DE102016205258A1 - Elektrostatisches ladeelement - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Lehre beschrieb ein Ladeelement mit Vorspannung und ein Herstellungsverfahren. Das Ladeelement mit Vorspannung umfasst einen leitfähigen Kern und eine auf den leitfähigen Kern aufgebrachte äußere Deckschicht. Die äußere Deckschicht umfasst ein wasserlösliches Polyamidharz und ein wasserlösliches Aminoplastharz.

Description

• Bilderstellungsgeräte erfordern das elektrostatische Aufladen eines Bildträgerelements durch Verwendung eines elektrostatischen Ladeelements oder eines Ladeelements mit Vorspannung. Elektrostatische Latentbilder, deren elektrisches Potenzial sich von dem ihrer Umgebung unterscheidet, werden auf dem elektrostatisch geladenen Bildträgerelement erstellt. Die elektrostatischen Latentbilder werden mit einem entwicklerhaltigen Toner entwickelt und schließlich auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen.
• Elektrostatische Ladeelemente sind Geräte mit der Funktion, Bildträgerelemente elektrostatisch aufzuladen, und bei denen Kontaktaufladeverfahren zur Anwendung kommen können, wobei das Ladeelement in direkten Kontakt mit dem Bildträgerelement gebracht wird, um das elektrostatische Aufladen der Bildträgerelemente auszuführen.
• Das elektrostatische Ladeelement ist mit einem elektrostatischen Ladeelement ausgerüstet, wie z. B. einer elektrostatischen Aufladewalze, die in direkten Kontakt mit der Oberfläche eines Bildträgerelements gebracht und in eine zur Bewegung der Oberfläche des Bildträgerelements synchrone Rotation versetzt wird, wobei es elektrostatische Ladungen an das Bildträgerelement abgibt. Die elektrostatische Aufladewalze besteht zum Beispiel aus einem Grundmaterial und einer elastischen Leitschicht, die um eine Umfangsfläche des Grundmaterials und eine äußerste Schicht herum gebildet wird.
• Derzeit wird die äußerste Schicht auf die elastische Leitschicht als Beschichtung mit Hilfe eines Lösemittels aufgebracht und die Beschichtung wird <sic> und thermisch gehärtet.
• Es wäre wünschenswert, eine äußerste Schicht bereitzustellen, die keine lösemittelhaltige Beschichtung erfordern und dennoch eine angemessene Leistungsfähigkeit aufweisen würde.
• Nach einer Ausführungsform wird ein Ladeelement mit Vorspannung bereitgestellt. Das Ladeelement mit Vorspannung umfasst einen leitfähigen Kern und eine auf den leitfähigen Kern aufgebrachte äußere Deckschicht. Die äußere Deckschicht umfasst ein wasserlösliches Polyamidharz und ein wasserlösliches Aminoplastharz.
• Nach einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Ladeelements mit Vorspannung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Mischen eines wasserlöslichen Polyamidharzes, eines wasserlöslichen Aminoplastharzes, eines sauren Katalysators, eines wasserlöslichen Silikoncopolymer-Netzmittels, von Wasser, Ruß und Polyarmidpartikeln, um eine Dispersion zu erhalten. Die Dispersion wird als Beschichtung auf das Substrat einer Aufladewalze mit Vorspannung aufgebracht. Die Beschichtung wird zur Bildung einer äußersten Schicht erhitzt.
• Nach einer anderen Ausführungsform wird ein Ladeelement mit Vorspannung bereitgestellt. Das Ladeelement mit Vorspannung umfasst einen leitfähigen Kern, ein auf den leitfähigen Kern aufgebrachtes Grundmaterial und eine auf das Grundmaterial aufgebrachte äußere Deckschicht. Die äußere Deckschicht umfasst ein Polyamidharz von Caprolactam, Adipinsäure und Aminoethylpiperazin, ein wasserlösliches Aminoplastharz, ein wasserlösliches Silikoncopolymer-Netzmittel, einen sauren Katalysator, ein Mittel zur Steuerung der Oberflächenrauheit, und Ruß.
• Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Spezifikation integriert und Bestandteil von dieser sind, veranschaulichen mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Lehre und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der vorliegenden Lehre zu erläutern.
• 1 zeigt eine beispielhafte Aufladewalze mit Vorspannung (BCR), die einen elektrisch leitfähigen Kern und auf diesem eine äußere Deckschicht umfasst. Es ist zu beachten, dass einige Details der Figuren vereinfacht dargestellt und so wiedergegeben sind, dass sie das Verständnis der Ausführungsformen vereinfachen, anstatt sich an strenge Genauigkeit hinsichtlich Strukturen, Details und Maßstab zu halten.
• Nachstehend wird im Detail auf Ausführungsformen der vorliegenden Lehre Bezug genommen, für die Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Soweit möglich werden in den Zeichnungen durchgängig dieselben Referenznummer verwendet, um auf die gleichen oder auf ähnliche Teile zu verweisen.
• In der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, die Bestandteil dieses Schriftstücks sind und in denen mit Abbildungen beispielhaft spezifische Ausführungsformen veranschaulicht sind, in denen die vorliegende Lehre umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen werden hinreichend ausführlich beschrieben, so dass Fachleute in der Lage sind, die vorliegende Lehre anzuwenden, und es sei klargestellt, dass andere Ausführungsformen zur Anwendung kommen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Die folgende Beschreibung dient deshalb lediglich der Veranschaulichung.
• Darstellungen in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen, Veränderungen und/oder Abänderungen an den dargestellten Beispielen können vorgenommen werden, ohne vom Geist und Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Während darüber hinaus ein bestimmtes Merkmal möglicherweise im Hinblick auf eine oder mehrere Implementierungen offengelegt wurde, kann dieses Merkmal mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie es ggf. gewünscht und für jede beliebige gegebene oder bestimmte Funktion vorteilhaft ist. Soweit ferner die Begriffe "einschließlich", "schließt ein", "aufweisend", "weist auf", "mit" oder Varianten davon verwendet werden – sei es in der Detailbeschreibung oder den Ansprüchen –, sind derartige Begriffe in gleicher Weise einschließend zu verstehen wie der Begriff "umfassend". Der Begriff "mindesten eine/einer/eines von" ist so zu verstehen, dass eines oder mehrere der aufgeführten Elemente ausgewählt werden können.
• Auch wenn es sich bei den Zahlenbereichen und Parametern, die den breiten Anwendungsbereich von Ausführungsformen darlegen, um Näherungswerte handelt, wurden die in den spezifischen Beispielen angegebenen Zahlenwerte so genau wie möglich wiedergegeben. Allerdings weist jeder Zahlenwert systembedingt bestimmte Fehler auf, die zwangsläufig auf der Standardabweichung im Zusammenhang mit der entsprechenden Messtechnik beruhen. Darüber hinaus sind alle hier offengelegten Bereiche so zu verstehen, dass sie sämtliche darin enthaltene Teilbereiche umfassen. Zum Beispiel kann ein Bereich von "kleiner als 10" jeden bzw. alle Teilbereiche zwischen (und einschließlich) dem Minimalwert Null und dem Maximalwert 10 umfassen, das heißt jeden bzw. alle Teilbereiche, die einen Minimalwert von gleich oder größer Null und einen Maximalwert von gleich oder kleiner als 10 aufweisen, z. B. 1 bis 5. In bestimmten Fällen können die Zahlenwerte, wie für die Parameter angegeben, negative Werte annehmen. In diesem Fall kann der Beispielwert des Bereichs, der als "kleiner als 10" angegeben ist, negative Werte annehmen, z. B –1, –2, –3, –10, –20, –30 usw.
• In Bezug auf 1 wird eine Ausführungsform dargestellt, die eine Aufladewalze mit Vorspannung (BCR) 2 aufweist, die in Kontakt mit einem als fotoleitfähiges Element 3 ausgeführten Bildträger gehalten wird. In diesem Schriftstück beschriebene Ausführungsformen können jedoch zur Aufladen eines dielektrischen Empfängers oder eines anderen geeigneten aufzuladenden Elements verwendet werden. Das fotoleitfähige Element 3 kann als Trommel, Band, Folie, ein "Drelt" (eine Mischung aus Band <belt> und Trommel <drum>) oder ein anderes bekanntes fotoleitfähiges Element ausgeführt sein. Während das BCR 2 rotiert, wird ein Gleichstrom und optional ein Wechselstrom aus einer Stromquelle 9 an einen elektrisch leitfähigen Kern 4 des BCR 2 angelegt, um diesen zum Aufladen des fotosensiblen Elements 3 zu veranlassen. Wie in 1 dargestellt, ist der elektrisch leitfähige Kern 4 von einem Grundmaterial 5 umgeben. Auch wenn es einschichtig dargestellt ist, besteht die Möglichkeit, das Grundmaterial 5 wegzulassen oder mehrere Schichten des Grundmaterials 5 vorzusehen. Diese Schichten werden als Basisschichten, Zwischenschichten oder Substratschichten bezeichnet. Das Grundmaterial 5 für das BCR 2 kann jedes beliebige elastische Material mit einem der nachstehend besprochenen halbleitenden Dotierstoffe aus geeigneten Füllstoffen sein. Eine leitfähige Schutzschicht wird auf dem Grundmaterial 5 des BCR 2 bereitgestellt, um die äußere Deckschicht 7 zu bilden. In der Substratschicht, der Zwischenschicht und der Außenschicht kann ein Füllstoff vorhanden sein oder nicht.
• Der elektrisch leitfähige Kern 4 dient als Elektrode und Trägerelement der Aufladewalze und besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie z. B. einem Metall oder einer Aluminiumlegierung, einer Kupferlegierung, Edelstahl oder dergleichen, verchromtem oder vernickeltem Eisen, einem elektrisch leitfähigen Harz und dergleichen. Der Durchmesser des elektrisch leitfähigen Kerns beträgt zum Beispiel ca. 1 mm bis ca. 20 cm oder ca. 5 mm bis ca. 2 cm.
• Das Grundmaterial 5 kann Folgendes sein: Isopren-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Epicholrhydrin-Kautschuk, Butyl-Kautschuck, Polyurethan, Silikon-Kautschuk, Fluor-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Copolymer-Kautschuk, Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Allylglycidylether-Copolymer-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Copolymer-Kautschuk (EPDM), Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Kautschuk (NBR), Naturkautschuk und Gemische davon. Darunter werden Polyurethan, Silikon-Kautschuk, EPDM, Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Copolymer-Kautschuk, Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Allylglycidylether-Copolymer-Kautschuk, NBR und Gemische davon bevorzugt verwendet.
• Ein elektrisch leitfähiges Mittel, ein elektronisches, elektrisch leitfähiges Mittel oder ein ionisches elektrisch leitfähiges Mittel können in den Grundmaterialien verwendet werden. Beispiele für elektronische, elektrisch leitfähige Mittel sind unter anderem Feinpulver aus: Ruß, wie z. B. Ketjen-Schwarz und Acetylen-Schwarz, pyrolytischem Kohlenstoff, Graphit, verschiedenen Arten von elektrisch leitfähigen Metallen oder Metalllegierungen, wie z. B. Aluminium, Kupfer, Nickel und Edelstahl, verschiedenen Arten von elektrisch leitfähigen Metalloxiden, wie z. B. Zinnoxid, Indiumoxid, Titanoxid, Zinnoxid-Antimonoxid-Mischkristall, und Zinnoxid-Indiumoxid-Mischkristall, Isoliermaterialien mit einer Oberfläche, die einem elektrische leitfähigen Prozess unterzogen wurde, und dergleichen. Weitere Beispiele für ionische elektrisch leitfähige Mittel sind unter anderem Perchlorate oder Chlorate von Tetraethylammonium, Lauryltrimethylammonium und dergleichen, Perchlorate oder Chlorate von Alkalimetall wie z. B. Lithium und Magnesium und Erdalkalimetall, und dergleichen. Diese elektrisch leitfähigen Mittel können für sich allein oder in Kombinationen aus zwei oder mehr Arten davon verwendet werden.
• Des Weiteren ist die Menge, die dem Grundmaterial zugegeben wird, nicht speziell begrenzt. Zum Beispiel kann die Menge des zuzugebenden elektrisch leitfähigen Mittels ca. 1 bis ca. 30 Gewichtsteilen, oder ca. 5 bis ca. 25 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschukmaterial, betragen. Die Menge des zuzugebenden ionischen elektrisch leitfähigen Mittels kann im Bereich zwischen ca. 0,1 und ca. 5,0 Gewichtsteilen, oder zwischen 0,5 und ca. 3,0 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschukmaterial, liegen. Die Schichtdicke des Grundmaterials beträgt ca. 1 mm bis ca. 20 cm oder ca. 5 mm bis ca. 3 cm. Die äußere Deckschicht oder Schutzschicht 7 enthält ein Polyamidharz und ein Aminoplastharz. Das Polyamidharz und das Aminoplastharz werden aus einer wässrigen Lösung aufgetragen und gehärtet. Die Dicke der Außenschicht der äußeren Deckschicht beträgt zwischen ca. 0,1 µm und ca. 500 µm oder zwischen ca. 1 µm und ca. 50 µm.
• Das wasserlösliche Polyamidharz ist ein Copolyamid von Caprolactam, Adipinsäure und Aminoethylpiperazin. Ausführungsformen des wasserlöslichen Polyamidharzes umfassen AQ NYLON^® A-90, erhältlich von TORAY. Andere wasserlösliche Polyamidharze, die in der äußersten Schicht verwendet werden können, sind unter anderem Alkylenoxid-modifiziertes Nylon 6, wie z. B. AQ NYLON^® P-70, P-95; und Aminoxid/Alkylenoxid-modifiziertes Nylon 6, wie z. B. AQ NYLON^® T-70, alle erhältlich von TORAY.
• Bei dem wasserlöslichen Aminoplastharz handelt es sich um eines der folgenden Elemente: ein wasserlösliches Melamin-Formaldehydharz, ein wasserlösliches Harnstoff-Formaldehydharz, ein wasserlösliches Benzoguanamin-Formaldehydharz oder ein wasserlösliches Glycoluril-Formaldehyharz. Beispiele für Melamin-Formaldehyd-Coharze sind unter anderem CYMEL^® 373 und andere wasserlösliche Melamin-Formaldehydharze, erhältlich von Allnex.
• In Ausführungsformen umfassen die Melamin-Formaldehydharze und die Benzoguanim-Formaldehydharze vom Methylol-Typ, in denen Methylolgruppen unverändert vorhanden sind, vollständige Harze vom Ethertyp, in denen alle Methylolgruppen alkylverethert sind, vollständige Harze vom Imino-Typ, und Harze vom Methylol-Imino-Mischtyp können verwendet werden. Von diesen Harzen sind die Harze von Ethertyp hinsichtlich ihrer Stabilität in Beschichtungslösungen anderen vorzuziehen.
• In Ausführungsformen ist das wasserlösliche Aminoplastharz ein wasserlösliches Harz, dargestellt durch:

  

  und Gemischen davon, wobei R₁ bis R₇ jeweils H, CH₂OH oder eine Alkylether-Gruppe darstellen.
• Die äußere Deckschicht kann zusätzlich zum Polyamidharz und zum Aminoplastharz ein Netzmittel, eine leitfähige Komponente, ein Mittel zur Steuerung der Oberflächenrauheit und einen sauren Katalysator enthalten, wobei das Polyamidharz in einer Menge von ca. 30 bis ca. 80 Gew.-% vorliegt, das Aminoplastharz in einer Menge von ca. 5 bis ca. 15 Gew.-% vorliegt, das Netzmittel in einer Menge von ca. 0,1 bis ca. 5 Gew.-% vorliegt, die leitfähige Komponente in einer Menge von ca. 5 bis ca. 40 Gew.-% vorliegt, das Mittel zur Steuerung der Oberflächenrauheit in einer Menge von ca. 5 bis ca. 30 Gew.-% vorliegt und der saure Katalysator in einer Menge von ca. 0,1 bis ca. 5 Gew.-% vorliegt, und die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt.
• In Ausführungsformen handelt es sich bei dem Netzmittel um ein wasserlösliches Silikon-Copolymer. Silikon-Copolymer-Netzmittel, die in der äußersten Schicht verwendet werden können, umfassen SILWET^® L-7230 und andere wasserlösliche Silikon-Copolymere, erhältlich von Momentive Performance Materials, Inc.
• In Ausführungsformen kann die leitfähige Komponente Ruß, ein Metalloxid oder ein leitfähiges Polymer umfassen. Beispiele für die leitfähige Komponente sind unter anderem Feinpulver aus: Ruß, wie z. B. Ketjen-Schwarz und Acetylen-Schwarz, pyrolytischem Kohlenstoff, Graphit, verschiedenen Arten von elektrisch leitfähigen Metallen oder Metalllegierungen, wie z. B. Aluminium, Kupfer, Nickel und Edelstahl, verschiedenen Arten von elektrisch leitfähigen Metalloxiden, wie z. B. Zinnoxid, Indiumoxid, Titanoxid, Zinnoxid-Antimonoxid-Mischkristall, und Zinnoxid-Indiumoxid-Mischkristall, Isoliermaterialien mit einer Oberfläche, die einem elektrisch leitfähigen Prozess unterzogen wurde, und dergleichen. Des Weiteren umfassen Beispiele für leitfähige Polymere Polythiophen, Polyanilin, Polypyrrol, Polyacetylen und dergleichen. Diese elektrisch leitfähigen Mittel können für sich allein oder in Kombinationen aus zwei oder mehr Arten davon verwendet werden. Die Menge der leitfähigen Komponente in der Außenfläche beträgt zwischen 0,1 und ca. 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe in der äußeren Deckschicht. Die leitfähigen Rußkomponenten, die in die äußerste Schicht eingearbeitet werden können, umfassen MONARCH^® 1000, EMPEROR^® E1800, beide erhältlich von Cabot Corp.
• In Ausführungsformen umfasst das Mittel zur Steuerung der Oberflächenrauheit Polyamidpartikel. Die Polyamidpartikel weisen einen durchschnittlichen Durchmesser von 2 Mikron bis 20 Mikron auf. Das als Mittel zur Steuerung der Oberflächenrauheit geeignete Polyamid umfasst ORGASOL^® 2001UDNAT1 (durchschnittlicher Durchmesser ca. 5 Mikron), 2001EXDNAT1 (durchschnittlicher Durchmesser ca. 10 Mikron), oder 2002DNAT1 (durchschnittlicher Durchmesser ca. 20 Mikron), alle erhältlich von Arkema.
• Beispiele für einen für die Außenschicht geeigneten sauren Katalysator umfassen aliphatische Carboxylsäuren, wie z. B. Essigsäure, Chloressigsäure, Trichloressigsäure, Trifluoressigsäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Milchsäure und Zitronensäure; aromatische Carboxylsäuren, wie z. B. Benzoesäure, Phthalsäure, Terephthalsäure und Trimellitsäure; aliphatische und aromatische Sulfonsäuren, wie z. B. Methansulfonsäure, Dodecylsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, Naphthalensulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Dinonylnaphthalinsulfonsäure (DNNSA), Dinonylnaphthalindisulfonsäure (DNNDSA) und Phenolsulfonsäure; und Phosphorsäure.
• Die Gesamt- und Oberflächenleitfähigkeit der äußeren Deckschicht 7 sollte höher sein als die der BCR 2, um das Abfließen von Strom auf die BCR 2 zu verhindern, jedoch nur geringfügig höher. Deckschichten 7 mit Oberflächenwiderständen von ca. 1 × 10² Ohm/☐ bis ca. 1 × 10¹² Ohm/☐ oder von ca. 1 × 10⁴ Ohm/☐ bis 1 × 10⁸ Ohm/☐ oder von ca. 1 × 10⁵ Ohm/☐ bis ca. 1 × 10⁶ Ohm/☐ erwiesen sich als geeignet.
• Die Oberflächenrauheit (R_z) der äußersten Schicht liegt in einem Bereich von ca. 2 Mikron bis ca. 20 Mikron oder in Ausführungsformen in einem Bereich von 4 Mikron bis ca. 18 Mikron oder in einem Bereich von ca. 8 Mikron bis ca. 15 Mikron. Durch Steuerung der Oberflächenrauheit R_z der äußersten Schicht auf den Bereich von 2 Mikron bis 20 Mikron wird die Alterungsbeständigkeit des elektrostatischen Ladeelements verbessert und die elektrostatische Ladefähigkeit bleibt über lange Zeit erhalten.
• Eine Dispersion aus einem Polyamidharz, einem Aminoplastharz wird hergestellt durch Kugelmahlen des Aminoplastharzes und in <sic> Polyamidharz in Wasser mit dem leitfähigen Material. Ein Katalysator wird der Dispersion zugegeben, um die Härtungstemperatur zu senken, und ist optional. Polyamidpartikel können zugegeben werden, um die Deckflächenrauheit zu steuern. Die Dispersion wird anschließend auf die BCR 2 aufgebracht. Die Beschichtung wird bei einer Temperatur von ca. 25 bis 200 °C oder von ca. 100 bis ca. 180 °C 10 bis 120 Minuten oder 25 bis 65 Minuten lang gehärtet. Typische Beschichtungstechniken sind unter anderem Tauchbeschichtung, Walzenauftrag, Sprühbeschichtung, Sprühräder, Ringbeschichtung, Spritzguss, Fluten und dergleichen.
• In Versuchen wurde die Dispersion einer äußersten Schicht wie folgt hergestellt: AQ NYLON^® A-90 (ein wasserlösliches Copolyamidharz von Toray), CYMEL^® 373 (ein wasserlösliches Melanin-Formaldehydharz von Allnex), p-Toluolsulfonsäure und SILWET^® L-7230 (ein modifiziertes Polydimethylsiloxan von Momentive Performance Materials) wurden in Wasser (ca. 11 Gew.-% Feststoffe) durch Rühren gemischt, um eine polymere Grundlösung zu erhalten. MONARCH^® 1000 (ein Ruß from CABOT) und ORGASOL^® 2001UDNAT1 (ein Polyamidpartikel von Arkema) wurden der polymeren Grundlösung zugegeben und mit 2-mm-Edelstahlkugeln über 20 Stunden unter Verwendung eines Farbschüttlers kugelgemahlen, um eine Dispersion herzustellen. Die Dispersion (AQ NYLON^® A-90/CYMEL^® 373/MONARCH^® 1000/ORGASOL^® 2001UDNAT1/p-Toluolsulfonsäure/SILWET^® L-7230 = 40,7/27,1/9,5/20,3/2,0/0,4 in Wasser, ca. 16 Gew.% Feststoffe) wurde durch einen Farbfilter gefiltert, um die endgültige Beschichtungsdispersion für die äußerste Schicht zu erhalten. Die Beschichtungsdispersion wurde auf eine Olympia BCR mit Hilfe eines Tsukiage-Beschichters aufgebracht und anschließend bei 180 °C für die Dauer von 30 Minuten gehärtet, um eine äußerste Schicht mit einer Dicke von 10 Mikron zu erhalten.
• Die äußerste Schicht der BCR wurde auf einige physikalische Schlüsseleigenschaften getestet, einschließlich des spezifischen Oberflächenwiderstands von ca. 1.3 × 10⁷ Ohm/Quadrat und der Oberflächenrauheit R_z von ca. 9.5 Mikron.
• Die daraus resultierende beschichtete BCR wurde in einem Drucker Xerox C75 im Bereich B einem Dauerdrucktest bis zu 300k unterzogen. Im Abstand von jeweils 12.000 Drucken wurden Proben entnommen und auf Flecken, Körnigkeit, Hintergrund, TRK-Wert, SAD-Linienbreite, sichtbare Streifen und Schlieren untersucht. Prozessdaten wurden ebenfalls in demselben Intervall erfasst. Die BCR wurde dazu verwendet, einen Sollwert V_hi am Fotorezeptor zu erreichen. Die Leistung der offengelegten beschichteten BCR war (über die Lebensdauer der Kartusche) vergleichbar mit der von BCRs mit einer mit lösemittelhaltiger Beschichtung hergestellten äußersten Schicht im Drucker C75. Während der gesamten Testdauer wurden weder Streifen durch Aufladen noch eine Verschmutzung der BCR festgestellt.
• Nach dem Test wurden die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der BCR erneut untersucht. Die Dicke der äußersten Schicht blieb unverändert, was auf eine stabile Beschichtung hinwies. Die Oberflächenrauheit der äußersten Schicht verringerte sich von ca. 9,5 Mikron auf ca. 7,0 Mikron.

Claims (10)

1. Ein Ladeelement mit Vorspannung, das Folgendes umfasst: a) einen leitfähigen Kern und b) eine auf den leitfähigen Kern aufgebrachte äußere Deckschicht, wobei die äußere Deckschicht Folgendes umfasst: ein wasserlösliches Polyamidharz und ein wasserlösliches Aminoplastharz.
2. Ladeelement mit Vorspannung nach Anspruch 1, wobei die äußere Deckschicht weiterhin ein Netzmittel, eine leitfähige Komponente, ein Mittel zur Steuerung der Oberflächenrauheit und einen Katalysator umfasst.
3. Ladeelement mit Vorspannung nach Anspruch 2, wobei das Netzmittel ein wasserlösliches Silikoncopolymer umfasst.
4. Ladeelement mit Vorspannung nach Anspruch 2, wobei die leitfähige Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Ruß, Metalloxiden und leitfähigen Polymeren.
5. Ladeelement mit Vorspannung nach Anspruch 2, wobei der Katalysator eine Säure ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: aliphatischen Carboxylsäuren und aromatischen Carboxylsäuren und aromatische Sulfonsäuren.
6. Verfahren zur Herstellung eines Ladeelements mit Vorspannung, Folgendes umfassend: Mischen eines wasserlöslichen Polyamidharzes, eines wasserlöslichen Aminoplastharzes, eines sauren Katalysators, eines wasserlöslichen Silikoncopolymer-Netzmittels, von Wasser, Ruß und Polyarmidpartikeln, um eine Dispersion zu erhalten. Aufbringen der Dispersion auf das Substrat einer Aufladewalze mit Vorspannung; und Erwärmen der Beschichtung zur Bildung einer äußersten Schicht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Ruß eine Menge von ca. 1 bis ca. 30 Gewichtsprozent umfasst, basierend auf dem Gesamtgewicht der Feststoffe der äußersten Schicht.
8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Substrat der Aufladewalze mit Vorspannung ein Grundmaterial über einem leitfähigen Kern umfasst.
9. Ein Ladeelement mit Vorspannung, das Folgendes umfasst: a) einen leitfähigen Kern und b) ein auf den leitfähigen Kern aufgebrachtes Grundmaterial; und c) eine auf das Grundmaterial aufgebrachte äußere Deckschicht, umfassend ein Polyamidharz von Caprolactam, Adipinsäure und Aminoethylpiperazin, ein wasserlösliches Aminoplastharz, ein wasserlösliches Silikoncopolymer-Netzmittel, einen sauren Katalysator, ein Mittel zur Steuerung der Oberflächenrauheit, und Ruß.
10. Das Ladeelement mit Vorspannung nach Anspruch 9, wobei das Grundmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Isopren-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk, Butyl-Kautschuk, Polyurethan, Silikon-Kautschuk, Fluor-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Copolymer-Kautschuk, Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Allylglycidylether-Copolymer-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Copolymer-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Kautschuk (NBR) und Naturkautschuk.

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