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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
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1 ist
eine Darstellung einer elektrostatographischen Apparatur.
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2 ist
eine Vergrößerung eines
bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Übertragungssystems.
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3 ist
eine erweiterte Ansicht einer Ausführungsform einer Bandanordnung
und Naht.
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4 ist
eine Vergrößerung einer
Puzzleschnittnaht mit Kopf- und Halselementen.
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5 ist
eine Vergrößerung einer
Puzzleschnittnaht mit pilzförmigen
Puzzleschnittelementen.
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6 ist
eine Vergrößerung einer
Puzzleschnittnaht mit Taubenschwanzelementen.
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7 ist
eine Vergrößerung einer
Puzzleschnittnaht mit Aussparungs- und Zahnelementen.
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8 ist
eine Vergrößerung einer
Puzzleschnittnaht mit Aufnahme- und Vorsprungselementen unterschiedlicher
Tiefe.
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9 ist
eine vergrößerte Version
eines Bandes und zeigt einen Spalt zwischen Puzzleschnittelementen,
wobei der Spalt einen Klebstoff enthält.
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10 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Bandes.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 BF
4 -, PF
6 -, AsF
6 -, SbF
6 -, ClO
4 -,
AuCl
4 -, C
60 -, I
-,
Br
3 -, I
3 -, FeCl
4 -,
SnCl
5 -, PO
3 -, (CF
3SO
3)
4Al
-,
(CF
3SO
3)
4Ga
-, (CF
3SO
3)
4Ta
-, (CF
3SO
3)
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 SiF
6 2-, GeF
6 2-,
TiF
6 2-, TaF
7 2-, NbF
7 2-, RuCl
6 2-, OsCl
6 2-, IrCl
6 2-, PdCl
4 2-, PdCl
6 2-, PdI
4 2-,
PtCl
4 2-, PtCl
6 2-, PtBr
6 2-, IrCl
6 2-, ZrF
6 2-, Benzoldisulfonat, Squarat, B
12H
12 2- und C
60 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 R
1 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, R
2 und R
3 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 -CH
2- ist. Bei einer Ausführungsform ist das Arylaminsalz
von der folgenden Formel:
worin
R
1 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, R
2, R
3,
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 SbF
6 -, BF
4 -, PF
6 -, AsF
6 -,
ClO
4 -, AuCl
4 -, C
60 -, I
-, Br
3 -, I
3 -, FeCl
4 -,
SnCl
5 -, 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 R
1 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, R
2, R
3,
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 SbF
6 -, BF
4 -, PF
6 -, AsF
6 -,
ClO
4 -, AuCl
4 -, C
60 -, I
-, Br
3 -, I
3 -, FeCl
4 -,
SnCl
5 -, 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 R
1, R
2,
R
3, 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 -CH
2-
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 R
1 aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen
und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht, R
2 und R
3 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
-CH
2- 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 R
1 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Brom, Chlor,
Fluor, 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppen und 1
bis 24 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoxygruppen besteht, R
2 und R
3 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.