DE60222040T2

DE60222040T2 - Element mit der äusseren Schicht aus Halogenkautschuk mit Kohlenwasserstoffresten für das gleichzeitige Übertragen und Fixieren von Tonerbildern

Info

Publication number: DE60222040T2
Application number: DE60222040T
Authority: DE
Inventors: Santohk S. Pittsford Badesha; Edward L. Rochester Schlueter
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: EP1237053B1; DE60222040D1; EP1237053A1; JP2002328554A; US6411793B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Übertragungs- und Fixierelement sowie eine bildformende Vorrichtung zur Verwendung in elektrostatographischen einschließlich digitalen Vorrichtungen. Das Übertragungs- und Fixierelement der vorliegenden Erfindung kann in Maschinen und insbesondere Farbmaschinen verwendet werden.
U.S. A 5,922,440 offenbart eine Übertragungsfilmkomponente, die einen Polyimidfilm sowie einen dann verteilten, elektrisch leitenden, mit Metalloxid dotierten Füllstoff enthält, wobei der Polyimidfilm einen Oberflächenwiderstand von 10⁶ bis 10¹⁴ Ohm/Quadrat aufweist.
U.S. A 5,537,194 offenbart ein Tonerzwischenübertragungselement, umfassend: (a) ein Substrat und (b) eine äußere Schicht, die aus einem Haloelastomer mit anhängenden Kohlenwasserstoffketten besteht, die kovalent an das Rückgrat des Haloelastomers gebunden sind.
Es ist daher erwünscht, ein Übertragungs- und Fixierelement zur Verfügung zu stellen, das die Qualitäten der Verformbarkeit für Kopierqualität und Spielraum besitzt und auch beständig gegen Abnutzung ist. Es wird auch gewünscht, ein Übertragungselement zur Verfügung zu stellen, das elektrisch leitend ist, um die elektrostatisch unterstützte Übertragung zu ermöglichen. Es wird zusätzlich gewünscht, ein Übertragungselement zur Verfügung zu stellen, das eine niedrige Oberflächenenergie für die Fähigkeit zur Freisetzung aufweist und chemisch beständig gegenüber Tonerbestandteilen und Freisetzungsmitteln ist, um eine effiziente Tonerübertragung zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die äußere Schicht gegen verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffe beständig, die bei der flüssigen Entwicklung verwendet werden. Eine weitere wünschenswerte Eigenschaft für ein Übertragungselement ist es, dass es eine verringerte Anfälligkeit zum Anschwellen in der Gegenwart von Freisetzungsölen hat. Eine zusätzliche wünschenswerte Eigenschaft für ein Übertragungs- und Fixier- oder Fusionselement mit damit assoziierter Wärme ist es, dass das Übertragungs- und Fixierelement thermisch stabil zur Durchführung des Fusionierens oder Fixierens ist.
Die vorliegende Erfindung wird in Anspruch 1 definiert. Besondere Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
Die oben genannten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen ergeben, die die folgenden Figuren enthalten:
1 ist eine Darstellung einer allgemeinen elektrostatographischen Vorrichtung unter Verwendung eines Übertragungs- und Fixierelements.
2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform eines Übertragungs- und Fixiersystems.
3 ist eine vergrößerte Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Übertragungs- und Fixierbandanordnung, die ein Substrat, eine Haftzwischenschicht sowie eine dünne äußere Schicht involviert.
Die vorliegende Erfindung ist auf Übertragungs- und Fixierelemente mit Schichten gerichtet. Die Übertragungs- und Fixierelemente können Filmkomponenten sein, einschließlich Filme, Bahnen, Bänder und Ähnliches, die in elektrostatographischen einschließlich digitalen Vorrichtungen nützlich sind.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen kann das Übertragungs- und Fixiersubstrat optional leitende Füllstoffe und Fasern enthalten, um ein optimales elektrisches Feld und eine Hitzeübertragung zu erreichen. Es können auch Kombinationen von diesen Füllstoffen verwendet werden.
Bezug nehmend auf 1 wird eine bildformende Vorrichtung gezeigt, die ein Zwischenübertragungselement 1 enthält, das durch die Walzen 2, 3 und 4 angetrieben wird. Das Zwischenübertragungselement 1 wird als ein Band- oder Filmelement gezeigt, kann aber auch eine andere nützliche Form wie ein Band, eine Bahn, ein Film, eine Trommel, Walzen oder Ähnliches haben. Ein Bild wird durch die bildverarbeitenden Einheiten 5 verarbeitet und entwickelt. Es kann nur eine einzige verarbeitende Einheit geben, zum Beispiel für das Farbverarbeiten von Schwarz, und so viele Einheiten wie gewünscht geben. In Ausführungsformen verarbeitet jede Verarbeitungseinheit eine spezifische Farbe. In bevorzugten Ausführungsformen gibt es vier Verarbeitungseinheiten zur Verarbeitung von Cyan, Schwarz, Gelb und Magenta. Die erste Verarbeitungseinheit verarbeitet eine Farbe und überträgt dieses entwickelte einfarbige Bild über das Übertragungselement 6 auf das Zwischenübertragungselement. Das Zwischenübertragungselement 1 wird zu der nächsten relevanten Verarbeitungseinheit 5 gefördert und dieses Verfahren wird wiederholt, bis ein vollständig entwickeltes Bild auf dem Zwischenübertragungselement 1 vorhanden ist.
Nachdem die notwendige Anzahl von Bildern durch die bildverarbeitenden Elemente 5 entwickelt wurden und auf das Zwischenübertragungselement 1 über die Übertragungselemente 6 übertragen wurden, wird das vollständig entwickelte Bild auf das Übertragungs- und Fixierelement 7 übertragen. Die Übertragung des entwickelten Bildes auf das Übertragungs- und Fixierelement 7 wird durch die Rollen 4 und 5 unterstützt, wobei eine oder beide davon eine Druckwalze oder eine Walze mit damit assoziierter Wärme sein kann bzw. können. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine der Walzen 4 oder 8 ein Druckelement, wobei die andere Walze 4 oder 8 eine erwärmte Walze ist. Wärme kann von innen oder von außen auf die Walzen aufgetragen werden. Die Wärme kann durch jegliche bekannte Wärmequelle zur Verfügung gestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das vollständig entwickelte Bild anschließend auf ein Kopiersubstrat 9 durch das Übertragungs- und Fixierelement 7 übertragen. Das Kopiersubstrat 9, wie z. B. ein Papier, wird zwischen den Walzen 10 und 11 durchgeführt, wobei das entwickelte Bild auf das Kopiersubstrat durch das Übertragungs- und Fixierelement 7 mittels der Walzen 10 und 11 übertragen und gebunden wird. Die Walzen 10 und/oder 11 können damit assoziierte Wärme enthalten oder auch nicht. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält eine der Walzen 10 und 11 damit assoziierte Wärme, um das entwickelte Bild auf das Kopiersubstrat zu übertragen und zu binden. Es kann jegliche Form einer bekannten Wärmequelle mit den Walzen 10 und/oder 11 assoziiert sein.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Übertragungs- und Fixierelements 7, das in der Form eines Bandes, einer Bahn, eines Films, einer Walze oder einer ähnlichen Form vorliegen kann. Das entwickelte Bild 12, das auf dem Zwischenübertragungselement 1 positioniert ist, wird mit dem Übertragungs- und Fixierelement 7 durch die Walzen 4 und 8 in Kontakt gebracht und darauf übertragen. Wie es oben dargestellt wird, können die Walzen 4 und/oder 8 mit Wärme assoziiert sein oder auch nicht. Das Übertragungs- und Fixierelement 7 wird in die Richtung des Pfeils 13 geführt. Das entwickelte Bild wird auf ein Kopiersubstrat 9 übertragen und gebunden, während das Kopiersubstrat 9 zwischen den Rollen 10 und 11 gefördert wird. Die Walzen 10 und/oder 11 können mit Wärme assoziiert sein oder auch nicht.
3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Übertragungs- und Fixierelement 7 das Substrat 14 mit darüber der Haftzwischenschicht 15 enthält. Die äußere Schicht 16 ist auf der Zwischenschicht 15 positioniert. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die äußere Schicht elektrisch leitende Füllstoffe 18 enthalten. Das Substrat 14 enthält in einer bevorzugten Ausführungsform Metall oder Gewebe. Das Substrat 14 kann elektrisch leitende Füllstoffe 17 enthalten, die darin verteilt oder enthalten sind. Die Haftzwischenschicht weist elektrisch leitfähige Füllstoffe 19 auf, die darin vereilt oder enthalten sind. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Substrat ein Fasermaterial, die Zwischenschicht 15 ist eine Haftschicht und die äußere Schicht 16 ist ein dünner Überzug aus Haloelastomer.
Die äußere(n) Schicht(en) des Übertragungs- und Fixierelements hierin enthält bzw. enthalten eine äußere Freisetzungsschicht, die ein Haloelastomer mit Kohlenwasserstoffketten enthält, die kovalent an das Rückgrat des Haloelastomers gebunden sind.
Die vorliegende Konfiguration des Haloelastomers unterscheidet sich von den bekannten Konfigurationen dadurch, dass die Kohlenwasserstoffketten an das Rückgrat des Haloelastomers angehängt sind, was im Gegensatz zu bekannten Ketten steht, die ein integraler Teil des Rückgrats sind, wie statistische oder Blockcopolymere, die Kohlenwasserstoffsegmente und Haloelastomersegmente enthalten. Dem entsprechend werden die Kohlenwasserstoffketten hierin als anhängende Kohlenwasserstoffketten bezeichnet.
Die Kohlenwasserstoffketten können in der äußeren Oberflächenschicht der äußeren Schicht des Übertragungs- und Fixierelements verteilt oder enthalten sein, vorzugsweise in einer einheitlichen Weise. Es ist auch bevorzugt, dass die Kohlenwasserstoffketten über die gesamte Oberflächenschicht der äußeren Übertragungs- und Fixierschicht angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Kohlenwasserstoffketten in einer Menge von ungefähr 75 bis ungefähr 100 und vorzugsweise ungefähr 95 bis ungefähr 100% der äußeren Oberflächenschicht der äußeren Schicht des Übertragungs- und Fixierelements verteilt oder enthalten.
Wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Oberflächenpfropf" auf das Vorhandensein der anhängenden Kohlenwasserstoffketten an der Oberfläche der äußeren Schicht bis in eine Tiefe von weniger als der gesamten Dicke der äußeren Schicht. Die Tiefe des Oberflächenpfropfs liegt im Bereich von zum Beispiel ungefähr 100 bis 250 Angström und vorzugsweise ungefähr 150 bis 200 Angström. Wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Volumenpfropf" auf das Vorhandensein von anhängenden Kohlenwasserstoffketten über die gesamte Dicke der äußeren Schicht.
Die Kohlenwasserstoffketten können kovalent an das Haloelastomer durch jegliches geeignete bekannte Verfahren gebunden werden. Zum Beispiel können die Kohlenwasserstoffketten eine oder mehrere funktionelle Endgruppen aufweisen. Der allgemeine Reaktionsmechanismus kann die Dehydrohalogenierung des Haloelastomers involvieren, wobei Doppelbindungspositionen generiert werden, mit anschließendem nukleophilem Einfügen der funktionellen Endgruppen der Kohlenwasserstoffketten an den Doppelbindungspositionen. In dem Fall des Oberflächenpfropfes können gehärtete oder ungehärtete Haloelastomerfilme oder Beschichtungen mit einem Pfropfmittel behandelt werden, das zum Beispiel eine aminoendständige Kohlenwasserstoffkette wie Hexadecylamin sein kann. Die Aminofunktionalität kann ein primäres, sekundäres oder tertiäres Amin sein, wie es hierin beschrieben wird. Die Hauptreaktion ist so wie es oben dargestellt wird und involviert die Dehydrohalogenierung gefolgt von dem nukleophilen Angriff der Aminofunktionalität an den reaktiven Stellen. Diese reaktiven Stellen sind Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen. Als ein Ergebnis ist der Pfropf auf der Oberfläche des Übertragungs- und Fixierelements.
Das Dehydrohalogenierungsmittel, das das Haloelastomer unter Generierung einer Unsättigung angreift, ist aus der Gruppe der starken nukleophilen Mittel ausgewählt, wie Peroxide, Hydride, Basen, Oxide und Ähnliche. Die bevorzugten Mittel sind aus der Gruppe ausgewählt, die aus primären, sekundären und tertiären, aliphatischen und aromatischen Aminen besteht, wobei die aliphatischen und aromatischen Gruppen 2-15 Kohlenstoffatome aufweisen. Mit umfasst sind auch aliphatische und aromatische Diamine und Triamine mit 2-15 Kohlenstoffatomen, bei denen die aromatischen Gruppen Benzol, Toluol, Naphthalin, Anthracen oder Ähnliche sein können. Es ist im Allgemeinen für die aromatischen Diamine und Triamine bevorzugt, dass die aromatische Gruppe in den Ortho-, Meta und Para-Positionen substituiert ist. Typische Substituenten umfassen niedere Alkylaminogruppen wie Ethylamino, Propylamino und Butylamino, wobei Propylamino bevorzugt ist. Spezifische dehydrohalogenierende Aminmittel umfassen N-(2-Aminoethyl-3-aminopropyl)-trimethoxysilan, 3-(N-Styrolmethyl-2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilanhydrochlorid und (Aminoethylaminomethyl)phenethyltrimethoxysilan.
Im Gegensatz dazu wird ein Volumenpfropf in Lösung hergestellt. Um einen Volumenpfropf herzustellen, sind die Basisschritte die gleichen und umfassen die Dehydrohalogenierung gefolgt durch den nukleophilen Angriff, der in der Bildung der kovalenten Bindungen zwischen dem Haloelastomer und der aminoendständigen Kohlenwasserstoffgruppe resultiert. Die Volumenpfropflösung wird dann gehärtet.
Geeignete Haloelastomere zur Verwendung hierin umfassen jegliches geeignete halogenhaltige Elastomer wie Chlorelastomere, Bromelastomere, Fluorelastomere und Mischungen davon. Beispiele von Fluorelastomeren umfassen solche, die im Detail in der U.S. A 4,257,699 beschrieben werden, sowie diejenigen, die in den U.S. A 5,017,432 und U.S. A 5,061,5 beschrieben werden. Wie es darin beschrieben wird, umfassen diese Fluorelastomere Copolymere und Terpolymere aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, die kommerziell unter verschiedenen Bezeichnungen als VITON A^®, VITON E^®, VITON E60C^®, VITON E45^®, VITON E430^®, VITON B 910^®, VITON GH^®, VITON B50^®, VITON E 45^® und VITON GF^® bekannt sind. Die Bezeichnung VITON^® ist ein Markenname von E. I. DuPont de Nemours, Inc. Zwei bevorzugte bekannte Fluorelastomere sind (1) eine Klasse von Copolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen (wie ein Copolymer aus Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen), die kommerziell als VITON A^® bekannt ist, (2) eine Klasse von Terpolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, die kommerziell als VITON B^® bekannt ist, und (3) eine Klasse von Tetrapolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen und einem Monomer mit Härtungsstellen. Das Monomer mit Härtungsstellen kann ein solches sein, wie diejenigen, die von DuPont verfügbar sind, wie 4-Bromperfluorbuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromperfluorbuten-1, 3-Bromperfluorpropen-1, 1,1-Dihydro-3-bromperfluorpropen-1 oder jegliches andere geeignete, bekannte, kommerziell verfügbare Monomer mit Härtungsposition.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Fluorelastomer ein Tetrapolymer mit einer relativ geringen Menge an Vinylidenfluorid. Ein Beispiel ist VITON GF^®, das von E. I. DuPont de Nemours, Inc., verfügbar ist. Das VITON GF^® hat 35 Gewichtsprozent Vinylidenfluorid, 34 Gewichtsprozent Hexafluorpropylen und 29 Gewichtsprozent Tetrafluorethylen mit 2 Gewichtsprozent eines Monomers mit Härtungsposition.
Typischerweise werden diese Fluorelastomere mit einem nukleophilen Additionshärtungssystem gehärtet, wie mit einem Bisphenolvernetzungsmittel mit einem Organophosphoniumsalz als Beschleuniger, wie es in mehr Detail in der oben erwähnten U.S. A 4,257,699 und in der U.S. A 5,017,432 beschrieben wird. Das Fluorelastomer wird im Allgemeinen mit einem Bisphenolphosphoniumsalz oder einem konventionellen aliphatischen Peroxidhärtungsmittel gehärtet.
Es wird angenommen, dass einige der zuvor genannten Haloelastomere und andere, die ausgewählt werden können, VITON E45^®, AFLAS^®, FLUOREL^® I, FLUOREL^® II, TECHNOFLON^® und ähnliche kommerziell verfügbare Haloelastomere umfassen.
Es sei denn, dies wird anderweitig angezeigt, bezieht sich die Diskussion der Kohlenwasserstoffketten hierin auf die nicht umgesetzte Form. Jede der Kohlenwasserstoffketten (außer einigen Kohlenstoffatomen, die in den funktionellen Gruppen sein können) hat zum Beispiel ungefähr 6 bis ungefähr 14 Kohlenstoffatome und vorzugsweise ungefähr 8 bis ungefähr 12 Kohlenstoffatome. Die Kohlenwasserstoffketten sind vorzugsweise gesättigt wie Alkane wie Hexan, Heptan, Decan und Ähnliche. Jede Kohlenwasserstoffkette kann ein, zwei oder mehrere funktionelle Gruppen, eine funktionelle Gruppe, die an zum Beispiel ein endständiges Kohlenstoffatom gebunden ist, enthalten, um die kovalente Bindung der Kohlenwasserstoffkette an das Rückgrat des Haloelastomers zu erleichtern. Es ist bevorzugt, dass jede Kohlenwasserstoffkette nur eine funktionelle Endgruppe aufweist. Die funktionelle Gruppe oder die Gruppen können zum Beispiel -OH, -NH₂, -NRH, -SH, -NHCO₂ sein, worin R Wasserstoff oder ein niederes Alkyl mit zum Beispiel ungefähr 1 bis ungefähr 4 Kohlenstoffatomen ist. Die Kohlenwasserstoffketten, die an das Haloelastomer gebunden sind, können ähnlich oder identisch zu den Trägerflüssigkeiten sein, die üblicherweise in flüssigen Entwicklern eingesetzt werden. Es ist bevorzugt, dass ungefähr 85 bis ungefähr 100 Prozent der Kohlenwasserstoffketten und besonders bevorzugt ungefähr 90 bis 100 Prozent gesättigt sind.
Die äußere Schicht hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von zum Beispiel ungefähr 2,5 × 10^-6 m bis ungefähr 25 × 10^-4 m (ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Mil), vorzugsweise ungefähr 5,1 × 10^-6 m bis ungefähr 1,3 × 10^-4 m (0,2 bis ungefähr 5 Mil) und mehr bevorzugt ungefähr 25 × 10^-5 m bis ungefähr 7,6 × 10^-5 m (ungefähr 1 bis ungefähr 3 Mil).
Diese Schichten einschließlich des Substrats und/oder der äußeren Freisetzungsschicht können in Ausführungsformen elektrisch leitende Teilchen enthalten, die darin dispergiert sind. Diese elektrisch leitenden Teilchen verringern den Materialwiderstand in den gewünschten Widerstandsbereich. Der gewünschte Oberflächenwiderstand liegt bei ungefähr 10⁶ bis ungefähr 10¹⁴, vorzugsweise ungefähr 10⁹ bis ungefähr 10¹³ und mehr bevorzugt bei ungefähr 10¹⁰ bis ungefähr 10¹² Ohm/Quadrat. Der bevorzugte Volumenwiderstand liegt im Bereich von ungefähr 10⁵ bis ungefähr 10¹⁴, vorzugsweise ungefähr 10⁸ bis ungefähr 10¹⁴ und insbesondere bevorzugt ist er ungefähr 10¹⁰ bis ungefähr 10¹² Ohm-cm. Der gewünschte Widerstand kann durch das Variieren der Konzentration des leitenden Füllstoffes zur Verfügung gestellt werden. Es ist wichtig, dass der Widerstand in dem gewünschten Bereich liegt. Die Übertragungs- und Fixierkomponenten können unerwünschte Wirkungen haben, wenn der Widerstand nicht in dem geforderten Bereich liegt. Andere Probleme umfassen einen Widerstand, der für Änderungen in der Temperatur, der relativen Feuchte und Ähnlichem anfällig ist.
Füllstoffe werden zu der Oberflächenbeschichtung hinzu gegeben, um die geeigneten elektrischen und Wärmeeigenschaften zu erreichen, ohne nachteilig die Freisetzungseigenschaften mit Füllstoffen mit größer Oberfläche zu beeinträchtigen. Beispiele von leitenden Füllstoffen zur Verwendung in der äußeren Schicht umfassen konventionelle elektrisch leitende Füllstoffe wie Metalle, Metalloxide, Ruße und leitende Polymere wie Polyanilin, Polypyrrole, Polythiophene und Ähnliche und Mischungen davon. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der elektrisch leitende Füllstoff Ruß und/oder Antimonzinnoxid. Der optionale leitende Füllstoff ist in der Schicht in einer Menge von ungefähr 1 bis ungefähr 40 Prozent, vorzugsweise ungefähr 2 bis ungefähr 30 Gewichtsprozent der gesamten Feststoffe in der Schicht vorhanden. Der Begriff „Gesamtfeststoffe", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf die Menge der festen Materialien wie Füllstoffe, Hilfsstoffe, Polymere und Ähnliche feste Materialien in der bezeichneten Schicht.
Andere Hilfsstoffe und Füllstoffe können in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in die äußere Schicht eingebracht werden, so lange diese die Integrität der äußeren Schicht nicht nachteilig beeinflussen. Solche Füllstoffe können Farbmittel, verstärkende Füllstoffe, Vernetzungsmittel, Verarbeitungshilfen, Beschleuniger und Polymerisationsstarter umfassen. Hilfsstoffe und Füllstoffe können in der äußeren Schicht in einer Menge im Bereich von zum Beispiel ungefähr 5 bis ungefähr 30 Prozent, vorzugsweise ungefähr 10 bis ungefähr 15 Gewichtsprozent auf der Basis des Gewichts der äußeren Schicht vorhanden sein.
Es gibt eine Kleberzwischenschicht zwischen der äußeren Schicht und dem Substrat. Wenn der Kleber als ein Zwischenschichtkleber verwendet wird, liegt die bevorzugte Dicke bei ungefähr 2,5 × 10^-6 m bis ungefähr 1,3 × 10^-5 m (ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,5 Mil). Wenn die Kleberschicht auch als die formbare Zwischenschicht verwendet wird, dann liegt der bevorzugte Bereich bei ungefähr 7,6 × 10^-5 m bis ungefähr 1,3 × 10^-4 m (ungefähr 3 bis ungefähr 5 Mil). Die Dicke des Klebers ist auch abhängig von den elektrischen und Wärmeeigenschaften des Klebers. Beispiele der Kleber umfassen Epoxyharze und Ähnliche. Beispiele von geeigneten kommerziell verfügbaren Klebstoffen umfassen THIOXON^® 403/404 und THIOXON^® 330/301, die beide von Morton International of Ohio verfügbar sind; GE-2872-074, der von der General Electric Company verfügbar ist, von dem angenommen wird, dass es ein Copolymer aus Polyimid und Siloxan ist; ein Silankopplungsmittel wie Union Carbide A-1100, das ein aminofunktionelles Siloxan ist; Epoxyharze einschließlich Bisphenol A- Epoxyharze, die zum Beispiel von der Dow Chemical Company verfügbar sind, wie Dow TACTIX^® 740, Dow TACTIX^® 741 und Dow TACTIX^® 742 und Ähnliche, optional mit einem Vernetzer oder Härtungsmittel wie Dow^® H41, das von der Dow Chemical Company verfügbar sind.
Durch die kovalente Bindung der Kohlenwasserstoffketten an das Haloelastomer in der äußeren Schicht wird eine Oberfläche hergestellt, die mit dem Toner kompatibel ist und vorzugsweise mit dem geeigneten flüssigen Entwickler. Zudem reagiert die äußere Schicht nicht mit den Komponenten des Toners oder des flüssigen Entwicklers.
In dem flüssigen Entwicklungsprozess ist es wünschenswert, dass die äußere Schicht des Übertragungs- und Fixierelements leicht in der flüssigen Tinte anschwillt. Die gewünschte Schwellung liegt irgendwo zwischen ungefähr 2 und ungefähr 10 Volumenprozent. Mehr als dieser Grad des Anschwellens hat einen negativen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Übertragungselements. Der Grund für die Notwendigkeit an diesem relativ geringen Grad des Anschwellens ist der, dass das Bild nicht an der Oberfläche der äußeren Schicht des Übertragungs- und Fixierelements haften wird und daher das Bild ohne Offset übertragen und fixiert oder gebunden werden kann. Der Oberflächenpfropf ermöglicht es der ganz oben liegenden Oberfläche bei Tintenkontakt in Bereichen nahe zu ungefähr 5 Volumenprozent anzuschwellen, wobei dies auf alle anderen wünschenswerten Eigenschaften einschließlich der elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Übertragungs- und Fixierelements eine minimale Auswirkung hat. Dieser Grad des Anschwellens ermöglicht eine ungefähr 100 prozentige Tonerübetragungseffizienz. Im Gegensatz dazu wird ein Fluorelastomer-(zum Beispiel solche, die unter dem Markennamen VITON^® von DuPont vertrieben werden)-übertragungs- und Fixierelement ohne den Oberflächenpfropf ein Toner Offset-Problem haben, bei dem die Tonerübertragungseffizienz geringer als 100 Prozent ist.
In dem Fall der flüssigen Entwicklung ist das flüssige Trägermedium in einer relativ großen Menge in der Entwicklerzusammensetzung vorhanden. Das flüssige Medium ist üblicherweise in einer Menge von ungefähr 80 bis ungefähr 98 Gewichtsprozent vorhanden, obwohl sich die Menge von diesem Bereich unter der Voraussetzung unterscheiden kann, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden. Im Wege eines Beispiels kann das flüssige Trägermedium aus einer großen Breite von Materialien ausgewählt werden, einschließlich, nicht aber eingeschränkt auf, jegliche von mehreren Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, die konventionell für Prozesse der Flüssigentwicklung eingesetzt werden. Diese umfassen hochreine Alkane mit ungefähr 6 bis ungefähr 14 Kohlenstoffatomen wie Norpar^® 12, Norpar^® 13 und Norpar^® 15, und isoparaffinische Kohlenwasserstoffe wie Isopar^® G, H, L und M, die von der Exxon Corporation verfügbar sind. Andere Beispiele von Materialien, die zur Verwendung als flüssiges Trägermittel geeignet sind, umfassen die Lösungsmittel Amsco^® 460 und Amsco^® OMS, die von der American Mineral Spirits Company verfügbar sind, Soltrol^®, das von der Phillips Petroleum Company verfügbar ist, Pagasol^®, das von der Mobil Oil Corporation verfügbar ist, Shellsol^®, das von der Shell Oil Company verfügbar ist, und Ähnliche. Isoparaffinische Kohlenwasserstoffe stellen ein bevorzugtes flüssiges Medium zur Verfügung, da sie farblos sind, für die Umwelt sicher sind und einen ausreichend hohen Dampfdruck besitzen, so dass ein dünner Film der Flüssigkeit innerhalb von Sekunden bei Raumtemperaturen von der Kontaktfläche verdampft.
Das Substrat kann jegliches Material mit einer geeigneten Festigkeit und Flexibilität zur Verwendung als ein Übertragungs- und Fixierelement enthalten, das es dem Element ermöglicht, um die Walzen während der kontinuierlichen Verwendung der Maschine zu drehen. Bevorzugte Materialien für das Substrat umfassen Metalle, Gummis und Faserstoffe. Bevorzugte Metalle umfassen Stahl, Aluminium, Nickel und deren Legierungen sowie ähnliche Metalle und Legierungen aus ähnlichen Metallen. Beispiele von geeigneten Gummisorten umfassen Ethylenpropylendiene, Silicongummis, Fluorelastomere, n-Butylgummis und Ähnliche.
Ein Fasermaterial, wie es hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine textile Struktur, die aus mechanisch verzahnten Fasern oder Filamenten besteht, die verwebt oder nicht verwebt sein können. Fasern sind Materialien, die aus Fasern oder Garnen hergestellt werden und in Stoffe oder fellähnliche Strukturen gewebt, verknotet oder gepresst werden. Der Begriff „gewebt", wie es hierin verwendet wird, bezieht sich auf nahe zueinander orientiert durch Verwerfen und Füllstränge in rechten Winkeln zueinander. Der Begriff „Vliesgewebe", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf zufällig integrierte Fasern oder Filamente. Das Fasermaterial sollte eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen und besitzt elektrische und Wärmeeigenschaften, die es dem Übertragungs- und Fixierelement ermöglichen, die Übertragungs- und Fixierfunktion ohne Verschlechterung der Freisetzung oder der Tonerübertragung bei wiederholter zyklischer Verwendung auszuüben.
Beispiele von geeigneten Faserstoffen umfassen gewebte und Vliesbaumwollfaser, Graphitfaser, Fiberglas, gewebtes und Vliespolyimid (zum Beispiel KELVAR^®, das von DuPont verfügbar ist), gewebtes und Vliespolyamid wie Nylon oder Polyphenylenisophthalamid (zum Beispiel NOMEX^® von E. I. DuPont of Wilmington, Delaware), Polyester, Aramide, Polycarbonat, Polyacryl, Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen, Cellulose, Polysulfon, Polyxylol, Polyacetal und Ähnliche und Mischungen derselben.
Vorzugsweise hat das Substrat eine Dicke von ungefähr 2,5 × 10^-5 m bis ungefähr 1,7 × 10^-3 m (ungefähr 1 bis ungefähr 65 Mil) und vorzugsweise ungefähr 1 × 10^-3 m bis ungefähr 1,5 × 10^-3 m (ungefähr 40 bis ungefähr 60 Mil).
Das Substrat kann einen optionalen elektrisch leitenden Füllstoff enthalten. Geeignete Füllstoffe umfassen Metalle, Metalloxide, dotierte Metalloxide, Polymerfüllstoffe, Ruße und Mischungen davon. Vorzugsweise enthält das Substrat Füllstoffe wie Ruß, Antimonzinnoxid oder Mischungen davon. Der Füllstoff kann in dem Substrat in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 40 Prozent und vorzugsweise ungefähr 10 bis ungefähr 20 Gewichtsprozent der gesamten Feststoffe vorhanden sein.
Beispiele von geeigneten Übertragungs- und Fixierelementen umfassen eine Bahn, einen Film, ein Gewebe, eine Folie, einen Streifen, eine Spule, einen Zylinder, eine Trommel, einen Endlosstreifen, eine runde Scheibe, ein Band einschließlich ein Endlosband, ein genähtes flexibles Endlosband, ein nahtloses flexibles Endlosband, ein Endlosband mit einer gezackt geschnittenen Naht und Ähnliches. Es ist bevorzugt, dass das Substrat mit der äußeren Schicht darauf ein genähtes flexibles Endlosband oder ein genähtes flexibles Band ist, das gezackt geschnittene Nähte enthalten kann oder auch nicht.
Der Übertragungs- und Fixierfilm, der vorzugsweise in der Form eines Bandes vorliegt, hat eine Breite von zum Beispiel ungefähr 150 bis ungefähr 2.000 mm, vorzugsweise ungefähr 250 bis ungefähr 1.400 mm und besonders bevorzugt ist er ungefähr 300 bis ungefähr 500 mm breit. Der Umfang des Bandes liegt vorzugsweise bei ungefähr 75 bis ungefähr 2.500 mm, mehr bevorzugt bei ungefähr 125 bis ungefähr 2.100 mm und besonders bevorzugt bei ungefähr 155 bis ungefähr 550 mm.
BEISPIELE
Beispiel 1
Herstellung eines Übertragungs- und Fixierbandes aus einem Haloelastomer mit anhängenden Kohlenwasserstoffketten als äußere Schicht
Eine Dispersion, die zwei Teile enthält, wurde wie folgt hergestellt. Teil A wurde durch die Zugabe von 100 Gewichtsanteilen VITON^® GF, das von der DuPont Co. erhalten wurde, 25 Gewichtsanteilen Ruß Regal 250, das von der Cabot Chemical Co. erhalten wurde, 15 Gewichtsanteilen MAGLITE^® YTM (MgO) in Methylethylketon („MIBK") zu einer 15 prozentigen Feststoffmischung hergestellt. Teil B wurde durch die Zugabe von 5 Anteilen Härtungsmittel VITON^®VC50 zu 28,3 Anteilen MIBK hergestellt. Teil B wurde zu Teil A hinzu gegeben und für 45 Minuten in der Walzenmühle behandelt. Die resultierende Dispersion wurde bei Umgebungsbedingungen für ungefähr 25 Stunden getrocknet und anschließend für 2 Stunden bei 65°C, 4 Stunden bei 77°C, 2 Stunden bei 177°C und zuletzt 14 Stunden bei 220°C schrittweise gehärtet. Die resultierende Trockendicke der äußeren Schicht betrug 1 × 10^-4 m (4 Mil).
Ein Oberflächenpfropf aus 1-Hexadecylamin wurde wie folgt hergestellt. Das Band wurde für ungefähr 2 Stunden in einer 20 prozentigen Lösung 1-Hexadecylamin in Hexan eingeweicht, die von Aldrich Chemical Co. verfügbar ist. Das Band wurde aus dem Bad entnommen, für 5 Stunden an der Luft getrocknet und in einem Ofen für 2 Stunden erwärmt, der auf ungefähr 102°C eingestellt wurde.
Beispiel 2
Herstellung von Übertragungs- und Fixierbänder
Das in Beispiel 1 hergestellte Band konnte in eine Zweiband-, Flüssigentwicklungs-, Übertragungs-Bindungsanordnung eingebracht werden. Die Bandtemperatur kann bei ungefähr 120°C gehalten werden. Es wird angenommen, dass ungefähr 97 bis ungefähr 98 Prozent des Entwicklers von diesem Band auf das Papier übertragen werden. Bei wiederholter zyklischer Verwendung wird von der Tonerübertragungseffizienz erwartet, dass sie sich nicht verschlechtert, was zeigt, dass dieses Band ein verlängertes Freisetzungsleben für ein realisierbares Produkt aufweist.

Claims

Übertragungs- und Fixierelement (7) umfassend: a) ein Übertragungs- und Fixiersubstrat (14), und darauf b) eine Zwischenklebeschicht (15), welche darauf hat c) eine äußere Übertragungs- und Fixierschicht (16), umfassend ein Haloelastomer, welches anhängende Kohlenwasserstoffketten hat, die kovalent an ein Rückgrat des Haloelastomers gebunden sind, und d) ein Heizelement, welches dem Übertragungs- und Fixiersubstrat (14) zugeordnet ist, dadurch charakterisiert, dass die Zwischenklebeschicht (15) elektrisch leitfähige Füllstoffe (19) enthält.
Bildformende Vorrichtung zur Formung von Bildern auf einem Aufnahmemedium umfassend: a) eine ladungszurückhaltende Oberfläche, um ein elektrostatisches latentes Bild darauf zu empfangen; b) ein Entwicklungselement, um ein Entwicklungsmaterial auf die ladungszurückhaltende Oberfläche aufzubringen, um das elektrostatische latente Bild zu entwickeln, um ein entwickeltes Bild auf der ladungszurückhaltenden Oberfläche zu erzeugen; c) ein Übertragungselement zum Übertragen des entwickelten Bildes von der ladungszurückhaltenden Oberfläche auf ein Zwischenübertragungselement; d) ein Zwischenübertragungselement (1) zum Aufnehmen des entwickelten Bildes vom Übertragungselement, und Übertragen des entwickelten Bildes auf ein Übertragungs- und Fixierelement (7); und e) das Übertragungs- und Fixierelement (7) gemäß Anspruch 1, um das entwickelte Bild vom Zwischenübertragungselement auf ein Kopiersubstrat (9) zu übertragen und das entwickelte Bild auf dem Kopiersubstrat (9) zu fixieren.
Bildformende Vorrichtung gemäß Anspruch 2, worin die Kohlenwasserstoffketten von ungefähr 6 bis ungefähr 14 Kohlenstoffatome haben.
Bildformende Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, worin von 85 bis 100% der Kohlenwasserstoffketten gesättigt sind.
Bildformende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, worin das Haloelastomer ein Fluoroelastomer ist.
Bildformende Vorrichtung gemäß Anspruch 5, worin das Fluoroelastomer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus a) Copolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, b) Terpolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, und c) Tetrapolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und einem aushärtbaren Monomer.
Bildformende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, worin die äußere Übertragungsfixierschicht (16) weiterhin einen darin dispergierten leitfähigen Füllstoff umfasst.
Bildformende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, worin das Übertragungs- und Fixiersubstrat (14) ein Material umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen und Faserstoffen.
Bildformende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin der Klebstoff ein Epoxyharz umfasst.