DE102013205364A1

DE102013205364A1 - Zufuhrvorrichtung

Info

Publication number: DE102013205364A1
Application number: DE102013205364A
Authority: DE
Inventors: Yu Liu; Sarah J. VELLA; Vladislav Skorokhod; Gaetano J. LAVIGNE; Nan-Xing Hu; Gregory M. MCGUIRE
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: DE102013205364B4; JP5952765B2; JP2013214066A; MX2013003591A; KR101900513B1; CN103365127B; US8774696B2; US20130259551A1; KR20130111989A; CN103365127A

Abstract

Es wird ein Applikator zur Verwendung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben. Der Applikator umfasst einen Rakelapplikator, der eine elastomere Matrix und ein darin dispergiertes funktionelles Material umfasst. Die Applikatorrakel ist in Bezug auf eine Oberfläche in einer Schleppposition angeordnet, wobei das funktionelle Material von der elastomeren Matrix auf die Oberfläche diffundiert.

Description

HINTERGRUND
Diese Offenbarung ist im Allgemeinen auf die Zufuhr eines funktionellen Materials oder Schmiermittels zur Oberfläche von Bildgebungselementen, Photorezeptoren, Photoleitern und dergleichen gerichtet.
Hintergrund
In der Elektrophotographie bzw. beim elektrophotographischen Druck wird die ladungsspeichernde Oberfläche, die für gewöhnlich als Photorezeptor bekannt ist, elektrostatisch geladen und danach einem Lichtmuster eines Originalbildes ausgesetzt, um die Oberfläche selektiv entsprechend zu entladen. Das entstehende Muster aus geladenen und entladenen Bereichen am Photorezeptor bildet ein elektrostatisches Ladungsmuster, das als latentes Bild bekannt ist, entsprechend dem Originalbild. Das latente Bild wird entwickelt, indem es mit einem feinkörnigen elektrostatisch anziehbaren Pulver, als Toner bekannt, in Berührung gebracht wird. Der Toner wird durch die elektrostatische Ladung auf der Photorezeptoroberfläche auf den Bildbereichen gehalten. Somit wird ein Tonerbild gemäß einem Lichtbild des Originals hergestellt, das reproduziert oder gedruckt wird. Das Tonerbild kann dann direkt oder mithilfe eines Zwischentransferelements auf ein Substrat oder ein Trägerelement (z. B. Papier) übertragen werden und das Bild darauf fixiert werden, um eine permanente Aufzeichnung des zu reproduzierenden oder druckenden Bildes zu bilden. Nach der Entwicklung wird überschüssiger Toner auf der ladungsspeichernden Oberfläche von der Oberfläche entfernt. Das Verfahren ist für das Lichtoptikkopieren von einem Original oder für das Drucken von elektronisch erzeugten oder gespeicherten Originalen nützlich, z. B. mit einem Raster-Output-Scanner (ROS), wobei eine geladene Oberfläche Bild für Bild auf verschiedenste Weise entladen werden kann.
Das beschriebene elektrophotographische Kopierverfahren ist hinlänglich bekannt und wird üblicherweise beim Lichtoptikkopieren eines Originaldokuments verwendet. Bei anderen elektrophotographischen Druckanwendungen bestehen auch analoge Verfahren, z. B. digitaler Laserdruck und digitale Laserreproduktion, wobei Ladung auf einer ladungsspeichernden Oberfläche in Reaktion auf elektronisch erzeugte oder gespeicherte Bilder abgelagert wird.
Um die Oberfläche eines Photorezeptors zu laden, wird eine Kontakttyp-Ladeeinheit verwendet, wie z. B. im US-Patent Nr. 4,387,980 und US-Patent Nr. 7,580,655 offenbart. Die Kontakttyp-Ladeeinheit, auch ”Vorspannladewalze”, (Bias Charge Roll, BCR) genannt, enthält ein leitfähiges Element, das mit einer Spannung aus einer Energiequelle versorgt wird, wobei eine Gleichspannung mit einer Wechselspannung überlagert ist, die nicht weniger als die zweifache Höhe der Gleichspannung aufweist. Die Ladeeinheit berührt die Oberfläche des bildtragenden Elements (Photorezeptor), wobei es sich um ein zu ladendes Element handelt.
Elektrophotographische Photorezeptoren können in diversen Formen bereitgestellt werden. Beispielsweise können die Photorezeptoren eine homogene Schicht aus einem einzelnen Material, z. B. glasiges Selen, oder eine Verbundschicht sein, die eine photoleitfähige Schicht und ein weiteres Material enthält. Darüber hinaus kann der Photorezeptor geschichtet sein. Mehrschichtige Photorezeptoren oder Bildgebungselemente haben zumindest zwei Schichten und können ein Substrat, eine leitfähige Schicht, eine optionale Grundierungsschicht (manchmal auch als ”Ladungsblockierschicht” oder ”Lochblockierschicht” bezeichnet), eine optionale Haftschicht, eine photoerzeugende Schicht (manchmal auch als ”Ladungserzeugungsschicht”, ”ladungserzeugende Schicht” oder ”Ladungserzeugerschicht” bezeichnet), eine Ladungstransportschicht und eine optionale Mantelschicht enthalten, bei flexibler Bandform bzw. einer steifen Trommelkonfiguration. Bei der mehrschichtigen Konfiguration sind die aktiven Schichten des Photorezeptors die Ladungserzeugungsschicht (CGL) und die Ladungstransportschicht (CTL). Wenn die Ladungsübertragung über diese Schichten verbessert wird, wird auch die Leistung des Photorezeptors verbessert. Mehrschichtige flexible Photorezeptorelemente können eine Anti-Curl-Schicht auf der Rückseite des Substrats gegenüber der Seite der elektrisch aktiven Schichten aufweisen, um die gewünschte Photorezeptorflachheit umzusetzen.
In den letzten Jahren waren organische Photorezeptoren bei elektrographischen Anwendungen weit verbreitet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass organische Photorezeptoren auf einfache Weise bei geringen Kosten herzustellen sind und die Vorteile der mechanischen Flexibilität, leichten Verfügbarkeit und Umweltverträglichkeit aufweisen. Die während des wiederholten Ladens erzeugte Mikrocorona schädigt den organischen Photoleiter jedoch, wodurch sich die Bildgebungsoberfläche schnell abnützt und die Lebensdauer des Photorezeptors verkürzt wird.
Um die Betriebsdauer des Photorezeptors weiter zu erhöhen, werden darüber hinaus Mantelschichten verwendet, um die Photorezeptoren zu schützen und die Leistung zu verbessern, z. B. die Verschleißfestigkeit. Diese verschleißarmen Mantelschichten sind aufgrund der A-Zonen-Löschung in einer feuchten Umgebung jedoch mit schlechter Bildqualität verbunden, wenn die Verschleißraten auf eine gewisse Höhe sinken. Darüber hinaus führt die mit verschleißarmen Mantelschichten verbundene hohe Reibung in der A-Zone auch zu schweren Problemen bei BCR-Ladesystemen, z. B. durch hohe Reibung/hohes Drehmoment bedingtes Motorversagen und Rakelschaden. Folglich ist die Verwendung einer verschleißarmen Mantelschicht bei BCR-Ladesystemen immer noch mit Herausforderungen verbunden, und es besteht ein Bedarf, Wege zu finden, mit denen die Lebensdauer des Photorezeptors bei ausgezeichneter Bildqualität und Ladeleistung erhöht wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird hier ein Applikator zur Verwendung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung offenbart. Der Applikator umfasst einen Rakelapplikator, der eine elastomere Matrix und ein darin dispergiertes funktionelles Material umfasst. Die Applikatorrakel ist in Bezug auf eine Oberfläche in einer Schleppposition angeordnet, wobei das funktionelle Material von der elastomeren Matrix auf die Oberfläche diffundiert.
Es wird hier eine Bilderzeugungsvorrichtung offenbart, die ein Bildgebungselement mit einer ladungsspeichernden Oberfläche zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes auf dieser enthält. Das Bildgebungselement umfasst ein Substrat und ein photoleitfähiges Element, das auf dem Substrat angeordnet ist. Die Bilderzeugungsvorrichtung enthält eine Ladeeinheit zum Anlegen einer elektrostatischen Ladung auf das Bildgebungselement bis zu einem vorab definierten elektrischen Potenzial. Die Bilderzeugungsvorrichtung enthält einen Applikator, der in Berührung mit der Oberfläche des Bildgebungselements oder einer Oberfläche der Ladeeinheit angeordnet ist, wobei der Applikator einen Rakelapplikator umfasst, der eine elastomere Matrix und ein darin dispergiertes funktionelles Material umfasst, wobei die Applikatorrakel in Berührung und in einer Schleppposition in Bezug auf die Oberfläche des Bildgebungselements oder eine Oberfläche der Ladeeinheit angeordnet ist.
Es wird hier ein Applikator zur Verwendung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung offenbart. Der Applikator umfasst einen Rakelapplikator, der eine erste Schicht, die eine elastomere Matrix und ein darin dispergiertes funktionelles Material umfasst, und eine zweite Schicht umfasst, die ein auf der ersten Schicht angeordnetes Elastomer umfasst, wobei die zweite Schicht in Bezug auf eine Oberfläche in einer Schleppposition angeordnet ist, und wobei das funktionelle Material über die zweite Schicht auf die Oberfläche diffundiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht eines Bildgebungselements in einer Trommelkonfiguration gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Bildgebungselements in einer Bandkonfiguration gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
3 ist eine Querschnittsansicht eines Systems, das einen Rakelapplikator gemäß den vorliegenden Ausführungsformen umsetzt.
4 ist eine alternative Querschnittsansicht eines Systems, das einen Rakelapplikator gemäß den vorliegenden Ausführungsformen umsetzt.
5 ist eine alternative Querschnittsansicht eines Systems, das einen Rakelapplikator gemäß den vorliegenden Ausführungsformen umsetzt.
6 ist eine Seitenansicht eines Rakelapplikators gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
7 ist eine Seitenansicht eines Rakelapplikators gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
8 ist eine Seitenansicht eines Rakelapplikators gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
9 ist eine Seitenansicht mit verschiedenen Ausführungsformen der Spitze eines Rakelapplikators.
10 ist ein Drucktest, der die A-Zonen-Löschergebnisse von Drucken zeigt, die mit dem System gemäß hier beschriebener Ausführungsformen gemacht wurden.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die offenbarten Ausführungsformen richten sich im Allgemeinen auf einen Zufuhrapplikator zum Auftragen einer Schicht aus einem funktionellen Material, die als Schmiermittel auf einer Bildgebungselementoberfläche agiert. Die Schicht aus funktionellem Material agiert als Barriere für Feuchtigkeit und/oder Oberflächenverunreinigungen, wodurch die Oberfläche des Bildgebungselements geschützt wird. Das Auftragen des Schmiermittels bietet eine verbesserte Verschleißfestigkeit, eine geringe Reibung und verringerte Bildfehler, die durch eine Löschung bei Bedingungen mit hoher Feuchtigkeit bedingt sind, wodurch die xerographische Leistung bei Bildgebungselementen verbessert wird.
Ein Photorezeptor (P/R) mit langer Lebensdauer ermöglicht signifikante Kosteneinsparungen. Im Allgemeinen wird eine Verlängerung der Lebensdauer von P/R durch eine verschleißfeste Mantelschicht erzielt. Verschleißfeste Mantelschichten sind jedoch mit einer Steigerung der A-Zonen-Löschung (ein Druckfehler, der bei hoher Feuchtigkeit entsteht) verbunden. Die meisten organischen Photorezeptormaterialien erfordern eine Mindestverschleißrate von 2 nm/Kcycle (Scorotron-Ladesystem) oder von ungefähr 5 nm/Kcycle bis ungefähr 10 Kcycle (BCR-Ladesystem), um eine A-Zonen-Löschung zu unterdrücken. Darüber hinaus verursachen verschleißfeste Mantelschichten eine höhere Reibung/ein höheres Drehmoment, was bei BCR-Ladesystemen mit Problemen verbunden ist, z. B. Motorversagen oder Rakelschaden im frühen Druckstadium, was zu Tonerstreifenbildung bei Drucken führt.
1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines mehrschichtigen elektrophotographischen Bildgebungselements oder Photorezeptors mit einer Trommelkonfiguration. Das Substrat kann darüber hinaus in einer Zylinderkonfiguration vorliegen. Wie ersichtlich, enthält das beispielhafte Bildgebungselement ein steifes Trägersubstrat 10, eine elektrisch leitfähige Grundplatte 12, eine Grundierschicht 14, eine Ladungserzeugungsschicht 18 und eine Ladungstransportschicht 20. Eine optionale Mantelschicht 32 auf der Ladungstransportschicht 20 kann ebenfalls enthalten sein. Das Substrat 10 kann ein Material sein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metall, Metalllegierung, Aluminium, Zirkonium, Niob, Tantal, Vanadium, Hafnium, Titan, Nickel, Edelstahl, Chrom, Wolfram, Molybdän und Mischungen davon. Das Substrat 10 kann auch ein Material umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Metall, einem Polymer, einem Glas, einem Keramik und Holz.
Die Ladungserzeugungsschicht 18 und die Ladungstransportschicht 20 bilden eine Bildgebungsschicht, die hier als zwei separate Schichten beschrieben ist. Bei einer Alternative zu dem in der Figur Gezeigten kann die Ladungserzeugungsschicht 18 auch oben auf der Ladungstransportschicht 20 angeordnet sein. Es sei verstanden, dass die funktionellen Komponenten dieser Schichten alternativ in eine Einzelschicht kombiniert werden können.
2 zeigt ein Bildgebungselement oder einen Photorezeptor mit einer Bandkonfiguration gemäß den Ausführungsformen. Wie gezeigt, ist die Bandkonfiguration mit einer Anti-Curl-Rückseitenschicht 1, einem Trägersubstrat 10, einer elektrisch leitfähigen Grundplatte 12, einer Grundierschicht 14, einer Haftschicht 16, einer Ladungserzeugungsschicht 18 und einer Ladungstransportschicht 20 bereitgestellt. Eine optionale Mantelschicht 32 und ein optionales Masseband 19 können ebenfalls enthalten sein. Ein beispielhafter Photorezeptor mit einer Bandkonfiguration ist im US-Patent Nr. 5,069,993 offenbart.
Wie oben erörtert, umfasst ein elektrophotographisches Bildgebungselement im Allgemeinen zumindest eine Substratschicht, eine auf dem Substrat angeordnete Bildgebungsschicht und eine optionale, auf der Bildgebungsschicht angeordnete Mantelschicht. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst die Bildgebungsschicht eine auf dem Substrat angeordnete Ladungserzeugungsschicht und die auf der Ladungserzeugungsschicht angeordnete Ladungstransportschicht. Bei weiteren Ausführungsformen kann eine Grundierschicht enthalten sein, die im Allgemeinen zwischen dem Substrat und der Bildgebungsschicht angeordnet ist, auch wenn zusätzliche Schichten vorhanden und zwischen diesen Schichten vorgesehen sein können. Das Bildgebungselement kann darüber hinaus bei gewissen Ausführungsformen eine Anti-Curl-Rückseitenbeschichtungsschicht enthalten. Das Bildgebungselement kann beim Bildgebungsverfahren der Elektrophotographie angewandt werden, wobei die Oberfläche einer elektrophotographischen Platte, einer elektrophotographischen Trommel, eines elektrophotographischen Bandes oder dergleichen (Bildgebungselement oder Photorezeptor), die bzw. das eine photoleitfähige Isolierschicht auf einer leitfähigen Schicht enthält, zunächst einheitlich elektrostatisch geladen wird. Danach wird das Bildgebungselement einem Muster aus aktivierender elektromagnetischer Strahlung, z. B. Licht, ausgesetzt. Die Strahlung leitet die Ladung selektiv auf die beleuchteten Bereiche der photoleitfähigen Isolierschicht ab, während sie gleichzeitig ein elektrostatisches latentes Bild hinterlässt. Dieses elektrostatische latente Bild kann dann entwickelt werden, um ein sichtbares Bild zu erzeugen, indem geladene Partikel gleicher oder entgegengesetzter Polarität auf der Oberfläche der photoleitfähigen Isolierschicht abgelagert werden. Das entstehende sichtbare Bild kann danach vom Bildgebungselement direkt oder indirekt (beispielsweise mithilfe eines Übertragungs- oder anderen Elements) auf ein Drucksubstrat, beispielsweise eine Folie oder Papier, übertragen werden. Das Bildgebungsverfahren kann mit wiederverwendbaren Bildgebungselementen vielmals wiederholt werden.
Häufige Druckqualitätsprobleme hängen stark von der Qualität und der Interaktion dieser Photorezeptorschichten ab. Beispielsweise wenn ein Photorezeptor in Kombination mit einem Kontaktlader und einem mittels chemischer Polymerisation erhaltenen Toner (Polymerisationstoner) verwendet wird, kann sich die Bildqualität aufgrund dessen verschlechtern, dass eine Oberfläche des Photorezeptors mit einem Entladungsprodukt gefärbt wird, das im Rahmen von Kontaktladung gebildet wurde, oder mit dem Polymerisationstoner, der nach einem Reinigungsschritt zurückbleibt. Darüber hinaus bewirkt wiederholtes Durchlaufen, dass die äußerste Schicht des Photorezeptors einen hohen Reibkontakt mit anderen Maschinenteilsystemkomponenten erfährt, die verwendet werden, um den Photorezeptor zu reinigen bzw. für die Bildgebung während jedes Durchlaufs vorzubereiten. Wenn ein Photorezeptor wiederholt cyclischen mechanischen Interaktionen mit Maschinenteilsystemkomponenten ausgesetzt ist, kann sich beim Photorezeptor an der Oberfläche der äußerten organischen Photorezeptorschicht starke Reibungsabnutzung zeigen, die die Nutzungsdauer des Photorezeptors stark verringern kann. Schließlich beeinträchtigt die entstehende Abnutzung die Leistung des Photorezeptors und somit die Bildqualität. Bei einem weiteren Typ eines häufigen Bildfehlers geht man davon aus, dass er aus der Ansammlung von Ladung an einer Stelle im Photorezeptor entsteht. Wenn ein darauffolgendes Bild gedruckt wird, führt die angesammelte Ladung folglich zu Bilddichteänderungen im derzeit gedruckten Bild, wodurch das zuvor gedruckte Bild sichtbar wird. Beim xerographischen Verfahren werden räumlich variierende die Mengen an positiven Ladungen aus der Übertragungsstation auf der Photorezeptoroberfläche vorgesehen. Wenn diese Variation groß genug ist, manifestiert sie sich selbst als Variation des Bildpotenzials im darauffolgenden xerographischen Durchlauf und wird als Fehler gedruckt.
Ein herkömmlicher Ansatz zur Verlängerung der Lebensdauer von Photorezeptoren besteht darin, eine verschleißfeste Mantelschicht aufzutragen. Bei Vorspannwalzen-Ladesystemen (BCR-Ladesystemen) sind Mantelschichten mit einem Kompromiss zwischen A-Zonen-Löschung (d. h. Bilddefekt in A-Zone: 28°C, 85 % rF) und Verschleißrate des Photorezeptors verbunden. Beispielsweise erfordern die meisten Materialsätze aus organischen Photoleitern (OPC) eine gewisse Verschleißratenhöhe, um eine A-Zonen-Löschung zu unterdrücken, wodurch die Lebensdauer eines Photorezeptors eingeschränkt wird. Die Ausführungsformen zeigten jedoch eine Senkung der Verschleißrate eines Photorezeptors bei gleichzeitiger Beibehaltung der Bildqualität des Photorezeptors, z. B. verringerte Bildlöschungen. Die vorliegenden Ausführungsformen stellen Photorezeptortechnologie für BCR-Ladesysteme mit einer signifikant erhöhten Lebensdauer bereit.
Walzentyp-Applikatoren zum kontinuierlichen Auftragen von funktionellem Material (z. B. Paraffinöl) auf die Oberfläche des Photorezeptors werden in den Patentanmeldungen USSN 13/279,981 und USSN 13/326,414 offenbart. Die aufgetragene Dünnschicht des funktionellen Materials berücksichtigt die A-Zone-Löschung, vermindert das Klappern der Reinigungsrakel und senkt die Toner-/Zusatzstoffverunreinigung auf der BCR. Allerdings sind Walzentyp-Applikatoren mit Problemen verbunden. Es ist schwierig, die Kontaktkraft der Walze gegen die Oberfläche des Photorezeptors oder der BCR entlang der gesamten Länge während des Drehens zu steuern, was die Diffusionsrate des Öls aus der Zufuhrwalze beeinflusst und zu einer ungleichmäßigen Ölverteilung folgt, insbesondere an den beiden Enden des Photorezeptors oder der BCR-Oberfläche. Folglich wird die Tonerdichte nach mehreren Drucken über eine Seite hinweg ungleichmäßig, wodurch die Ränder des Bildes manchmal dunkler als die Mitte werden, was auf eine überschüssige Menge an zugeführtem Öl zurückzuführen ist. Dies kann darüber hinaus bewirken, dass die Zufuhrwalze mit der Zeit mit Toner und Zusatzstoffen verunreinigt wird, was durch nicht effizientes Reinigen der Oberfläche des Photorezeptors (P/R) durch die Reinigungsrakel bedingt ist. Tonerpartikel werden schließlich auf die Oberfläche der BCR übertragen und verunreinigen diese.
Es wird hier ein Rakeltyp-Applikator offenbart, der eine äußerst dünne Schicht eines funktionellen Materials, z. B. Paraffinöl, auf die Oberfläche einer P/R-Oberfläche auftragen kann. Die Rakel ist in einer Schleppkonfiguration angeordnet. Der Rakeltyp-Applikator minimiert die Probleme, die mit einem Walzentyp-Applikator verbunden sind dahingehend, dass die Kontaktkraft einer Rakel gleichmäßiger mit weniger Abweichung über die Länge der P/R-Oberfläche verteilt werden kann. Die Kontaktkraft wird auf einfache Weise intrinsisch berücksichtigt, indem die mechanischen Eigenschaften des Materials und/oder der Winkel, in dem die Rakel die P/R-Oberfläche berührt, eingestellt werden. Eine Rakelkonfiguration bietet gegenüber einer Walzenkonfiguration weitere Vorteile, z. B.: i) eine kompaktere Größe, ii) gesenkte Kosten und verringerte Herstellungskomplexität, und iii) eine einfachere Geometrie, die die Optimierung und Integrierung in andere Systeme einfacher macht.
Ein Rakelapplikator 35 ist in 3 gezeigt und weist die folgenden Charakteristika auf. Der Rakelapplikator 35 befindet sich in Bezug auf die Oberfläche des Photorezeptors 34 in einer Schleppposition. Der Rakelapplikator 35 kann durch einen Haltemechanismus, z. B. eine Klammer 31 und eine Rakelklemme 33, in der Schleppposition gehalten werden. Die Schleppposition bedeutet, dass die Oberfläche des P/R den Rakelapplikator 35 zieht, wenn sich der P/R dreht. Die Rakelklemme 33 verfügt über Sägezahnnuten, um den Rakelapplikator 35 an dessen Platz zu halten. Die metallische Rakelklemme 31 kann aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein, oder magnetisch oder mechanisch am Gehäuse des P/R befestigt sein.
Der Rakelapplikator 35 besteht aus einer elastomeren Matrix mit funktionellen Materialien wie darin dispergiertes Paraffinöl. Das funktionelle Material diffundiert durch die elastomere Matrix auf eine P/R-Oberfläche. Das Dosieren von funktionellem Material kann durch den Kontaktdruck zwischen der Rakel und der Oberfläche des P/R gesteuert werden.
Bei der Konfiguration von 3 verringert der Rakelapplikator 35 die A-Zonen-Löschung und die hohe Reibung während langfristigen Druckens, wodurch die Lebensdauer des Photorezeptors verlängert wird. Der Rakelapplikator 35 bietet darüber hinaus eine wirksame Unterdrückung der Verunreinigung auf der BCR, die mit P/Rs verbunden ist, die mit einem verschleißarmen Mantel beschichtet sind. Der Rakelapplikator 35 weist eine kompakte Größe auf, ist günstig und leicht zu implementieren.
In 4 wird eine Bilderzeugungsvorrichtung in einem BCR-Ladesystem gezeigt. Wie gezeigt, umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung einen Photorezeptor 34, eine BCR 46 und einen Rakelapplikator 35. Der Rakelapplikator 35 berührt den Photorezeptor 34, um eine äußerst dünne Schicht eines funktionellen Materials auf die Oberfläche des Photorezeptors 34 zuzuführen. Folglich wird der Photorezeptor 34 im Wesentlichen einheitlich von der BCR 46 geladen, um das elektrophotographische Reproduktionsverfahren einzuleiten. Der geladene Photorezeptor 34 wird gegenüber einem Lichtbild ausgesetzt, um ein elektrostatisches latentes Bild auf dem photorezeptiven Element (nicht gezeigt) zu bilden. Dieses latente Bild wird danach von einem Tonerentwickler 40 in ein sichtbares Bild entwickelt. Danach wird das entwickelte Tonerbild vom Photorezeptor 34 über ein Aufnahmemedium auf ein Kopierblatt oder ein anderes Bildträgersubstrat übertragen, auf dem das Bild permanent fixiert werden kann, um eine Reproduktion des Originaldokuments (nicht gezeigt) bereitzustellen. Die Photorezeptoroberfläche wird dann im Allgemeinen mit einem Reiniger 42 gereinigt, um sämtliches restliches Entwicklungsmaterial davon zu entfernen, um sie für darauffolgende Bildgebungsdurchläufe vorzubereiten.
In 5 wird eine alternative Ausführungsform einer Bilderzeugungsvorrichtung in einem BCR-Ladesystem gezeigt. Wie gezeigt, umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung einen Photorezeptor 34, eine BCR 46 und einen Rakelapplikator 35. Der Rakelapplikator 35 berührt die BCR 46, die wiederum den Photorezeptor 34 berührt, um eine äußerst dünne Schicht eines funktionellen Materials auf die Oberfläche des Photorezeptors 34 zuzuführen. Der Photorezeptor 34 wird im Wesentlichen einheitlich von der BCR 46 geladen, um das elektrophotographische Reproduktionsverfahren einzuleiten. Der geladene Photorezeptor wird dann gegenüber einem Lichtbild ausgesetzt, um ein elektrostatisches latentes Bild auf dem photorezeptiven Element (nicht gezeigt) zu bilden. Dieses latente Bild wird danach von einem Tonerentwickler 40 in ein sichtbares Bild entwickelt. Danach wird das entwickelte Tonerbild vom Photorezeptorelement über ein Aufnahmemedium auf ein Kopierblatt oder ein anderes Bildträgersubstrat übertragen, auf dem das Bild permanent fixiert werden kann, um eine Reproduktion des Originaldokuments (nicht gezeigt) bereitzustellen. Die Photorezeptoroberfläche wird dann im Allgemeinen mit einem Reiniger 42 gereinigt, um sämtliches restliches Entwicklungsmaterial davon zu entfernen, um sie für darauffolgende Bildgebungsdurchläufe vorzubereiten.
Bei einer Ausführungsform des Rakelapplikators 35 in 6 enthalten die Komponenten des Systems, das den Rakelapplikator 35 umfasst, eine Einzelschicht 63 einer elastomeren Matrix 61 mit Poren oder einem porösen Material 62. Das funktionelle Material ist in den Poren oder im porösen Material 62 der Schicht 63 dispergiert. Bei Ausführungsformen enthält der Rakelapplikator 35 ein poröses Material statt Poren 42, um das funktionelle Material zu halten.
Bei einer Ausführungsform des Rakelapplikators in 7 ist eine zweite Schicht 64 eines elastomeren Materials gebildet, um das funktionelle Material auf die Oberfläche des P/R oder der BCR zu dosieren. Die Schicht 64 ist in Bezug auf die Oberfläche des P/R 34 in einer Schleppposition vorgesehen. Die Schicht 64 ist auf der Schicht 63 angeordnet. In 7 enthält der Rakelapplikator 35 eine Schicht 63 und eine elastomere Matrix 61 mit Poren oder einem porösen Material 62. Das funktionelle Material ist in den Poren oder im porösen Material 62 der Schicht 63 dispergiert. Bei Ausführungsformen kann der Rakelapplikator 35 ein poröses Material statt Poren enthalten, um das funktionelle Material zu halten.
Bei einer Ausführungsform des Rakelapplikators in 8 ist eine zweite Schicht 64 eines elastomeren Materials gebildet, um das funktionelle Material auf die Oberfläche des P/R oder der BCR zu dosieren. Die zweite Schicht 64 umgibt die Schicht 63. Die zweite Schicht 64 steuert die Zufuhr des funktionellen Materials zur Oberfläche des Photorezeptors oder der BCR. In 8 enthält der Rakelapplikator 35 eine Schicht 63 und eine elastomere Matrix 61 mit Poren oder einem porösen Material 62. Das funktionelle Material ist in den Poren oder im porösen Material 62 der Schicht 63 dispergiert. Die Konzentration des funktionellen Materials ist in Schicht 63 höher als in der zweiten Schicht 64.
Die Kontaktkraft des Randes des Rakelapplikators in Kontakt mit der P/R-Oberfläche über die gesamte Kontaktlänge kann gesteuert werden. Bei Ausführungsformen wird eine Kontaktkraft von ungefähr 10 g bis ungefähr 60 g oder von ungefähr 15 g bis ungefähr 50 g oder von ungefähr 15 g bis ungefähr 40 g erzielt. Die Kontaktkraft zwischen der Rakel und dem P/R kann auf einfache Weise eingestellt werden, indem die Steifigkeit des Materials, der Kontaktwinkel und/oder die Geometrie der Rakel verändert wird.
Bei den in den 6, 7 und 8 gezeigten Ausführungsformen kann die Dicke des Rakelapplikators 35 je nach Anforderungen der Anwendung variiert werden. Bei spezifischen Ausführungsformen ist die Dicke des Rakelapplikators ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 50 mm. Bei Ausführungsformen beträgt die Dicke des Rakelapplikators ungefähr 1 mm bis ungefähr 30 mm oder ungefähr 5 mm bis ungefähr 25 mm. Bei den in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsformen beläuft sich die Dicke der Schicht 64 auf ungefähr 0,01 µm bis ungefähr 5 mm.
Die Geometrie der Spitze der Rakel 35 kann geformt sein. In 9 sind verschiedene Ausführungsformen für die Form der Spitze 90 der Rakel 35 in Querschnittsansicht gezeigt. Dazu gehören ein vieleckiges Prisma, ein dreieckiges Prisma, ein Quader oder eine Kugel. Die Ausrichtung der Spitzenform kann variiert werden.
Bei Ausführungsformen hat die Schicht 63 Poren einer Größe von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 µm oder ungefähr 20 nm bis ungefähr 50 µm oder ungefähr 50 nm bis ungefähr 10 µm. Bei den in den 7 und 8 gezeigten Figuren hat die Schicht 64 Poren von weniger als ungefähr 1 µm oder weniger als ungefähr 500 nm oder weniger als ungefähr 300 nm oder weniger als ungefähr 100 nm oder weniger als ungefähr 50 nm. Der Rakelapplikator 35 kann eine Geometrie an der Führungskante der Rakel aufweisen, die mit der P/R-Oberfläche in Berührung gelangt. Die gezeigte Geometrie ist jene eines rechten Winkels, aber die Führungskante kann bei Ausführungsformen auch anders geformt sein.
Bei Ausführungsformen hat die Schicht 63 ein poröses Material 62, das im Elastomer 61 dispergiert ist. Das poröse Material 62 hat eine Porosität von ungefähr 50 % bis ungefähr 99,9 %. Das poröse Material agiert als Reservoir zum Speichern des funktionellen Materials. Die Poren des porösen Materials betragen ungefähr 2 nm bis ungefähr 50 µm oder die Poren betragen ungefähr 10 nm µm bis ungefähr 20 µm oder die Poren betragen ungefähr 100 nm bis ungefähr 17 µm. Die Poren des porösen Materials sind mit funktionellem Material gefüllt. Wenn die Schicht 64 in einem Rakelapplikator vorgesehen ist, kann die Schicht 64 dabei helfen, die Diffusion des funktionellen Materials aus der Schicht, die das elastomere Material und das funktionelle Material umfasst, zu steuern. Der Rakelapplikator trägt eine äußerst dünne Schicht des funktionellen Materials entweder direkt oder indirekt auf die Oberfläche eines Photorezeptors auf, die: i) die Reibung zwischen dem P/R und der Reinigungsrakel verringert, und ii) A-Zonen-Löschungen umgeht, wobei beide Faktoren die Bildqualität steigern.
Das Inkorporieren eines festen porösen Materials, beispielsweise Siliciumdioxidaerogel, erhöht die Menge an funktionellem Material (beispielsweise eines, das mit der elastomeren Matrix inkompatibel ist), das in der Zufuhrwalze gespeichert ist. Paraffinöl und PDMS sind nicht vermischbar, wodurch die Menge an Paraffinöl, die in einer PDMS-Matrix dispergiert werden kann, auf ungefähr 33 Gew.-% beschränkt wird. Siliciumdioxidaerogele, die Porositäten von bis zu 99,9 % aufweisen können, absorbieren Paraffinöl und stabilisieren dessen Dispergierung in der elastomeren Matrix. Die hier beschriebene Zufuhrrolle stellt eine Methode bereit, mit der größere Mengen an funktionellem Material in der Zufuhrrolle gespeichert werden können, und die deren Gesamtlebensdauer erhöht.
Die vorliegenden Ausführungsformen verwenden eine Zufuhrvorrichtung und ein Zufuhrsystem zur Zufuhr einer Schicht aus funktionellen Materialien auf die Photorezeptoroberfläche, entweder direkt oder mithilfe einer Ladewalze. Das funktionelle Material wird auf die Photorezeptoroberfläche aufgetragen und agiert als Schmiermittel und/oder Barriere für Feuchtigkeit sowie Oberflächenverunreinigungen und erhöht die xerographische Leistung bei Bedingungen hoher Feuchtigkeit, z. B. A-Zonen-Umgebung. Die äußerst dünne Schicht kann im Nanobereich oder auf molekularer Ebene bereitgestellt werden.
Bei Ausführungsformen wird eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitgestellt, die einen Rakelapplikator zum Zuführen von funktionellen Materialien auf einen Photorezeptor enthält. Die Vorrichtung umfasst für gewöhnlich ein Bildgebungselement; eine Ladeeinheit, die eine Ladewalze umfasst, die mit der Oberfläche des Bildgebungselements in Berührung steht; und eine Zufuhreinheit, die in Berührung mit der Oberfläche der Ladewalze angeordnet ist, wobei der Rakelapplikator eine Schicht aus funktionellem Material auf die Oberfläche der Ladewalze aufträgt und die Ladewalze wiederum eine Schicht des funktionellen Materials auf die Oberfläche des Bildgebungselements aufträgt. Bei einer Ausführungsform führt der Rakelapplikator ein funktionelles Material direkt zur Oberfläche des Bildgebungselements zu.
Bei den vorliegenden Ausführungsformen umfasst das funktionelle Material Material 62 der Schicht 63 des Rakelapplikators 35, das Poren aufweist oder porös ist, und wird zur Oberfläche des Photorezeptors zugeführt (4) oder das funktionelle Material wird zur Oberfläche der BCR 46 zugeführt (5). Das funktionelle Material wird direkt (4) oder indirekt über eine Übertragung auf die BCR-Oberfläche (5) auf die Oberfläche des Bildgebungselements übertragen. Es wurde gezeigt, dass Rakelapplikatoren, die gemäß der vorliegenden Ausführungsformen hergestellt wurden, ausreichende Mengen des funktionellen Materials enthalten, um eine äußerst dünne Schicht des funktionellen Materials kontinuierlich zur Oberfläche des BCR/Photorezeptors zuzuführen.
Bei Ausführungsformen kann das funktionelle Material eine organische oder anorganische Verbindung, ein Oligomer oder Polymer oder eine Mischung davon sein. Die funktionellen Materialien können in Form einer Flüssigkeit, eines Wachses oder eines Gels und einer Mischung davon vorliegen. Das funktionelle Material kann auch aus der Gruppe, bestehend aus einem Schmiermaterial, einem hydrophoben Material, einem oleophoben Material, einem amphiphilen Material und Mischungen davon, ausgewählt sein. Veranschaulichende Beispiele für funktionelle Materialien können z. B. ein flüssiges Material umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenwasserstoffen, Fluorkohlenstoffen, Mineralöl, synthetischem Öl, natürlichem Öl und Mischungen davon. Die funktionellen Materialien können darüber hinaus eine funktionelle Gruppe, die die Adsorption der funktionellen Materialien auf der Photorezeptoroberfläche erleichtert, und optional eine reaktive Gruppe enthalten, die die Photorezeptoroberfläche chemisch modifizieren kann. Beispielsweise können die funktionellen Materialien eine paraffinische Verbindung, Alkane, Fluoralkane, Alkylsilane, Fluoralkylsilane, Alkoxysilane, Siloxane, Glykole oder Polyglykole, Mineralöl, synthetisches Öl, natürliches Öl oder eine Mischung davon umfassen.
Bei Ausführungsformen kann der Rakelapplikator 35 von 6 oder 7 aus einem Polymer bestehen, das aus der Gruppe, bestehend aus Polysiloxanen, Polyurethanen, Polyestern, Fluorsilikonen, Polyolefin, Fluorelastomeren, synthetischem Kautschuk, natürlichem Kautschuk und Mischungen davon, ausgewählt ist.
Das poröse Material 42 ist aus der Gruppe, bestehend aus Aerogelpartikeln, Keramikpartikeln, Polymeren, Schaum-Holz und Glas, ausgewählt. Die Porosität des porösen Materials 42 beträgt ungefähr 50 % bis ungefähr 99,9 %. Bei Ausführungsformen beläuft sich die Porosität des porösen Materials auf ungefähr 60 % bis ungefähr 99 % oder auf ungefähr 65 % bis ungefähr 95 %. Das poröse Material und das funktionelle Material umfassen ungefähr 50 Gew.-% bis ungefähr 90 Gew.-% des Rakelapplikators 35. Bei Ausführungsformen umfassen das poröse Material und das funktionelle Material ungefähr 55 Gew.-% bis ungefähr 85 Gew.-% der Schicht 63 oder das poröse Material und das funktionelle Material umfassen ungefähr 60 Gew.-% bis ungefähr 80 Gew.-% der Schicht 63.
Aerogele können allgemein als Gele beschrieben werden, die durch Entfernen von Porenfluid und Ersetzen des Porenfluids durch Luft zu einer Festphase getrocknet wurden. Wie hier verwendet, bezieht sich ein ”Aerogel” auf ein Material, das im Allgemeinen ein Keramikfeststoff mit sehr geringer Dichte ist, für gewöhnlich aus einem Gel hergestellt. Der Ausdruck ”Aerogel” wird somit verwendet, um Gele zu indizieren, die getrocknet wurden, so dass das Gel während des Trocknens nur ein wenig schrumpft und seine Porosität sowie verwandte Eigenschaften beibehält. Im Gegensatz dazu wird ”Hydrogel” verwendet, um Nassgele zu beschreiben, bei denen Porenfluide wässrige Fluide sind. Der Ausdruck ”Porenfluid” beschreibt ein Fluid, das während der Bildung des einen oder der mehreren Porenelemente innerhalb der Porenstrukturen enthalten ist. Beim Trocknen, beispielsweise überkritisches Trocknen, werden Aerogelpartikel gebildet, die eine signifikante Menge an Luft enthalten, wodurch ein Feststoff mit einer geringen Dichte und ein hoher Oberflächenbereich entstehen. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind Aerogele somit mikrozelluläre Materialien mit geringer Dichte, die durch eine geringe Massendichte, große spezifische Oberflächenbereiche und sehr hohe Porositäten gekennzeichnet sind. Insbesondere sind Aerogele durch ihre einzigartigen Strukturen gekennzeichnet, die eine große Anzahl an kleinen, untereinander verbundenen Poren umfassen. Nachdem das Lösungsmittel entfernt wurde, wird das polymerisierte Material unter inerter Atmosphäre pyrolysiert, um das Aerogel zu bilden.
Es kann jede geeignete Aerogelkomponente verwendet werden. Bei Ausführungsformen kann die Aerogelkomponente beispielsweise aus anorganischen Aerogelen, organischen Aerogelen, Kohlenstoffaerogelen und Mischungen davon ausgewählt sein. Bei bestimmten Ausführungsformen eignen sich Keramikaerogele zur Verwendung. Diese Aerogele bestehen für gewöhnlich aus Siliciumdioxid, können aber auch aus Metalloxiden wie Aluminiumoxid, Titandioxid und Zirkonoxid oder Kohlenstoff bestehen und können optional mit anderen Elementen wie Metall dotiert sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Aerogelkomponente Aerogele umfassen, ausgewählt aus polymeren Aerogelen, kolloidalen Aerogelen und Mischungen davon.
Aerogelpartikel von Ausführungsformen können Porositäten von ungefähr 50 % bis ungefähr 99,9 % aufweisen, wobei das Aerogel 99,9 % Leerraum enthalten kann. Bei Ausführungsformen weisen die Aerogelpartikel Porositäten von ungefähr 50 % bis ungefähr 99,0 % oder 50 % bis ungefähr 98 % auf. Bei Ausführungsformen können die Poren der Aerogelkomponenten Durchmesser von ungefähr 2 nm bis ungefähr 500 nm oder ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm oder ungefähr 20 nm bis ungefähr 100 nm aufweisen. Bei bestimmten Ausführungsformen können Aerogelkomponenten Porositäten von mehr als 50 % Poren mit Durchmessern von weniger als 100 nm und sogar weniger als ungefähr 20 nm aufweisen.
Beispielsweise können die Aerogelpartikel bei einer Ausführungsform ein Siliciumdioxidsilicat mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 5 bis 15 µm, einer Porosität von mindestens 90 %, einer Schüttdichte von 40 bis 100 kg/m³ und einem Oberflächenbereich von 600 bis 800 m²/g sein.
Ein spezifisches nicht-einschränkendes Beispiel ist das im Handel erhältliche Pulver Dow Corning VM-2270 Aerogel Fine Particles, das bereits chemisch behandelt ist und eine Größe von ungefähr 5 bis 15 µm aufweist.
Bei Ausführungsformen enthält der Rakelapplikator 35 eine elastomere Matrix, die aus einem Polymer besteht, das aus der Gruppe, bestehend aus Polysiloxan, Silikonen, Polyurethan, Polyester, Fluorsilikon, Polyolefin, Fluorelastomer, synthetischem Kautschuk, natürlichem Kautschuk und Mischungen davon, ausgewählt ist.
Bei Ausführungsformen ist der Rakelapplikator 35 von 6 ein elastomeres Material, das mithilfe einer Gussform mit dem porösen Material 62 gegossen wird. Danach wird die elastomere Matrix gehärtet. Der Rakelapplikator 35 wird mit einem funktionellen Material, z. B. Paraffin, durch Eintauchen imprägniert. Nach dem Härten wird die elastomere Matrix, die das poröse Material und das funktionelle Material enthält, aus der Gussform extrahiert. Bei Ausführungsformen (7) wird eine Schicht 64 durch Mischen eines vernetzbaren elastomeren Polymers und darauffolgendes Gießens des Gemischs auf eine Oberfläche des Rakelapplikators 35 mithilfe einer Gussform hergestellt. Danach wird das elastomere Material gehärtet, um das Zufuhrelement zu bilden.
Bei einer spezifischen Ausführungsform ist der Rakelapplikator 35 ein parrafinimprägniertes PDMS, das das poröse Material 62 enthält. Der Rakelapplikator 35 aus paraffinimprägniertem Silikon wird durch Mischen von Paraffin in ein vernetzbares Polydimethylsiloxan (PDMS) und das poröse Material 62, z. B. Aerogelpartikel, und darauffolgendes Gießen des Gemischs mithilfe einer Gussform hergestellt. Danach wird das PDMS gehärtet. Der Rakelapplikator 35 wird mit einem funktionellen Material, z. B. Paraffin, durch Eintauchen imprägniert. Nach dem Härten wird der Rakelapplikator 35 aus der Gussform entfernt. Bei Ausführungsformen wird die Schicht 64 durch Mischen eines vernetzbaren Polydimethylsiloxans (PDMS) und darauffolgendes Gießen des Gemischs in den Rakelapplikator 35 mithilfe einer Gussform hergestellt. Bei Ausführungsformen wird das flüssige vernetzbare PDMS aus einem 2-Komponenten-System, nämlich einem Grundmittel und einem Härtemittel, hergestellt. Bei weiteren Ausführungsformen sind das Grundmittel und das Härtemittel in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 50:1 bis ungefähr 2:1 oder von ungefähr 20:1 bis ungefähr 5:1 in beiden Schichten 63 und 64 vorhanden. Bei Ausführungsformen liegt das Gewichtsverhältnis des elastomeren Materials zum porösen Material und funktionellem Material der Schicht 63 bei einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 20:1 bis ungefähr 1:5 oder von ungefähr 10:1 bis ungefähr 1:5 oder von ungefähr 3:1 bis ungefähr 1:3.
Die folgende Beschreibung beschreibt Ausführungsformen von Photoleitern.
Die Mantelschicht
Andere Schichten des Bildgebungselements können beispielsweise eine optionale Mantelschicht 32 enthalten. Die optionale Mantelschicht 32 kann nach Wunsch über der Ladungstransportschicht 20 angeordnet sein, um einen Schutz für die Bildgebungselementoberfläche bereitzustellen und die Abriebfestigkeit zu verbessern. Bei Ausführungsformen kann die Mantelschicht 32 eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,1 µm bis ungefähr 15 µm oder von ungefähr 1 µm bis ungefähr 10 µm oder bei einer spezifischen Ausführungsform von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm aufweisen. Diese Mantelschichten umfassen für gewöhnlich eine Ladungstransportkomponente und ein optionales organisches Polymer oder anorganisches Polymer.
Das Substrat
Das Photorezeptorträgersubstrat 10 kann trüb oder im Wesentlichen transparent sein und kann ein geeignetes organischen oder anorganisches Material mit den geforderten mechanischen Eigenschaften umfassen.
Die Grundplatte
Die elektrisch leitfähige Grundplatte 12 kann eine elektrisch leitfähige Metallschicht sein, die beispielsweise am Substrat 10 mithilfe eines geeigneten Beschichtungsverfahrens wie einem Vakuumabscheidungsverfahren gebildet werden kann.
Die Lochblockierschicht
Nach Ablagern der elektrisch leitfähigen Grundplattenschicht kann die Lochblockierschicht 14 auf diese aufgetragen werden.
Die Ladungserzeugungsschicht
Die Ladungserzeugungsschicht 18 kann danach auf die Grundierschicht 14 aufgetragen werden. Es kann ein beliebiges geeignetes Ladungserzeugungsbindemittel verwendet werden, das ein ladungserzeugendes/photoleitfähiges Material enthält, das in Form von Partikeln und in einem filmbildenden Bindemittel dispergiert vorliegen kann, z. B. ein inaktives Harz.
Die Ladungstransportschicht
Bei einem Trommel-Photorezeptor umfasst die Ladungstransportschicht eine Einzelschicht der gleichen Zusammensetzung.
Die Haftschicht
Eine optionale separate Haftgrenzflächenschicht kann bei gewissen Konfigurationen bereitgestellt werden, z. B. bei flexiblen Bahnkonfigurationen. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform wäre die Grenzflächenschicht zwischen der Blockierschicht 14 und der Ladungserzeugungsschicht 18 vorgesehen.
Das Masseband
Das Masseband 19 kann ein filmbildendes Polymerbindemittel und elektrisch leitfähige Partikel enthalten.
Die Anti-Curl-Rückseitenbeschichtungschicht
Die Anti-Curl-Rückseitenbeschichtung 1 kann organische Polymere oder anorganische Polymere umfassen, die elektrisch leitfähig oder geringfügig halbleitfähig sind. Die Anti-Curl-Rückseitenbeschichtung 1 stellt Flachheit und/oder Abriebfestigkeit bereit.
BEISPIELE
Ein Rakelapplikator wurde hergestellt und getestet. Polydimethylsiloxan (PDMS) wurde aus einem im Handel erhältlichen 2-Komponenten-System hergestellt. Die Komponenten wurden in einem Verhältnis von Grundmittel zu Härtemittel von 10:1 vermischt. Paraffinöl wurde zu dem Vorpolymer in einem Verhältnis von Öl zu Vorpolymer von 1:2 hinzugefügt. Die drei Komponenten wurden gründlich miteinander vermischt und in einem Vakuumexsikkator für 30 min entgast. Die entstehende Emulsion wurde sorgfältig mithilfe einer Einwegspritze in eine rechteckige Gussform (anodisiertes Aluminium) eingespritzt, die dann für 3 h bei ungefähr 60 °C gehärtet wurde. Nach dem Härten wurde der Rakelapplikator aus der Gussform extrahiert und an der Rakelklammer befestigt. Die Rakel hat eine Dicke von ungefähr 5 mm, eine Breite von ungefähr 15 mm und eine Länge von ungefähr 130 mm.
Die modifizierte Bildgebungsvorrichtung mit dem Rakelapplikator und einem mit einer verschleißarmen Mantelschicht beschichteten Photorezeptor wurden in der A-Zone konditioniert, bevor die Maschinentests durchgeführt wurden. Der Drucktest wurde mit der Xerox DocuColor 250 Maschine in der A-Zone (28 °C, 85 % rF) durchgeführt, um die Bildqualität und insbesondere die A-Zonen-Löschung und die BCR-Verunreinigung zu bewerten. Aufgrund der hohen Reibung/des hohen Drehmoments versagen mit einer Mantelschicht beschichteten P/R-Trommeln im Allgemeinen in Bezug auf das Drehen bei Maschinen in der A-Zone, was zu einer Motorstörung führt. Nachdem der Rakelapplikator auf der CRU installiert wurde, könnte der Motor die mit einer Mantelschicht beschichteten Trommeln drehen, was indiziert, dass Paraffinöl von der Rakel zugeführt wurde, um das System zu schmieren. Der Rakelapplikator war ungefähr 130 mm lang (kürzer als die Gesamtlänge des P/R), so dass Paraffinöl nur auf einen Teil des Photorezeptors aufgetragen wurde, und der andere Teil (ohne Paraffin) wurde als Kontrolle verwendet. Dies ermöglichte den Vergleich der Bildqualität von Drucken, die gleichzeitig aus Regionen mit und ohne angewandtes Paraffinöl erhalten wurden. 8 zeigt die Ergebnisse des Drucktests nach 10 Kcycles. In 8 hat der Kontrollabschnitt (kein Kontakt mit dem Applikator und deshalb kein aufgetragenes Paraffinöl) starke Streifen im Bild, was auf eine Toner-/Zusatzstoffverunreinigung auf der BCR und Rakelklappern zurückzuführen ist. Der Kontrollabschnitt führte darüber hinaus zu einer starken A-Zonen-Löschung (nur 10 von 13 Zeilen können in diesem Abschnitt von 8 erkannt werden). Im Gegensatz dazu wurde eine drastische Verbesserung der Bildqualität in Bezug auf eine Entwicklung aus mit Paraffin versehenen P/R-Oberflächenbereichen beobachtet (alle 13 Zeilen können in diesem Abschnitt von 8 erkannt werden). Die aufgetragene Paraffinschicht schmiert darüber hinaus die Reinigungsrakel signifikant und hilft dabei, die Toner-/Zusatzstoffverunreinigung auf der BCR zu unterdrücken, die durch die ineffiziente Reinigung im Zusammenhang mit der mit einer Mantelschicht beschichteten BCR bedingt ist. Die Ansammlung von Zusatzstoffen verringert die Ladeeffizienz der BCR (mit einer geringeren Oberflächenladespannung). Die Drucke zeigen, dass der Bereich der BCR, der nicht mit dem Applikator in Berührung stand, erheblich mit Toner und Zusatzstoffen verunreinigt war. Der Abschnitt der BCR, der der Position des Rakelapplikators entsprach, war sauber und aus diesem Grund waren diese Regionen der Bilder unter der gleichen Ladebedingung heller als der Kontrollabschnitt.
Die Tests zeigten, dass der Rakeltyp-Applikator die A-Zonen-Löschung effektiv unterdrückt und das reibungsbedingte Rakelklappern effektiv verringert.
Es sei verstanden, dass Varianten der oben offenbarten und anderer Merkmale und Funktionen oder Alternativen davon in andere unterschiedliche Systeme oder Anwendungen kombiniert werden können. Diverse derzeit nicht vorhergesehenen oder erwarteten Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen darin können danach vom Fachmann erzielt werden, wobei diese auch von den folgenden Ansprüche umfasst sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4387980 [0004]
US 7580655 [0004]
US 5069993 [0025]

Claims

Applikator zur Verwendung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend: einen Rakelapplikator, der eine elastomere Matrix und ein darin dispergiertes funktionelles Material umfasst, wobei der Rakelapplikator in Bezug auf eine Oberfläche in einer Schleppposition angeordnet ist, wobei das funktionelle Material von der elastomeren Matrix auf die Oberfläche diffundiert.
Applikator nach Anspruch 1, wobei die elastomere Matrix ein Material umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polysiloxan, Polyurethan, Polyester, Polyfluorsiloxanen, Polyolefin, Fluorelastomer, synthetischem Kautschuk, natürlichem Kautschuk und Mischungen davon.
Applikator nach Anspruch 1, wobei das funktionelle Material aus der Gruppe, bestehend aus Alkanen, Fluoralkanen, Alkylsilanen, Fluoralkylsilanen, Alkoxysilanen, Siloxanen, Glykolen oder Polyglykolen, Mineralöl, synthetischem Öl, natürlichem Öl und Mischungen davon, ausgewählt ist.
Applikator nach Anspruch 1, ferner umfassend Aerogelpartikel, die in der elastomeren Matrix dispergiert sind.
Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend: a) ein Bildgebungselement mit einer ladungsspeichernden Oberfläche zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes darauf, wobei das Bildgebungselement umfasst: ein Substrat; und ein photoleitfähiges Element, das auf dem Substrat angeordnet ist; b) eine Ladeeinheit zum Anlegen einer elektrostatischen Ladung an das Bildgebungselement bis zu einem vorab definierten elektrischen Potenzial; und c) einen Applikator, der in Berührung mit der Oberfläche des Bildgebungselements oder einer Oberfläche der Ladeeinheit angeordnet ist, wobei der Applikator umfasst: einen Rakelapplikator, der eine elastomere Matrix und ein darin dispergiertes funktionelles Material umfasst, wobei der Rakelapplikator in Berührung und in einer Schleppposition in Bezug auf die Oberfläche des Bildgebungselements oder die Oberfläche der Ladeeinheit angeordnet ist.
Applikator zur Verwendung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend: einen Rakelapplikator, der eine erste Schicht, die eine elastomere Matrix und ein darin dispergiertes funktionelles Material umfasst, und eine zweite Schicht umfasst, die ein auf der ersten Schicht angeordnetes Elastomer umfasst, wobei die zweite Schicht in Bezug auf eine Oberfläche in einer Schleppposition angeordnet ist, und wobei das funktionelle Material über die zweite Schicht auf die Oberfläche diffundiert.