DE60216224T2

DE60216224T2 - Zwischenübertragungselement mit einer ladungstransportierenden Schicht

Info

Publication number: DE60216224T2
Application number: DE60216224T
Authority: DE
Inventors: Bing R. Webster Hsieh; Robert C.U. Webster Yu; Satchidanand Webster Mishra; T. Edwin Webster Freeman; Eugene A. Webster Swain; Anthony M. Pittsford Horgan; Huoy-Jen Pittsford Yuh; Geoffrey M.T. Fairport Foley
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2022-12-14
Also published as: US6751435B2; BR0205012A; DE60216224D1; EP1333332B1; EP1333332A3; JP2003195655A; EP1333332A2; US20030143362A1

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein eine Naht enthaltendes Zwischenübertragungselement gerichtet, das bei elektrostatographischen einschließlich digitalen Geräten brauchbar ist. Das Element erlaubt die Bildübertragung an der Naht, was mit bekannten, eine Naht enthaltenden Bändern nicht bewerkstelligt werden kann.
Bei einem typischen elektrostatographischen Kopiergerät wie etwa einem elektrophotographischen Bilderzeugungssystem unter Verwenden eines lichtempfindlichen Elements wird ein Lichtbild einer zu kopierenden Vorlage in Form eines elektrostatischen Latentbilds auf einem lichtempfindlichen Element aufgezeichnet und das Latentbild wird nachfolgend durch das Aufbringen eines Entwicklergemisches sichtbar gemacht. Ein in derartigen Druckmaschinen verwendeter Entwicklertyp ist ein flüssiger Entwickler. der einen flüssigen Träger mit darin dispergierten Tonerteilchen umfaßt. Im allgemeinen ist der Toner aus einem Harz und einem geeigneten Farbmittel wie etwa einem Farbstoff oder Pigment gefertigt. Herkömmliche Ladungsdirektorverbindungen können ebenfalls anwesend sein. Das Entwicklermaterial wird mit dem elektrostatographischen Latentbild in Kontakt gebracht und die farbigen Tonerteilchen werden darauf in bildweiser Anordnung aufgebracht. Bei trockenen xerographischen Verfahren besteht der Entwickler aus polymerbeschichteten, magnetischen Trägerkugeln und Teilchen aus thermoplastischen Tonermaterialien, mit einer bezüglich der Trägerkugeln entgegengesetzten Tribopolarität.
Das auf der Bilderzeugungselementoberfläche aufgezeichnete entwickelte Tonerbild wird über ein Zwischenübertragungselement auf ein bildempfangendes Substrat wie etwa Papier übertragen. Die Tonerteilchen können durch Wärme und/oder Druck auf ein Zwischenübertragungselement übertragen werden oder allgemeiner können die Tonerbildteilchen mittels eines elektrischen Potentials zwischen dem bilderzeugenden Element und dem Zwischenübertragungselement elektrostatisch auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden. Nachdem der Toner auf das Zwischenübertragungselement übertragen worden ist, wird er anschließend zum Beispiel durch In-Kontakt-Bringen des Substrats mit dem Tonerbild auf dem Zwischenübertragungselement unter Wärme und/oder Druck auf das bildempfangende Substrat übertragen.
Das Einsetzen von Zwischenübertragungselementen ermöglicht einen hohen Durchsatz bei mäßigen Verarbeitungsgeschwindigkeiten. Bei Vierfarbphotokopier- oder -druckersystemen verbessert das Zwischenübertragungselement auch die Registerhaltig keit des fertigen Farbtonerbilds. Bei derartigen Systemen können die vier Farbkomponenten Cyan, Gelb, Magenta und Schwarz gleichzeitig auf ein oder mehr bilderzeugende Elemente entwickelt werden und an einer Übertragungsstation registerhaltig auf ein Zwischenübertragungselement übertragen werden.
Bei elektrostatographischen Druck- und Photokopiermaschinen, bei denen das Tonerbild von dem Zwischenübertragungselement auf das bildempfangende Substrat übertragen wird, ist es erwünscht, daß die Zwischenübertragung der Tonerteilchen von dem Übertragungselement auf das bildempfangende Substrat im wesentlichen 100% beträgt. Eine geringere als vollständige Übertragung auf das bildempfangende Substrat führt zu Bildverschlechterung und niedriger Auflösung. Eine vollständige Übertragung ist besonders erwünscht, wenn das Bilderzeugungsverfahren das Erzeugen von Vollfarbbildern umfaßt, da bei den Endfarben eine unerwünschte Farbverfälschung auftreten kann, wenn die Farbbilder von dem Zwischenübertragungselement nicht vollständig übertragen werden.
Es ist somit erwünscht, daß die Zwischenübertragungselementoberfläche ausgezeichnete Trenneigenschaften bezüglich der Tonerteilchen aufweist. In der Technik zur Verwendung als Übertragungselemente bekannte herkömmliche Materialien besitzen oft die zur Verwendung als Zwischenübertragungselemente notwendige Festigkeit, Verformbarkeit und elektrische Leitfähigkeit, können aber an schlechten Tonerfreisetzungseigenschaften, insbesondere bezüglich Bilder mit höherem Glanz empfangender Substrate leiden.
Zwischenübertragungselemente mit einem Polyimidsubstrat in nahtloser Bandform sind außer ihrer guten Beständigkeit gegenüber einem breiten Bereich von Chemikalien wegen ihrer herausragenden mechanischen Festigkeit und thermischen Stabilität für Hochleistungsanwendungen geeignet. Bei den Herstellungsmöglichkeiten und Kostenüberlegungen ist die Herstellung eines nahtlosen Polyimidzwischenbands jedoch auf die Größe nur eines Bandes mit drei Feldern begrenzt. Um über die hohen Herstellungskosten nahtloser Polyimidbänder hinwegzukommen, hat diese daher zur Einführung eines vernähten Bandes geführt.
Bei den elektrostatischen Übertragungsanwendungen führt die Verwendung eines Polymidzwischenübertragungselementbandes mit einer Naht zur Zwischenübertragung darin zu einer ungenügenden Übertragung, daß das auf der Naht auftretende entwickelte Bild nicht ausreichend übertragen wird. Diese unvollständige Übertragung ist teilweise das Ergebnis des Unterschieds bei der Nahthöhe zum Rest des Bandes. An der Naht wird eine „Erhebung" gebildet, wodurch die Übertragung und das mechanische Leistungsverhalten behindert werden. Ferner ist eine unvollständige Bildübertragung an der Nahtfläche größtenteils das Ergebnis der Unstetigkeit der Zusammensetzung und Eigenschaften an der Nahtverbindung. Genauer ist normalerweise ein von dem Polyimidsubstrat verschiedenes Klebstoffmaterial zum Verkleben der beiden entgegengesetzten, zusammenpassenden Enden eines Polyimidbogens zu einem Zwischenübertragungsband mit einer Naht notwendig. Der Grund dafür, daß ein unterschiedliches Klebstoffmaterial benötigt wird, ist weil Polyimid selbst ein wärmehärtender Kunststoff ist und daher durch herkömmliche Ultraschall-Schweißverfahren nicht zu einer Nahtverbindung verschweißt werden kann. Polyimide können ebenfalls nicht durch Wärmeverbindungstechniken, durch Lösungsmittelkleben oder ähnliche Verbindungsmittel zu einer Naht verschweißt werden. Die Entwicklung von Puzzleschnittnähten hat die Qualität der Bildübertragung durch Verringern der Nahthöhe und dadurch Erlauben eines gleichmäßigen Umlaufs etwas erhöht. Jedoch ist selbst bei den mit Puzzleschnittnähten geschaffenen Verbesserungen eine Qualitätsbilderzeugung im Nahtgebiet derzeit nicht erzielbar, was zum Teil auf den durch Unterschiede bei den elektrischen und Trenneigenschaften verursachten Gegensatz bei der Übertragung zwischen bekannten Verbindungsklebstoffen und Substraten zurückzuführen ist, da eine perfekte Übereinstimmung der Eigenschaften schwierig zu erreichen ist. Weiter weisen bekannte Polyimidsubstrate und Puzzleschnittnähte viele Probleme einschließlich einer schwachen Nahtbruchfestigkeit, dem Vorhandensein nicht bebilderbarer Nahtflächen, eines engen Leitfähigkeitsbereichs und einer durch Umweltbedingungen leicht zu beeinflussenden elektrischen Eigenschaft auf. Außerdem läßt sich Polyimid nicht leicht zu Zwischenübertragungselementsubstraten verarbeiten, da es sehr aufwendige Materialmischvorgänge umfaßt.
Das US-Patent 6 002 902 offenbart ein endloses, flexibles Band mit einer Naht, das ein erstes Ende und ein zweites Ende umfaßt, wobei die Enden eine Naht bilden, die sich linear über die Breite des Bandes erstreckt, wobei das erste Ende und das zweite Ende beide gegenseitig zusammenpassende Elemente in einem Puzzleschnittmuster umfassen und die gegenseitig zusammenpassenden Elemente unter Bilden einer Naht ineinandergreifen, wobei die Naht einen ultravioletthärtbaren Klebstoff zum Verkleben der gegenseitig zusammenpassenden Elemente des ersten und zweiten Endes umfaßt.
Es ist erwünscht, ein Zwischenübertragungselement bereitzustellen, das leicht und kostengünstiger mit hohen Ausbeuten unter Verwenden von zum Beispiel Schweißmitteln, Ultraviolettmitteln oder mittels Lösungsmitteln hergestellt wird. Es ist außerdem erwünscht, ein Zwischenübertragungselement bereitzustellen, das eine kontrollierte Leitfähigkeit aufweist und viele oder alle Probleme eines engen Leitfähigkeitsbereichs löst. Es ist weiterhin erwünscht, ein Zwischenübertragungselement mit einer bebilderbaren Naht bereitzustellen. Es ist weiter erwünscht, ein Zwischenübertragungselement bereitzustellen, das ausgezeichnete Verschleißeigenschaften aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Zwischenübertragungselement zum Übertragen eines entwickelten Bildes von einer ladungsrückhaltenden Oberfläche auf ein bildempfangendes Element bereit, wobei das Zwischenübertragungselement ein Substrat mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfaßt, das erste Ende und das zweite Ende jeweils eine Mehrzahl gegenseitig zusammenpassender Elemente umfassen, die sich in ineinandergreifender Beziehung unter Bilden einer Naht zusammenfügen, wobei die Naht einen Klebstoff umfaßt und sowohl das Substrat als auch der Klebstoff ein Material umfassen, das aus der aus einem oxidierten Ladungstransportmolekül, einem Ladungstransportmolekül und Gemischen davon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt weiter ein Bilderzeugungsgerät zum Bilden von Bildern auf einem Aufzeichnungsmedium bereit, das eine ladungsrückhaltende Oberfläche zum Empfangen eines elektrostatischen Latentbilds darauf, eine Entwicklungskomponente zum Aufbringen von Toner auf die ladungsrückhaltende Oberfläche unter Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes und Bilden eines entwickelten Bildes auf der ladungsrückhaltenden Oberfläche, das vorstehende Zwischenübertragungselement zum Übertragen des entwickelten Bildes von der ladungsrückhaltenden Oberfläche auf ein Empfangssubstrat und eine Fixierkomponente zum Fixieren des entwickelten Bildes auf das Empfangssubstrat umfaßt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
1 ist eine Darstellung einer elektrostatographischen Apparatur.
2 ist eine Vergrößerung eines bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Übertragungssystems.
3 ist eine erweiterte Ansicht einer Ausführungsform einer Bandanordnung und Naht.
4 ist eine Vergrößerung einer Puzzleschnittnaht mit Kopf- und Halselementen.
5 ist eine Vergrößerung einer Puzzleschnittnaht mit pilzförmigen Puzzleschnittelementen.
6 ist eine Vergrößerung einer Puzzleschnittnaht mit Taubenschwanzelementen.
7 ist eine Vergrößerung einer Puzzleschnittnaht mit Aussparungs- und Zahnelementen.
8 ist eine Vergrößerung einer Puzzleschnittnaht mit Aufnahme- und Vorsprungselementen unterschiedlicher Tiefe.
9 ist eine vergrößerte Version eines Bandes und zeigt einen Spalt zwischen Puzzleschnittelementen, wobei der Spalt einen Klebstoff enthält.
10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bandes.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zwischenübertragungselement, das ein Substrat mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfaßt, das erste Ende und das zweite Ende jeweils eine Mehrzahl gegenseitig zusammenpassender Elemente umfassen, die sich in ineinandergreifender Beziehung unter Bilden einer Naht zusammenfügen, wobei die Naht einen Klebstoff umfaßt und sowohl das Substrat als auch der Klebstoff ein Material umfassen, das aus der aus einem oxidierten Ladungstransportmolekül, einem Ladungstransportmolekül und Gemischen daraus bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Die Naht ist bebilderbar und das Auftreten von Kopier- und Druckmängeln an der Naht ist verringert oder beseitigt. Die Bildübertragung wird zum Teil dadurch bewerkstelligt, weil das vorliegende Element die zu einer ausreichenden Übertragung erforderlichen gewünschten Leitfähigkeits- und Trenneigenschaften aufweist.
Die vorliegenden Elemente können leicht in hohen Ausbeuten hergestellt werden, da die Leitfähigkeit reproduzierbar erreicht werden kann und da die Elemente mittels Ultra schallschweißtechniken, Heißkleben und/oder durch Anwenden eines Lösungsmittelverklebens hergestellt werden können. Außerdem weisen die vorliegenden Elemente gegenüber bekannten Elementen viele Vorteile wie etwa die Tatsache auf, daß sie über einen breiten Bereich von Änderungen stabil sind, frequenzunabhängig sind, abstimmbar sind, eine homogene Leitfähigkeit aufweisen, eine ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit und hohe Durchschlagfestigkeit, geringere Feuchtigkeitsempfindlichkeit und verbesserte Kriechnachgiebigkeitsbeständigkeit aufweisen.
Bei Ausführungsformen ist das Element ein bei xerographischen einschließlich digitalen Geräten brauchbares Zwischenübertragungsband, -bogen, -rolle oder -film. Weiter kann das Element sowohl für xerographische Flüssigkeits- als auch Trockenpulverbauweisen verwendet werden.
Unter Bezug auf 1 wird bei einem typischen elektrostatographischen Kopiergerät ein Lichtbild einer zu kopierenden Vorlage in Form eines elektrostatischen Lichtbildes auf einem lichtempfindlichen Element aufgezeichnet und das Lichtbild wird nachfolgend durch das Aufbringen elektroskopischer thermoplastischer Harzteilchen, die gemeinhin als Toner bezeichnet werden, sichtbar gemacht. Genauer wird der Photorezeptor 10 auf seiner Oberfläche mittels eines elektrischen Ladegeräts 12, an das von der Stromversorgung 11 eine Spannung angelegt wurde, aufgeladen. Der Photorezeptor wird anschließend bildweise Licht aus einem optischen System oder einer Bildeingabeapparatur 13 wie etwa ein Laser und eine Licht aussendende Diode unter Bilden eines elektrostatischen Latentbilds darauf ausgesetzt. Im allgemeinen wird das elektrostatische Latentbild durch In-Kontakt-Bringen eines Entwicklergemisches aus der Entwicklerstation 14 damit entwickelt. Die Entwicklung kann durch die Anwendung eines Magnetbürsten-, Pulverwolken- oder anderer bekannter Entwicklungsverfahren bewirkt werden.
Nachdem die Tonerteilchen auf der photoleitfähigen Oberfläche in Bildanordnung abgeschieden worden sind, werden sie durch das Übertragungsmittel 15 auf einen Kopiebogen 16 übertragen, was ein eine Druckübertragung oder elektrostatische Übertragung sein kann. Bei Ausführungsformen kann das entwickelte Bild auf ein Zwischenübertragungselement übertragen und nachfolgend auf einen Kopierbogen übertragen werden.
Nachdem die Übertragung des entwickelten Bildes abgeschlossen ist, bewegt sich der Kopiebogen 16 zu der in 1 als Fixier- und Andruckwalzen dargestellten Fixierstation 19, wobei das entwickelte Bild dadurch auf den Kopierbogen 16 fixiert wird, daß der Kopiebogen 16 zwischen dem Fixierelement 20 und Druckelement 21 hindurchgeführt wird, wodurch ein permanentes Bild gebildet wird. Das Fixieren kann durch andere Fixierelemente wie etwa ein Fixierband im Druckkontakt mit einer Andruckwalze, eine Fixierwalze im Kontakt mit einem Andruckband oder andere ähnliche Systeme bewerkstelligt werden. Der Photorezeptor 10 bewegt sich auf die Übertragung folgend zur Reinigungsstation 17, bei der etwaiger auf dem Photorezeptor 10 zurückgebliebener Toner durch Verwendung einer Klinge 22 (wie in 1 dargestellt), Bürste oder ähnlichen Reinigungsapparatur davon gesäubert wird.
2 ist eine schematische Ansicht eines ein Zwischenübertragungselement enthaltenden Bildentwicklungssystems. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform und stellt eine Übertragungsapparatur 15 dar, die ein Übertragungselement 2 umfaßt, das zwischen einem Bilderzeugungselement 10 und einer Übertragungsrolle 6 angeordnet ist. Das Bilderzeugungselement 10 wird durch eine Photorezeptortrommel veranschaulicht. Andere geeignete Bilderzeugungselemente können jedoch andere elektrostatographische Bilderzeugungsrezeptoren wie etwa ionographische Bänder und Trommeln, elektrophotographische Bänder und dergleichen sein.
Bei dem Mehrfachbilderzeugungssystem der 2 wird jedes übertragene Bild durch die Bilderzeugungsstation 12 auf der Bilderzeugungstrommel gebildet. Jedes dieser Bilder wird anschließend an der Entwicklungsstation 13 entwickelt und auf das Übertragungselement 2 übertragen. Jedes dieser Bilder kann auf der Photorezeptortrommel 10 gebildet und darauffolgend entwickelt und anschließend auf das Übertragungselement 2 übertragen werden. Bei einem alternativen Verfahren kann jedes Bild auf der Photorezeptortrommel 10 gebildet, entwickelt und registerhaltig auf das Übertragungselement 2 übertragen werden. Das Mehrfachbildsystem kann ein Farbkopiersystem sein. Bei diesem Farbkopiersystem wird jede Farbe eines zu kopierenden Bildes auf der Photorezeptortrommel gebildet. Jedes Farbbild wird entwickelt und auf das Übertragungselement 2 übertragen. Wie vorstehend kann jedes Farbbild auf der Trommel 10 gebildet und nachfolgend entwickelt und anschließend auf das Übertragungselement 2 übertragen werden. Bei dem alternativen Verfahren kann jede Farbe eines Bildes auf der Photorezeptortrommel 10 gebildet, entwickelt und registerhaltig auf das Übertragungselement 2 übertragen werden.
Nachdem die Latentbilderzeugungsstation 12 das Latentbild auf der Photorezeptortrommel 10 gebildet hat und das Latentbild des Photorezeptors an der Entwicklungsstation 13 entwickelt worden ist, werden die aufgeladenen Tonerteilchen 4 aus der Entwicklungsstation 13 durch die Photorezeptortrommel 10 angezogen und gehalten, da die Photorezeptortrommel 10 eine der der Tonerteilchen 4 entgegengesetzte Ladung 5 besitzt. In 2 sind die Tonerteilchen als negativ geladen dargestellt und die Photorezeptortrommel 10 ist als positiv geladen dargestellt. Diese Ladungen können in Abhängigkeit von der Natur des verwendeten Toners und der Maschinenausstattung umgekehrt sein. Bei einer Ausführungsform liegt der Toner als flüssiger Toner vor. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in Ausführungsformen hauptsächlich für trockene Entwicklungssysteme ausgelegt.
Eine mit einer Vorspannung versehene Übertragungswalze 6, die gegenüber der Photorezeptortrommel 10 angebracht ist, weist eine höhere Spannung als die Oberfläche der Photorezeptortrommel 10 auf. Wie in 2 dargestellt, lädt der Kontakt der mit einer Vorspannung versehenen Übertragungswalze 6 die Rückseite 7 des Übertragungselements 2 mit einer positiven Ladung auf. Bei einer alternativen Ausführungsform kann eine Korona oder irgendein anderer Aufladungsmechanismus zum Aufladen der Rückseite 7 des Übertragungselements 2 verwendet werden.
Die negativ geladenen Tonerteilchen 4 werden durch die positive Ladung 9 auf der Rückseite 7 des Übertragungselements 2 zur Vorderseite 8 des Übertragungselements 2 angezogen.
3 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform eines Bandes. Das Band 30 ist mit der Naht 31 dargestellt. Die Naht 31 wird als Beispiel einer Ausführungsform einer Puzzleschnittnaht dargestellt. Das Band wird durch die Verwendung der Walzen 32 in Position gehalten und gedreht. Es ist anzumerken, daß die ineinandergreifende mechanische Verbindung der Naht 31 in einer zweidimensionalen Ebene vorliegt, wenn sich das Band 30 auf einer ebenen Fläche, ob waagrecht oder senkrecht, befindet. Obschon die Naht in 3 als senkrecht zu den beiden parallelen Seiten des Bandes veranschaulicht wird, sollte es sich verstehen, daß sie bezüglich der parallelen Seiten abgewinkelt oder abgeschrägt sein kann. Dies ermöglicht es, daß jeder in dem System erzeugte Lärm gleichförmiger verteilt wird und die auf jedes zusammenpassende Element oder Knoten ausgeübten Kräfte verringert werden.
Die Naht ist eine mit einem dünnen und glatten Profil, erhöhter Festigkeit, verbesserter Biegsamkeit und verlängerter mechanischer Lebensdauer. Bei einer speziellen Ausfüh rungsform werden die Bandenden durch die geometrische Beziehung zwischen den Enden des Bandmaterials zusammengehalten, die durch eine ineinandergreifende Anordnung festgehalten werden. Bei einer Ausführungsform liegen die ineinandergreifenden Nahtelemente in einer Puzzleschnittanordnung vor. Die Puzzleschnittnaht kann viele verschiedene Ausgestaltungen aufweisen, ist aber eine, bei der die beiden Enden der Naht auf Art eines Puzzles ineinandergreifen. Genauer umfassen die gegenseitig zusammenpassenden Elemente einen ersten Vorsprung und eine zweite Aussparung, die geometrisch so ausgerichtet sind, daß die zweite Aussparung an dem ersten Ende den ersten Vorsprung an dem zweiten Ende aufnimmt, wobei der erste Vorsprung an dem ersten Ende durch die zweite Aussparung an dem zweiten Ende aufgenommen wird. Die Naht weist eine Kerbe, Hohlraum oder Spalt zwischen den gegenseitig zusammenpassenden Elementen an den beiden benachbarten Enden des Bandes auf und dieser Spalt wird mit einem Klebstoff gefüllt. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen des Puzzleschnittmusters sind zusammen verklebt oder verbunden, um zu ermöglichen, daß das mit einer Naht versehene, biegsame Band im wesentlichen als endloses Band wirksam ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird die die Puzzleschnittelemente einschließende Naht durch einen resistiven (kontrollierte Leitfähigkeit), durch Schmelzkleben verarbeitbaren, wärmehärtenden Klebstoff, der mit dem Rest des Bandes verträglich ist, zusammengehalten. Das Band liefert in Ausführungsformen eine verbesserte Nahtqualität und Glattheit bei im wesentlichen keinem Dickenunterschied zwischen der Naht und den angrenzenden Teilen des Bandes.
Ein Beispiel einer Ausführungsform einer Puzzleschnittnaht mit zwei Enden, wovon jedes Ende Puzzleschnittelemente oder gegenseitig zusammenpassende Elemente aufweist, wird in 4 dargestellt. Das Puzzleschnittmuster kann nahezu jede Form annehmen, wobei die von Knoten wie etwa identische Säulen oder ein Hals 34 und Kopf 33 oder Knotenmuster mit Vorsprüngen 36 und Aussparungen 35, die ineinandergreifen, wenn sie wie in 4 veranschaulicht zusammengebracht werden, eingeschlossen sind. Das Puzzleschnittmuster kann auch sowohl ein pilzähnlich geformtes Muster mit ersten Vorsprüngen 38 und 39 und zweiten Aussparungen 40 und 37 wie in 5 veranschaulicht als auch ein in 5 veranschaulichtes Taubenschwanzmuster mit ersten Vorsprüngen 41 und zweiten Aussparungen 42 sein. Das in 7 veranschaulichte Puzzleschnittmuster weist eine Mehrzahl erster Finger 43 mit ineinandergreifenden Zähnen 44 und einer Mehrzahl zweiter Finger 45 auf, die Aussparungen 46 zum Ineinandergreifen mit den Zähnen 44 beim Zusammensetzen aufweisen. Bei Ausführungsformen weisen die ineinandergreifenden Elemente alle kurvenförmige, zueinanderpassende Elemente zum Verringern des Spannungsaufbaus zwischen den ineinandergreifenden Elementen auf und erlauben ihnen, sich zu trennen, wenn sie sich um kurvenförmige Elemente wie etwa die Walzen 32 von 3 bewegen. Es wurde gefunden, daß bei kurvenförmigen, zueinanderpassenden Elementen der Streßaufbau niedriger als bei Rechtecken ist, wo statt daß die Spannung gleichförmig verteilt wird, sie konzentriert wird, was zu einem möglichen Ausfall führt.
Ein weiteres Beispiel einer Puzzleschnittnaht wird in 8 dargestellt, bei der die gegenseitig zusammenpassenden Elemente oder Puzzleschnittelemente ein erstes Element 50 und ein zweites Element 51 umfassen, wobei das erste Element 50 eine erste Aussparung 52 und einen ersten Vorsprung 54 umfaßt und das zweite Element 51 eine zweite Aussparung 55 und einen zweiten Vorsprung 56 umfaßt. Die erste Aussparung 52 des ersten Elements 50 nimmt den zweiten Vorsprung 56 des zweiten Elements 51 auf und die zweite Aussparung 55 des zweiten Elements 51 nimmt den ersten Vorsprung 54 des ersten Elements 50 auf. Zum Verringern des Höhenunterschieds zwischen dem Nahtteil und dem benachbarten Teil des Bandes ohne Naht ist es erwünscht, daß die zweiten Aussparungen in ihren einzelnen Elementen in einer wesentlichen Tiefe in einem Teil des Bands an den Bandenden ausgebildet sind.
Der Höhenunterschied zwischen der Naht und dem Rest des Bandes (den Teilen des Bandes ohne Naht) kann praktisch null oder von –25 bis +50 Mikrometer oder von –5 bis +5 Mikrometer oder von –1 bis +1 Mikrometer sein.
Ein Klebstoff ist zwischen der Naht vorhanden und befindet sich in der Spalte zwischen den Puzzleschnittelementen bis zu einer Dicke, die den Zwischenraum von ungefähr 25 Mikrometer zwischen den Enden des Puzzleschnitts auffüllt. Wie in einer Ausführungsform einer Puzzleschnittnaht 31 dargestellt, liegt der Klebstoff zwischen den Puzzleschnittelementen und an der Nahtspalte 57 von 9 vor. Der Klebstoff umfaßt ein Ladungstransportmolekül, oxidiertes Ladungstransportmolekül oder Gemische davon.
Der Klebstoff ist zum Aufweisen eines spezifischen Widerstandes innerhalb des für eine elektrostatische Tonerübertragung gewünschten Bereichs ausgewählt. Bei Ausführungsformen ist der spezifische Widerstand der Naht derselbe oder ähnlich dem des Bandelements, um für die Naht und den Rest des Bandes dieselben elektrischen Eigenschaften bereitzustellen. Ein spezifischer Volumenwiderstand für das Leistungsverhalten der Tonerübertragung ist von 10⁵ bis 10¹² Ohm-cm oder von 10⁶ bis 10¹⁰ Ohm-cm oder von 10⁶ bis 10⁸ Ohm-cm. Dies ist der spezifische Volumenwiderstand für die Naht und den Rest des Bandes. In Ausführungsformen stellt der Klebstoff einen guten elektrischen Kontakt mit dem Bandmaterial her. Wenn das Band und die Naht des Bandes denselben oder im wesentlichen denselben elektrischen Widerstand aufweisen, ist die Tonerübertragung an der Naht dieselbe oder im wesentlichen dieselbe wie die Übertragung an dem Band. Eine derartige Übertragung an der Naht liefert eine unsichtbare oder im wesentlichen unsichtbare Naht.
Das Substrat umfaßt ein Ladungstransportmolekül, ein oxidiertes Ladungstransportmolekül oder Gemische davon. Bei einer speziellen Ausführungsform umfaßt das Substrat ein oxidiertes Ladungstransportmolekül, ein Ladungstransportmolekül und ein polymeres Bindemittel, wobei in Ausführungsformen das oxidierte Ladungstransportmolekül und Ladungstransportmolekül in einer filmbildenden Polymerbindemittelmatrix molekular dispergiert oder gelöst ist. Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Substrat eine Photosäure, ein Ladungstransportmolekül und ein Polymerbindemittel. Bei noch einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Substrat ein Ladungstransportmolekül, eine Photosäure und ein ultravioletthärtbares Material wie etwa ein Ultraviolettmonomer oder -oligomer. Bei noch einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Substrat ein oxidiertes Ladungstransportmolekül und ein Ladungstransportpolymer.
Ein Ladungstransportmolekül ist ein Molekül, das freie Elektrizitätsträger in Form von Löchern oder Elektroden oder beider enthält oder Ladungsträger aus einer fremden Quelle aufnehmen kann und die Wanderung von Trägern in Gegenwart eines elektrischen Felds erlaubt. In eine Polymermatrix eingebaut verleiht ein derartiges Molekül die Fähigkeit, die Wanderung von Ladungsträgern (Elektronen oder Löcher) durch die Polymermatrix zu unterstützen. Die Ladungsträger können von außen erzeugt und anschließend in die die Ladungstransportmoleküldispersion enthaltende Polymermatrix injiziert werden.
Wahlweise ist ein oxidiertes Ladungstransportmolekül ein eine Ladung (ein Loch) transportierendes Molekül, das mit einem Oxidationsmittel umgesetzt wurde, wodurch dem Transportmolekül die Fähigkeit zur Elektronenübertragung verliehen wurde und auf diese Weise die Halbleitereigenschaft verstärkt wurde. Die Leitfähigkeit des Materials kann durch Einstellen der Konzentration des Ladungstransportmoleküls und des Oxidationsmittels so abgestimmt werden, daß sie an einen speziellen Zweck angepaßt ist.
Geeignete oxidierte Ladungstransportmoleküle schließen oxidierte Arylaminsalze ein, die ein Kation eines Arylamins und ein Gegenanion und diese umfassende oxidierte Oligoarylaminsalze umfassen. Beispiele derartiger Arylaminsalze schließen die mit der Formel TM-X oder (TM)₂-Y ein, worin TM das Kation eines Arylaminladungstransportmoleküls wie etwa die vorstehend aufgeführten ist und wobei X ein einwertiges Gegenanion ist, das aus der aus BF₄ ^-, PF₆ ^-, AsF₆ ^-, SbF₆ ^-, ClO₄ ^-, AuCl₄ ^-, C₆₀ ^-, I^-, Br₃ ^-, I3^-, FeCl₄ ^-, SnCl₅ ^-, PO₃ ^-, (CF₃SO₃)₄Al^-, (CF₃SO₃)₄Ga^-, (CF₃SO₃)₄Ta^-, (CF₃SO₃)₄B^-, Trifluoracetat, Benzoat, Nitrobenzoat, Toluolsulfonat, p-Brombenzolsulfonat, p-Nitrobenzolsulfonat, Trifluormethansulfonat, Nonafluorbutansulfonat, 2,2,2-Trifluorethansulfonat, Tetraphenylborat, anionischem Tetracyanchinodimethan und Bis(trifluormethansulfonyl)imid bestehenden Gruppe ausgewählt ist und Y ein zweiwertiges Gegenanion ist, das aus der aus SiF₆ ^2-, GeF₆ ^2-, TiF₆ ^2-, TaF₇ ^2-, NbF₇ ^2-, RuCl₆ ^2-, OsCl₆ ^2-, IrCl₆ ^2-, PdCl₄ ^2-, PdCl₆ ^2-, PdI₄ ^2-, PtCl₄ ^2-, PtCl₆ ^2-, PtBr₆ ^2-, IrCl₆ ^2-, ZrF₆ ^2-, Squarat, Benzoldisulfonat, B₁₂H₁₂ ^2- und C₆₀ ^2- bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
In Ausführungsformen ist das oxidierte Arylaminsalz von einer aus der aus
und Gemischen davon bestehenden Gruppe ausgewählten Formel, worin G eine aromatische Gruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist und mit allen Diarylamingruppen verbunden ist, Ar und Ar' substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppen mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen sind, n eine ganze Zahl von 2 bis 36 ist, m eine ganze Zahl ist, die kleiner als oder gleich n ist, X^- ein einwertiges Gegenanion ist, das aus der BF₄ ^-, PF₆ ^-, AsF₆ ^-, SbF₆ ^-, ClO₄ ^-, AuCl₄ ^-, C₆₀ ^-, I^-, Br₃ ^-, I₃ ^-, FeCl₄ ^-, SnCl₅ ^-, PO₃ ^-, (CF₃SO₃)₄Al^-, (CF₃SO₃)₄Ga^-, (CF₃SO₃)₄Ta^-, (CF₃SO₃)₄B^-, Trifluoracetat, Benzoat, Nitrobenzoat, Toluolsulfonat, p-Brombenzolsulfonat, p-Nitrobenzolsulfonat, Trifluormethansulfonat, Nonafluorbutansulfonat, 2,2,2-Trifluorethansulfonat, Tetraphenylborat, anionischem Tetracyanchinodimethan und Bis(trifluormethansulfonyl)imid bestehenden Gruppe ausgewählt ist und Y^2- ein aus der aus SiF₆ ^2-, GeF₆ ^2-, TiF₆ ^2-, TaF₇ ^2-, NbF₇ ^2-, RuCl₆ ^2-, OsCl₆ ^2-, IrCl₆ ^2-, PdCl₄ ^2-, PdCl₆ ^2-, PdI₄ ^2-, PtCl₄ ^2-, PtCl₆ ^2-, PtBr₆ ^2-, IrCl₆ ^2-, ZrF₆ ^2-, Benzoldisulfonat, Squarat, B₁₂H₁₂ ^2- und C₆₀ ^2- bestehenden Gruppe ausgewähltes zweiwertiges Gegenanion ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das oxidierte Arylaminsalz aus der aus p-TPD-X und p-(TPD)₂-Y bestehenden Gruppe ausgewählt, worin X und Y ein- beziehungsweise zweiwertige Gegenanionen sind und p-TPD das Kation einer para- substituierten Triarylaminverbindung ist, wobei wenigstens ein para-substituiertes, endständiges Segment aus den Teilformeln
ausgewählt ist, worin R₁ aus der aus Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen wie etwa Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl und dergleichen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen wie etwa Methoxy, Ethoxy, Butoxy, Isobutoxy und dergleichen bestehenden Gruppe ausgewählt ist, R₂ und R₃ unabhängig aus der aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe ausgewählt sind und Z ein Atom aus O, S, Se oder ein Methylensubstituent -CH₂- ist. Bei einer Ausführungsform ist das Arylaminsalz von der folgenden Formel:
worin R₁ und R_1' Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffen, Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffen oder aromatische Gruppen mit einer Kohlenstoffzahl von 6 bis 24 sind, R₂, R₃, R_2' und R_3' unabhängig aus der aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe ausgewählt sind, worin X^- ein einwertiges, aus der aus SbF₆ ^-, BF₄ ^-, PF₆ ^-, AsF₆ ^-, ClO₄ ^-, AuCl₄ ^-, C₆₀ ^-, I^-, Br₃ ^-, I₃ ^-, FeCl₄ ^-, SnCl₅ ^-, Trifluoracetat, Benzoat, Nitrobenzoat, Toluolsulfonat, p-Brombenzolsulfonat, p-Nitrobenzolsulfonat, Trifluormethansulfonat, Nonafluorbutansulfonat und 2,2,2-Trifluorethansulfonat bestehenden Gruppe ausgewähltes Gegenanion ist. Bei einer Ausführungsform ist X- aus der aus SbF6^- und AsF6^- bestehenden Gruppe ausgewählt.
Ein weiteres Beispiel eines oxidierten Ladungstransportmoleküls ist ein Oligoarylaminsalz. Oligomere schließen Dimere, Trimere, Tetramere und ähnliche Oligomere ein.
Bei einer Ausführungsform ist das Oligoarylaminsalz von der folgenden Formel:
worin R₁ und R_1' Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffen, Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffen oder aromatische Gruppen mit einer Kohlenstoffzahl von 6 bis 24 sind, R₂, R₃, R_2' und R_3' unabhängig aus der aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe ausgewählt sind, worin X^- ein einwertiges, aus der aus SbF₆ ^-, BF₄ ^-, PF₆ ^-, AsF₆ ^-, ClO₄ ^-, AuCl₄ ^-, C₆₀ ^-, I^-, Br₃ ^-, I₃ ^-, FeCl₄ ^-, SnCl₅ ^-, Trifluoracetat, Benzoat, Nitrobenzoat, Toluolsulfonat, p-Brombenzolsulfonat, p-Nitrobenzolsulfonat, Trifluormethansulfonat, Nonafluorbutansulfonat und 2,2,2-Trifluorethansulfonat bestehenden Gruppe ausgewähltes Gegenanion ist. Bei einer Ausführungsform ist X- aus der aus SbF6^- und AsF6^- bestehenden Gruppe ausgewählt. Das Nicht-oligo-Arylaminsalz ist von derselben Formel wie vorstehend ohne die Kammern, die die Oligo-Natur des Moleküls zeigen.
Ein spezifisches Beispiel eines oxidierten Ladungstransportmoleküls ist von Xerox Corporation (US-Patent 5 587 224) erhältliches CAT^®196. Die Formel wird nachstehend dargestellt. Die Oligomerversion der nachstehenden Formel ist ein weiteres Beispiel eines geeigneten oxidierten Ladungstransportmoleküls und würde wie die nachstehende Formel mit Klammern um das Molekül dargestellt, um anzugeben, daß es ein Oligomer ist.
Das oxidierte Ladungstransportmolekül liegt in dem Element in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent oder von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent der gesamten Feststoffe vor. Hierin verwendet beziehen sich die gesamten Feststoffe auf die Gesamtgewichtsmenge oxidierter Ladungstransportmoleküle, Ladungstransportmoleküle, Photosäuren, Polymerbindemittel, ultravioletthärtbarer Materialien, Ladungstransportpolymer und/oder Ladungstransportpolymerbindemittel und anderer, ähnlicher fester Materialien.
Die Ladungstransportmoleküle können irgendwelche bekannten ladungstransportierenden Moleküle wie etwa die in den US-Patenten 5 264 312, 4 338 222, 5 386 277, 5 448 342 und 5 587 224 beschriebenen sein.
Beispiele von Ladungstransportmaterialien, die entweder molekular in ein Polymerbindemittel dotiert oder in polymere Strukturen eingebaut sind, sind para-substituierte Arylamin-Ladungstransportverbindungen.
Die Ladungstransportverbindung kann ein Arylamin der folgenden alternativen Formeln sein:
worin Ar, Ar' und Ar" unabhängig aus unsubstituierten und substituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Phenyl, 3-Methylphenyl, 4-Methylphenyl, 3,4-Dimethylphenyl, 4-Ethylphenyl, 4-t-Butylphenyl, 4-Methoxyphenyl, 4-Bromphenyl, 4-Chlorphenyl, 3-Iodphenyl, 4-Fluorphenyl, 4-Phenylphenyl, 2-Naphthyl, 1-Naphthyl und dergleichen und Gemischen davon ausgewählt sind und R₁, R₂, R₃, R_1', R_2' und R_3' unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen wie etwa Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Isobutyl und dergleichen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen wie etwa Methoxy, Ethoxy, Isobutoxy und dergleichen besteht, Z aus den Atomen O, S, Se oder einem Substituenten -CH₂- ausgewählt ist und G eine Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine aus den Teilformeln
ausgewählte Gruppe ist, worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' Alkylgruppen mit zum Beispiel 1 bis 12 Kohlenstoffatomen wie etwa Methyl, Ethyl, Propyl und dergleichen sind.
Die Ladungstransportverbindung kann die folgenden Arylaminverbindungen und Gemische davon einschließen:

a) Aryldiaminverbindungen der Formel:
worin Ar eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe, zum Beispiel Phenyl, 3-Methylphenyl, 4-Methylphenyl, 3,4-Dimethylphenyl, 4-Ethylphenyl, 4-t-Butylphenyl, 4-Methoxyphenyl, 4-Bramphenyl, 4-Chlorphenyl, 3-Iodphenyl, 4-Fluorphenyl, 4-Phenylphenyl, 2-Naphthyl, 1-Naphthyl und dergleichen und Gemische davon ist, R₁, R₂ und R₃ unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht und Z aus einem Atom O, S, Se oder einem Methylensubstituenten -CH₂- ausgewählt ist,
b) Aryltriaminverbindungen der Formel:
worin Ar und Ar' unabhängig aus substituierten und unsubstituierten aromatischen Gruppen ausgewählt sind. R ist aus Wasserstoff, 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltendem Phenyl und 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppen ausgewählt, wobei i und j jeweils 1 oder 2 darstellen,
c) Aryltetraaminverbindungen der Formel:
worin Ar, Ar' und Ar" unabhängig aus substituierten und unsubstituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind, p-Ar und p-Ar' unabhängig aus para-substituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind, R aus Wasserstoff, Phenyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppen ausgewählt ist, i, j und k jeweils 1 oder 2 darstellen, G eine Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen wie etwa Methylen, Ethylen, Propylen, Buten und dergleichen oder eine aus den Teilformeln

ausgewählte Gruppe ist, worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind,
d) Arylpentaaminverbindungen der Formel:
worin Ar, Ar', Ar" und Ar"' unabhängig aus substituierten und unsubstituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind und i, j, k und l jeweils 1 oder 2 darstellen und
e) Arylhexaaminverbindungen der Formel:
worin Ar und Ar' unabhängig aus substituierten und unsubstituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind, p-Ar und p-Ar' para-substituierte aromatische Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, i, j und k jeweils 1 oder 2 darstellen, G eine Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine aus den Formeln

ausgewählte aromatische Gruppe ist, worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind.

Die Arylamin-Ladungstransportverbindung kann para-substituierte Triarylaminverbindungen mit wenigstens einem aus den Teilformeln
ausgewählten para-substituierten Molekülsegment sein, worin R₁ aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht, R₂ und R₃ unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht, und Z ein Atom aus O, S, Se oder ein Methylensubstituent -CH₂- ist.
Spezifische Beispiele von Ladungstransportmolekülen schließen N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(m-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (TPD oder m-TBD) und N,N,N',N'-Tetra-p-tolyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin (TM-TPD) ein. Ein geeignetes Ladungstransportmolekül schließt ein meta-substituiertes Dimethyl-TPD wie etwa das mit der Formel
ein, wobei sich die oxidierte Form der substituierten Arylamin-Ladungstransportverbindung aus der Photooxidation mit Photooxidationsmitteln wie etwa Diphenyliodoniumsalzen und Diarylsulfoniumsalzen ergibt.
Das Ladungstransportmolekül liegt in dem Substrat in einer Menge von 1 bis 70 Gewichtsprozent oder von 20 bis 50 Gewichtsprozent der gesamten Feststoffe vor.
Ein Ladungstransportpolymer wird bei Ausführungsformen aus Polymeren ausgewählt, die eine p-substituierte Aryldiamineinheit der Formel
enthalten, worin R₁ aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Brom, Chlor, Fluor, 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppen und 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoxygruppen besteht, R₂ und R₃ unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppen wie etwa Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, Cyclohexyl und dergleichen und 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoxygruppen besteht, G aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus alkalischen Gruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und den Formeln
besteht, worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind. Andere Beispiele von Ladungstransportpolymeren schließen PEC (Polyethercarbonat), Polyvinylcarbazol, Triarylamin-dotiertes Polycarbonat, Triphenylamin enthaltendes Poly(N-methylacrylimid und Polysilane ein.
Das Ladungstransportpolymer liegt in dem Substrat in einer Menge von 40 bis 99 Gewichtsprozent oder von 60 bis 80 Gewichtsprozent der gesamten Feststoffe vor.
Das hierin verwendete Polymerbindemittel ist ein isolierendes dielektrisches Polymerharz, das als Matrix für das Ladungstransportmolekül dient. Das Polymerbindemittel schließt bei Ausführungsformen thermoplastische Materialien wie etwa Polystyrole, Polycarbonate, Polysiloxane, Polyester, Polyimide, Polyurethane, Polysulfone, Polyethersul fone, Polyetherketone, Polyamide, thermoplastische Elastomere und Gemische davon ein. Ein Beispiel eines im Handel erhältlichen Polymerbindemittels ist das Polyimid ULTEM^® von General Electric, Schenactady, New York.
Das Polymerbindemittel liegt in dem Substrat in einer Menge von 30 bis 99 Gewichtsprozent oder von 60 bis 75 Gewichtsprozent der gesamten Feststoffe vor.
Eine hierin verwendete Photosäure ist eine Verbindung, die ansonsten inaktiv ist, aber beim Aktivieren durch Licht oxidierend wird (Photooxidation). Beispiele von Photosäuren schließen anionische Salze der Formel AX ein, worin A ein Kation ist, das zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Diaryliodosonium, Triarylsulfoxonium, Pyrylium, Thiapyrylium, Phenylacyldialkylsulfonium, Phenylacyldialkylammonium, Chinolinium, Phenylacyltriphenylphosphonium, Ferrocinium und Cobaltocinium besteht und wobei X ein Anion ist, das zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Chlorid, Bromid, Iodid, Hexafluorantimonat, Hexafluorarsenat, Hexafluorphosphat, Tetrafluorborat, Trifluoracetat, Triflat, Toluolsulfonat, Nitrobenzolsulfonat, Camphersulfonat und Dodecylsulfonat besteht. Ein spezielles Beispiel einer Photosäure ist Di(p-t-butylphenyl)iodoniumhexafluorarsenat. Wahlweise kann die Photosäure nicht-saure, latent eine organische Säure erzeugende Verbindungen, zum Beispiel α-Sulfonyloxyketone, 2,6-Dinitrobenzylmesylat, 2,6-Dinitrobenzylpentafluorbenzolsulfonat, Nitrobenzyltriphenylsilylether, Phenylnaphthochindiazid-4-sulfonat, 2-Phenyl-4,6-bis-trichlormethyl-s-triazin und Gemische davon sein (siehe J. V. Crivello & K. Dietliker in „Chemistry and Technology of UV and EB Formulations for Coatings, inks and Paints", P. K. Olsring ED., Selective Industrial Training Associates Ltd., London, UK, 1991, Kapitel 3).
Die Photosäure liegt in dem Substrat in Mengen von 1 bis 50 Gewichtsprozent des Ladungstransportmoleküls oder von 2 bis 15 Gewichtsprozent des Ladungstransportmoleküls vor. Die gewünschte Konzentration hängt jedoch von den Widerstandserfordernissen des Bandschichtmaterials ab.
UV-härtbare Materialien sind Materialien, die (üblicherweise in Gegenwart eines Photoinitiators) durch Licht ausgelöste Reaktionen eingehen können, die durch Absorption von Strahlung im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums aktiviert werden. Das ultravioletthärtbare Material schließt ultravioletthärtbare Monomeren, Polymeren, Oligomeren und Gemische davon ein. Beispiele geeigneter ultravioletthärtbarer Materialien schließen Acrylate, Methacrylate, Epoxidmaterialien, Vinylmonomeren, Epoxyacryla te, Urethanacrylate, Polyetherurethanacrylate, Polyesteracrylate, Polyetheracrylate, acrylierte Öle, Thiole und dergleichen und Gemische davon ein.
Das ultravioletthärtbare Material liegt in dem Substrat in Mengen von 30 bis 99% oder von 60 bis 75 Gewichtsprozent der gesamten Feststoffe vor.
Ein Verfahren zum Herstellen eines UV-härtbaren Elements umfaßt das Lösen des Ladungstransportmoleküls, des UV-härtbaren Materials und des oxidierten Ladungstransportmoleküls in einem geeigneten Lösungsmittel, gefolgt von der Zugabe der Photosäure und das Rühren zum Sicherstellen einer gleichförmigen Verteilung unter vollständigem Lösen aller Komponenten und Bilden einer homogenen Lösung. Die Lösung wird anschließend über einen Trennträger, zum Beispiel eine etwa 10 mil dickes Polyethylenterephthalat-Trägerbahn, extrusionsbeschichtet, gefolgt vom Trocknen der nassen Beschichtung bei erhöhter Temperatur von zum Beispiel etwa 120° zum Entfernen des Lösungsmittels. Nachfolgend wird die Beschichtung UV-Strahlung zum Polymerisieren und Härten der Beschichtung zu Bahnenmaterial mit einer biegsamen, vernetzten Übertragungsschicht ausgesetzt.
Bei einer Ausführungsform umfaßt der Klebstoff ein oxidiertes Ladungstransportmolekül, ein Ladungstransportmolekül und ein Polymerbindemittel. Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt der Klebstoff eine Photosäure, ein Ladungstransportmolekül und ein Polymerbindemittel. Bei noch einer weiteren Ausführungsform umfaßt der Klebstoff ein Ladungstransportmolekül, eine Photosäure und ein Ultraviolettmaterial wie etwa ein Ultraviolettmonomer oder -oligomer. Bei noch einer weiteren Ausführungsform umfaßt der Klebstoff ein oxidiertes Ladungstransportmolekül und ein Ladungstransportpolymer.
Der Klebstoff in Lösung kann durch jedes geeignete Mittel einschließlich flüssiger Mittel wie etwa eine Auftragvorrichtung mit einer Wattespitze, Flüssigkeitsspender, Klebstoffpistole oder dergleichen oder durch Trockenverfahren wie etwa durch Verwenden eines trockenen Bandes auf die Naht und zwischen ineinandergreifende Nahtelemente aufgebracht werden. Eine Menge in geringem Überschuß zu der Klebstoffmenge, die zum trockenen Ausfüllen der Naht ausreicht, wird zwischen ineinandergreifende Nahtelemente zugefügt.
Der Klebstoff kann durch bekannte Verfahren oder durch Zusammenmischen der Materialbestandteile mit den geeigneten Lösungsmitteln unter Bilden der Filmlösung herge stellt werden. Der Klebstoffilmverbund mit oder ohne eine entfernbare Trennschicht wird anschließend unter Abdecken nur des wie ein Puzzle ineinandergreifenden, mit einer Naht versehenen Bereichs des Band- oder Filmelements aufgebracht. Die Naht wird anschließend zwischen parallelen Heizplatten, zum Beispiel den Backen einer Vertrod-Nahtschweißmaschine gepreßt. Die Naht kann anschließend durch verschiedene Verfahren gehärtet werden. Zum Härten der Naht brauchbare Härtungsverfahren schließen die Wärmehärtung und Infrarothärtung ein. Beispiele der Wärmehärtung schließen die Anwendung mäßiger bis starker Hitze ein, sobald der Klebstoff in die Nahtspalte eingebracht wurde. Das Erhitzen löst ferner die Vernetzungs-/Verfestigungsreaktion aus und erhöht die Nahtverarbeitungs- und Bandherstellungsgeschwindigkeit. Die gewünschte Temperatur schließt von 40 bis 250°C oder von 100 bis 150°C bei einer Zeit von 30 Sekunden bis 24 Stunden oder von 5 Minuten bis 2 Stunden oder von 5 Minuten bis 15 Minuten ein. Der Druck während der Wärmehärtung ist von 0,5 psi bis 100 psi oder von 2 psi bis 60 psi. Ein erhöhter Druck ermöglicht das Verschweißen bei niedrigeren Temperaturen und umgekehrt. Wärme kann zum Beispiel durch eine Schweißmaschine, Föhn, Ofen oder andere geeignete Mittel angewendet werden.
In einigen Fällen wird eine zweite Nachhärtung durchgeführt, um die Oligomeren niedrigeren Molekulargewichts ausreichend zu einem Polymernetzwerk höheren Molekulargewichts zu vernetzen. Die zweite Nachhärtung erfolgt bei einer höheren Temperatur als die erste Härtung. Die Temperatur der zweiten Härtung ist von 120 bis 200°C bei einer Zeit von 30 Sekunden bis 24 Stunden oder 20 Minuten bis 1 Stunde und bei einem Druck von 0,5 psi bis 100 psi oder von 2 psi bis 10 psi.
Bei einer wahlfreien Ausführungsform der Erfindung wird auf den Klebstoff ein Überzug aufgetragen. Der Überzug kann nur die Naht bedecken oder kann das gesamte Element bedecken. Geeignete Überzüge schließen Fluorpolymere, Silikone, Vinylbutyralzusammensetzungen, die hierin beschriebenen Ladungstransportzusammensetzungen und ähnliche Überzüge ein. Der Überzug auf einem Substrat muß sowohl einen im wesentlichen zu dem Substrat identischen elektrischen Widerstand als auch eine gute Klebeverbindung mit dem Substrat aufweisen.
Bei Ausführungsformen kann dem Substrat und/oder dem Klebstoff ein Füllstoff zugesetzt werden. Beispiele geeigneter Füllstoffe schließen Kohlenstoffüllstoffe wie etwa Graphit, Ruß, fluorierten Kohlenstoff wie etwa ACCUFLUOR^® oder CARBOFLUOR^® von Advanced Research Chemicals, Caroosa, Oklahoma, und ähnliche Kohlenstoffüll stoffe und Gemische davon, Metalloxidfüllstoffe wie etwa Kupferoxid, Eisenoxid, Magnesiumoxid und dergleichen und Gemische davon, dotierte Metalloxidfüllstoffe wie etwa Antimon-dotiertes Zinnoxid (zum Beispiel ZELEC^®) und dergleichen und Gemische davon, andere leitfähige Füllstoffe und dergleichen und Gemische davon ein. Andere Füllstoffe wie etwa Füllstoffe mit dem Zweck des Veränderns der Oberfläche und mechanischen Eigenschaften können verwendet werden. Diese schließen Polytetrafluorethylenpulver, mikrokristallines Siliziumoxid und dergleichen ein. Ein spezielles Beispiel eines Füllstoffs ist von DuPont erhältliches ZONYL^®-Polytetrafluorethylenpulver oder von Ausimont erhältliches POLYMIST^®-Pulver. Andere Beispiele schließen von Malvern Minerals erhältliches mikrokristallines Siliziumoxid ein.
Ein spezielles Beispiel eines in Kombination mit einer Ladungstransportschicht verwendeten Bandes wird in 10 dargestellt. Das Band 30 umfaßt ein Substrat 60, das die Ladungstransportmaterialien umfaßt. Das Band enthält die Naht 31 mit einem zwischen den Nahtelementen 64 und 65 angebrachten Klebstoff 63. Bei einer wahlfreien Ausführungsform wird eine äußere Schicht 66 auf dem Substrat 60 bereitgestellt. Die äußere Schicht kann leitfähige Füllstoffe 67 enthalten.
Alle Teile und Prozentwerte in den folgenden Bezugsbeispielen beziehen sich auf das Gewicht.
Bezugsbeispiel I
Eine oxidierte Transportschicht kann durch Einbeziehen eines Ladungstransportmoleküls (von 10 bis 50 Gewichtsprozent), eines Bindemittelpolymers (von 90 bis 50 Gewichtsprozent) und eines Oligoarylaminsalzes oder eines Oxidationsmittels (von 1 bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf das Ladungstransportmolekül) hergestellt werden. Oxidierte Salze von N,N,N',N'-Tetrazolyl-1,1'-p-biphenyl-4,4'-diamin (TTDA) können als Oligoarylaminsalze verwendet werden. Die Synthese dieser Salze ist im US-Patent 5 853 906 zu finden. Ein spezielles Beispiel eines Oxidationsmittels ist 4,4'-Di-t-butylphenyliodoniumhexafluorantimonat (DBPI-AsF₆), das eine Photosäure ist und UV-Strahlung zum Aktivieren seiner Oxidationsfähigkeit erfordert. Die Synthese von DBPI-AsF₆ findet sich im US-Patent Nr. 5 587 224.
Bezugsbeispiel II
Die folgende Beschichtungsformulierung kann hergestellt werden. Einer bernsteinfarbenen Flasche kann ein Lösungsmittel (etwa 200 g Methylethylketon), ein Polymerbinde mittel, ein Fluorelastomer wie etwa VITON^® GF (etwa 45 Gramm), N,N'-Diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin (TPD) (etwa 15 Gramm) und DBPI-AsF₆ (etwa 0,3 Gramm) zugefügt werden. Das Gemisch kann auf einer Schüttelmaschine geschüttelt werden, bis eine Lösung erhalten wird. Die sich daraus ergebende Lösung kann anschließend mittels einer Streichmaschine von Gardner Laboratory auf Polyimidsubstrate (KAPTON^®) beschichtet werden. Die beschichteten Schichten können ungefähr zwei Stunden an der Luft getrocknet, gefolgt von 30 Minuten bis 1 Stunde bei 120°C im Ofen getrocknet werden. Die Trockendicke der Schichten kann in dem Bereich von 1 bis 3 mil (von 25 bis 75 μm) sein. Die Ultraviolettbelichtung kann anschließend gemäß den im US-Patent 5 587 224 beschriebenen Verfahren ausgeführt werden. Sowohl von dem Oberflächenwiderstand als auch dem Volumenwiderstand der UV-belichteten Schicht wird angenommen, daß er von 10⁸ bis 10¹⁰ Ohm/sq beträgt.
Bezugsbeispiel III
Die folgende Beschichtungsformulierung kann hergestellt werden. Einer bernsteinfarbenen Flasche werden ein Lösungsmittel (etwa 200 g Methylethylketon), ein Polymerbindemittel, Polystyrol (etwa 45 Gramm), N,N'-Diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin (TPD) (etwa 15 Gramm) und DBPI-AsF₆ (etwa 0,3 Gramm) zugefügt. Das Gemisch wird auf einer Schüttelmaschine geschüttelt, bis eine Lösung erhalten wird. Die sich daraus ergebende Lösung wird anschließend mittels einer Streichmaschine von Gardner Laboratory auf Polyimidsubstrate (KAPTON^®) beschichtet. Die beschichteten Schichten werden ungefähr zwei Stunden an der Luft getrocknet, gefolgt von 30 Minuten bis 1 Stunde bei 120°C Trocknen im Ofen. Die Trockendicke der Schichten kann in dem Bereich von 1 bis 3 mil (von 25 bis 75 μm) sein. Die Ultraviolettbelichtung wird anschließend gemäß den im US-Patent 5 587 224 beschriebenen Verfahren ausgeführt. Sowohl von dem Oberflächenwiderstand als auch dem Volumenwiderstand der UV-belichteten Schicht wird angenommen, daß er von 10⁸ bis 10¹⁰ Ohm/sq beträgt.
Bezugsbeispiel IV
Ein aus einem resistiven DuPont-Polyimidsubstrat (KAPTON^®) mit einer oxidierten, resistiven Transportschicht darauf mit einer äußeren Silikonschicht darauf kann durch Bahnenbeschichten einer Silikonschicht auf die in Beispiel II und III hergestellten Schichten hergestellt werden. Nach dem Beschichten kann die Silikonschicht getrocknet werden und die gesamte Schichtstruktur kann 3 Stunden bei 120°C, 4 Stunden bei 177°C und schließlich 2 Stunden bei 232°C getrocknet werden. Die Mehrschicht-Zwischenübertragungsbänder können zur Anwendung bei der Flüssigkeitsxerographie besonders geeig net sein.

Claims

Zwischenübertragungselement (30) zum Übertragen eines entwickelten Bildes von einer ladungsrückhaltenden Oberfläche auf ein bildempfangendes Element, wobei das Zwischenübertragungselement ein Substrat (60) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfaßt, wobei das erste Ende und das zweite Ende jeweils eine Mehrzahl gegenseitig zusammenpassender Elemente (64, 65) umfassen, die sich in ineinandergreifender Beziehung unter Bilden einer Naht (31) zusammenfügen, wobei die Naht einen Klebstoff (63) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Substrat als auch der Klebstoff ein Material umfassen, das aus der aus einem oxidierten Ladungstransportmolekül, einem Ladungstransportmolekül und Gemischen davon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Zwischenübertragungselement des Anspruchs 1, wobei das oxidierte Ladungstransportmolekül ein oxidiertes Arylaminsalz umfaßt.
Zwischenübertragungselement des Anspruchs 1, wobei das oxidierte Ladungstransportmolekül ein oxidiertes Oligoarylaminsalz umfaßt.
Zwischenübertragungselement des Anspruchs 2, wobei das oxidierte Ladungstransportmolekül die folgende Formel aufweist:
Bilderzeugungsapparatur zum Bilden von Bildern auf einem Aufzeichnungsmedium, umfassend: eine ladungsrückhaltende Oberfläche zum Empfangen eines elektrostatischen Latentbil des darauf; eine Entwicklungskomponente zum Aufbringen von Toner auf die ladungsrückhaltende Oberfläche unter Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes und Bilden eines entwikkelten Bildes auf der ladungsrückhaltenden Oberfläche; das Zwischenübertragungselement eines der Ansprüche 1 bis 4 zum Übertragen des entwickelten Bildes von der ladungsrückhaltenden Oberfläche auf ein Empfängersubstrat und eine Fixierkomponente zum Fixieren des entwickelten Bildes auf dem Empfängersubstrat.