und q ist eine Zahl von etwa 10 bis etwa 300; und EXTEM^® XH-1005, handelsüblich erhältlich von Sabic Innovative Plastics, dargestellt durch die Formel
worin n eine Zahl von etwa 10 bis etwa 1000 ist.
Beispiele für geeignete Polyamidimide für die Überzugsschicht umfassen VYLOMAX^® HR-11NN (15 gewichtsprozentige Lösung in N-Methylpyrrolidon, Tg = 300°C und Mw = 45000), HR-12N2 (30 gewichtsprozentige Lösung in N-Methylpyrrolidon/Xylol/Methylethylketon = 50/35/15, Tg = 255°C und Mw = 8000), HR-13NX (30 gewichtsprozentige Lösung in N-Methylpyrrolidon/Xylol = 67/33, Tg = 280°C und Mw = 10000), HR-15ET (25 gewichtsprozentige Lösung in Ethanol/Toluol = 50/50, Tg = 260°C und Mw = 10000), HR-16NN (14 gewichtsprozentige Lösung in N-Methylpyrrolidon, Tg = 320°C und Mw = 100000), alle handelsüblich erhältlich von Toyobo Company of Japan, und TORLON^® AI-10 (Tg = 272°C), handelsüblich erhältlich von Solvay Advanced Polymers, LLC, Alpharetta, GA.
Beispiele für geeignete Polyetherimide für die Überzugsschicht umfassen ULTEM^® 1000 (Tg = 210°C), 1010 (Tg = 217°C), 1100 (Tg = 217°C), 1285, 2100 (Tg = 217°C), 2200 (Tg = 217°C), 2210 (Tg = 217°C), 2212 (Tg = 217°C), 2300 (Tg = 217°C), 2310 (Tg = 217°C), 2312 (Tg = 217°C), 2313 (Tg = 217°C), 2400 (Tg = 217°C), 2410 (Tg = 217°C), 3451 (Tg = 217°C), 3452 (Tg = 217°C), 4000 (Tg = 217°C), 4001 (Tg = 217°C), 4002 (Tg = 217°C), 4211 (Tg = 217°C), 8015, 9011 (Tg = 217°C), 9075 und 9076, alle handelsüblich erhältlich von Sabic Innovative Plastics.
Beispiele für geeignete Polyamidpolymere für die Überzugsschicht umfassen aliphatische Polyamide, wie zum Beispiel Nylon 6 und Nylon 66 von DuPont; halbaromatische Polyamide oder Polyphthalamide, wie zum Beispiel TROGAMID^® 6T von Evonik Industries; und aromatische Polyamide oder Aramide, wie zum Beispiel KENNAR^® oder NOMEX^® von DuPont, und TEIJINCONEX^®, TWARON^® und TECHNORA^® von Teijin.
Beispiele für geeignete Phenoxyharze für die Überzugsschicht umfassen Polymere, die durch die folgende Formel dargestellt werden:
worin m eine Zahl von etwa 40 bis etwa 400, eine Zahl von etwa 70 bis etwa 350 oder eine Zahl von etwa 100 bis etwa 400 ist. Diese Phenoxyharze werden hergestellt, indem ein Diphenol mit Epichlorhydrin umgesetzt wird. Die Phenoxyharze können Polymere aus Bisphenol A und Epichlorhydrin sein. Beispiele für andere Polymere aus Diphenolen und Epichlorhydrin umfassen Polymere aus Bisphenol Z und Epichlorhydrin, Polymere aus Bisphenol AF und Epichlorhydrin, Polymere aus Bisphenol C und Epichlorhydrin, Polymere aus Bisphenol S und Epichlorhydrin sowie Polymere aus Bisphenol BP und Epichlorhydrin. Beispiele für handelsüblich erhältliche Phenoxyharze, die von InChem Corp., Rock Hills, SC erhältlich sind, umfassen PKFE (Mn = 16000 und Mw = 60000), PKHB (Mn = 9500 und Mw = 32000), PKHC (Mn = 11000 und Mw = 43000), PKHH (Mn = 13000 und Mw = 52000), PKHJ (Mn = 16000 und Mw = 57000) und PKHP (Mn = 13000 und Mw = 52000).
Beispiele für geeignete Polyesterpolymere für die Überzugsschicht umfassen aliphatische Polyester, wie zum Beispiel Polyglycolsäure, Polymilchsäure und Polycaprolacton; aliphatische Copolyester, wie zum Beispiel Polyethylenadipat und Polyhydroxyalkanoate; halbaromatische Copolyester, wie zum Beispiel Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polytrimethylenterephthalat (PTT) und Polyethylennaphthalat (PEN); und aromatische Copolyester, wie zum Beispiel VECTRAN^®.
Beispiele für geeignete Polysulfone, Polyphenylsulfone und Polyethersulfone für die Überzugsschicht umfassen Polymere, die durch die folgenden Formeln dargestellt werden:
worin n die Anzahl an sich wiederholenden Einheiten ist, wie zum Beispiel eine Zahl von etwa 30 bis etwa 5000, eine Zahl von etwa 80 bis etwa 3500 oder eine Zahl von etwa 150 bis etwa 3000, und bevorzugt eine Zahl von etwa 200 bis etwa 2000. Beispiele für handelsüblich erhältliche Polysulfone umfassen UDEL^® P-1700 und P-3500; Beispiele für handelsüblich erhältliche Polyphenylsulfone umfassen RADEL^® 5000NT, 5100NT15 und 5900NT; und Beispiele für handelsüblich erhältliche Polyethersulfone umfassen RADEL^® A-200A, AG-210NT und AG-320NT sowie VERADEL^® 3000P, 3100P und 3200P, alle erhältlich von Solvay Advanced Polymers, LLC, Alpharetta, GA. Das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn) dieser Polysulfone, Polyphenylsulfone und Polyethersulfone kann zum Beispiel im Bereich von etwa 2000 bis etwa 50000 oder im Bereich von etwa 4000 bis etwa 20000 liegen, und das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw) dieser Polysulfone, Polyphenylsulfone und Polyethersulfone kann zum Beispiel im Bereich von etwa 10000 bis etwa 200000 oder im Bereich von etwa 50000 bis etwa 150000 liegen.
Beispiele für geeignete Polyphenylensulfidpolymere für die Überzugsschicht umfassen RYTON^® Polyphenylensulfid (ein vernetztes Polymer) von Chevron Phillips; FORTRON^® Polyphenylensulfid (ein lineares Polymer) von Ticona; und SULFAR^® Polyphenylensulfid von Testori.
Beispiele für geeignete Polycarbonatpolymere für die Überzugsschicht umfassen Poly(4,4'-isopropyliden-diphenylen)carbonat (auch bekannt als ”Bisphenol-A-Polycarbonat), Poly(4,4'-cyclohexylidindiphenylen)carbonat (auch bekannt als ”Bisphenol-Z-Polycarbonat), Poly(4,4'-isopropyliden-3,3'-dimethyl-diphenyl)carbonat (auch bekannt als ”Bisphenol-C-Polycarbonat) und dergleichen. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfassen die thermoplastischen Harze Bisphenol-A-Polycarbonat-Harze, handelsüblich erhältlich unter der Bezeichnung MAKROLON^® mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht von etwa 50000 bis etwa 500000.
Beispiele für geeignete fluorierte Polymere für die Überzugsschicht umfassen Polyvinylidenfluorid (PVDF), und Beispiele für handelsüblich erhältliche Polyvinylidenfluoridpolymere umfassen Produkte, die unter den Handelsnamen KYNAR^®, HYLAR^®, SOLEF^® oder SYGEF^® vertrieben werden. Beispiele für geeignete Polyvinylidenfluoride, die unter dem Handelsnamen KYNAR^® vertrieben werden, umfassen KYNAR^® 500, 370, 460, 201, 301-F, 711 und 721, und Beispiele für geeignete Polyvinylidenfluoride, die unter dem Handelsnamen KYNAR FLEX^® vertrieben werden, umfassen KYNAR FLEX^® 2500, 2850 und 3120, alle erhältlich von Arkema Inc., Philadelphia, PA.
Beispiele für andere geeignete fluorierte Polymere für die Überzugsschicht umfassen TEFLON^®-ähnliche Materialien, wie zum Beispiel fluorierte Ethylen-Propylen-Copolymere (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyfluoralkoxy-Polytetrafluorethylen (PFA TEFLON^®) und andere TEFLON^®-ähnliche Materialien; und Fluorelastomere, wie zum Beispiel die Produkte, die unter dem Namen VITON^® vertrieben werden, wie zum Beispiel Copolymere und Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, wie zum Beispiel die handelsüblich erhältlichen Produkte VITON A^®, VITON E^®, VITON E60C^®, VITON E45®, VITON E430^®, VITON B910^®, VITON GH^®, VITON B50^®, VITON E45^® und VITON GF^®. VITON^® ist ein Handelsname von E. I. DuPont de Nemours, Inc. Beispiele für bekannte Fluorelastomere umfassen (1) eine Klasse von Copolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, handelsüblich erhältlich unter dem Namen VITON A^®; (2) eine Klasse von Terpolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, handelsüblich erhältlich unter dem Namen VITON B^®; und (3) eine Klasse von Tetrapolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und einem Härtungsmonomer, wie zum Beispiel VITON GF^® aus 35 Molprozent Vinylidenfluorid, 34 Molprozent Hexafluorpropylen, 29 Molprozent Tetrafluorethylen und 2 Prozent eines Härtungsmonomers. Beispiele für geeignete Härtungsmonomere umfassen Produkte von E. I. DuPont de Nemours, Inc., wie zum Beispiel 4-Bromperfluorbuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromperfluorbuten-1, 3-Bromperfluorpropen-1 und 1,1-Dihydro-3-bromperfluorpropen-1; und andere geeignete, bekannte und handelsüblich erhältliche Härtungsmonomere.
Beim Fließbeschichten ist es erforderlich, dass die Beschichtungslösung auf ein rotierendes Substrat aufgebracht wird und dass die Beschichtungslösung von einer Auftragvorrichtung in einer kontrollierten Menge auf das Substrat aufgebracht wird, so dass im Wesentlichen die gesamte Beschichtungslösung, die die Auftragvorrichtung verläßt, auf dem Substrat aufgebracht wird. Deshalb können nur Materialien, die vollständig in einem Lösungsmittel gelöst werden können, in einem Fließbeschichtungsprozess verwendet werden. Weiterhin müssen die Materialien während des gesamten Fließbeschichtungsprozessess gelöst bleiben. Es können keine guten Ergebnisse erzielt werden, wenn Materialien ausgewählt werden, die dazu neigen, während des Fließbeschichtungsprozessess zu koagulieren oder auszukristallisieren.
Eine Beschichtungslösung, die ein Polymer, wie zum Beispiel ein fluoriertes Polymer (beispielsweise PVDF), ein Polycarbonat, einen Polyester, ein Polysulfon, ein Polyethersulfon, ein Polyphenylsulfon, ein Polyamid, ein Polyphenylensulfid, ein Phenoxyharz, ein Polyimid, ein Polyamidimid oder ein Polyetherimid, sowie leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel enthält, wird mittels Fließbeschichten auf einem saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsband, mit dem keine Ausdrucke mit akzeptabler Qualität mehr hergestellt werden können, aufgebracht. PVDF ist ein Hochleistungskunststoff der Fluorpolymer-Familie und wird gewöhnlich bei Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Reinheit, eine hohe Festigkeit, eine gute Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Säuren und Basen, sowie eine hohe Wärmebeständigkeit gefordert sind. Die Beschichtung wird dann getrocknet, wobei ein erneuertes saum- beziehungsweise nahtloses Zwischenübertragungsband erhalten wird, das dann verwendet werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung, die in der 2 gezeigt ist, umfasst das erneuerte Zwischenübertragungsband 54 ein saum- beziehungsweise nahtloses Band, umfassend ein Polymer 52 und leitfähige Teilchen 51. Bevor das Band erneuert wird, erfüllt es die gestellten Anforderungen nicht mehr. Nach dem Erneuern umfasst das saum- beziehungsweise nahtlose Zwischenübertragungsband eine Oberflächenschicht, die die Oberfläche des Bandes erneuert, so dass das Band die gestellten Anforderungen wieder erfüllt. Die Oberflächenschicht umfasst ein Polymer 58 und leitfähige Teilchen 57. Die elektrischen Eigenschaften der Oberflächenschicht entsprechen in etwa denen des ursprünglichen, neuen saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbandes. Die 2 ist nicht maßstabsgetreu. Die Oberflächenschicht hat eine Dicke von etwa 10 μm bis etwa 150 μm, eine Dicke von etwa 15 μm bis etwa 120 μm oder eine Dicke von etwa 20 μm bis etwa 100 μm.
Beispiele für geeignete leitfähige Teilchen 57, die in der Beschichtungslösung und in der Oberflächenschicht des erneuerten saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbandes verwendet werden können, umfassen Rußmaterialien, wie zum Beispiel Ruß, Graphit, Acetylenruß, fluorierten Ruß und dergleichen; Metalloxide und dotierte Metalloxide, wie zum Beispiel Zinnoxid, Antimondioxid, mit Antimon dotiertes Zinnoxid, Titandioxid, Indiumoxid, Zinkoxid, Indiumoxid und mit Indium dotiertes Zinnoxid; und Polymere, wie zum Beispiel Polyanilin und Polythiophen, und Gemische davon. Die leitfähigen Teilchen 57 können in einer Menge von etwa 0,1 Gewichtsteilen bis etwa 50 Gewichtsteilen, in einer Menge von etwa 3 Gewichtsteilen bis etwa 40 Gewichtsteilen oder in einer Menge von etwa 5 Gewichtsteilen bis etwa 20 Gewichtsteilen enthalten sein, bezogen auf das Gewicht aller Feststoffe in der Oberflächenschicht. Der spezifische Oberflächenwiderstand des erneuerten saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbandes liegt im Bereich von etwa 10⁹ Ohm/Flächenquadrat bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat oder im Bereich von etwa 10¹⁰ Ohm/Flächenquadrat bis etwa 10¹² Ohm/Flächenquadrat. Der spezifische Durchgangswiderstand des erneuerten saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsbandes liegt im Bereich von etwa 108 Ohm-cm bis etwa 10¹² Ohm-cm oder im Bereich von etwa 10⁹ Ohm-cm bis etwa 10¹¹ Ohm-cm. Der spezifische Oberflächenwiderstand und der spezifische Durchgangswiderstand können durch Variieren der Konzentration der leitfähigen Teilchen 57 in der Oberflächenschicht eingestellt werden, so dass Werte erhalten werden, die denen des neuen, ursprünglichen Zwischenübertragungsbandes entsprechen.
Beispiele für Rußmaterialien, die als leitfähiger Bestandteil in der Beschichtungslösung und in der Oberflächenschicht verwendet werden können, umfassen VULCAN^® Ruße, REGAL^® Ruße, MONARCH^® Ruße und BLACK PEARLS^® Ruße, erhältlich von Cabot Corporation. Spezifische Beispiele für leitfähige Ruße umfassen BLACK PEARLS^® 1000 (spezifische BET-Oberfläche = 343 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g), BLACK PEARLS^® 880 (spezifische BET-Oberfläche = 240 m²/g, DBP-Absorption = 1,06 ml/g), BLACK PEARLS^® 800 (spezifische BET-Oberfläche = 230 m²/g, DBP-Absorption = 0,68 ml/g), BLACK PEARLS^® L (spezifische BET-Oberfläche = 138 m²/g, DBP-Absorption = 0,61 ml/g), BLACK PEARLS^® 570 (spezifische BET-Oberfläche = 110 m²/g, DBP-Absorption = 1,14 ml/g), BLACK PEARLS^® 170 (spezifische BET-Oberfläche = 35 m²/g, DBP-Absorption = 1,22 ml/g), VULCAN^® XC72 (spezifische BET-Oberfläche = 254 m²/g, DBP-Absorption = 1,76 ml/g), VULCAN^® XC72R (eine aufgelockerte Form von VULCAN^® XC72), VULCAN^® XC605, VULCAN^® XC305, REGAL^® 660 (spezifische BET-Oberfläche = 112 m²/g, DBP-Absorption = 0,59 ml/g), REGAL^® 400 (spezifische BET-Oberfläche = 96 m²/g, DBP-Absorption = 0,69 ml/g), REGAL^® 330 (spezifische BET-Oberfläche = 94 m²/g, DBP-Absorption = 0,71 ml/g), MONARCH^® 880 (spezifische BET-Oberfläche = 220 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 16 nm) und MONARCH^® 1000 (spezifische BET-Oberfläche = 343 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 16 nm); Kanalruße von Evonik-Degussa; Special Black 4 (spezifische BET-Oberfläche = 180 m²/g, DBP-Absorption = 1,8 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 25 nm), Special Black 5 (spezifische BET-Oberfläche = 240 m²/g, DBP-Absorption = 1,41 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 20 nm), Color Black FW1 (spezifische BET-Oberfläche = 320 m²/g, DBP-Absorption = 2,89 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 13 nm), Color Black FW2 (spezifische BET-Oberfläche = 460 m²/g, DBP-Absorption = 4,82 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 13 nm) und Color Black FW200 (spezifische BET-Oberfläche = 460 m²/g, DBP-Absorption = 4,6 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 13 nm).
Weitere Beispiele für leitfähige Teilchen 57, die in der Beschichtungslösung und in der Oberflächenschicht verwendet werden können, umfassen dotierte Metalloxide. Beispiele für solche Materialien umfassen mit Antimon dotiertes Zinnoxid, mit Aluminium dotiertes Zinkoxid, mit Antimon dotierte Titandioxid, ähnlich dotierte Metalloxide, sowie Gemische davon.
Beispiele für geeignete mit Antimon dotierte Zinnoxide umfassen mit Antimon dotierte Zinnoxide, die auf einem inerten Trägerteilchen aufgebracht wurden (wie zum Beispiel ZELEC^® ECP-S, M und T), und mit Antimon dotierte Zinnoxide ohne ein Trägerteilchen (wie zum Beispiel ZELEC^® ECP-3005-XC und ZELEC^® ECP-3010-XC; ZELEC^® ist ein Handelsname von DuPont Chemicals Jackson Laborstories, Deepwater, N. J.). Das Trägerteilchen kann Glimmer, TiO₂ oder ein nadelförmiges Teilchen mit einem hohlen oder einem festen Kern sein.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfassen die leitfähigen Teilchen 57, die in der Beschichtungslösung und in der Oberflächenschicht verwendet werden können, mit Antimon dotiertes Zinnoxid, das auf einem inerten Trägerteilchen aufgebracht wurde (wie zum Beispiel ZELEC^® ECP-S, M und T). ZELEC^® ist ein Handelsname von DuPont Chemicals Jackson Laboratories, Deepwater, New Jersey. Das Trägerteilchen kann Glimmer, TiO₂ oder ein nadelförmiges Teilchen mit einem hohlen oder einem festen Kern sein.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung sind die mit Antimon dotierten Zinnoxidteilchen solche, die durch Aufbringen einer dünnen Schicht aus mit Antimon dotiertem Zinnoxid auf der Oberfläche einer Siliciumoxidschale beziehungsweise eines Siliciumoxidteilchens hergestellt wurden, wobei die Schale wiederum auf einem Trägerteilchen aufgebracht wurde. Die Kristallite des Leiters sind so angeordnet, dass eine dichte leitfähige Oberfläche auf der Siliciumoxidschicht gebildet wird. Dadurch wird eine optimale Leitfähigkeit erhalten. Die Teilchen sind außerdem so fein, dass eine geeignete Transparenz erhalten wird. Das Siliciumoxid kann in Form einer Hohlschale vorliegen oder in Form einer Schicht auf einem Träger aufgebracht werden, so dass eine feste Struktur erhalten wird. Handelsüblich erhältliche mit Antimon dotierte Zinnoxide sind unter dem Handelsnamen ZELEC^® ECP (elektrisch leitfähige Pulver) von DuPont Chemicals Jackson Laboratories, Deepwater, New Jersey erhältlich. Spezifische Beispiele für mit Antimon dotierte Zinnoxide umfassen ZELEC^® ECP 1610-S, ZELEC^® ECP 2610-S, ZELEC^® ECP 3610-S, ZELEC^® ECP 1703-S, ZELEC^® ECP 2703-S, ZELEC^® ECP 1410-M, ZELEC^® ECP 3005-XC, ZELEC^® ECP 3010-XC, ZELEC^® ECP 1410-T, ZELEC^® ECP 3410-T, ZELEC^® ECP-S-X1 und dergleichen. Es können drei unterschiedliche Pulvertypen der Serie ZELEC^® ECP verwendet werden, nämlich ein nadelförmiges hohlschalenartiges Produkt (ZELEC^® ECP-S), ein Produkt mit einem äquiaxialen Titandioxidkern (ZELEC^® ECP-T) und ein Produkt mit einem plättchenförmigen Glimmerkern (ZELEC^® ECP-M).
Beispiele für die Lösungsmittel, die in der Beschichtungslösung für die Herstellung der Oberflächenschicht verwendet werden können, umfassen N,N-Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Tetrahydrofuran, Alkohole, Toluol, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Monochlorbenzol, N,N'-Dimethylacetamid, Methylenchlorid, Alkohole und Gemische davon. Die Beschichtungslösung, die ein Polymer, wie zum Beispiel ein fluoriertes Polymer (beispielsweise PVDF), ein Polycarbonat, einen Polyester, ein Polysulfon, ein Polyethersulfon, ein Polyphenylsulfon, ein Polyamid, ein Polyphenylensulfid, ein Phenoxyharz, ein Polyimid, ein Polyamidimid oder ein Polyetherimid, sowie die leitfähigen Teilchen und das Lösungsmittel enthält, wird auf einem Zwischenübertragungsband, mit dem keine Ausdrucke mit akzeptabler Qualität mehr hergestellt werden können, aufgebracht. Die Beschichtung wird dann getrocknet, wobei ein erneuertes saum- beziehungsweise nahtloses Zwischenübertragungsband erhalten wird, mit dem dann wieder Ausdrucke mit akzeptabler Qualität hergestellt werden können.
Beispiele für die Verfahren zum Aufbringen der Zusammensetzung auf dem Zwischenübertragungsband umfassen das Fließbeschichten, das Beschichten mit einem flüssigen Spray, das Eintauchbeschichten, das Drahtstabbeschichten, das Beschichten in einem Fließbett, das Beschichten mit einer Rakel, und dergleichen. Der Überzug wird etwa 30 Minuten bis etwa 360 Minuten lang oder etwa 60 Minuten bis etwa 180 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 25°C bis etwa 370°C oder bei einer Temperatur von etwa 80°C bis etwa 250°C getrocknet, wobei die Oberflächenschicht erhalten wird. Zum Trocknen kann ein Ofen oder eine Vorrichtung, die Infrarotstrahlung abstrahlt, verwendet werden.
Die 3 zeigt eine Fließbeschichtungsapparatur, die erfindungsgemäß zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes verwendet werden kann. Die Beschichtungszusammensetzung wird aus einem Vorratsbehälter (nicht gezeigt) zu einer Dosiernadel 120 gepumpt (anstelle einer Dosiernadel kann auch eine Bürste, eine Schlitzdüse oder eine andere Dosiervorrichtung verwendet werden). Das Band 122, das erneuert werden soll, wird fixiert und während des Beschichtungsprozesses rotiert. Das Band 122 kann zum Beispiel unter Verwendung einer Antriebswalze, einer Spannwalze oder einer Nachlaufwalze in Rotation versetzt werden. Wenn sich das Band 122 mit einer vorherbestimmten Rotationsgeschwindigkeit bewegt, wird die Dosiernadel 120 in Richtung des Pfeils A mit einer entsprechenden Lineargeschwindigkeit bewegt, so dass das Band vollständig und gleichmäßig beschichtet wird. Das Lösungsmittel in dem Überzug wird dann verdampft, um die Beschichtung vollständig zu trocknen. Die Rakel 124 wird zum Glätten der Beschichtung verwendet. Die Dosiernadel 120 und die Rakel 124 werden über einen X-Y-Schiebemechanismus 126 relativ zum Band 122 positioniert. Nach dem Aufbringen der Beschichtungslösung wird der Überzug getrocknet. Auf diese Weise kann ein erneuertes Band mit einer Oberflächenschicht, deren elektrische Eigenschaften denen des neuen, ursprünglichen Zwischenübertragungsbandes entsprechen, erhalten werden. Die Rotationsgeschwindigkeit ist nicht auf bestimmte Geschwindigkeiten beschränkt und kann zum Beispiel im Bereich von etwa 10 Umdrehungen/Minute bis etwa 500 Umdrehungen/Minute, im Bereich von etwa 20 Umdrehungen/Minute bis etwa 200 Umdrehungen/Minute oder im Bereich von etwa 30 Umdrehungen/Minute bis etwa 80 Umdrehungen/Minute liegen.
Beispiele für spezifische saum- beziehungsweise nahtlose Zwischenübertragungsbänder, die erfindungsgemäß erneuert werden können, umfassen solche, die aus Polyimiden, Polyamiden, Polyamidimiden, Polyetherimiden, Polycarbonaten, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyphenylsulfonen, Polyestern, Polyphenylensulfiden oder Gemischen davon hergestellt wurden.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung. Alle Teile und Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.
Beispiel
Es wurde ein saum- beziehungsweise nahtloses Zwischenübertragungsband aus Polyimid verwendet, mit dem keine Ausdrucke mit akzeptabler Qualität mehr hergestellt werden konnten. Das saum- beziehungsweise nahtlose Zwischenübertragungsband aus Polyimid war in einer elektrofotografischen Maschine verwendet worden. Das Zwischenübertragungsband wurde mit Isopropanol gereinigt, um Tonerreste an der Oberfläche des Bandes zu entfernen, und dann an Luft getrocknet. Dann wurde das saum- beziehungsweise nahtlose Zwischenübertragungsband aus Polyimid unter Verwendung einer Ziehbalken-Beschichtungsvorrichtung (draw bar coater) mit einer Beschichtung aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Ruß versehen. PVDF ist ein Hochleistungskunststoff der Fluorpolymer-Familie und wird gewöhnlich bei Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Reinheit, eine hohe Festigkeit, eine gute Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Säuren und Basen, sowie eine hohe Wärmebeständigkeit gefordert sind. PVDF ist billiger als andere vergleichbare Fluorpolymere.
Zur Herstellung der Beschichtungslösung wurden 0,4 g einer 18,7 gewichtsprozentigen Dispersion von Ruß (Special Black 4) in N-Methylpyrrolidon (NMP) hergestellt. Die Dispersion wurde mit 1,5 g KYNAR^® 301F-PVDF-Harz in 13,5 g N,N'-Dimethylformamid (DMF) vermischt. Das Gemisch wurde auf dem saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungsband aus Polyimid, mit dem keine Ausdrucke mit akzeptabler Qualität mehr hergestellt werden konnten, aufgebracht, wobei eine 2,0-mil Bird-Auftragvorrichtung (2.0-mil Bird bar) verwendet wurde. Der Überzug wurde dann 1 Stunde lang bei Raumtemperatur getrocknet und danach 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet.
Ein Standard-Abziehtest zeigte, dass die Grundschicht aus Polyimid fest an der Oberflächenschicht aus PVDF anhaftete (d. h., die Schichten lösten sich nicht voneinander ab).
Der spezifische Oberflächenwiderstand betrug etwa 10^10,5 Ohm/Flächenquadrat, verglichen mit 10^10,2 Ohm/Flächenquadrat der unbeschichteten Bereiche des neuen, ursprünglichen Bandes. Die Druckqualität wurde visuell überprüft und es stellte sich heraus, dass die Druckqualität, die unter Verwendung des erneuerten Bandes erhalten wurde, der Druckqualität entsprach, die unter Verwendung des Originalbandes erhalten worden war.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes, mit dem eine Beschichtung beziehungsweise Oberflächenschicht auf dem Zwischenübertragungselement aufgebracht wird, kann verwendet werden, um die Lebensdauer eines gebrauchten und/oder beschädigten Zwischenübertragungsbandes zu verlängern.

Claims

Verfahren zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes, umfassend: das Ablösen einer äußeren Oberfläche eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselementes mit einem Alkohol; das Aufbringen eines Gemisches, umfassend ein Polymer, leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel, auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes; und das Erwärmen des Gemisches, um eine Oberflächenschicht auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zwischenübertragungselement ein Zwischenübertragungsband ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die leitfähigen Teilchen ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Rußteilchen, Graphitteilchen, Acetylenrußteilchen, Teilchen aus fluoriertem Ruß, Metalloxidteilchen, Teilchen aus dotierten Metalloxiden, Polyanilinteilchen, Polythiophenteilchen, Polyacetylenteilchen, Poly(p-phenylen-vinylen)teilchen, Poly(p-phenylen-sulfid)teilchen, Pyrrolteilchen, Polyindolteilchen, Polypyrenteilchen, Polycarbazolteilchen, Polyazulenteilchen, Polyazepinteilchen, Poly(fluor)teilchen, Polynaphthalinteilchen und Gemischen davon.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus fluorierten Polymeren, Polycarbonaten, Polyestern, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyphenylsulfonen, Polyamiden, Polyphenylsulfiden, Phenoxyharzen, Polyimiden, Polyamidimiden, Polyetherimiden und Gemischen davon.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberflächenschicht einen spezifischen Oberflächenwiderstand von etwa 10⁹ Ohm/Flächenquadrat bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erneuerte Zwischenübertragungselement einen spezifischen Durchgangswiderstand von etwa 10⁹ Ohm-cm bis etwa 10¹³ Ohm-cm hat.
Apparatur zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes, umfassend: einen Antriebsmechanismus, mit dem ein Zwischenübertragungselement in Rotation versetzt und gespannt wird; und eine Fließbeschichtungsdosiervorrichtung, mit der eine Beschichtungslösung auf dem Zwischenübertragungselement aufgebracht wird, wobei die Fließbeschichtungsdosiervorrichtung sowohl parallel als auch senkrecht zur Rotationsrichtung des Zwischenübertragungselementes bewegt werden kann.
Apparatur nach Anspruch 7, wobei das Zwischenübertragungselement ein Zwischenübertragungsband ist.
Verfahren zum Erneuern eines Zwischenübertragungselementes, umfassend: das Ablösen einer äußeren Schicht eines saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselementes mit Isopropanol; das Aufbringen eines Gemisches, umfassend ein Polymer, leitfähige Teilchen und ein Lösungsmittel, auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes, wobei das Aufbringen mittels Fließbeschichten erfolgt; und das Erwärmen des Gemisches, um eine Oberflächenschicht auf der äußeren Oberfläche des Zwischenübertragungselementes zu bilden, wobei die Oberflächenschicht eine Dicke von etwa 10 μm bis etwa 150 μm und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von etwa 10⁹ Ohm/Flächenquadrat bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat hat.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Zwischenübertragungselement ein Zwischenübertragungsband ist.