DE69826346T2

DE69826346T2 - Bilderzeugungsgerät und Zwischenübertragungselement

Info

Publication number: DE69826346T2
Application number: DE69826346T
Authority: DE
Inventors: Minoru Ohta-ku Shimojo; Hiroyuki Ohta-ku Osada; Tsunenori Ohta-ku Ashibe; Akira Ohta-ku Shimada; Atsushi Ohta-ku Tanaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2018-02-14
Also published as: EP0859292A3; DE69826346D1; EP0859292B1; US6078773A; EP0859292A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsgerät, in dem ein elektrofotografisches System eingesetzt wird, und sie bezieht sich auch auf ein darin verwendetes Zwischenübertragungselement. Genauer gesagt bezieht sie sich auf ein Bilderzeugungsgerät, in dem ein auf einem ersten Bildträgerelement erzeugtes Tonerbild zunächst auf ein Zwischenübertragungselement (primäre Übertragung) und danach weiter auf ein zweites Bildträgerelement (sekundäre Übertragung) übertragen wird, um ein Bild zu erhalten, und sie bezieht sich auch auf solch ein Zwischenübertragungselement.
In Beziehung stehender Stand der Technik
Im Vergleich zu einem Bilderzeugungsgerät, in dem Bilder von einem ersten Bildträgerelement auf ein zweites Bildträgerelement übertragen werden, das an eine Übertragungswalze bzw. -trommel befestigt ist oder dorthin gezogen wurde, weist ein Bilderzeugungsgerät, das Gebrauch von einem Zwischenübertragungselement macht, die Vorteile auf, daß keine Bearbeitung oder Steuerung (zum Beispiel Halten durch eine Greifeinrichtung, Adsorbieren oder Bereitstellung einer Wölbung) des Übertragungsmaterials, das das zweite Übertragungsbildelement darstellt, erforderlich ist, und somit kann das zweite Bildträgerelement aus verschiedenen Arten von Materialien ausgewählt werden, die sowohl dünnes als auch dickes Papier mit einer Dicke von 40 g/m² bis 200 g/m² einschließen, wie Umschläge, Postkarten und Etikettenpapier, egal ob ihre Breite weit oder schmal und ihre Länge groß oder klein ist.
Wegen der vorstehend erwähnten Vorteile wurden bereits Farbkopierer und Farbdrucker, die ein Zwischenübertragungselement nutzen, auf den Markt gebracht.
Wenn ein solches Bilderzeugungsgerät, das ein Zwischenübertragungselement nutzt, in der Praxis jedoch wiederholt verwendet wird, treten die nachstehenden Probleme auf, die gelöst werden müssen.
Da beispielsweise die Übertragungseffizienz bzw. -wirksamkeit von einem lichtempfindlichen Element, das das erste Bildträgerelement darstellt, nicht ausreichend hoch ist, muß eine große Menge an verbliebenem Übertragungsresttoner (Toner, der nach der Übertragung übrigbleibt) durch eine Reinigung entfernt werden, und es ist für das lichtempfindliche Element oder das Zwischenübertragungselement wesentlich, daß es mit einer Reinigungseinrichtung versehen ist, so daß das Gerät zwangsläufig eine größere Last aufweist, wobei auch die Reinigungseinrichtung in Bezug auf ihre Struktur ziemlich kompliziert aufgebaut und zudem teuer ist.
Als Gegenmaßnahme für solche Probleme offenbart z. B. die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-222686 eine Technik, in der ein Zwischenübertragungselement verwendet wird, das auf einer Trägerschicht, die aus einem elastischen Material besteht, wie einem Gummi bzw. Kautschuk oder einem Elastomer, eine Oberflächenschicht aufweist, die aus mindestens einem Harz mit guten Trenneigenschaften besteht, wobei die Trägerschicht zum Zeitpunkt der primären Übertragung und der sekundären Übertragung eine gleichmäßige und ausreichende Berührungslinie sicherstellen und die Oberflächenschicht zu einer Verbesserung der Übertragungswirksamkeit beitragen kann (insbesondere der sekundären Übertragungswirksamkeit). Außerdem offenbart die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-50419 ein Zwischenübertragungselement, in dem die äußerste Schicht so angefertigt ist, daß sie einen Widerstand aufweist, der höher als der der unteren Schicht ist, um gleichzeitig die Übertragungswirksamkeit und Bildqualität zu verbessern; und die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-202064 offenbart z. B. ein Zwischenübertragungselement, in dem organischen Harzteilchen in einer Oberflächen-behandel te Schicht mit einem bestimmten spezifischen Durchgangswiderstand eingearbeitet sind.
Wenn der Widerstand des Zwischenübertragungselementes jedoch so eingestellt worden ist, daß eine elektrische Kraft den Toner sicher genug festhält, so daß der übertragene Toner nicht in der Umgebung verstreut wird, dann ist es sehr schwer, den Übertragungsresttoner zu entfernen, oder es gehen aus Gründen der Molekülstruktur die Kontraktions- und Ausdehnungseigenschaften und die Glätte in bemerkenswertem Ausmaß verloren, und somit kann es wegen des Kontaktdruckes, der von dem Element ausgeübt wird, das in Kontakt mit dem Zwischenübertragungselement kommt, oder wegen einer Zugverformung, die erzeugt wird, wenn ein Zwischenübertragungsband verwendet wird, zu Rissen in der Oberflächenschicht kommen, so daß es an Stellen, die den Rissen entsprechen, zu durch eine schlechte Übertragung verursachten leeren Bereichen kommen kann. Die Reibungskraft zwischen der Oberfläche des Zwischenübertragungselementes und dem Element, das in Kontakt mit der Oberfläche des Zwischenübertragungselementes kommt, nimmt zu, so daß die Drehung des Zwischenübertragungselementes pulsieren und eine Farbdrift verursachen kann, wenn die entsprechenden Farbtonerbilder überlagert werden. Dies alles führt zu fehlerhaften Bildern. Dementsprechend waren weitere Verbesserungen erforderlich.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP-A-08-146705 offenbart ein Bilderzeugungsgerät von dem Typ, in dem ein auf dem Bildträgerelement erzeugtes Bild auf ein Zwischenübertragungselement übertragen und anschließend auf ein Aufzeichnungsmaterial, wie Papier oder ähnliches, übertragen wird. Das Zwischenübertragungselement besteht aus einem zylindrischen, leitenden Trägerkörper, einer elastischen Schicht und einer Überzugsschicht. Die Überzugsschicht enthält Polyurethan, das aus einem Polymer einer Isocyanatverbindung und einer Polyolverbindung besteht, wobei es sich bei der Polyolverbindung um ein kondensiertes Polyesterpolyol oder ein Polyetherpolyol handelt.
Die Erfindung beabsichtigt ein Bilderzeugungsgerät mit einem Zwischenübertragungselement zur Verfügung zu stellen, das eine Tonerstreuung während der Übertragung verringern oder verhindern kann und gute Bilder liefert, und sie beabsichtigt, solch ein Zwischenübertragungselement zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung beabsichtigt auch ein Bilderzeugungsgerät mit einem Zwischenübertragungselement zur Verfügung zu stellen, das leere Bereiche, die durch eine schlechte Übertragung auf Grund von Rissen in der Oberflächenschicht verursacht wurden, verringern oder verhindern kann, und sie beabsichtigt, solch ein Zwischenübertragungselement zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung beabsichtigt auch ein Bilderzeugungsgerät mit einem Zwischenübertragungselement zur Verfügung zu stellen, in dem die Reibungskraft zwischen der Oberfläche des Zwischenübertragungselementes und dem Element, das in Kontakt mit der Oberfläche des Zwischenübertragungselementes kommt, so gering ist, daß eine Farbdrift verringert oder verhindert wird, und sie beabsichtigt, solch ein Zwischenübertragungselement zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung beabsichtigt auch ein Bilderzeugungsgerät mit einem Zwischenübertragungselement zur Verfügung zu stellen, das ein gutes Reinigungsverhalten zeigt, und sie beabsichtigt, solch ein Zwischenübertragungselement zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung stellt ein Zwischenübertragungselement für die Verwendung in einem Bilderzeugungsgerät zur Verfügung, wobei ein auf einem ersten Bildträgerelement davon erzeugtes Tonerbild zuerst auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird und anschließend wird das so übertragene Tonerbild als zweites auf ein zweites Bildträgerelement übertragen;
wobei das Zwischenübertragungselement eine auf einer Trägerschicht aufgebrachte Oberflächenschicht umfaßt, und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberflächenschicht ein Poly urethanharz enthält, das durch die Umsetzung eines Olefinpolyols mit einem Isocyanat erhalten wurde.
Die Erfindung stellt auch ein Bilderzeugungsgerät mit solch einem Zwischenübertragungselement zur Verfügung, wobei das Bilderzeugungsgerät auch das erste Bildträgerelement einschließt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch ein Vollfarben-Bilderzeugungsgerät (full-color image forming apparatus) der Erfindung, in dem von einem Zwischenübertragungselement (einem Zwischenübertragungsband) Gebrauch gemacht wird.
2 zeigt schematisch die Schichtanordnung einer Zwischenübertragungstrommel bzw. -walze der Erfindung.
3 zeigt schematisch die Schichtanordnung eines Zwischenübertragungsbandes der Erfindung.
4 zeigt schematisch die Trägerschicht eines Zwischenübertragungsbandes der Erfindung mit einer Kernmaterialschicht vom Faden-Typ.
5 zeigt schematisch die Trägerschicht eines Zwischenübertragungsbandes der Erfindung mit einer Kernmaterialschicht vom Stoff-Typ.
6 zeigt schematisch die Trägerschicht eines Zwischenübertragungsbandes der Erfindung mit einer Kernmaterialschicht vom Folien-Typ.
7 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Messen des Widerstands der Zwischenübertragungswalze der Erfindung.
8 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Messen des Widerstands des Zwischenübertragungsbandes der Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Bilderzeugungsgerät der Erfindung weist ein Zwischenübertragungselement auf, auf das ein auf einem ersten Bildträgerelement erzeugtes Tonerbild primär bzw. zuerst übertragen wird und durch das das so übertragene Tonerbild sekundär bzw. als zweites auf das zweite Bildträgerelement übertragen wird. Das Zwischenübertragungselement weist eine Oberflächenschicht auf einer Trägerschicht auf und die Oberflächenschicht enthält ein Polyurethanharz, das durch die Umsetzung eines Olefinpolyols mit einem Isocyanat erhalten wurde.
Gemäß der so konstruierten Erfindung erreicht die äußerste Schicht des Zwischenübertragungselementes ein hohes Potential auf der Anfangsstufe und behält es lange Zeit bei, so daß die Oberflächenpotentialdifferenz zwischen Bildbereichen und Nicht-Bildbereichen des Zwischenübertragungselementes nach der Übertragung klein gehalten werden und der Toner an den Bildbereichen von einer Bewegung (oder Streuung) zu den Stellen niederen Potentials (den Nicht-Bildbereichen) auf dem Zwischenübertragungselement während des Betriebs des Zwischenübertragungselementes abgehalten werden kann. Auch daß die äußerste Schicht keine Risse bekommt, verspricht ein gutes Betriebsverhalten.
In dem in der Erfindung verwendeten Polyurethanharz kann der Bestandteil, der von dem Olefinpolyol stammt, bevorzugt in einem Anteil von 10 bis 60 Gewichts-% vorhanden sein, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyurethanharzes. Wenn er innerhalb dieses Bereiches enthalten ist, kann sich ein besonders gutes Reinigungsverhalten für den Übertragungsresttoner einstellen.
Wenn der Bestandteil, der von dem Olefinpolyol stammt, in einem Anteil von kleiner 10 Gewichts-% vorliegt, kann während der Übertragung nur unter Schwierigkeiten eine bemerkenswerte Wirkung bei der Verhinderung der Tonerstreuung erhalten werden. Wenn er andererseits in einem Gehalt von größer 60 Gewichts-% vorliegt, tritt die Tendenz auf, daß sich die sekundäre Übertragungswirksamkeit verringert und der Über tragungsresttoner zunimmt, so daß die Tendenz auftritt, daß sich das Reinigungsverhalten verschlechtert.
Das bevorzugt in der Erfindung verwendete Olefinpolyol schließt Polybutadienpolyole mit Hydroxylgruppen an den Enden der Homopolymere von Butadien oder der Copolymere von Butadien mit Acrylonitril oder Styrol und Polyisoprenpolyole mit ähnlichen Gruppen ein. Die Polymerisationsreaktion für das Polyurethanharz wird üblicherweise in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt, bevorzugt unter Verwendung von Olefinpolyolen, in denen alle oder ein Teil der ungesättigten Bindungen in ihren Molekülen in einem Ausmaß hydriert sind, daß sie im Lösungsmittel löslich sind. Die so durchgeführte Hydrierung macht die Oberflächenschicht widerstandsfähiger gegenüber einer durch Ozon verursachten Verschlechterung und führt insbesondere dazu, daß kaum eine ungleichmäßige Dichte auftritt. In der Erfindung ist es bevorzugt, daß mindestens die Hälfte der ungesättigten Bindungen hydriert worden sind.
Das in der Erfindung verwendete Polyurethanharz kann unter Verwendung von mindestens einem anderen Polyolbestandteil als dem Olefinpolyol synthetisiert werden.
Solch ein anderer Polyolbestandteil als das Olefinpolyol kann verschiedene Polyetherpolyole und Polyetherpolyole einschließen, die üblicherweise bei der Herstellung von Urethanharzen verwendet werden.
Die Polyetherpolyole sind Produkte, die durch eine Additionspolymerisation von mindestens einem Alkylenoxid, wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid oder Tetrahydrofuran, mit Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen erhalten werden. Die Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen können z. B. mehrwertige Alkohole, Amine, Alkanolamine und mehrwertige Phenole einschließen. Die mehrwertigen Alkohole können Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Diethylenglykol, Glycerol, Hexantriol, Trimethylolpropan und Pentaerythritol; Amine, Ethylendiamin und Hexamethylen diamin; Alkanolamine, Ethanolamin und Propanolamin; und mehrwertige Phenole, Resorcin und Bisphenole einschließen.
Beispielhaft für die Polyesterpolyole können Kondensations-Polyesterpolyole, wie Kondensationsprodukte von mehrwertigen Alkoholen mit mehrwertigen Carbonsäuren oder von Hydroxycarbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen, Polyesterpolyole vom Lacton-Typ, die Polymere von Lactonen sind, und Polycarbonatpolyole genannt werden.
Die in diesen Verbindungen verwendeten mehrwertigen Alkohole können die zuvor in Bezug auf die Polyetherpolyole beispielhaft veranschaulichten Verbindungen einschließen, und die mehrwertigen Carbonsäuren können z. B. Adipinsäure, Glutarsäure, Azelainsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Dimersäure und Pyromellithsäure einschließen. Kastoröl und ein Reaktionsprodukt von Kastoröl mit Ethylenglykol oder Propylenglykol sind ebenfalls als Kondensationsprodukte von Hydroxycarbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen nützlich.
Die Polymere von Lacton beziehen sich auf Verbindungen, die durch eine Ringöffnungspolymerisation von Propiolacton, Caprolacton, Valerolacton und ähnliches in Gegenwart eines geeigneten Polymerisationsinitiators erhalten wurden.
Die Polycarbonatpolyole beziehen sich auf Verbindungen von Glykolen, wie 1,6-Hexandiol mit Phosgen oder Ethylencarbonat.
Unter diesen Polyolen sind Polyesterpolyole bevorzugt, und Polycarbonatpoylole sind, da eine geringe Reibung leicht zu realisieren ist, besonders bevorzugt.
Jedes dieser Polyole, einschließlich der Olefinpolyole, kann bevorzugt ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 100 bis 10.000 und bevorzugter von 700 bis 7.000 aufweisen.
Die Polyisocyanatverbindung, die verwendet wird, um das Polyurethanharz herzustellen, das in der Erfindung verwendet wird, kann durch verschiedene Verbindungen, die üblicherweise bei der Herstellung von Polyurethanharzen verwendet werden, beispielhaft veranschaulicht werden. Die nachstehenden Verbindungen seien namentlich genannt: Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (HDI), Dodecamethylendiisocyanat, 1,6,11-Undecantriisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexandiisocyanat, Lysindiisocyanat, 2,6-Diisocyanatmethylcaproat, Bis(2-isocyanatoethyl)fumarat, Bis(2-isocyanatoethyl)carbonat und 2-Isocyanatoethyl-2,6-diisocyanathexanoat; Isophorondiisocyanat (IPDI), Dicyclohexylmethandiisocyanat (hydriertes MDI), Cyclohexylendiisocyanat, Methylcyclohexylendiisocyanat (hydriertes TDI) und Bis(2-isocyanatoethyl)-4-cyclohexen-1,2-dicarboxylat; Xylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat und Diethylbenzendiisocyanat; wassermodifizierte Produkte von HDI und trimerisierte Produkte von IPDI; Tolylendiisocyanat (TDI), rohes TDI, Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Polyphenylmethanpolyisocyanat (rohes MDI), modifiziertes MDI (z. B. carbodiimid-modifiziertes MDI) und Naphthylendiisocyanat.
Jede dieser Polyisocyanatverbindungen kann alleine oder in Kombination verwendet werden.
Das in der Erfindung verwendete Polyurethanharz kann dadurch erhalten werden, daß es einer Prepolymer-Zusammensetzung ermöglicht wird, mit einem Kettenverlängerer oder einem Vernetzungsmittel, gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators, zu reagieren.
Der Kettenverlängerer oder das Vernetzungsmittel kann mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglykol, 1,4-Butandiol, Trimethylolpropan, Glycerol und Hydrochinondiethylolether; und/oder mehrwertige Amine, einschließlich von aromatischen Diaminen, wie Ethylendiamin und Hexamethylendiamin, alicyclische Diamine, wie Isophorondiamin und 4,4'-Dicyclohexylmethandiamin, aromatische Diamine, wie 4,4'-Diaminodiphenylmethan, aromatische aliphatische Diamine, wie Xyloldiamin, Alkanoldiamine, wie Ethanolethylendiamin, Hydrazin und Hydrazide, wie Adipinsäuredihydrazid, einschließen.
Als der wahlweise in der Erfindung zu verwendende Katalysator können Aminkatalysatoren und organische Metallkatalysatoren verwendet werden. Darunter sind, als Beispiele für die ersteren, Triethylendiamin und Morpholin bevorzugt. Als Beispiele für die letzteren sind Dibutylzinndilaurat, Zinnoctylat und Zinn(II)octoat bevorzugt. Jeder davon kann in einer Mischung aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Die Polymerisationsreaktion wird üblicherweise in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt. Das Lösungsmittel kann Ketone, wie Aceton, Cyclohexanon, Methylethylketon und Methylisobutylketon, Ester, wie Ethylacetat und Butylacetat, Ether, wie Tetrahydrofuran, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol, Alkohole, wie Methanol, Ethanol und Isopropylalkohol, mehrwertige Alkoholderivate, wie Ethylenglykolmonomethylether und Ethylenglykolmonoethylether, stickstoffhaltige Verbindungen, wie N,N-Dimethylformamid und N-Methylpyrrolidon, Sulfoxide, wie Dimethylsulfoxid, und gemischte Lösungsmittel aus zwei oder mehreren davon einschließen.
Für die Herstellung des Polyurethanharzes gibt es keine besonderen Einschränkungen. Beispielsweise können die Bestandteile schrittweise umgesetzt werden, oder sie können auf einmal umgesetzt werden. Jedes übliche Herstellungsverfahren kann angewandt werden.
Die Umsetzung kann auch bei einer Reaktionstemperatur von ungefähr 50°C bis ungefähr 120°C und unter Normaldruck durchgeführt werden.
Dem in der Erfindung verwendeten Polyurethanharz können des Weiteren Additive, die üblicherweise zu feuchtigkeits-härtbaren Zusammensetzungen gegeben werden, hinzugefügt werden, solange die bemerkenswerten Vorteile der Erfindung erreicht werden können; wobei die Additive beispielhaft durch Füllstoffe, Weichmacher, Farbstoffe, Härtungsbeschleuniger, Härtungsverzögerer, Antiablaufmittel und Antioxidationsmittel veranschaulicht werden.
Um die Schlüpfrigkeit der Oberfläche des Zwischenübertragungselementes und sein Übertragungsverhalten zu verbessern, kann gegebenenfalls ein Schmiermittel in die Oberflächenschicht gegeben werden, solange es das Verhalten, das der Erfindung zugeschrieben wird, nicht beeinträchtigt. Für das Schmiermittel gibt es keine besonderen Einschränkungen, solange es die Schlüpfrigkeit verbessert. Beispielsweise können die nachstehenden Verbindungen verwendet werden.
Pulver von Fluorverbindungen, die Fluorkautschuke, Fluorelastomere, Kohlenstofffluoride, die Graphit kombiniert mit Fluor umfassen, und Harze, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE) und Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymere (PFA) einschließen; Pulver vom Silicon-Typ, wie Silikonharze, Silikonkautschuke und Silikonelastomere; Pulver von Silikonkautschuken und Silikonelastomeren; Pulver von Harzen, wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Acrylharze, Nylonharze, Phenolharze und Epoxidharze, und Verbindungen oder Mischungen von jedem davon; Kornkohle, wie kugelförmiger Graphit; und anorganische Pulver, wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Magnesiumoxid, Zinnoxid und Eisenoxid. Jedes davon kann alleine oder als Mischung aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Was die die Gestalt und den Durchmesser der Teilchen angeht, so gibt es keine besonderen Einschränkungen, und Teilchen in Form von Kugeln, Fasern und Plättchen oder amorphe Teilchen können verwendet werden, solange die Schmierfähigkeit erreicht werden kann. Was den Teilchendurchmesser angeht, so kann er unter Berücksichtigung des Dispersionsvermögens und der Oberflächeneigenschaften bevorzugt in einem Bereich von 0,02 μm bis 50 μm liegen, wobei er jedoch nicht darauf beschränkt ist. Diese Pulver können gegebenenfalls Oberflächen-behandelt werden, solange die Schmierfähigkeit nicht zerstört wird. Ein Dispersionsmittel kann ebenfalls verwendet werden, solange die verschiedenen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
In die in der Erfindung verwendeten Oberflächenschicht kann mindestens ein anderes Harz als das Polyurethanharz eingemischt werden, solange die ausgeprägten Vorteile der Erfindung erreicht werden können.
Kautschuke, Elastomere oder Harze können als Bindemittel in der Trägerschicht und der Oberflächenschicht des in der Erfindung verwendeten Zwischenübertragungselementes eingesetzt werden. Als die Kautschuke und Elastomere können zum Beispiel eine oder zwei Arten verwendet werden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus natürlichem Kautschuk, Isoprenkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadienkautschuk, Butylkautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Copolymeren, Chloroprenkautschuk, chlorsulfoniertem Polyethylen, chloriertem Polyethylen, Acrylonitril-Butadien-Kautschuk, Urethankautschuk, syndiotaktischem 1,2-Polybutadien, Epichlorhydrinkautschuk, Acrylkautschuken, Silikonkautschuken, Fluorkautschuken, Polysulfidkautschuken, Polynorbornenkautschuk, hydriertem Nitrilkautschuk und thermoplastischen Elastomeren (z. B. vom Polystyrol-Typ, Polyolefin-Typ, Polyvinylchlorid-Typ, Polyurethan-Typ, Polyamid-Typ, Polyester-Typ und Fluorharz-Typ), wobei sie jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt sind.
Als die Harze können eine oder zwei oder mehrere Arten verwendet werden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Styrolharzen (Homopolymere oder Copolymere, die Styrol oder Styrolderivate enthalten), wie Polystyrol, Chlorpolystyrol, Poly-α-methylstyrol, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Vinylchlorid-Copolymer, Styrol-Vinylacetat-Copolymer, Styrol-Maleinsäure-Copolymer, Styrol-Acrylat-Copolymeren (z. B. Styrol-Methylacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylacrylat-Copolymer, Styrol-Butylacrylat-Copolymer, Styrol-Octylacrylat-Copolymer und Styrol-Phenylacrylat-Copolymer), Styrol-Methacrylat-Copolymeren (z. B. Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymer und Styrol-Phenylmethacrylat-Copolymer), Styrol-Methyl-α-chloracrylat-Copolymer und Styrol-Acrylonitril-Acrylat-Copolymeren; Methylmethacrylatharz, Butylmethacrylatharz, Ethylacrylatharz, Butylacrylatharz, modifizierten Harzen (z. B. silikon-modifizierte Harze, vinylchloridharz-modifizierte Acrylharze und Acryl-Urethan-Harze), Vinylchloridharz, Styrol-Vinylacetat-Copolymer, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, colophonium-modifizierten Maleinsäureharzen, Phenolharzen, Epoxidharzen, Polyesterharzen, Polyesterpolyurethanharzen, Polyethylen, Polypropylen, Polybutadien, Polyvinylidenchlorid, Ionomerharzen, Polyurethanharzen, Silikonharzen, Fluorharzen, Ketonharzen, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, Xylolharzen, Polyvinylbutyralharzen, Polyamidharzen und modifizierten Polyphenylenoxidharzen, wobei sie jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt sind.
Ein leitfähiges Material kann zugegeben werden, um den Wert des Widerstandes des Zwischenübertragungselementes, das in der Erfindung verwendet wird, einzustellen. Für das leitfähige Material gibt es keine besonderen Einschränkungen und es können beispielsweise ein oder zwei oder mehrere Arten verwendet werden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus den nachstehenden Verbindungen besteht: Ruß, Pulver von Metallen, wie Aluminium und Nickel, Metalloxiden, wie Titanoxid, und leitfähigen polymeren Verbindungen, wie Polymethylmethacrylat, Polyvinylanilin, Polyvinylpyrrol, Polydiacetylen, Polyethylenimin, die ein quartäres Ammoniumsalz enthalten, borhaltigen Polymerverbindungen und Polypyrrol, wobei das Material nicht auf diese leitfähigen Materialien beschränkt ist.
Verschiedene Additive können unter geeigneter Anwendung eines bekannten Verfahrens in die Bindemittel, wie die vorstehenden verschiedenen Harze, Elastomere oder Kautschuke, eingemischt und dispergiert werden. Wenn es sich bei den Bindemittelbestandteilen um Kautschuke oder Elastomere handelt, können Apparaturen, wie Walzenmühlen, Kneter und Banbury-Mischer angewendet werden. Wenn die Bestandteile flüssig sind, können Kugelmühlen, Perlmühlen, Homogenisatoren, Farbschüttelmaschinen, Nanomischer oder ähnliche Apparaturen angewendet werden, um eine Dispersion durchzuführen.
Die Oberflächenschicht kann durch Aufbringen eines Beschichtungsmaterials, z. B. durch Tauchauftrag, Walzenauftrag, Spritzdüsenauftrag oder Bürstenauftrag, oder durch Befestigen eines Harzfilm auf der Trägerschicht des Zwischenübertragungselementes bereitgestellt werden, wobei das Verfahren jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Wenn beispielsweise ein Beschichtungsmaterial für die Oberflächenschicht des Zwischenübertragungselementes aufgebracht wird, kann es bevorzugt in einer Beschichtungsatmosphäre mit einer Feuchtigkeit von 40% RF bis 60% RF aufgebracht werden. Wenn die Feuchtigkeit weniger als 40% RF beträgt, kann das Beschichtungsmaterial so rasch trocknen, daß die Tendenz auftritt, daß ein Unterschied in der Trocknungsgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche und dem Inneren auftritt, was in einigen Fällen unabhängig von der Oberflächenrauigkeit der Trägerschicht zu einer sehr schlechten Oberflächenrauigkeit der Oberflächenschicht führt. Wenn die Feuchtigkeit mehr als 60% RF beträgt, kann das Beschichtungsmaterial in Abhängigkeit von der Art des Lösungsmittels Feuchtigkeit während des Beschichtens und Trocknens absorbieren, was es in einigen Fällen unmöglich macht, glatte Beschichtungsflächen zu erzeugen.
Bei der auf der Trägerschicht in dem Zwischenübertragungselement aufgebrachten Oberflächenschicht kann es sich um eine Einzelschicht handeln oder sie kann gegebenenfalls aus zwei oder mehreren Schichten bestehen.
Das in der Erfindung verwendete Zwischenübertragungselement kann in Form einer Walze oder einer Trommel (2; Zwischenübertragungsband), die auf einem zylindrischen leitfähigen Träger eine Grund- bzw. Trägerschicht aufweist, die mindestens Kautschuk, ein Elastomer oder ein Harz enthält, und die eine Oberflächenschicht auf der Trägerschicht aufweist, oder in Form eines Bandes (3; Zwischenübertragungsband) mit einer Oberflächenschicht auf der Trägerschicht vorliegen. Verschiedene Ausführungsformen können entsprechend dem Zweck und den Bedürfnissen ausgewählt werden.
In den 2 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 18 die Zwischenübertragungswalze bzw. -trommel; und das Bezugszeichen 20 bezeichnet das Zwischenübertragungsband. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet den zylindrischen leitenden Träger; das Bezugszeichen 21 die Trägerschicht; und das Bezugszeichen 22 die Oberflächenschicht.
Wenn das in der Erfindung verwendete Zwischenübertragungselement die Zwischenübertragungstrommel ist, kann der leitfähige zylindrische Träger aus einem Metall oder einer Legierung, wie Aluminium, Eisen, Kupfer oder rostfreiem Stahl, oder einem leitfähigen Harz mit darin dispergiertem Kohlenstoff oder darin dispergierten Metallteilchen gefertigt sein. Er kann die Form des vorstehend beschriebenen Zylinders, eines Zylinders mit einer durch seinen Mittelpunkt laufenden Welle oder eines Zylinders aufweisen, dessen Inneres verstärkt worden ist.
Die in der Erfindung verwendete Zwischenübertragungstrommel kann z. B. auf die nachstehende Weise hergestellt werden. Zuerst wird eine Metallwalze als der zylindrische leitende Träger vorbereitet. Der Kautschuk, das Elastomer oder das Harz wird durch Schmelzextrusion oder Spritzguß geformt oder mittels Tauchauftrags oder Sprühbeschichtung zu einer Schicht ausgebildet, um die Trägerschicht zur Verfügung zu stellen. Anschließend werden die Materialien für die Oberflächenschicht durch Schmelzextrusion oder Spritzguß geformt oder mittels Tauchauftrags oder Sprühbeschichtung zu einer Schicht ausgebildet, um die Oberflächenschicht zur Verfügung zu stellen.
Wenn das in der Erfindung verwendete Zwischenübertragungselement ein Zwischenübertragungsband ist, kann das Zwischenübertragungsband eine Kernmaterialschicht aufweisen, wodurch die mechanische Festigkeit des Zwischenübertragungsbandes verbessert werden kann und jedes durch eine bleibende Dehnung (elongation set) verursachte fehlerhafte Bild auf perfekte Weise verhindert werden kann.
Als Materialien, die die Kernmaterialschicht bilden, können eine oder mehrere Arten verwendet werden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus natürliche Fasern, wie Baumwolle, Seide, Leinen und Wolle, Chitinfaser, Alginatfaser, regenerierten Fasern, wie regenerierte Cellulosefaser, halbsynthetischen Fasern, wie Acetatfaser, synthetischen Fasern, wie Polyesterfaser, Nylonfaser, Acrylfaser, Polyolefinfaser, Polyvinylalkoholfaser, Polyvinylchloridfaser, Polyvinylidenchloridfaser, Polyurethanfaser, Polyalkylparaoxybenzoatfaser, Polyacetalfaser, Aramidfaser, Polyfluorethylenfaser und Phenolfaser, anorganischen Fasern, wie Kohlenstoff-Faser, Glasfaser und Borfaser, und Metallfasern, wie Eisenfaser und Kupferfaser, besteht, wobei die Materialien jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt sind.
Spezielle Beispiele für die Form der Kernmaterialschicht schließen Gewebe bzw. Stoff, Vlies oder Folie ein, wie durch das Bezugszeichen 23 in den 4 bis 6 gezeigt ist. D. h. bei der Kernmaterialschicht handelt es sich nicht notwendigerweise um eine kontinuierliche Schicht ohne Lücken. Vom Standpunkt der Einfachheit der Herstellung und der Produktionskosten kann die Kernmaterialschicht bevorzugt in Fadenform oder in Stoffform vorliegen, wie in 4 bzw. 5 gezeigt ist. Das Bezugszeichen 24 bezeichnet eine Überzugsschicht.
Das Garn bzw. der Faden kann aus einem einzelnen Filament oder mehreren miteinander verdrillten Filamenten bestehen, wobei letzterer aus einem verdrillten Faden aus Einzelgarn, Mehrfachgarn (ply yarn), 2-Mehrfachgarn (2-ply yarn) und ähnlichem bestehen kann. Es kann sich auch um Halbwollgarn handeln, das z. B. mit irgendwelchen anderen Fasern, die aus den in der vorstehenden Gruppe von Materialien angegebenen Materialien gefertigt sind, vermischt wurde. Der Faden kann gegebenenfalls einer geeigneten Leitfähigkeitsbehandlung unterzogen werden.
Was den Stoff angeht, so kann gleichfalls jede Art von Stoff verwendet werden, wie sie beispielhaft durch Maschenware veranschaulicht wird, und es kann natürlich auch ein Mischgewebe verwendet werden. Der Stoff kann gegebenenfalls zum Zwecke seiner Verwendung einer geeigneten Leitfähigkeitsbehandlung unterzogen werden.
Für die Herstellung der Trägerschicht mit der Kernmaterialschicht gibt es keine besonderen Einschränkungen, und es seien die nachstehenden Verfahren als Beispiele angegeben: ein Verfahren, in dem ein Stoff, der zu einem Zylinder verarbeitet wurde, auf eine Form oder ähnlichem gegeben und eine Deckschicht darauf aufgebracht wird, ein Verfahren, in dem ein Stoff, der zu einem Zylinder verarbeitet wurde, in Kautschuk oder ähnlichem eingetaucht und eine Deckschicht oder Schichten auf eine Seite oder beide Seiten der Kernmaterialschicht aufgebracht wird/werden, ein Verfahren, in dem ein Faden mit einem gewünschten Wicklungsabstand um eine Form oder ähnlichem gewickelt und eine Deckschicht darauf aufgebracht wird, und ein Verfahren, in dem eine Deckschicht auf eine Form oder ähnlichem aufgebracht, eine Kernmaterialschicht darauf aufgebracht und des Weiteren eine weitere Deckschicht darauf aufgebracht wird, d. h, die Kernmaterialschicht wird zwischen Deckschichten bereitgestellt. Die hier verwendete Deckschicht bezieht sich auf den Bereich des Trägerschichtmaterials, ausgenommen die Kernmaterialschicht, des erfindungsgemäßen Zwischenübertragungsbandes. Somit wird der gesamte Aufbau aus der Deckschicht und der Kernmaterialschicht als die Trägerschicht angesehen.
Wie vorstehend dargelegt, besteht der Zweck der Bereitstellung der Kernmaterialschicht in dem Zwischenübertragungsband, das in dem Bilderzeugungsgerät der Erfindung verwendet wird, in der Verstärkung des Zwischenübertragungsbandes. Dementsprechend kann die Kernmaterialschicht jede Dicke aufweisen, aber bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 10 μm bis 500 μm. Wenn die Kernmaterialschicht eine Dicke von kleiner 10 μm aufweist, tritt die Tendenz auf, daß die Schicht weniger wirkungsvoll verstärkt wird. Wenn sie eine Dicke von größer 500 μm aufweist, kann die Kernmaterialschicht so überaus starr bzw. unelastisch sein, daß die Tendenz auftritt, daß es schwierig wird, das Zwischenübertragungsband glatt anzutreiben.
In dem Fall, in dem es sich bei der Kernmaterialschicht um einen Stoff oder ein Faservlies handelt, bezieht sich die Dicke der Kernmaterialschicht in der Erfindung auf den Wert, der erhalten wird, wenn der Stoff und das Faservlies, die noch nicht zu dem Zwischenübertragungselement verarbeitet wurden, unter Verwendung einer Vorrichtung TH-102 zur Messung der Dicke (von Tester Sangyo K. K. hergestellt) gemessen wird.
In dem Fall, in dem die Kernmaterialschicht in Form eines Fadens vorliegt, wird die Dicke oder der Durchmesser des Fadens als die Dicke der Kernmaterialschicht angesehen. Die Dicke des Fadendurchmessers ist der Wert, der erhalten wird, wenn der Faden, der noch nicht zu dem Zwischenübertragungselement verarbeitet wurde, unter Verwendung der vorstehenden Vorrichtung zur Messung der Dicke gemessen wird.
In dem Fall, in dem die Kernmaterialschicht in Form einer Folie vorliegt, wird der Wert, der erhalten wird, wenn die Dicke des Folie unter Verwendung der vorstehenden Vorrichtung zur Messung der Dicke gemessen wird, als die Dicke der Kernmaterialschicht angesehen. Wenn sie jedoch nicht unter Verwendung der Vorrichtung zur Messung der Dicke gemessen werden kann, wird das Zwischenübertragungsband in Richtung seiner Dicke zerschnitten, um den Querschnitt mikroskopisch zu untersuchen, und der erhaltene Wert wird als die Dicke der Kernmaterialschicht angesehen.
In dem Fall, in dem die Kernmaterialschicht in einer anderen Form als eine der vorstehenden Formen vorliegt, wird das Zwischenübertragungselement in Richtung seiner Dicke zerschnitten, um den Querschnitt mikroskopisch zu untersuchen, und der erhaltene Wert wird als die Dicke der Kernmaterialschicht angesehen.
Das Zwischenübertragungselement kann bevorzugt eine Wand- oder Schichtdicke aufweisen, die sowohl im Fall der Zwischenübertragungstrommel als auch im Fall des Zwischenübertragungsbandes so klein wie möglich ist, solange die mechanische Festigkeit und die Biegsamkeit der Zwischenübertragungstrommel sich nicht verschlechtern oder solange das Zwischenübertragungsband glatt angetrieben werden kann und sich auch die mechanische Festigkeit und Biegsamkeit des Zwischenübertragungsbandes nicht verschlechtern. Genauer gesagt kann es bevorzugt eine Dicke von 0,1 mm bis 8 mm aufweisen.
Die Trägerschicht kann bevorzugt eine Dicke von 100 μm bis 7.000 μm aufweisen.
Die Oberflächenschicht kann bevorzugt eine Dicke aufweisen, die klein genug ist, damit sich die Biegsamkeit der darunterliegenden Trägerschicht nicht verschlechtert, und genauer gesagt kann sie bevorzugt eine Dicke von 1 μm bis 1.000 μm aufweisen.
Die Trägerschicht kann bevorzugt einen Widerstand von 1 × 10⁴ Ω bis 1 × 10⁹ Ω aufweisen, und das Zwischenübertragungselement kann bevorzugt einen Widerstand von 1 × 10⁷ Ω bis 1 × 10¹² Ω aufweisen.
Insbesondere kann das Zwischenübertragungselement in der Erfindung bevorzugt einen Widerstand vom mindestens 100fachen des Widerstandes der Trägerschicht aufweisen. Solch ein Aufbau ermöglicht selbst in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit eine wirkungsvolle Verhinderung einer Tonerstreuung.
Der Widerstand sowohl des Zwischenübertragungselementes als auch der Trägerschicht in der Erfindung wird unter den nachstehenden Bedingungen gemessen.

– Messung des Widerstandes des Zwischenübertragungselementes:
(1) Im Falle der Zwischenübertragungstrommel werden, wie in 7 gezeigt, die Zwischenübertragungstrommel (18) und eine Metallwalze 202 (Durchmesser: 30 mm bis 40 mm) mit einem linearen Druck von 40 g/cm auf solch eine Weise miteinander in Kontakt gebracht, daß die Achsen beider parallel verlaufen, und es werden eine Gleichspannungsquelle, ein Widerstand mit einem geeigneten Widerstandswert und ein Kompensationsmessgerät (potentiometer) angeschlossen.
(2) Die Metallwalze wird angetrieben und die Umfangsgeschwindigkeit der Zwischenübertragungstrommel, die der Metallwalze folgt, wird so eingestellt, daß sie 100 mm/Sekunde bis 120 mm/Sekunde beträgt.
(3) Im Falle des Zwischenübertragungsbandes wird, wie in 8 gezeigt, das Zwischenübertragungsband (20) so gestreckt, daß es zwischen den beiden Metallwalzen 202 und 203 gehalten wird, und es werden eine Gleichspannungsquelle, ein Widerstand mit einem geeigneten Widerstandswert und ein Kompensationsmessgerät angeschlossen.
(4) Das Zwischenübertragungsband wird mittels einer Antriebswalze angetrieben und die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Zwischenübertragungsbandes wird so eingestellt, daß sie 100 mm/Sekunde bis 120 mm/Sekunde beträgt.
(5) In jedem Fall wird eine Spannung (+1 kV) aus der Gleichspannungsquelle an den Stromkreis angelegt, und der Potentialunterschied Vr an beiden Enden des Widerstandes wird auf dem Kompensationsmessgerät abgelesen. Bei der Messung wird die Atmosphäre auf eine Temperatur von 23 ± 5°C und eine Feuchtigkeit von 50 ± 10% RF eingestellt.
(6) Der Stromwert I des durch den Stromkreis fließenden Stromes wird aus der resultierenden Potentialdifferenz Vr ermittelt.
(7) Widerstand des Zwischenübertragungselementes = Angelegte Spannung (+1 kV)/Stromwert I

In den 7 und 8 bezeichnet das Bezugszeichen 200 die Antriebswalze; das Bezugszeichen 201 eine Metallwalze; das Bezugszeichen 204 die Spannungsquelle; das Bezugszeichen 205 den Widerstand; und das Bezugszeichen 206 das Kompensationsmessgerät.
Der Widerstand der Trägerschicht wird auf die gleiche Weise wie vorstehend gemessen, wobei aber ein Zwischenübertragungselement, das nicht mit der Oberflächenschicht versehen wurde, oder ein Zwischenübertragungselement, von dem die Oberflächen schicht mit einem geeigneten Lösungsmittel abgelöst wurde, verwendet wird. Eine Gleichspannung von +100 V wird angelegt.
Der Aufbau eines erfindungsgemäßes Gerätes zur Farbbilderzeugung, das ein elektrofotografisches Verfahren nutzt, ist in 1 schematisch gezeigt.
Bezugszeichen 1 bezeichnet ein trommelförmiges elektrofotografisches lichtempfindliches Element (nachstehend als "lichtempfindliche Trommel" bezeichnet), das als das erste Bildträgerelement dient und in Richtung des Pfeiles mit vorgegebener Umfangsgeschwindigkeit (Betriebsgeschwindigkeit) gedreht wird.
Die lichtempfindliche Trommel 1 wird im Laufe ihrer Drehung mittels einer primären Aufladeeinheit 2 gleichmäßig auf eine vorgegebene Polarität und ein vorgegebenes Potential elektrostatisch aufgeladen und anschließend mit Licht 3 bestrahlt, das von einer Einrichtung 3 für eine bildweise Belichtung ausgesendet wird (nicht gezeigt; ein optisches Belichtungssystem für die Farbtrennung/Bilderzeugung der Originalfarbbilder, oder ein Abtast/Belichtungssystem, das einen Laserscanner verwendet, der Laserstrahlen aussendet, die in Übereinstimmung mit zeitlich aufeinanderfolgenden elektrischen Pixelsignalen der Bildinformation moduliert wurden). Auf diese Weise wird ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt, das dem Bild eines ersten Farbbestandteiles (z. B. Bild des gelben Farbbestandteils) des gewünschten Farbbildes entspricht.
Anschließend wird das latente elektrostatische Bild mittels einer ersten Entwicklungseinheit (Gelb-Entwicklungseinheit 41) mit dem Toner Y der ersten Farbe Gelb entwickelt. Im Laufe dieser Entwicklung werden die zweite bis vierte Entwicklungseinheit (Entwicklungseinheit 42 für die Farbe Magenta, Entwicklungseinheit 43 für die Farbe Cyan und Entwicklungseinheit 44 für die Farbe Schwarz) nicht in Betrieb gesetzt und wirken nicht auf die lichtempfindliche Trommel 1 ein. Somit werden die Tonerbilder der ersten Farbe Gelb nicht durch die zweite bis vierte Entwicklungseinheit beeinflußt.
Das Zwischenübertragungselement 20 wird unter Drehen in Richtung des Pfeiles mit vorgegebener Umfangsgeschwindigkeit angetrieben.
Im Laufe des Durchschreitens des Spaltes zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und dem Zwischenübertragungselement 20, werden die auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugten und festgehaltenen Tonerbilder der ersten Farbe Gelb unter Zuhilfenahme eines elektrischen Feldes, das durch eine primäre Übertragungsvorspannung erzeugt wird, die von einer primären Übertragungswalze 62 an das Zwischenübertragungselement 20 angelegt wurde, nacheinander auf die Außenfläche des Zwischenübertragungselementes 20 (primäre Übertragung) übertragen.
Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1, auf der die Übertragung der Tonerbilder der ersten Farbe Gelb beendet worden ist, wird mittels einer Reinigungseinheit 13 gereinigt.
Anschließend werden die Tonerbilder der zweiten Farbe Magenta, die Tonerbilder der dritten Farbe Cyan und die Tonerbilder der vierten Farbe Schwarz nacheinander überlagert und auf das Zwischenübertragungselement 20 übertragen, wodurch das gewünschte vollfarbige Tonerbild erzeugt wird.
Das Bezugszeichen 63 bezeichnet eine zweite Übertragungswalze, die so angeordnet ist, daß sie axial parallel zu einer zweiten gegenläufigen Übertragungswalze 64 gehalten wird und einen bestimmten Abstand von der Bodenfläche des Zwischenübertragungselementes 20 wegbewegt werden kann.
Die primäre Übertragungsvorspannung für das aufeinanderfolgende Überlagern und Übertragen der Tonerbilder der ersten bis vierten Farbe von der lichtempfindlichen Trommel 1 auf das Zwischenübertragungselement 20 weist eine Polarität auf, die zu der der Toner entgegengesetzt ist, und stammt aus einer Vorspannungsquelle 29. Die angelegte Spannung liegt beispielsweise in einem Bereich von +100 bis +2 kV.
Im Laufe der primären Übertragung werden die zweite Übertragungswalze 63 und die Aufladeeinheit 7 zum Reinigen von dem Zwischenübertragungselement 20 ferngehalten.
Das auf dem Zwischenübertragungselement 20 erzeugte vollfarbige Tonerbild wird auf die nachstehende Weise auf das zweite Bildträgerelement, das Übertragungsmaterial P, übertragen: Die zweite Übertragungswalze 63 wird in Kontakt mit dem Zwischenübertragungselement 20 gebracht und das Übertragungsmaterial P wird mittels einer Papierzuführwalze 11 dem Kontaktspalt zwischen dem Zwischenübertragungselement 20 und der zweiten Übertragungswalze 63 im vorgegebenen Zeittakt zugeführt, wobei die sekundäre Übertragungsvorspannung von der Vorspannungsquelle 28 aus an die zweite Übertragungswalze 63 angelegt wird. Das Übertragungsmaterial P, auf das das vollfarbige Tonerbild übertragen worden ist, wird in eine Fixiereinheit 15 eingeführt, dort erwärmt und fixiert.
Nachdem die Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungsmaterial P beendet worden ist, wird die Aufladeeinheit 7 zur Reinigung in Kontakt mit dem Zwischenübertragungselement 20 gebracht, um eine Vorspannung mit einer Polarität anzulegen, die derjenigen der lichtempfindlichen Trommel 1 entgegengesetzt ist, so daß dem Toner, der nicht auf das Übertragungsmaterial P übertragen wurde und auf dem Zwischenübertragungselement 20 verblieb (der Übertragungsresttoner), Ladungen mit einer Polarität, die derjenigen der lichtempfindlichen Trommel entgegengesetzt ist, verliehen werden.
Der Übertragungsresttoner wird an dem Spalt zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und dem Zwischenübertragungselement 20 und in der Nähe davon elektrostatisch auf die lichtempfindliche Trommel 1 übertragen, so daß das Zwischenübertragungselement gereinigt wird.
BEISPIELE
Die Erfindung wird nachstehend detaillierter unter Angabe von Beispielen beschrieben.
Beispiel 1

Eine wie nachstehend gezeigt formulierte Kautschukverbindung, die zuvor in Gestalt eines Rohres extrudiert worden war, wurde auf eine zylindrische Form montiert, und Polyestergarn (Durchmesser: 100 μm), das mit einem Klebstoff oberflächenbeschichtet worden war, wurde spiralförmig mit einem Abstand von 0,7 mm darum gewunden. Eine wie nachstehend gezeigt formulierte Kautschukverbindung, die zuvor in Gestalt eines Rohres extrudiert worden war, wurde des Weiteren darauf aufgebracht, gefolgt von einer Vulkanisierung und einem Polieren, wodurch ein Kautschukband (die Trägerschicht) erhalten wurde, das eine Kernmaterialschicht mit einer Dicke von 0,73 mm als Zwischenschicht aufwies. Das so erhaltene Kautschukband wies einen Widerstand von 1,8 × 10⁶ Ω auf.

Kautschukzusammensetzung:	(bezogen auf das Gewicht)
NBR-Kautschuk	75 Teile
EPD-Kautschuk	25 Teile
Vulkanisationsmittel	4 Teile
Vulkanisationshilfsmittel	2 Teile
Vulkanisationsbeschleuniger	3 Teile
Leitfähiges Material (Ruß)	20 Teile
Dispersionsmittel	1 Teil
Weichmacher (Weichmacheröl vom Paraffin-Typ)	5 Teile

Anschließend wurde ein Beschichtungsmaterial mit der nachstehenden Formulierung hergestellt, das verwendet wurde, um eine Oberflächenschicht auf dem Kautschukband (der Trägerschicht) zu erzeugen. Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials

Polyurethanharzlösung (Feststoffgehalt: 20 Gewichts-%) Polyole: Polyolefinpolyol (mindestens 80% hydriertes Polybutadiendiol; Zahlenmittel des Molekulargewichts: 3.000) und Polycarbonatpolyol (Hexamethylencarbonatdiol) Polyisocyanat: Isophorondiisocyanat (IPDI) Kettenverlängerer: Isophorondiamin (IPDA) Lösungsmittel: Toluol/Isopropylalkohol (IPA) = 6/4 (Gewichtsverhältnis)	100 Teile
Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Harzteilchen	16 Teile
Dispersionsmittel	0,8 Teile
Methylethylketon	180 Teile
N-Methylpyrrolidon	60 Teile

Die Trägerschicht wurde mit dem vorstehenden Beschichtungsmaterial sprüh-beschichtet und die gebildete Beschichtung wurde bis sie sich trocken anfühlte getrocknet, gefolgt von einem einstündigen Erwärmen bei 140°C, um das verbliebene Lösungsmittel zu entfernen. Auf diese Weise wurde ein Zwischenübertragungsband mit einer 20 μm dicken Oberflächenschicht erhalten. In dem Polyurethanharz lag der Bestandteil, der von dem Olefinpolyol stammte, in einem Anteil von 43 Gewichts-% vor. Das so erhaltene Zwischenübertragungsband wies einen Widerstand von 5,2 × 10⁹ Ω auf.
Dieses Zwischenübertragungsband wurde in das in 1 gezeigte elektrofotografische Vollfarbengerät eingefügt und es wurden vollfarbige Bilder auf 5.000 Blatt 80 g/m²-Papier in einer Umgebung (N/N) mit einer Temperatur von 23°C und einer Feuchtigkeit von 60% RF und in einer Umgebung (H/H) mit einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 80% RF gedruckt. Die erzeugten Bilder wurden visuell beurteilt. Die Farbdrift wurde unter Verwendung eines 30 ×-Vergrößerungsglases begutachtet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
In dem vorliegenden Beispiel wurden Bilder unter den nachstehenden Hauptbedingungen erzeugt.
Farbentwickler (im allgemeinen vier Farben)
Nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler (Toner)
Primäre Übertragungsspannung: +500 V
Sekundärer elektrischer Übertragungsstrom: +10 μA
Betriebsgeschwindigkeit: 110 mm/Sek.
Die Bilder wurden gemäß den nachstehenden Kriterien beurteilt:
Tonerstreuung während der Übertragung

AA: Es war überhaupt keine Tonerstreuung zu sehen.
A: Eine ganz leichte Tonerstreuung war auf den Bildern als Flecken um die Zeilenbilder erkennbar, die jedoch für die praktische Verwendung kein Problem darstellte.
B: Eine Tonerstreuung war auf den Bildern als Flecken um die Zeilenbilder erkennbar.
C: Eine Tonerstreuung war in bemerkenswertem Ausmaß auf den Bildern als Flecken um die Zeilenbilder erkennbar.

Durch eine schlechte Übertragung verursachte leere Bereiche

AA: Es kam zu keiner Rißbildung in der äußersten Schicht des Zwischenübertragungselementes und es war überhaupt kein durch eine schlechte Übertragung verursachter leerer Bereich auf den Bildern feststellbar.
A: Es kam zu einer leichten Rißbildung in der äußersten Schicht des Zwischenübertragungselementes und es waren schwach teilweise leere Bereiche auf den Bildern zu erkennen, die durch eine schlechte Übertragung verursacht worden waren, wobei sie aber für die praktische Verwendung kein Problem darstellten.
B: Es kam zu einer leichten Rißbildung in der äußersten Schicht des Zwischenübertragungselementes über den gesamten Bereich, und es waren schwach leere Bereiche über den gesamten Bereich auf den Bildern zu erkennen, die durch eine schlechte Übertragung verursacht worden waren.
C: Es kam zu einer Rißbildung in der äußersten Schicht des Zwischenübertragungselementes über den gesamten Bereich, und es waren deutlich leere Bereiche über den gesamten Bereich auf den Bildern zu erkennen, die durch eine schlechte Übertragung verursacht worden waren.

Farbdrift

AA: Überhaupt nicht zu sehen.
A: Teilweise auf den Bildern schwach zu erkennen, aber kein Problem für die praktische Verwendung.
B: Etwas auf den Bildern davon zu erkennen.
C: Deutlich auf den Bildern zu erkennen.

Reinigungsverhalten

AA: Es waren überhaupt keine auf eine fehlerhafte Reinigung zurückzuführenden verunreinigten Bilder zu erkennen.
A: Es waren teilweise verunreinigte Bilder schwach zu erkennen, wobei sie aber für die praktische Verwendung kein Problem darstellten.
B: Verunreinigte Bilder waren über den gesamten Bereich zu erkennen.
C: Verunreinigte Bilder waren deutlich über den gesamten Bereich zu erkennen.

Ungleichmäßige Halbton-Dichte

AA: Überhaupt nicht zu erkennen.
A: War teilweise schwach auf den Bildern zu erkennen, wobei sie aber für die praktische Verwendung kein Problem darstellte.
B: War auf den Bildern über den gesamten Bereich zu erkennen.
C: War auf den Bildern über den gesamten Bereich deutlich zu erkennen.

Beispiel 2

Unter Verwendung einer Form wurde eine wie nachstehend gezeigt formulierte Kautschuk-Verbindung auf die Oberfläche einer aus Aluminium hergestellten Walze mit einem Durchmesser von 182 mm, einer Länge von 320 mm und einer Dicke von 3 mm spritzgepreßt. Auf diese Weise wurde eine Walze (A) mit einer Trägerschicht mit einer Dicke von 5 mm erhalten. Die so erhaltene Trägerschicht wies einen Widerstand von 1,3 × 106 Ω auf.

Kautschuk-Zusammensetzung:	(bezogen auf das Gewicht)
NBR-Kautschuk	36 Teile
Epichlorhydrin-Kautschuk	65 Teile
Vulkanisationsmittel	2 Teile
Vulkanisationshilfsmittel	2 Teile
Vulkanisationsbeschleuniger	3 Teile
Leitfähiges Material (Ruß)	10 Teile
Dispersionsmittel	1 Teile
Weichmacher (Weichmacheröl vom Paraffin-Typ)	3 Teile

Anschließend wurde unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, das so formuliert worden war, daß es die gleiche Zusammensetzung wie das in Beispiel 1 aufwies, die Walze (A) mit dem Beschichtungsmaterial sprüh-beschichtet, und die Beschichtung wurde bis sie sich trocken anfühlte getrocknet, gefolgt von einem 1stündigen Erwärmen bei 130°C, um das verbliebene Lösungsmittel zu entfernen. Auf diese Weise wurde eine Zwischenübertragungstrommel mit einer Oberflächenschicht mit einer Dicke von 15 μm erhalten. Die so erhaltene Zwischenübertragungstrommel wies einen Widerstand von 3,6 × 10⁹ Ω auf.
Vollfarbige Bilder wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auf 5.000 Blatt gedruckt, außer daß das elektrofotografische Gerät durch eines mit der Zwischenübertragungstrommel ersetzt worden war. Die Beurteilung erfolgte ebenfalls auf die gleiche Weise. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 3
Ein Trägerschicht-Kautschukband, das mit einer Kernmaterialschicht als Zwischenschicht versehen war, wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten.

Anschließend wurde unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, das so formuliert worden war, daß es gänzlich die gleiche Zusammensetzung wie das in Beispiel 1 aufwies, außer daß das darin verwendete Polyurethanharz des Beschichtungsmaterials so verändert worden war, daß es die nachstehende Zusammensetzung aufwies, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein Zwischenübertragungsband erhalten. In dem Polyurethanharz betrug der Anteil des Bestandteils, der von dem Olefinpolyol stammte, 35 Gewichts-%. Das so erhaltene Zwischenübertragungsband wies einen Widerstand von 2,3 × 10⁹ Ω auf.

– Polyurethanharzlösung (Feststoffgehalt: 20 Gew.-%) Polyole: Polyolefinpolyol (Polybutadiendiol; Zahlenmittel des Molekulargewichtes: 2.000) und Polycarbonatpolyol (Hexamethylencarbonatodiol) Polyisocyanat: IPDI Kettenverlängerer: IPDA Lösungsmittel: Toluol/IPA = 6/4 (Gewichtsverhältnis)

100 Teile

Vollfarbige Bilder wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auf 5.000 Blatt gedruckt. Die Beurteilung erfolgte ebenfalls auf die gleiche Weise. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 4
Ein Trägerschicht-Kautschukband, das mit einer Kernmaterialschicht als Zwischenschicht versehen war, wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
Anschließend wurde unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, das so formuliert worden war, daß es gänzlich die gleiche Zusammensetzung wie das in Beispiel 1 aufwies, außer daß das darin verwendete Polyurethanharz des Beschichtungsmaterials so verändert worden war, daß es die nachstehende Zusammensetzung aufwies, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein Zwischenübertragungsband erhalten.

In dem Polyurethanharz betrug der Anteil des Bestandteils, der von dem Olefinpolyol stammte, 50 Gewichts-%. Das so erhaltene Zwischenübertragungsband wies einen Widerstand von 1,8 × 10⁹ Ω auf.

– Polyurethanharzlösung (Feststoffgehalt: 20 Gew.-%) Polyol: Polyolefinpolyol (Polybutadiendiol; Zahlenmittel des Molekulargewichtes: 2.000) Polyisocyanat: IPDI Kettenverlängerer: Ethylenglykol Lösungsmittel: Toluol/N,N-Dimethylformamid (DMF) = 1/1 (Gewichtsverhältnis)

100 Teile

Vollfarbige Bilder wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auf 5.000 Blatt gedruckt. Eine Beurteilung erfolgte ebenfalls auf die gleiche Weise. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 5
Ein Trägerschicht-Kautschukband, das mit einer Kernmaterialschicht als Zwischenschicht versehen war, wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten.

Anschließend wurde unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, das so formuliert worden war, daß es gänzlich die gleiche Zusammensetzung wie das in Beispiel 1 aufwies, außer daß das darin verwendete Polyurethanharz des Beschichtungsmaterials so verändert worden war, daß es die nachstehende Zusammensetzung aufwies, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein Zwischenübertragungsband erhalten. In dem Polyurethanharz betrug der Anteil des Bestandteils, der von dem Olefinpolyol stammte, 65 Gewichts-%. Das so erhaltene Zwischenübertragungsband wies einen Widerstand von 7,3 × 10⁹ Ω auf.

100 Teile

Vollfarbige Bilder wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auf 5.000 Blatt gedruckt. Die Beurteilung erfolgte ebenfalls auf die gleiche Weise. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 6
Ein Trägerschicht-Kautschukband, das mit einer Kernmaterialschicht als Zwischenschicht versehen war, wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten.

Anschließend wurde unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, das so formuliert worden war, daß es gänzlich die gleiche Zusammensetzung wie das in Beispiel 1 aufwies, außer daß das darin verwendete Polyurethanharz des Beschichtungsmaterials so verändert worden war, daß es die nachstehende Zusammensetzung aufwies, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein Zwischenübertragungsband erhalten. In dem Polyurethanharz betrug der Anteil des Bestandteils, der von dem Olefinpolyol stammte, 70 Gewichts-%. Das so erhaltene Zwischenübertragungsband wies einen Widerstand von 2,6 × 10⁹ Ω auf.

– Polyurethanharzlösung (Feststoffgehalt: 20 Gew.-%) Polyol: Polyolefinpolyol (Polybutadiendiol; Zahlenmittel des Molekulargewichtes: 2.000) Polyisocyanat: IPDI Kettenverlängerer: Ethylenglykol Lösungsmittel: Toluol/DMF = 1/1 (Gewichtsverhältnis)

100 Teile

Vollfarbige Bilder wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auf 5.000 Blatt gedruckt. Die Beurteilung erfolgte ebenfalls auf die gleiche Weise. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Trägerschicht-Kautschukband, das mit einer Kernmaterialschicht als Zwischenschicht versehen war, wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten.

Anschließend wurde unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, das so formuliert worden war, daß es gänzlich die gleiche Zusammensetzung wie das in Beispiel 1 aufwies, außer daß das darin verwendete Polyurethanharz des Beschichtungsmaterials so verändert worden war, daß es die nachstehende Zusammensetzung aufwies, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein Zwischenübertragungsband erhalten. Das so erhaltene Zwischenübertragungsband wies einen Widerstand von 8,8 × 10⁷ Ω auf.

– Polyurethanharzlösung (Feststoffgehalt: 20 Gew.-%) Polyol: PBA (Polyethylenadipat; Zahlenmittel des Molekulargewichtes: 1.000) Polyisocyanat: MDI Kettenverlängerer: 4,4'-Diaminodiphenylmethan (MDA) Lösungsmittel: DMF/Methylethylketon (MEK) = 1/1 (Gewichtsverhältnis)

100 Teile

Vollfarbige Bilder wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auf 5.000 Blatt gedruckt. Eine Beurteilung erfolgte ebenfalls auf die gleiche Weise. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Trägerschicht-Kautschukband, das mit einer Kernmaterialschicht als Zwischenschicht versehen war, wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
Anschließend wurde unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, das so formuliert worden war, daß es gänzlich die gleiche Zusammensetzung wie das in Beispiel 1 aufwies, außer daß das darin verwendete Polyurethanharz des Beschichtungsmaterials durch eine Fluorharzlösung (Fluorharz: alternierendes Fluorolefin-Vinylether-Copolymer, Lösung: Feststoffgehalt: 20 Gewichts-%, Lösungsmittel: Xylol) ersetzt worden war, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ein Zwischenübertragungsband erhalten. Das so erhaltene Zwischenübertragungsband wies einen Widerstand von 1,1 × 10¹⁰ Ω auf.
Vollfarbige Bilder wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auf 5.000 Blatt gedruckt. Die Beurteilung erfolgte ebenfalls auf die gleiche Weise. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1

Claims

Zwischenübertragungselement (18, 20) für die Verwendung in einem Bilderzeugungsgerät, wobei ein auf einem ersten Bildträgerelement (1) davon erzeugtes Tonerbild zuerst auf das Zwischenübertragungselement (18, 20) übertragen wird, und anschließend wird das so übertragene Tonerbild als zweites auf ein zweites Bildträgerelement (10) übertragen; wobei das Zwischenübertragungselement (18, 20) eine auf einer Trägerschicht (21) aufgebrachte Oberflächenschicht (22) umfaßt; dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (22) ein Polyurethanharz enthält, das durch die Umsetzung eines Olefinpolyols mit einem Isocyanat erhalten wurde.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile, die von dem Olefinpolyol stammen, in dem Polyurethanharz in einem Anteil von 10 Gewichts-% bis 60 Gewichts-% vorliegen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyurethanharzes.
Element nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ungesättigten Bindungen des Olefinpolyols hydriert worden sind.
Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Hälfte der ungesättigten Bindungen des Olefinpolyols hydriert worden sind.
Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethanharz durch die Umsetzung eines Olefinpolyols und eines Polyesterpolyols mit einem Isocyanat erhalten wird.
Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyesterpolyol ein Polycarbonatpolyol ist.
Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Widerstand von 1 × 10⁷ Ω bis 1 × 10¹² Ω aufweist, der zwischen einer Gleichstromquelle und einer Metallwalze gemessen werden kann, die jeweils in Kontakt mit entgegengesetzten Seiten des Elementes gebracht wird.
Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (21) einen Widerstand von 1 × 10⁴ Ω bis 1 × 10⁹ Ω aufweist, der zwischen einer Gleichstromquelle und einer Metallwalze gemessen werden kann, die jeweils in Kontakt mit entgegengesetzten Seiten des Elementes gebracht wird.
Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Widerstand von mindestens dem 100fachen des Widerstandes der Trägerschicht (21) aufweist, wobei die Widerstände zwischen einer Gleichstromquelle und einer Metallwalze gemessen werden können, die jeweils in Kontakt mit entgegengesetzten Seiten des Elementes, entweder nach und vor dem Aufbringen der Oberflächenschicht (22) oder aber vor und nach dem Abstreifen der Oberflächenschicht (22) von dem Element unter Verwendung eines Lösungsmittels, gebracht wird.
Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Bandes (20) vorliegt.
Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer Walze (18) vorliegt.
Bilderzeugungsgerät, das ein erstes Bildträgerelement (1) und ein Zwischenübertragungselement (18, 20) umfaßt, auf das ein Tonerbild, das auf dem ersten Bildträgerelement erzeugt wurde, zuerst übertragen wird, und durch das das so übertragene Tonerbild als zweites auf ein zweites Bildträgerelement (10) übertragen wird, wobei das Zwischenübertragungselement (18, 20) wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert ist.
Verfahren zur Erzeugung eines Bildes mittels der Übertragung eines Tonerbildes von einem ersten Bildträgerelement (1) auf ein Zwischenübertragungselement (18, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und der Übertragung des Tonerbildes von dem Zwischenübertragungselement auf ein Aufzeichnungselement (10).