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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Methoden, Verfahren und Vorrichtungen zum Entwickeln von
Bildern und insbesondere auf Elektrodenelemente für die Verwendung
in einer Entwicklereinheit in elektrofotografischen Druckvorrichtungen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Methoden
und Vorrichtungen, bei denen mindestens ein Abschnitt eines Entwicklungseinheits-Elektrodenelements
mit einem Beschichtungsmaterial, und bei Ausführungsformen, mit einem Beschichtungmaterial
mit niedriger Oberflächenenergie,
beschichtet ist. Bei den Ausführungsformen
wird die Vorbehandlung (Konditionierung), Dämpfung und/oder Toneranreicherung
kontrolliert oder vermindert.
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Es sind bereits verschiedene Entwicklungssysteme
verwendet worden, wie aus den nachfolgenden Angaben hervorgeht,
die für
bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung relevant sein können.
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Das US-Patent Nr. 4 868 600 beschreibt
eine Vorrichtung, in der eine Donorwalze Toner in eine Region transportiert,
die einer Oberfläche
gegenüberliegt,
auf der ein latentes Bild aufgezeichnet werden soll. In dem Zwischenraum
zwischen der latenten Bildoberfläche
und der Donorwalze ist ein Paar von Elektrodenelementen angeordnet
und sie weisen eine elektrische Vorspannung auf, um den Toner von
der Donorwalze abzuziehen zur Ausbildung einer Tonerwolke. Mit dem
abgezogenen Toner aus der Wolke wird das latente Bild entwickelt.
Auf das Elektrodenelement kann ein dielektrischer Überzug aufgebracht
werden.
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In dem US-Patent Nr. 4 984 019 ist
eine Entwicklereinheit beschrieben, die eine Donorwalze aufweist, wobei
benachbart dazu in einer Entwicklungszone Elektrodenelemente angeordnet
sind. Eine magnetische Walze transportiert Entwicklermaterial zu
der Donorwalze. Die Tonerteilchen werden von der magnetischen Walze
abgezogen und von der Donorwalze angezogen. Wenn die Entwicklereinheit
inaktiviert wird, werden die Elektrodenelemente in Vibration versetzt,
um Verunreinigungen davon zu entfernen.
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In dem US-Patent Nr. 5 124 749 ist
eine Vorrichtung beschrieben, in der eine Donorwalze Toner zu einem
latenten elektrostatischen Bild transportiert, das auf einem fotoleitfähigen Element
aufgezeichnet ist, wobei eine Vielzahl von Elektrodendrähten in
dem Zwischenraum zwischen der Donorwalze und dem fotoleitfähigen Element
angeordnet ist. Die Drähte
weisen eine elektrische Vorspannung auf, um den Toner von der Donorwalze
abzuziehen zur Bildung einer Tonerwolke in dem Zwischenraum zwischen
den Elektrodendrähten und
dem fotoleitfähigen
Element. Mit der Pulverwolke wird das latente Bild entwickelt. Auf
einen Teil der Elektrodendrähte
ist in der Position der Bindung an die Elektroden-Trägerelemente
ein Überzug
aufgebracht zur Dämpfung
der Vibration der Elektrodendrähte.
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In den US-Patenten Nr. 5 300 339
und 5 448 342 ist eine beschichtete Tonertransportwalze beschrieben,
die einen Kern mit einem Überzug
darauf enthält.
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In dem US-Patent Nr. 5 172 170 ist
eine Vorrichtung beschrieben, in der eine Tonerwalze den Toner auf
ein latentes elektrostatisches Bild aufbringt, das auf einem fotoleitfähigen Element
aufgezeichnet ist. Die Donorwalze umfasst eine dielektrische Schicht,
die zwischen benachbarten Rillen um die Umfangsoberfläche der
Walze herum angeordnet ist.
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Aus JP-A-8-110 697 (entsprechend
US-A-5 701 553), publiziert am 21.05.96, ist ein dielektrischer Überzug aus
Polyurethan oder Polyamid auf der Elektrode, welche die Tonerwolke
erzeugt, bereits bekannt.
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Es gibt daher daher einen spezifischen
Bedarf für
Elektrodenelemente in der Entwicklungszone einer Entwicklungseinheit
einer elektrofotografischen Druckvorrichtung, die eine verminderte
Neigung zur Toneranreicherung aufweisen, um die Drahtvorbehandlung
bzw. -konditionierung und um die Drahtkontamination zu verringern,
insbesondere bei hohen Durchsatzbereichen, und die Entstehung von
unerwünschten
statischen Oberflächenladungen
zu verringern, aus denen Verunreinigungen nicht freigesetzt werden
können.
Eine mögliche
Lösung
besteht darin, die elektrischen Eigenschaften des Drahtes zu verändern. Versuche,
die Toneranreicherung auf dem Entwicklungsdraht durch Änderung
der elektrischen Eigenschaften desselben zu verringern, können jedoch
zu einer Störung
der Funktion des Drahtes und seiner Fähigkeit, die Tonerpulverwolke
zu erzeugen, führen.
Es besteht daher ein spezifischer Bedarf für Elektrodenelemente, die eine
verminderte Neigung zur Anreicherung von Toner aufweisen und außerdem ihre
elektrischen Eigenschaften beibehalten, um eine Störung ihrer
Funktion zu verhindern. Zusätzlich
gibt es einen Bedarf für
Elektrodenelemente, die verbesserte mechanische Eigenschaften, wie
z. B. eine verbesserte Beständigkeit
(Haltbarkeit) gegenüber
einem starken Verschleiß des
Elektrodenelements aufweisen, der auftritt, wenn es wiederholt mit
den harten rotierenden Donorwalzen-Oberflächen in Kontakt gebracht wird.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung
zur Verminderung der Toneradhäsion
an Elektrodenelementen sowie eine Vorrichtung, die Elektrodenelemente
mit einer niedrigeren Oberflächenenergie,
einer erhöhten mechanischen
Festigkeit, verbesserten elektrischen Eigenschaften und glatten
Oberflächen
aufweist, zur Verfügung
zu stellen.
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Dieses Ziel wird erreicht durch eine
Vorrichtung zum Entwickeln eines auf einer Oberfläche (10)
aufgezeichneten latenten Bildes, die umfasst:
- – Trägerelemente
(54);
- – ein
Donorelement, das in einem Abstand von der Oberfläche (10)
angeordnet ist und einen Toner in eine der Oberfläche (10)
gegenüberliegende
Region transportieren kann;
- – ein
Elektrodenelement (42), das in dem Zwischenraum zwischen
der Oberfläche
(10) und dem Donorelement angeordnet ist, wobei das Elektrodenelement
einen geringen Abstand von dem Donorelement hat und eine elektrische
Vorspannung aufweist, um Toner von dem Donorelement abzuziehen,
um dadurch die Bildung einer Tonerwolke in dem Zwischenraum zwischen
dem Elektrodenelement (42) und der Oberfläche zu ermöglichen,
wobei der abgezogene Toner aus der Tonerwolke das latente Bild entwickelt,
wobei die gegenüberliegenden
Endregionen des Elektrodenelements (42) an Trägerelemente
(54) gebunden sind, welche die gegenüberliegenden Endregionen des
Trägerelements
tragen können;
und
- – einen
organischen Überzug
auf mindestens einem Abschnitt der nicht gebundenen Regionen des
Elektrodenelements, um die Tonerhaftung auf dem Elektrodenelement
zu verringern;
wobei der organische Überzug ein Material mit niedriger
Oberflächenenergie,
ausgewählt
aus der Gruppe, die besteht aus Fluorpolymeren und Fluorelastomeren,
umfasst.
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Dieses Ziel wird ferner erreicht
durch ein elektrofotografisches Verfahren, das umfasst
- (a) die Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes auf
einer Ladungsretentionsoberfläche;
- (b) das Aufbringen eines Toners in Form einer Tonerwolke auf
das latente Bild zur Erzeugung eines entwickelten Bildes auf der
Ladungsretentionsoberfläche,
wobei der Toner unter Verwendung einer Entwicklungsvorrichtung nach
einem der Ansprüche
1 bis 7 aufgebracht wird;
- (c) die Übertragung
des Tonerbildes von der Ladungsretentionsobertläche auf ein Substrat; und
- (d) das Fixieren des Tonerbildes an dem Substrat.
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Die vorliegende Erfindung stellt
Elektrodenelemente zur Verfügung,
die bei Ausführungsformen,
eine verminderte Neigung zur Anreicherung von Toner aufweisen und
die auch, bei Ausführungsformen
ihre elektrischen Eigenschaften beibehalten, um eine Störung der
Funktion derselben zu verhindern. Die vorliegende Erfindung stellt
außerdem
Elektrodenelemente zur Verfügung,
die bei Ausführungsformen
verbesserte mechanische Eigenschaften, wie z. B. eine verbesserte
Beständigkeit
(Haltbarkeit) gegen starken Abrieb an dem Elektrodenelement aufweisen,
der auftritt, wenn es wiederholt mit harten rotierenden Donorwalzenoberflächen in
Kontakt gebracht wird.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung sind in den beiliegenden Patentansprüchen angegeben.
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Die oben genannten Aspekte der vorliegenden
Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen hervor, wobei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung,
die in einer elektrofotografischen Druckvorrichtung verwendbar ist;
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2 eine
vergrößerte schematische
Darstellung einer Donorwalze und eines Elektrodenelements, die eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 eine
fragmentarische schematische Darstellung eines Entwicklungsgehäuses, das
eine Donorwalze und ein Elektrodenelement umfasst, von einem anderen
Winkel aus betrachtet als in 2 dargestellt;
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4 eine
vergrößerte schematische
Darstellung eines Elektrodenelements, das bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mittels Befestigungseinrichtungen auf
einen Träger
aufgebracht ist;
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5 eine
Darstellung einer Drahtkontamination und einer Drahtvorbehandlung
bzw. -konditionierung.
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Die 1 zeigt
eine Entwicklungsvorrichtung, wie sie in einer elektrofotografischen
Druckvorrichtung verwendet wird, beispielsweise einer solchen, die
in dem US- Patent
Nr. 5 124 749 erläutert
und beschrieben wird. In diesem Patent sind Details der Hauptkomponenten
der elektrofotografischen Druckvorrichtung und die Art und Weise,
wie diese Komponenten miteinander in Wechselwirkung treten, beschrieben.
Die vorliegende Anmeldung konzentriert sich auf die Entwicklungseinheit
der elektrofotografischen Druckvorrichtung. Nachdem ein latentes
elektrostatisches Bild auf einer fotoleitfähigen Oberfläche aufgezeichnet
worden ist, transportiert insbesondere ein Fotorezeptorband das
latente Bild zu der Entwicklungsstation. An der Entwicklungsstation
entwickelt eine Entwicklereinheit das latente Bild, das auf der
fotoleitfähigen
Oberfläche
aufgezeichnet ist.
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In der 1 entwickelt
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung eine Entwicklereinheit 38 das latente Bild,
das auf der fotoleitfähigen
Oberfläche 10 aufgezeichnet
ist. Vorzugsweise umfasst die Entwicklereinheit 38 eine
Donorwalze 40 und ein Elektrodenelement oder Elektrodenelemente 42.
Die Elektrodenelemente 42 weisen eine elektrische Vorspannung
gegenüber
der Donorwalze 40 auf, um Toner davon abzuziehen zur Bildung
einer Tonerpulverwolke in dem Zwischenraum zwischen der Donorwalze 40 und
der fotoleitfähigen
Oberfläche 10.
Das latente Bild zieht die Tonerteilchen aus der Tonerpulverwolke
an unter Ausbildung eines Tonerpulverbildes darauf. Die Donorwalze 40 ist
mindestens teilweise in der Kammer eines Entwicklergehäuses 44 angeordnet.
In der Kammer in dem Entwicklergehäuse 44 ist ein Vorrat
an Entwicklermaterial gespeichert. Das Entwicklermaterial ist ein
Zwei-Komponenten-Entwicklermaterial,
das besteht zumindest aus Trägerkörnchen,
die triboelektrisch daran haftende Tonerteilchen aufweisen. Eine
magnetische Walze 46, die im Innern der Kammer des Gehäuses 44 angeordnet
ist, transportiert das Entwicklermaterial zu der Donorwalze 40.
Die magnetische Walze 46 weist eine elektrische Vorspannung
gegenüber
der Donorwalze auf, sodass die Tonerteilchen auf der magnetischen
Walze von der Donorwalze angezogen werden.
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Insbesondere umfasst die Entwicklereinheit 38 ein
Gehäuse 44,
das eine Kammer 76 für
die Speicherung (Einlagerung) eines Vorrats an dem Zwei-Komponenten
(Toner und Träger)-Entwicklermaterial
darin umgibt. Die Donorwalze 40, die Elektrodenelemente 42 und
die magnetische Walze 46 sind in der Kammer 76 des
Gehäuses 44 angeordnet.
Die Donorwalze kann entweder in der gleichen Richtung oder in der
Gegenrichtung, bezogen auf die Richtung der Bewegung des Bandes 10,
rotieren. In der 1 ist
die Donorwalze 40 so dargestellt, dass sie in Richtung
des Pfeils 68 rotiert. In entsprechender Weise kann die
magnetische Walze entweder in der gleichen Richtung oder in der
Gegenrichtung zur Richtung der Bewegung des Bandes 10 rotieren.
In der 1 ist die magnetische
Walze 46 so dargestellt, dass sie in Richtung des Pfeils 92 rotiert.
Die Donorwalze 40 ist vorzugsweise aus anodisiertem Aluminium
oder Keramik hergestellt.
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Die Entwicklereinheit 38 weist
außerdem
Elektrodenelemente 42 auf, die in dem Zwischenraum zwischen
dem Band 10 und der Donorwalze 40 angeordnet sind.
Es ist ein Paar von Elektrodenelementen dargestellt, die sich in
einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Donorwalze erstrecken.
Die Elektrodenelemente bestehen aus einem oder mehr dünnen Elektrodenelementen
aus rostfreiem Stahl oder Wolfram (d. h. mit einem Durchmesser von
50 bis 100 μm),
die einen geringen Abstand von der Donorwalze 40 aufweisen.
Der Abstand zwischen den Elektrodenelementen und der Donorwalze
beträgt
etwa 5 bis etwa 35 μm,
vorzugsweise etwa 10 bis etwa 25 μm
oder er entspricht der Dicke der Tonerschicht auf der Donorwalze. Die
Elektrodenelemente werden selbsttätig in einem Abstand von der
Donorwalze gehalten durch die Dicke des Toners auf der Donorwalze.
Zu diesem Zweck tragen die Enden der Elektrodenelemente, die von
den den Oberseiten der das Ende tragenden Blöcke unterstützt werden, auch die Donorwalze
für die
Rotation. Die Elektrodenelement-Enden sind so gebunden (befestigt),
dass sie geringfügig
oberhalb einer Tangente an die Oberfläche, einschließlich der
Tonerschicht, der Donorstruktur angeordnet sind. Durch die Befestigung
der Elektrodenelemente in dieser Weise, sind sie unempfindlich gegenüber einem
Walzen-Unrundlauf aufgrund ihrer selbsttätigen Abstandhaltung.
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Wie in der 1 erläutert,
wird mittels einer Wechselspannungsquelle 78 eine elektrische
Wechselvorspannung an die Elektrodenelemente angelegt. Die angelegte
Wechselvorspannung erzeugt ein elektrostatisches Wechselfeld zwischen
den Elektrodenelementen und die Donorwalze dient zum Abziehen von
Toner von dem foto leitfähigen
Element der Donorwalze und zur Bildung einer Tonerwolke um die Elektrodenelemente herum,
wobei die Höhe
der Wolke so ist, dass sie mit dem Band 10 im Wesentlichen nicht
in Kontakt kommt. Die Höhe
der Wechselvorspannung ist verhältnismäßig gering
und liegt in der Größenordnung
von etwa 200 bis etwa 500 Volt Spitzenspannung bei einer Frequenz
in dem Bereich von etwa 9 bis etwa 15 kHz. Eine Gleichspannungsquelle 80,
die eine Gleichspannung von etwa 300 Volt an die Donorwalze 40 anlegt,
erzeugt ein elektrostatisches Feld zwischen dem fotoleitfähigen Element
des Bandes 10 und der Donorwalze 40, um die abgezogenen
Tonerteilchen aus der die Elektrodenelemente umgebenden Wolke anzuziehen
durch das latente Bild, das auf dem fotoleitfähigen Element aufgezeichnet
ist. Bei einem Abstand in dem Bereich von etwa 0,001 bis etwa 45 μm zwischen
den Elektrodenelementen und der Donorwalze erzeugt eine angelegte Spannung
von etwa 200 bis etwa 500 Volt ein relativ starkes elektrostatisches
Feld, ohne dass die Gefahr eines Luftdurchschlags besteht. Eine
Reinigungsklinge 82 streift den gesamten Toner von der
Donorwalze 40 nach der Entwicklung ab, sodass die magnetische
Walze 46 frischen Toner einer sauberen Donorwalze zuführt. Die
magnetische Walze 46 führt
eine konstante Menge Toner, der eine im Wesentlichen konstante Ladung
hat, der Donorwalze 40 zu. Dadurch wird gewährleistet,
dass die Donorwalze eine konstante Menge Toner mit einer im Wesentlichen
konstanten Ladung dem Entwicklungs-Zwischenraum zuführt. Anstatt eine Reinigungsklinge
zu verwenden, wird durch die Kombination von Donorwalzen-Abstand,
d. h. des Abstandes zwischen der Donorwalze und der magnetischen
Walze, von gepresster Stapelhöhe
des Entwicklermaterials auf der magnetischen Walze und den magnetischen
Eigenschaften der magnetischen Walze in Kombination mit der Verwendung
eines elektrisch leitendenden, magnetischen Entwicklermaterials
eine Abscheidung einer konstanten Menge Toner mit einer im Wesentlichen
konstanten Ladung auf der Donorwalze erzielt. Durch eine Gleichspannungsquelle 84,
mit der eine Spannung von etwa 100 Volt an die magnetischen Walze 46 angelegt wird,
wird ein elektrostatisches Feld zwischen der magnetischen Walze 46 und
der Donorwalze 40 erzeugt, sodass ein elektrisches Feld
zwischen der Donorwalze und der magnetischen Walze entsteht, das
bewirkt, dass die Tonerteilchen auf der magnetischen Walze von der
Donorwalze angezogen werden. Eine Dosierklinge 86 ist dicht
benachbart zu der magnetischen Walze 46 angeordnet, um
die komprimierte Stapelhöhe
des Entwicklermaterials auf der magnetischen Walze 46 bei
dem gewünschten
Wert zu halten. Die magnetische Walze 46 umfasst ein nicht-magnetisches
rohrförmiges
Element 88, das vorzugsweise aus Aluminium hergestellt
ist und eine aufgeraute äußere Umfangsoberfläche aufweist.
Im Innern desselben ist ein länglicher
Magnet 90 in einem. Abstand von dem rohrförmigen Element
angeordnet. Der Magnet ist stationär befestigt. Das rohrförmige Element
rotiert in Richtung des Pfeils 92, um das Entwicklermaterial,
das daran haftet, in den Walzenspalt zu transportieren, der durch
die Donorwalze 40 und die magnetische Walze 46 gebildet
wird. Es werden Tonerteilchen von den Trägerkörnchen auf der magnetischen
Walze durch die Donorwalze angezogen.
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Eine Schnecke, allgemein dargestellt
durch die Bezugsziffer 94, ist in der Kammer 76 des
Gehäuses 44 angeordnet.
Die Schnecke 94 ist in der Kammer 76 drehbar befestigt,
um das Entwicklermaterial zu durchmischen und zu transportieren.
Die Schnekke weist Schaufeln auf, die sich spiralförmig von
der Welle nach außen
erstrecken. Die Schaufeln sind so gestaltet, dass sie das Entwicklermaterial
in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse
der Welle transportieren.
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Wenn aufeinanderfolgende latente
elektrostatische Bilder entwickelt werden, werden die Tonerteilchen innerhalb
des Entwicklers verbraucht. Ein Tonerspender (nicht dargestellt)
speichert einen Vorrat an Tonerteilchen, die Toner und Trägerteilchen
umfassen können.
Der Tonerspender steht in Verbindung mit der Kammer 76 des
Gehäuses 44.
Wenn die Konzentration der Tonerteilchen in dem Entwickler abnimmt,
werden durch den Tonerspender frische Tonerteilchen dem Entwickler
in der Kammer zugeführt.
Bei einer Ausführungsform
der Erfindung mischt die Schnecke in der Kammer des Gehäuses die
frischen Tonerteilchen mit dem restlichen Entwickler, sodass der
resultierende Entwickler darin im Wesentlichen einheitlich ist,
wodurch die Konzentration der Tonerteilchen optimiert wird. Auf
diese Weise liegt in der Kammer des Entwicklergehäuses eine
im Wesentlichen konstante Menge von Tonerteilchen vor, wobei die
Tonerteilchen eine konstante Ladung aufweisen. Der Entwickler in
der Kammer des Entwicklergehäuses
ist magnetisch und kann elektrisch leitend sein. Beispielsweise
enthalten bei einer Ausführungsform
der Erfindung, bei der der Toner Trägerteilchen enthält, die Trägerteilchen
einen ferromagnetischen Kern, der eine dünne Schicht aus Magnetit aufweist,
die mit einer nicht-kontinuierlichen Schicht aus Harzmaterial überzogen
ist. Die Tonerteilchen können
aus einem Harzmaterial, beispielsweise einem Vinylpolymer, in Mischung
mit einem färbenden
Material, beispielsweise einem schwarz färbenden Material, hergestellt
sein. Der Entwickler kann etwa 90 bis etwa 99 Gew.-% Träger und etwa
10 bis etwa 1 Gew.-% Toner umfassen. Für den Fachmann auf diesem Gebiet
ist jedoch klar, dass auch beliebige andere geeignete Entwickler
verwendet werden können.
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Bei einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein 1-Komponenten-Entwickler einen Toner,
ohne dass ein Träger
verwendet zu werden braucht. Bei dieser Konfiguration ist die magnetische
Walze 46 in dem Entwicklergehäuse nicht vorhanden. Diese
Ausführungsform
ist in dem US-Patent Nr. 4 868 600 näher beschrieben.
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Eine Ausführungsform der Entwicklereinheit
ist in der 2 näher dargestellt.
Die Entwicklervorrichtung 34 umfasst ein Elektrodenelement 42,
das in dem Zwischenraum zwischen dem Fotorezeptor (in der 2 nicht dargestellt) und
der Donorwalze 40 angeordnet ist. Die Elektrode 42 kann
bestehen aus einem oder mehreren dünnen Elektrodenelementen aus
Wolfram oder rostfreiem Stahl (mit einem Durchmesser von etwa 50
bis etwa 100 μm),
die etwas oberhalb der oder in der Nähe der Donorstruktur 40 angeordnet
sind. Das Elektrodenelement hat einen geringen Abstand von dem Donorelement.
Der Abstand zwischen dem (den) Draht (Drähten) und dem Donorelement
beträgt
etwa 0,001 bis etwa 45 μm,
vorzugsweise etwa 10 bis etwa 25 μm,
oder entspricht der Dicke der Tonerschicht 43 auf der Donorwalze.
Die Drähte,
wie sie in 2 dargestellt
sind, werden selbsttätig
in einem Abstand gehalten von der Donorstruktur durch die Dicke
des Toners auf der Donorstruktur. Die Enden oder gegenüberliegenden
Endregionen des Elektrodenelements werden getragen von Trägerelementen 54,
die auch die Donorstruktur für
die Rotation tragen können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Elektrodenelement-Enden oder die gegenüberliegenden Endregionen so
gebunden, dass sie geringfügig
unterhalb einer Tangente an die Oberfläche, einschließlich der
Tonerschicht, der Donorstruktur angeordnet sind. Durch die Befestigung
der Elektrodenelemente in dieser Weise werden sie unempfindlich
für einen
Walzen-Unrundlauf aufgrund ihrer selbsttätigen Abstandhaltung gemacht.
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Bei einer Ausführungsform alternativ zu derjenigen,
wie sie in 1 dargestellt
ist, ist die Dosierklinge 86 ersetzt durch eine kombinierte
Dosierungs- und Beschikkungsklinge 86, wie in 3 dargestellt. Die Kombination
von Dosierungs- und Beschickungseinrichtung kann umfassen irgendeine
geeignete Einrichtung zur Abscheidung einer Einfachschicht aus einem
geladenen Toner auf der Donorstruktur 40. Sie kann beispielsweise
umfassen eine solche Vorrichtung, wie sie in dem US-Patent Nr. 4 459
009 beschrieben ist, in der der Kontakt zwischen schwach geladenen
Tonerteilchen und einem triboelektrisch aktiven Überzug, der auf einer Beschikkungswalze
enthalten ist, zu einem gut geladenen Toner führt. Es kann auch eine andere
Kombination von Dosierungs- und Beschickungseinrichtungen angewendet
werden, beispielsweise eine konventionelle magnetische Bürste, die
zusammen mit einem Zwei-Komponenten-Entwickler verwendet wird, die
auch verwendet werden kann zur Abscheidung der Tonerschicht auf
der Donorstruktur, oder eine Donorwalze allein, die zusammen mit
einem Ein-Komponenten-Entwickler verwendet wird.
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Die 4 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Elektrodenelements.
Im Innern des Elektrodenelements 42 sind Elektrodendrähte 45 angeordnet.
Die Verankerungsabschnitte 55 der Elektrodenelemente sind
die Teile des Elektrodenelements, die das Elektrodenelement an dem
Trägerelement
verankern. Die Befestigungsabschnitte 56 des Elektrodenelements
sind die Abschnitte der Elektrodenelemente zwischen dem Elektrodenelement
und der Befestigungseinrichtung 54.
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Die Tonerteilchen werden in erster
Linie durch elektrostatische Anziehung von den Elektrodenelementen
angezogen. Die Tonerteilchen haften an den Elektrodenelementen,
weil die Adhäsionskraft
des Toners größer ist als die durch das elektrische Feld des Elektrodenelements
erzeugte Abstreifkraft. Im Allgemeinen wird die Adhäsionskraft
zwischen einem Tonerteilchen und einem Elektrodenelement dargestellt durch
den allgemeinen Ausdruck Fad = q2/kr2 + W, worin bedeuten: Fad die
Adhäsionskraft,
q die Ladung auf dem Tonerteilchen, k die effektive Dielektrizitätskonstante
des Toners und irgendeines dielektrischen Überzugs und r den Abstand des
Teilchens von seiner Bildladung innerhalb des Drahtes, der von der
Dicke, der Dielektrizitätskonstanten
und der elektrischen Leitfähigkeit
des Überzugs
abhängt.
Das Element W ist die Kraft der Adhäsion als Folge der Adhäsionskräfte mit
kurzer Reichweite, wie z. B. der van der Waals'schen Kräfte und der Kapillarkräfte. Die
zum Abstreifen oder Entfernen von Teilchen von dem Elektrodenelement
erforderliche Kraft liefert das elektrische Feld des Drahtes während der
Hälfte
seiner Wechselperiode qE, zuzüglich
der wirksamen Kräfte,
die resultieren aus der mechanischen Bewegung des Elektrodenelements
und aus der Bombardierung des Drahtes durch den Toner in der Wolke.
Da die Adhäsionskraft
das Quadrat von q darstellt, sind die Adhäsionskräfte größer als die Abstreifkräfte für ausreichend
hohe Werte von q.
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Die 5 enthält eine
Darstellung der Draht-Verunreinigung und der Drahtkonditionierung
bzw. -vorbehandlung. Ein Fotorezeptor 1 ist in der Nähe des Drahtes 4 angeordnet
und er enthält
ein nicht entwickeltes Bild 6, das anschließend entwickelt
wird durch den Toner, der von dem Tonerelement 3 stammt.
Eine Drahtverunreinigung tritt auf, wenn zwischen dem Draht 4 und
dem Donorelement 3 geschmolzener Toner 5 entsteht durch
Tonerteinteile und andere Tonerkomponenten, wie z. B. Komponenten
mit einem hohen Molekulargewicht, vernetzte und/oder verzweigte
Komponenten, und einen Spannungsdurchschlag zwischen dem Drahtelement
und der Donorwalze. Die Drahtvorbehandlung besteht in einer Änderung
der Entwickelbarkeit, die zurückzuführen ist
auf den Toner 2 oder auf Toner-Komponenten, die an der
Oberseite des Drahtes 4 haften, wobei die Oberseite des
Drahtes Teil des Drahtes ist, der dem Fotorezeptor gegenüberliegt.
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Um die Tonerdefekte zu verhindern,
die im Zusammenhang stehen mit einer Drahtverunreinigung und einer
Drahtvorbehandlung, können
die elektrischen Eigenschaften des Elektrodenelements geändert werden, wodurch
sich die Adhäsionskräfte im Verhältnis zu
den Abstreifkräften ändern. Durch
solche Änderungen
in Bezug auf die elektrischen Eigenschaften des Elektrodenelements
kann jedoch die Fähigkeit
des Elektrodenelements, eine geeignete Tonerwolke zu ergeben, die
für die
Entwicklung eines latenten Bildes wesentlich ist, in nachteiliger
Weise beeinflusst werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung
haben einen Weg gefunden zur Herabsetzung der nicht akzeptablen
Anreicherung von Toner auf dem Elektrodenelement bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung
der erwünschten
elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Elektrodenelements. Das
erfindungsgemäße Elektrodenelement
ist mit einem Materialüberzug
versehen, der eine signifikante Anziehung von Tonerteilchen durch
das Elektrodenelement vermindert, die zu einer Toneranreicherung
führen kann.
Der Materialüberzug
beeinflusst jedoch nicht die mechanischen oder elektrischen Eigenschaften
des Elektrodenelements in nachteiliger Weise. Materialien, die diese
Qualitäten
haben, umfassen Zusammensetzungen mit einer niedrigen Oberflächenenergie.
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Durch das Beschichtungsmaterial mit
einer niedrigen Oberflächenenergie
wird die Anreicherung von Toner verringert durch Sicherstellung
einer elektrischen Kontinuität
bei der Aufladung der Drähte
und dadurch wird die Möglichkeit
der Ladungsanreicherung eliminiert. Außerdem führen die hier beschriebenen
Materialien mit niedriger Oberflächenenergie
nicht zu einer Beeinträchtigung
der elektrischen Eigenschaften des Elektrodenelements und sie beeinflussen
nicht in nachteiliger Weise die Fähigkeit der Elektrode, eine
Tonerpulverwolke zu erzeugen. Darüber hinaus behält das Elektrodenelement
seine zähen
(harten) mechanischen Eigenschaften, sodass das Elektrodenelement
gegenüber
einem starken Abrieb des Elektrodenelements beständig bleiben kann, der auftritt,
wenn es wiederholt mit harten rotierenden Donorwalzenoberflächen in
Kontakt gebracht wird. Außerdem
behält
das Elektrodenelement eine "glatte" Oberfläche auch
nach dem Aufbringen des Überzugs.
Eine glatte Oberfläche
umfasst Oberflächen
mit einer Oberflächenrauheit
von weniger als etwa 5 μm,
vorzugsweise von etwa 0,01 bis etwa 1 μm.
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Zu Beispielen für geeignete Elektrodenbeschichtungsmaterialien
mit niedriger Oberflächenenergie
gehören
organische Materialien. Beispiele für geeignete organische Materialien
sind Fluorpolymere, z. B. TEFLON® und
TEFLON®-artige
Materialien und Fluorelastomere; Siliconmaterialien, z. B. Siliconkautschuke,
Silane, Siloxane, Poly dimethylsiloxane und Fluorsilicone; Polyamide;
Polyimide; aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe; Copolymere
oder Terpolymere der oben genannten Verbindungen und dgl. Der Überzug liegt
in einer Menge von etwa 65 bis etwa 95 Gew.-%,vorzugsweise von 80 bis etwa 85 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der Gesamtfeststoffe, vor.
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Zu besonders geeigneten Fluorpolymer-Überzügen für die vorliegende
Erfindung gehören
TEFLON®-artige
Materialien, wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE), ein fluoriertes
Ethylen/Propylen-Copolymer (FEP), Perfluorvinylalkylether-Tetrafluorethylen-Copolymer (PFA TEFLON®),
Polyethersulfon, Copolymere davon und dgl.
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Beispiele für Fluorpolymer-Überzüge umfassen
außerdem
Fluorelastomere, insbesondere solche aus der Klasse der Copolymeren,
Terpolymeren und Tetrapolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen
und Tetrafluorethylen, die bekannt sind und im Handel erhältlich sind
unter verschiedenen Bezeichnungen, wie z. B. VITON® A,
VITON® E,
VITON® E60C,
VITON® E430,
VITON® 910,
VITON® GH
und VITON® GF.
Die VITON®-Bezeichnung
ist ein Warenzeichen der Firma E. I. DuPont de Nemours, Inc. Zu
anderen im Handel erhältlichen
Materialien gehören
FLUOREL® 2170,
FLUOREL® 2174,
FLUOREL® 2176,
FLUOREL® 2177
und FLUOREL® LVS 76.
FLUOREL® ist
ein Warenzeichen der Firma 3 M Company. Zu weiteren im Handel erhältlichen
Materialien gehören
AFLASTM, ein Poly(propylen-tetrafluorethylen)
und FLUOREL II® (LII900),
ein Poly(propylen-tetrafluor-ethylenvinylidenfluorid), beide ebenfalls
erhältlich
von der Firma 3 M Company, sowie die Tecnoflons mit der Bezeichnung
FOR-60KIR®,
FOR-LHF®,
NM® FOR-THF®,
FOR-TFS®,
TH®,
TN505®,
erhältlich
von der Firma Montedison Specialty Chemical Company. Bei einer anderen
bevorzugten Ausführungsform ist
das Fluorelastomer ein solches mit einer verhältnismäßig geringen Menge Vinylidenfluorid,
wie z. B. VITON® GF,
erhältlich
von der Firma E. I. DuPont de Nemours, Inc. Das VITON® GF
enthält
35 Gew.-% Vinylidenfluorid, 34 Gew.-% Hexafluorpropylen und 29 Gew.-%
Tetrafluorethylen zusammen mit 2 % Monomer mit einer Aushärtungsstelle.
Das Monomer mit einer Aushärtungsstelle
kann sein 4-Bromoperfluorobuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromoperfluorobuten- 1,3-Bromoperfluoropropen-1,
1,1-Dihydro-3-bromoperfluoropropen-1, erhältlich von der Firma DuPont
oder irgendein anderes geeignetes bekanntes Monomer mit einer Aushärtungsstelle.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung ein Fluorelastomer, ausgewählt aus der
Gruppe, die besteht aus (a) Copolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen
und Tetrafluorethylen, (b) Terpolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen
und Tetrafluorethylen und (c) Tetrapolymeren von Vinylidenfluorid,
Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und einem Monomer mit einer
Aushärtungsstelle.
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Zu Beispielen für andere organische Materialien
mit niederiger Oberflächenenergie,
die für
die Verwendung als Elektrodenbeschichtungsmaterial erfindungsgemäß verwendbar
sind, gehören
Siliconmaterialien, z. B. Silicon-Kautschuke wie Dow Corning Sylgard
182 und Dow Corning-Überzüge, wie
z. B. Silastic 590 und 591. Zu anderen bevorzugten Siliconmaterialien
gehören
Fluorsilicone, z. B. Nonylfluorhexyl- und Fluorsiloxane, wie DC94003
und Q5-8601, beide erhältlich
von der Firma Dow Corning. Ebenfalls bevorzugt sind verformbare
(anpassungsfähige)
Silicon-Überzüge, wie
z. B. X3-6765, erhältlich
von der Firma Dow Corning, und harte Silicon-Überzüge, wie z. B. Dow Corning encapsulent
X5-8022, Dow Corning 997 varnish und Rain X, erhältlich von der Firma Unelko
Corp. in Scotsdale, Arizona.
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Zu weiteren Beispielen für Siliconmaterialien
gehören
solche der Reihe Dow Corning Sylgard 182, Dow Corning 806A Resin,
Dow Corning 997 varnish silicone Resin und Dow Corning SYL-OFF Q2.
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Zu anderen geeigneten organischen
Beschichtungsmaterialien gehören
die Polyamide und Polyimide, wie z. B. Nylon 6, Nylon 66, Nylon
11, Nylon 12, Nylon 610, Nylon 612, PEI (Polyetherimid) und Polyphthalamid,
vertrieben unter dem Handelsnamen Amodel®, erhältlich von
der Firma Amoco.
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Zu weiteren bevorzugten organischen
Materialien gehören
Polyamidsäure.
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Ebenfalls bevorzugt sind Mischungen
und Copolymere von Polyimiden und Polyamiden, wie z. B. PAI (Polyamidimid),
vertrieben unter dem Handelsnamen Torlon® 7130
oder AI 10, beide erhältlich
von der Firma Amoco.
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Zu anderen geeigneten Beschichtungsmaterialien
gehören
aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, unter denen die
Kohlenwasserstoffe mit etwa 1 bis etwa 25 Kohlenstoffatomen bevorzugt
sind. Zu besonders bevorzugten Kohlenwasserstoffen gehören Polyvinylchlorid
und Polyethylen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird zusätzlich
zu dem organischen Überzug ein
Primen (Haftüberzug)
verwendet. Die Dicke des Primers beträgt etwa 0,5 bis etwa 25 μm, vorzugsweise etwa
2 bis etwa 20 μm
und besonders bevorzugt etwa 5 bis etwa 10 μm. Dies ist bevorzugt für den Fall,
dass Hochtemperatur-Aushärtungsprogramme
angewendet werden. Ein bevorzugter Primer ist DOW CORNING 1200,
bei dem es sich um einen Orthosilicat-Orthotitanat-Primer handelt.
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Dem Beschichtungsmaterial kann ein
Füllstoff,
wie z. B. ein elektrisch leitender Füllstoff, in einer Menge von
etwa 5 bis etwa 35 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 15 bis etwa 20
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtfeststoffe, zugegeben
werden. Der Ausdruck Gesamtfeststoffe umfasst hier die Menge von
Füllstoff
und festem organischem Material, Katalysator und irgendwelchen Zusätzen. Zu
Beispielen für
elektrisch leitende Füllstoffe
gehören
Ruß; Metalloxide
wie Zinnoxid, Titanioxid, Zirkoniumoxid und andere Oxide, die verwendet
werden können;
und Metallhydroxide, wie Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und
dgl.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das organische Material einen darin dispergierten elektrisch
leitenden Füllstoff.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung handelt es sich bei dem Beschichtungsmaterial um Polytetrafluorethylen,
das elektrisch leitende Ruß-Teilchen aufweist,
die darin dispergiert sind. Zu spezifischen Beispielen gehören sol che,
die im Handel erhältlich
sind. Mit Polytetrafluorethylen gefüllte Verbindungen sind im Handel
erhältlich
von der Firma DuPont, wie z. B. Teflon MP 1100-Füllstoff.
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Das organische Beschichtungsmaterial
mit einer niedrigen Oberflächenenergie
liegt vorzugsweise in einer Menge von etwa 65 bis etwa 95 Gew.-%,
insbesondere von etwa 80 bis etwa 85 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
der Gesamtfeststoffe, vor. Unter dem hier verwendeten Ausdruck Gesamtfeststoffe
ist die gesamte Gewichtsmenge von organischem Beschichtungsmaterial,
Füllstoffen,
Zusätzen,
Lösungsmitteln
und anderen ähnlichen
Bestandteilen, die in der Beschichtungslösung enthalten sind, zu verstehen.
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Der spezifische Durchgangswiderstand
(Volumenwiderstand) der beschichteten Elektrode beträgt beispielsweise
etwa 10–10 bis
etwa 10–1 Ohm.cm,
vorzugsweise 10–5 bis 10–1 Ohm.cm.
Die Oberflächenrauheit
beträgt
weniger als etwa 5 μm
und vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 1 μm. Der Überzug weist eine relativ niedrige Oberflächenenergie
von etwa 5 bis etwa 35 dyn/cm, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa
25 dyn/cm, auf.
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Bei Ausführungsformen der Erfindung
wird die Beschichtungszusammensetzung auf mindestens einen Teil
der nicht-gebundenen Regionen des Elektrodenelements aufgebracht.
Die nicht-gebundene Region des Elektrodenelements ist die gesamte äußere Oberflächenregion
der Elektrode abzüglich
der Region, in der die Elektrode an die Befestigungseinrichtung 54 gebunden
ist und abzüglich
des Verankerungsbereiches (55 in der 4). Es ist bevorzugt, dass der Überzug den
Teil des Elektrodenelements bedeckt, der der Donorwalze benachbart
ist. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
die Überzugszusammensetzung
auf die gesamte Fläche
des Elektrodenelements aufgebracht, die in einem zentralen Abschnitt
des Elektrodenelements liegt und sich bis zu einem Bereich erstreckt,
der benachbart zu dem nicht-gebundenen Teil des Elektrodenelements
angeordnet ist. Dieser Bereich umfasst die gesamte Oberfläche des
Elektrodenelements abzüglich
des Verankerungsbereiches (55 in 4). Bei einer alternativen Ausführungsform
ist die gesamte Länge
des Elektrodenelements mit dem Beschichtungsmaterial überzogen einschließlich des
Verankerungsbereiches 55 und des Befestigungsbereiches 56.
Bei Ausführungsformen
der Erfindung ist mindestens ein Teil des nicht-gebundenen Bereiches
beschichtet oder etwa 10 bis etwa 90 % des Elektrodenelements sind beschichtet.
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Der Toner kann sich irgendwo entlang
des Elektrodenelements anreichern, er wird jedoch so lange die Entwicklung
nicht beeinflussen, so lange er sich entlang der Länge des
Elektrodenelements in der Nähe
der Donorwalze oder entlang der Länge, die dem Fotorezeptor am
nächsten
liegt, anreichert. Es ist daher bevorzugt, dass der Materialüberzug das
Elektrodenelement entlang der gesamten Länge bedeckt, die der Donorwalze
entspricht, und die gesamte Länge
bedeckt, die dem Fotorezeptor entspricht.
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Das Beschichtungsmaterial kann auf
mindestens einem Teil des Elektrodenelements unter Anwendung irgendeines
geeigneten bekannten Verfahrens abgeschieden werden. Zu diesen Beschichtungsverfahren
gehören
die Flüssigkeits-
und Pulver-Beschichtung,
die Tauch- und Sprühbeschichtung.
Bei einem bevorzugten Beschichtungsverfahren wird das Beschichtungsmaterial
durch Tauchbeschichten in Form eines Überzugs auf das Elektrodenelement
aufgebracht. Die Härtungszeit
kann durch die Konzentration des Katalysators, durch die Temperatur
oder beide eingestellt (kontrolliert) werden.
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Die durchschnittliche Dicke des Überzugs
beträgt
etwa 1 bis etwa 10 μm,
vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 μm
und am meisten bevorzugt etwa 2 bis etwa 4 μm. Wenn der Überzug nur auf einen Teil des
Elektrodenelements aufgebracht wird, kann die Dicke des Überzugs
abnehmen bis zu den von dem Mittelpunkt des Elektrodenelements am
weitesten entfernten Punkten oder auch nicht. Deshalb kann die Dicke
des Überzugs an
den Punkten, die von dem Mittelpunkt der Elektrode weiter entfernt
sind, abnehmen.
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Die erfindungsgemäßen Elektrodenelemente, deren
Ausführungsformen
hier beschrieben werden, weisen ein verbessertes Leistungsvermögen in Bezug
auf eine niedrige Oberflächenenergie,
eine verminderte Anreicherung von Toner auf der Oberfläche des
Elektrodenelements auf bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung ihrer
elektrischen Eigenschaften, welche die Erzeugung einer Pulverwolke
für die
Entwicklung stimulieren, ohne dass eine Anreicherung von Ladung
auftritt. Außerdem
weisen die hier beschriebenen Elektrodenelemente verbesserte mechanische
Eigenschaften auf, wie z. B. eine verbesserte Beständigkeit
(Haltbarkeit) gegenüber
den Donorwalzen-Oberflächen,
die normalerweise aus harten Materialien, wie z. B. Keramiken, hergestellt
sind.
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Die folgenden Beispiele dienen der
weiteren Definition und Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung. Wenn nichts angegeben ist, sind alle Teile und Prozentsätze auf
das Gewicht bezogen.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Tauchbeschichtung
eines Drahtes
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Zum Tauchbeschichten des Drahtes
wurde eine Tauchbeschichtungs-Vorrichtung verwendet, die aus einem
2,54 cm (1 Inch) (Durchmesser) x 38,10 cm (15 inches) (Länge) großen Glaszylinder
bestand, der an einem Ende versiegelt war, um das flüssige Beschichtungsmaterial
zurückzuhalten.
Ein Kabel, das an einem NSH-12R Motor der Firma Bodine Electric
Company befestigt war, wurde dazu verwendet, einen Draht-Trägerhalter
anzuheben und abzusenken, um den Draht während des Beschichtungsverfahrens
gespannt zu halten. Die Eintauch- und Herausnahme-Geschwindigkeit
des Drahthalters in die Beschichtungslösung hinein und aus der Beschichtungslösung heraus
wurde durch eine Motor-Kontrolleinrichtung der Firma B & B Motors & Control Corporation
reguliert (NOVA PD DC Motor-Geschwindigkeitskontrolle). Nach dem
Beschichten wurde eine motorgetriebene Einrichtung dazu verwendet,
den Draht um seine eigene Achse zu drehen, während ihm von außen Wärme zugeführt wurde,
um einen kontrollierte Verdampfung des Lösungsmittels zu ermöglichen. Wenn
der Überzug
trocken und/oder nicht mehr fließfähig war, wurde der beschichtete
Draht in einem Durchlaufofen erhitzt unter Anwendung eines Zeit-
und Temperaturprogramms, um das Trocknen und/oder die Härtung/die
Nachhärtung
des Überzugs
zu vervollständigen.
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Das allgemeine Verfahren kann umfassen:
(A) das Reinigen und Entfetten des Drahtes mit einem geeigneten
Lösungsmittel,
wie z. B. Aceton, Alkohol oder Wasser, und das Aufrauen, falls erforderlich,
beispielsweise mit Sandpapier; (B) gegebenenfalls das Aufbringen
eines Primers, z. B. von Dow Corning 1200; (C) das Beschichtungsmaterial
kann auf die geeignete Viskosität
und den geeigneten Feststoffgehalt eingestellt werden durch Zugabe
von Feststoffen oder Lösungsmittel
zu der Lösung;
und (D) der Draht wird in die Beschichtungslösung eingetaucht und aus dieser
herausgezogen, getrocknet und gehärtet/nachgehärtet, falls
erforderlich, und erneut eingetaucht, falls erforderlich. Die Überzugsdicke
und die Gleichförmigkeit
sind eine Funktion der Herausnahmegeschwindigkeit und der Lösungsviskosität (des Feststoffgehaltes
in den meisten Systemen auf Lösungsmittelbasis)
und des Trocknungsprogramms, das mit der gleichförmigen Verfestigung des Überzug in
Einklang steht.
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Beschichtete und nicht getestete
Drähte
wurden mikroskopisch bewertet in Bezug auf Morphologie, Defekte,
Beschichtungsdicke und eine qualitative Abschätzung von Weichheit/Härte. Drähte, die
diese Bewertungen durchlaufen hatten, wurden auf einem Gestell in
Vibration versetzt und dann in Bezug auf die Beschichtungsintegrität mikroskopisch
untersucht. Gestelle oder Module, die Drähte enthielten, die keine Beschichtungsdefekte
aufwiesen, wurden dann auf einer Fixiereinrichtung befestigt, bei
der der Draht gegen eine rotierende Keramikwalze für eine Standard-Zeitspanne
gepresst wurde, danach wurde der Draht dann in Bezug auf Überzugsverschleiß und Sauberkeit
geprüft.
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Beispiel 2
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Herstellung von Beschichtungslösungen
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Lösung 1
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Ein Dow Corning 806A Harz in einer
Lösung
(17 Gew.-% Toluol und 32 Gew.-% Xylol) wurde weiter verdünnt mit
3 Teilen Toluol auf 7 Teile 806A. Durch Tauchbeschichtung wurde
ein Überzug
auf einen Draht aufgebracht unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahren. Die Eintauchgeschwindigkeit betrug 7,62 cm (3 inches)/min
bei einer Trocknungszeit an der Luft von 10 min und bei einer Aushärtungszeit
von 20 min bei 204°C
(400°F).
Es wurde ein glatter harter Überzug
mit einer Dicke von 2 μm
gebildet. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben.
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Lösung 2
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Dow Corning Fluorosilicone 94003
wurden mit Methylethylketon (25 Teile MEK/75 Teile 94003)
verdünnt
und durch Tauchbeschichtung auf einen Draht aufgebracht unter Anwendung
der in Beispiel 1 angegebenen Verfahren mit einer Geschwindigkeit
von 7,62 cm (3 inches) pro min. Dann wurde der Überzug 30 min lang an der Luft
getrocknet, 15 min lang auf 49°C
erhitzt und dann 16 h lang bei Umgebungstemperatur nachgehärtet, bevor
er getestet wurde. Es wurde gefunden, dass der Überzug hart, gleichmäßig und
etwa 5 μm
dick war.
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Lösung 3
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Ein Dow Corning 1200 Primer wurde
verwendet zusammen mit 10 Teilen DuPont MP1100, gleichmäßig dispergiert
in 90 Teilen Dow Corning 182 (Teil A). Danach wurden 100 Teile dieses
Konzentrats (Teil A) mit 100 Teilen Toluol verdünnt. Eine Menge von 40 Teilen
Dow Corning Q2-7560 wurde langsam unter Rühren zugegeben zur Bildung
ein Einphasen-Lösung
von Sylgard 182, Teflon und Q2-7560. Das in Beispiel 1 beschriebene
Tauchbeschichtungsverfahren wurde für diese Formulierungen angewendet
und die Herauszieh-Geschwindigkeit des Drahtes aus dem Zylinder
betrug 7,62 cm (3 inches) pro min. Der Draht wurde etwa 10 min lang
bei 38°C
(100 °F)
um sich selbst gedreht, 10 min lang bei 121°C (250°F) gehärtet und 1 h bei 204 °C (400°F) nachgehärtet. Das
gehärtete
Material dieses Beispiels war, wie gefunden wurde, ein glatter,
gleichmäßiger, harter Überzug mit
einer Dicke von etwa 8 μm.
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Lösung 4
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Amoco AI 10 Polyamid/Imid wurde zusammen
mit 21 Gew.-% Feststoffen in NMP/Ethylacetat verwendet. Das in Beispiel
1 angegebene Tauchbeschichtungs-Verfahren
wurden für
diese Formulierungen angewendet und die Herausziehgeschwindigkeit
des Drahtes aus dem Zylinder betrug 10,16 cm (4 inches) pro min.
Der Draht wurde etwa 10 min lang bei 38°C (100°F) um sich selbst gedreht, 1
h auf 140 °C
(285°F)
erhitzt, 15 min lang auf 260°C
(500°F)
erhitzt und 5 min lang auf 316°C
(600°F)
erhitzt. Das gehärtete
Material dieses Beispiels war, wie gefunden wurde, glatt und hatte
eine Dicke von etwa 2 bis 5 μm.
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Lösung 5
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Ein LaRC-SI Polyamidsäure-Walzenüberzug kann
zusammen mit 10 bis 30% Feststoffen in NMP/Ethylacetat verwendet
werden. Das in Beispiel 1 beschriebene Tauchbeschichtungsverfahren
wurden für diese
Formulierungen angewendet und die Herauszieh-Geschwindigkeit des
Drahtes aus dem Zylinder betrug etwa 2,54 bis 7,62 cm (1 – 3 inches)
pro min. Der Draht wurde etwa 10 min lang bei 38°C (100°F) um sich selbst gedreht, 1
h lang auf 140°C
(285°F),
15 min lang auf 260°C
(500°F)
und 5 min lang auf 316°C
(600°F) erhitzt.
Das gehärtete
Material in diesem Beispiel ist glatt und etwa 2 bis 20 μm dick.
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