JP2005301272A - リグニン・スルホン酸がドープされたポリアニリンを持つ縫い目がある画像形成性のベルト - Google Patents

Abstract

【課題】 縫い目によって引き起こされる印刷欠陥が殆ど無しで、ベルトの縫い目において、画像を転写する。
【解決手段】 記録媒体の上に画像を形成するための画像形成装置であって、その上に静電潜在画像を受け取るための電荷保持可能（retentive）な表面、静電潜在画像を現像して、現像されたトナー画像を電荷保持可能な表面の上に形成するために、電荷保持可能な表面にトナーを適用（apply）するための現像要素（component）、電荷保持可能な表面から、コピー基板に現像されたトナー画像を転写するための中間転写部であって、中間転写部が、第１のバインダとリグニン・スルホン酸がドープされたポリアニリン分散（dispersion）を含む基板を備える、中間転写部、及び、現像されたトナー画像を、コピー基板に溶着するための定着要素、を備える画像形成装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、リグニン・スルホン酸がドープされたポリアニリンを持つ画像形成性のベルトに関する。

ここに開示されるものは、縫い目があるか、或いは無い、ベルト形状の中間転写部である。中間転写部は、ゼログラフィックの、画像の上の画像の、デジタルの、等の機器のような静電複写において用いられ得る。縫い目のあるベルトの実施例において、画像は、縫い目によって引き起こされる印刷欠陥が殆ど無しで或いは全く無しに、ベルトの縫い目において転写され得る。実施例においては、ゼログラフィック要素（components）の画像形成性の縫い目のある中間転写ベルトが、バインダーに分散された電気的に電導性の充填剤（filler）を備えたものが開示される。実施例において、バインダは、ポリマであり、電導性の充填剤は、リグニン・スルホン酸ドープされたポリアニリンである。実施例において、ベルトの縫い目は、溶媒又は超音波溶接又は接着性の接合によって形成され得る。実施レにおいては、ドーピング・レベルによる電導性の急な勾配（steep rise）の問題は、回避され、或いは、効果的に抑圧され得、プロセス制御は、よりロバストである。また、実施例においては、糊（glue）及び／又はテープが、ベルトを縫い合わすために必要ではなく、ベルトは、超音波溶接によって作成され得る。
特許文献１は、パズル・カット部を備えるエンドレスな柔軟な縫い目のあるベルトであって、少なくとも１つのレセプタクルが、ベルト端部におけるベルト材料の部分内に、実質的な深さを持つベルトに関連する。

米国特許5,549,193号公報

静電複写印刷及び光コピー機器（その中でトナー画像が、中間転写部から画像受け取り基板に転写される）において、中間転写部から画像受け取り基板へのトナー粒子の転写が、実質的に、100パーセントであることが望まれる。画像受け取り基板への完全な転写より少ない転写は、画像劣化と低解像度をもたらす。完全な転写は、画像形成プロセスが、フルのカラー画像の生成を含むときに特に望ましい。何故なら、カラー画像が、中間転写部から完全には転写されないときに、最終カラー内の不所望のカラー劣化が起こり得るからである。

従って、中間転写部の表面は、トナー粒子に関して、素晴らしい開放（release）特性を持つことが望ましい。転写部としての使用のための、既知の従来の材料はしばしば、転写部としての使用のために必要な、強度、快適さ、及び、電気的導電性、を保持するが、悪いトナー開放特性の影響を被り得る（時に、より高い光沢画像受け取り基板に関して）。

ポリイミド基板転写部は、高性能アプリケーションために適している。何故なら、それらは、広い範囲の化学物質に対する、それらの良い耐性に加えて、素晴らしい機械的強度と熱的安定性を持つからである。しかし、縫い目無しのポリイミド・ベルトを製造することの高いコストが、縫い目のあるベルトの導入に繋がった。商業的に入手可能なプライマが用いられる場合でさえ、最高の機械的及び化学的特性を伴ったポリイミドもしばしば、縫い目において乏しい付着力を示す。更に、ポリイミド材料は、比較的高い表面エネルギー及び高い摩擦（これらは、変形（transfix）と輸注（transfuse）アプリケーションにおけるトナー転写効率を減少させる）を示す。高いトナー転写効率を持つために、トナーを転写するための、より高い電界、及び、転写しない残存トナーを除去するために採用される種々の高価な清掃装置が一般的に必要とされる。更に、高い表面抵抗率（これは、縫い目の結合のために用いられる接着剤の電気的程度（latitude）を減少させ、トナー擾乱（disturbance）を引き起こす）を持つポリイミドのような、現在の考え得る縫い目のある中間転写ベルト製造のために用いられる基板は、一方、縫い目接合エリアのスーパー仕上げ研磨に起因して、それらの考え得る縫い目の縫い目の破断強度は、比較的低いものであり得る。これらの縫い目は、脆弱で、取扱いを誤れば容易に損傷され得る。

上述の問題の多くが、カーボン・ブラック及びその中に分散されたポリアニリン充填剤を有するポリイミド・ベルトの導入によって解決されてきた。しかし、このベルトは、機能の観点からは好ましいが、便利な超音波縫い目溶接プロセスを用いることによっては準備され得ない。ベルト製造は、それ故、パズル・カット・ジョイントを採用する。それ自身によって、パズル・カット・ジョイントは、通常の機械サービス状況の下での、ダイナミックなベルト回転中に、ベルトが、ベルト・サポート・モジュールのローラを越えてくねり、曲がるにつれてベルトを一緒に保持するための強度を持たない。それ故、縫い目ジョイントの上か下かのいずれかでテープの形式で適用される糊又は接着剤を用いて、パズル・カット・メーティングの組を永久的に保持し、縫い目が、機械内でのダイナミックなベルト機能中に、ほどけることを防ぐことが要求される。しかし、パズル・カット縫い目ジョイントを永久的に保持するための、テープのアプリケーションは、縫い目に大きな厚み（これは、その厚みを削減して円滑な仕上げを提供するための、時間浪費で、コスト高の研磨プロセスを経験する）を追加する。

ポリアニリン及びそこに分散されたカーボン・ブラック充填剤を有する、押し出し形成のポリイミド・ベルトの、他の大きな問題は、ポリアニリン及びカーボン・ブラックのローディング（loading）の関数としての、非常に急な、電導性の従属性（dependence）である。中間転写ベルトのようなベルトは、むしろ、バルク抵抗率のタイトなウィンドウを必要とする。その結果は、適用された縫い目ボンディングセ着剤と、ポリイミド・ベルトのバルクの間での、優れた電気的特性マッチングを提供することについての固有の困難さに起因する、印刷の上の暗い光のペタル（petal）を含む、品質と製造制御についての困難さである。

実施例は、その上に静電潜在画像を受け取るための電荷保持可能な表面、静電潜在画像を現像して現像されたトナー画像を電荷保持可能な表面の上に形成するためにトナーに電荷保持可能な表面を適用（apply）するための現像要素、電荷保持可能な表面からの現像されたトナー画像をコピー基板に転写するための中間転写ベルト、を備える記録媒体上に画像を形成するための画像形成装置を含み、中間転写ベルトは、第１のバインダ及びリグニン・スルホン酸ドープされたポリアニリンの分散（dispersion）、及び、現像されたトナー画像を、コピー基板に溶着（fuse）するための固定要素を含む基板を備える。
更に、実施例は、第１のバインダ及びリグニン・スルホン酸ドープされたポリアニリン分散を含む基板を備えるベルトを含む。
更に、実施例は、その上に静電潜在画像を受け取る（receive）ための電荷保持可能な（charge-retentive）表面、トナーを電荷保持可能な表面に適用して静電潜在画像を現像して現像されたトナー画像を電荷保持可能な表面の上に形成するための現像要素（component）、電荷保持可能な表面（surface）からの現像されたトナー画像をコピー基板（substrate）に転写するための中間転写ベルト、を備える記録媒体の上に画像を形成するための画像形成装置を含み、中間転写ベルトは、ポリイミド及びリグニン・スルホン酸ドープされたポリアニリン分散、及び、現像されたトナー画像をコピー基板に溶着するための固定要素（fixing component）を含む基板を備える。

実施例において、転写部は、デジタルの、画像の上の画像の、及びそれに類する装置を含む、ゼログラフィックにおいて有用な、ベルト、シート、又はフィルムのような中間転写部である。しかし、バインダ（binder）内に分散されたリグニン・スルホン酸ドープされたポリアニリン（以下「リグノ−ＰＡＮｉ」と呼ぶ。）充填剤を有する、ここにおけるベルトは、多くの異なったプロセス、及び転写部、中間転写部等の要素に対して、ベルト、ローラ、ドゥレット（drelts）（堅いドラムの上に柔軟なベルトを載置することによって形成されるドラムとベルトの間のクロス（cross））等として有用でありうる。更に、ここにおけるベルトは、液体及び粉体ゼログラフィック・アーキテクチャの双方のために使用され得る。

図１を参照して、一般的な静電複写再製装置において、コピーされるべきオリジナルの光画像が、光感受性の部の上に静電潜在画像の形式で記録され、その後潜在画像は、通常、トナーと呼ばれる検電的熱可塑性の樹脂粒子（electroscopic thermoplastic resin particles）の印加によって可視的にされる。特に、光受容器10は、荷電器12（これに対して、電源11から電圧が供給された）の手段によって、その表面の上に荷電される。光受容器10は次に、画像について、レーザ及び光放出ダイオードのような、光システム又は画像入力装置13からの光に暴露（exposed）されて、その上に静電潜在画像を形成する。一般的に、静電潜在画像は、それと接着するように現像ステーション14から現像体（developer）混合物を持ってくることによって現像される。現像は、磁気ブラシ、粉雲（powder cloud）或いは他の既知の現像プロセスの使用によって影響を受け得る。
トナー粒子が、画像構成において(in image configuration)、光受容器10の光電導性の表面の上に配置された後に、それらは、静電転写であるか、又はさもなければ、プレッシャー転写であり得る転写手段15によって、コピー・シート16に転写される。或いは、現像された画像は最初に、中間転写部（不図示）に転写され得、次に、コピー・シート16に転写され得る。
現像された画像の転写の終了後に、コピー・シート16は、図１において、熱溶着及びプレッシャ・ロールとして記載される溶着ステーション19に進む。ここで、現像された画像は、コピー・シート16を、溶着部20とプレッシャ部21の間に通過させることによって、コピー・シート16に溶着され、永続的画像を形成する。溶着は、プレッシャ・ローラと圧力的接触を持つ溶着ベルト、プレッシャ・ベルトと接触する溶着ローラ、或いは他の類似システム、のような他の溶着部によって実現され得る。転写に引き続いて、光受容器10は、清掃ステーション17に進む。ここで、光受容器10の上に残った何らかのトナーは、ブレード22（図１に示される）、ブラシ、又は他の清掃想致、の使用によって、そこから清掃される。

図２は、中間転写部を含む画像現像システムの概略図である。図２は、他の実施例を示し、画像形成部10と転写ローラ6の間に配置された中間転写部（member）を備える転写装置15を表す。画像形成部10は、光受容ドラムによって例示されている。しかし、他の適切な画像形成部は、イオノグラフィー・ベルト及びドラム、静電複写ベルト、等、のような他の静電複写画像形成受容器を含み得る。
図２のマルチ画像形成システムにおいて、転写された各々の画像は最初に、画像形成ステーション12によって、画像形成ドラムの上に潜在画像として形成される。これらの画像の各々は次に、現像ステーション13において、トナー画像に現像され、中間転写部2に転写される。代替的方法においては、画像の各々は、光受容ドラム10の上に形成され得、現像され、そして、中間転写部2とレジストレーションを保った状態で（in registration to）転写され得る。マルチ画像システムは、カラー印刷システムであり得る。カラー・コピー・システムにおいて、コピーされている画像の各カラーは、光受容ドラムの上に形成される。各カラー画像は現像され、中間転写部2に転写される。上述のように、カラー化された画像の各々は、ドラム10の上に形成され得、引き続き現像され、次に、中間転写部2に転写され得る。代替的方法において、画像の各カラーは、光受容ドラム10の上に形成され、現像され、及び、中間転写部2とレジストレーションを保って、転写され得る。
潜在画像形成ステーション12が潜在画像を光受容ドラム10の上に形成し、光受容器の潜在画像が現像ステーション13で現像された後に、現像ステーション13からの荷電されたトナー粒子4は、光受容ドラム10によって誘引され（attracted）、保持される。何故なら、光受容ドラム10は、トナー粒子４の電荷と反対の電荷5を持つからである。図２において、トナー粒子は、負に荷電されたものとして示され、光受容ドラム10は、正に荷電したものとして示される。トナーの性質及び使用される機械に依存して、これらの電荷は、逆にされ得る。実施例において、トナーは、液体現像部（developer）にも存在し得る。しかし、実施例においては、それは、乾燥現像システムにおいて有用である。
光受容ドラム10とは反対に配置された、バイアスされた転写ローラ6は、光受容ドラム10の表面に比して、より高い電圧を持つ。図２に示されるように、バイアスされた転写ローラ6は、中間転写部2の裏側7を、正電荷で荷電する。本発明の代替的実施例において、中間転写部2の裏側7を荷電するために、コロナ又は何らかの多の荷電メカニズムが使用され得る。
負性に荷電されたトナー粒子4は、中間転写部2の背面7の上の正電荷９によって、中間転写部2の正面側８に誘引される。

図３は、中間転写ベルト30の実施例の例を示す。縫い目31とともに示されるベルト30は、バイ・ローラ・ベルト（bi-roller belt）サポート・モジュールの周りを一周し、それによってサポートされている。縫い目（seam）31は、パズル・カット縫い目（puzzle cut seam）の１つの実施例の例として描かれる。ベルトは、この位置に保持され、ベルト・サポート・モジュールのローラ32の使用によって回される。ベルト30が、平坦な表面の上にあるときに、（それが、水平か垂直かに関わらず）、縫い目31の機械的インターロッキング関係が、２次元平面に存在することに留意して欲しい。図３において、ベルトの２つの平行側面に垂直であるように縫い目が示される一方、平行側面（sides）に対して角度を付け、或いは、斜めにされ得ることが理解されるべきである。これは、システムで生成された何らかのノイズが、より均一に分散され、各接合（mating）要素或いは節点（nodes）の上の力が削減されることを可能とする。
実施例において、ここにおけるベルトは、縫い目が付けられたベルト、或いは、縫い目の無いベルトであり得る。ベルトに縫い目があるような実施例において、形成された縫い目は、有効な画像形成性（imageability）のための電気的連続性を保証するために、強化された強度の、改善された柔軟性の、延長された機械的寿命で、ベルトのバルク（bulk）と一致する電導性を持つ、薄くて、円滑なプロファイルを有するものである。実施例においては、ベルト端部（ends）は、ベルト材料の端部（これらは、パスル・カットによって一緒に締められる（fastened））の間の幾何学的（geometric）関係によって一緒に保持され得る。代替的に、重なるインターロッキング縫い目部が、存在し得る。パズル・カットは、多くの異なった構成のものであり得るが、縫い目の２つの端部が、ニルが付加された縫い目厚み（nil added seam thickness）のパズル・パターンで互いにインターロックするものである。特に、実施例において、相互に噛み合わされる要素は、第１の端部（end）の上の第２のレセプタクルが、第２の端部の上で第１の突起部を受け取る（receives）ように、幾何学的に配向された（oriented）第１の突起部（projection）及び第２のレセプタクル（receptacle）を備える。ここで、第１の端部の上の第１の突起部は、第２の端部の上の第２のレセプタクルによって受け取られる。縫い目は、ベルトの２つの結合（joining）端部において、相互に噛み合わせられた要素の間に、切り溝（kerf）、空隙（void）、或いは、裂け目（crevis）、を持ち、その裂け目は、本発明にしたがって接着剤で充填され得る。パズル・カット・パターンの反対の表面は、一緒に結合され（bound）或いは接合され（joined）て、エンドレス・ベルトとして実質的に機能するための、縫い目のある柔軟なベルトを可能とする。実施例におけるベルトは、縫い目とベルトの隣接部分の間に実質的に厚み差の無い、改善された縫い目品質及び円滑さを提供する。
実施例において、縫い目と、ベルトの残り（ベルトの、縫い目の無い或いはバルク部分）の間の高さの差は、実際上ゼロ（nil）であるか、或いは、約０から約２５マイクロ・メータである。或いは、約0.0001から約10マイクロ・メータである。或いは、約0.01から約5マイクロ・メータである。実施例においては、縫い目と縫い目の無い隣接部分の間の何らかの高さの差は、もし存在するなら、突然でなく、次第に減らされ得、超音波的に或いは溶媒によって（solvent）溶接され得る。

用いられるベルトの例は、図３及び４に示される。パズル・カットの縫い目のベルト30は、基板60（図４によって示される）を備え、実施例ではその中に、リグノ−ＰＡＮｉ充填剤61の分散（dispersion）を持つ。図４を参照する。ここで、実施例において、縫い目のあるベルト30は、ベルトの噛み合わせ端部（mating ends）の縫い目部64と65の間に切り溝又は裂け目63が配置され、充填された、接着剤63を有する縫い目31を含むことによって、接着剤によって接合された縫い目のジョイントを形成する。実施例において、縫い目の裂け目の次元は一般的に、約25と35マイクロ・メータの間であり得る。実施例において、電導性の充填剤62（リグノ−ＰＡＮｉのような）は、接着剤内に分散され、或いは、含まれる。いかなる適切な種類の伝導性の充填剤62も、使用され得るが、リグノ−ＰＡＮｉが、接着剤における充填剤分散剤であり得る。もし必要なら、基板60と縫い目31の上（over）に、光学的被覆66が提供され得る。この被覆は、電導性の充填剤67を含み得る。オプション的に、基板内に分散され或いは含まれた電導性の充填剤61，オプション的に被覆内に分散され、或いは含まれる充填剤67，及び，オプション的に、接着剤内に含まれ或いは分散される充填剤62は、同じ或いは異なったものであり得、リグノ−ＰＡＮｉを含み得る。
縫い目があるベルトの実施例において、縫い目の間に接着剤が存在し得、パズル・カット部の間の裂け目内に配置されることによって、約0.0001から約50マイクロ・メータの厚みを与え得る。接着剤で接合された縫い目の厚みは更に削減されて、付加されたスーパー仕上げ（finishing）機械的研磨プロセスを通じてゼロの厚みを与えることによって、想定可能な縫い目機能に対する物理的及び電気的連続性の要求を満たすように要求される。代替的パズル・カット縫い目31を持つ１つの実施例に示されるように、接着剤は、パズル・カット部（members）の間に存在し、図５の縫い目の裂け目57を充填する。
種々の接着剤が、使用され得る。接着剤内での、適切な第２のバインダの例は、フッ素重合体の接着剤、及び、フッ化ウレタンのようなポリウレタン（例えば、フルオロエチレン・ビニル・エーテル・ベースのポリウレタン、フッ化エポキシ・ポリウレタン、フッ化アクリル酸のポリウレタン、等）の接着剤、コ・ポリスター（copolyster）接着剤、ポリビニルブチラール接着剤、エポキシ接着剤、ポリ・アニリンが充填されたポリイミドのようなポリイミド接着剤、ＤＨＴＢＤが充填されたLUCKAMIDE（登録商標）のようなポリアミド接着剤、及び、ニトリル・フェノールのような他の高温接着剤、等を含む。接着剤構成ために採用されたこれらのポリマーは、第２のバインダと考えられ得る。接着剤構成は、ポリマー充填剤、金属充填剤、金属酸化物充填剤、カーボン充填剤、Lingo-PANi、及び、第２のバインダ内に分散された或いは含まれた他の充填剤、のような充填剤を含み得る。
縫い目が付けられたベルト製造の実施例において、ベルトは、接着剤溶媒（solution）を、綿の先端を持つアプリケータ、液体ディスペンサ、グルー・ガン（glue gun）、及び他の既知の手段を用いることのような何らかの適切な手段によって、基板インターロッキング部（member）の間の裂け目内に充填すること（filling）によって準備され得る。或いは、接着剤は、縫い目を接着するために接着剤が流れて裂け目を充填することを強いるために、接着剤片（strip）の上への熱／圧縮プロセスの適用によって噛み合せのパズル・カット端部に導入された固体層である、薄膜形成サーモ・プラスチック・ポリマー・バインダを含み得る。接着剤は、縫い目部の間に配置され、縫い目部は一緒にされて、既知の方法、及び、同時に出願中の米国特許出願番号09/833,964（２００１年４月１１日出願、名称「Flashless Hot Melt Bonding of Adhesives for Imageable Seamed Belts」）に記載されたような他の方法を用いて接合される。この参照物の開示は、その全体が参照によってここに取りこまれる。
光学的な外側層は、ベルト製造前に、ウェブ・ストック（web stock）の上（over）に配置され得るか、或いは、光学的中間層が、ウェブ・ストックの上に配置される。他の縫い目のあるベルトの実施例において、外側層は、ロール被覆、ギャップ被覆、スプレイ被覆、ディップ被覆、フロー被覆、等のような種々の一般的被覆プロセスを用いて、ベルトの縫い目のある領域のみに適用され得る。或いは、外側層をウェブ・ストック又はベルトに適用するために、ラミネーション・プロセスが、採用され得る。
実施例においては、ベルトは、縫い目が付されていない。
ベルトは、そこに分散されたLingo-PANi充填剤を持つ第１のバインダを備える。
第１のバインダは、ローラの周りでの膨大な回転を要求する機械で使用されるために十分な強度を有する適切なポリマーであり得る。適切なポリマーの例には、ポリカーボネート、ポリビニル・クロライド、（ポリエーテル・スルホン、ポリエーテル・エーテル・ケトン、等のような）ポリエーテル、（ポリエチレン・テレフタレート、ポリエチレン・ナフタレート、ポリエチレン・テレフタレート・グリコール（ＰＥＴＧ）、ポリ（1,4-シクロ・ヘキセレン・ジメチレン・テレフタレート（1,4-cyclohexylenedimethyleneterephthalate）、等）のような）ポリエチレンのようなポリアルキレン、ポリスチレン、ポリアクリラート、ポリウレタン、ポリフェニレン硫化物、（ポリアミド・イミド、及び、KAPTON,KJ KAPTON, および、UPILIEX（いずれも登録商標）（双方ともDuPontのもの）、Westlake PlasticsによるIMIDEX（登録商標）、及び、ＧＥによるULTEM（登録商標）として商業的に入手可能なもののような）ポリイミド、等、及び、それらの混合物が含まれる。
実施例において、ポリカーボネートの第１のバインダは、General Electric CompanyからＬＥＸＡＮ145として入手可能な約35,000から約40,000の分子量を持つポリ（4,4'-イソプロピリデン-ジフェニレン・カーボネート）、及び、やはりGeneral Electric CompanyからＬＥＸＡＮ141として入手可能な約40,000から約45,000の分子量を持つポリ（4,4'-イソプロピリデン-ジフェニレン・カーボネート）のようなビスフェノールＡポリカーボネート材料であり得る。約50,000から約120,000の分子量（molecular weight）を有するビスフェノールＡポリ・カーボネート樹脂は、Farben Fabricken Byer A.G.からのＭＡＫＲＯＬＯＮとして入手可能である。約20,000から約50,000の分子量を持つ、より小さい分子量のビス・フェノールＡポリカーボネート樹脂が、Mobay Chemical CompanyからＭＥＲＬＯＮとして入手可能である。興味の対象たる、他のタイプのポリカーボネートは、ポリ（4,4’−ジフェニル−1,1’−シクロ・ヘキサン・カーボネート）と、ポリ（4,4’−イソプロピリデン-3,3’-ジメチル−ジフェニル・カーボネート）である。これら双方は、薄膜形成熱可塑性プラスチック（thermoplastic）ポリマーである。これらの最後の２つのポリカーボネートは、ビス・フェノールＡポリカーボネートから構造的に修正されている。これたは、三菱化学から一般的に入手可能である。
上にリストされたもののようなポリマー・バインダは、熱可塑性プラスチックであり、ウェブに押し出し成形（extruded）され、次に、ベルト製造のための適切なサイズのシートにカットされ得るが、いくつかは、一般的な有機溶剤又は溶媒混合物内で溶解できる。それ故、溶剤内に溶解され得るバインダに対して、ベルトは、カット・シートの２つの端部を、縫い目のあるベルトに溶剤溶接（solvent welding）することによって便利に形成され得る。これらの端部は、パズル・カット又はスカイブ・カット（skive cut）のような、マッチングする組の、いかなる適切な形状にもカットされ得る。溶剤溶接技術は、材料の優れた接合を与える。ＫＪ ＫＡＰＴＯＮ及びＩＭＩＤＥＸ（いずれも登録商標）のような熱可塑性のプラスチックのポリイミドは、増加された機械的及び熱的特性を持つポリマーである。これらのポリマーは全体的に、有機溶剤内で溶解不能であるが、ウェブ・ストック内で押し出し成形され、次に、超音波縫い目溶接によってベルトに製造され得る。

Ligno-PANiは、所望のウェブ・ストック電導性を産み出すために上にリストされたもののような、ポリマー・バインダへの分散（dispersion）によって便利に取り込まれ得る電導性の粒子（particle）である。これの利点は、ウェブ・ストック準備（matrix）に対するポリマー・バインダ材料マトリックスへの分散の容易さによって、充填剤が集中した場合の、電導性の、より小さい急峻な依存関係を示す、縫い目がある、及び、縫い目の無い、ベルトを与えることを含む。他の利点は、テープ或いは糊（glue）接着剤についての必要性の欠如を含む。更に利点は、ベルトが、溶剤溶接され得る、或いは、超音波溶接され得ることを含む。
Ligno-PANiの詳細は、米国特許5,968,417を含む、文献に記述される。その全体の開示はここに、参照によって取り込まれる。簡単に言えば、Ligno-PANiは、各々が、硫酸化されたリグニンに接木（grafted）されたポリアニリン鎖（chains）を備える、電導性の粒子である。Ligno-PANiは、リグニン・スルホン酸の水性の溶媒、エトキシ化された、ナトリウム塩、を、プロトン化されたDowex-HCR-W2カチオン・イオン交換コラム（column）に通過させて（passing）、リグニン・スルホン酸（これは更に、アニリンと反応されて、アニリニウム（anilinium）レグニン・スルホン酸塩を生成し、次に、最終的に、アンモニウム過酸硫酸塩の存在可で酸化的に重合化して、電気的に伝導性のリグニン・スルホン酸ドープされたポリ・アニリンの緑色の粉を形成する）を与えることによって、研究所で準備され得る、リグニン・スルホン酸ドープされたポリアニリンである。
Ligno-PANiは、リグニン・スルホン酸ドープされたポリアニリンである。リグニンは、高山植物の木の構造の主用な成分である。リグニンは、コニフェリルアルコールと、シナピル（sinapyl）・アルコールの双方の重合化からの構造を含む。リグニンは、ヒドロキシ、メチオキシ、及び、カーボキシ群（groups）のような官能基（functional group）をも含み得る。リグノ・スルホン酸は、水において高溶解性を持つ、スルホン酸化されたリグニン、或いは、ポリアリル−スルホン（sulfoniac）酸である。リグノ・スルホン酸は、分散剤、バインダ、エマルション安定剤、錯化剤、及び、他のアプリケーションとして使用され得る。リグニン・スルホン酸ポリマーのアニル環（ring）は、重合化の後にクロスリンクされ得る、ハイドロキシ、メソキシ、及び、カーボキシ・グループのような種々の官能基を含み得る。また、リグニン・スルホン酸は、ポリマーをドーピングするために使用され得るマルチプルのスルホン酸群を含む。Ligno-PANiは、レドックス（redox）において活性であり、分散性が高く、クロス・リンクし易い充填剤で、広い範囲のバインダに取りこまれ得る。Ligno-PANiは、ＮＡＳＡから商業的に入手可能である。硫酸化されたポリアニル化合物は、イオン結合（ionic bond）或いは共有結合によって、更に、水素結合のような静電相互作用によっても、線形に（linearly）構成されたπ−システムに付着され得る。Ligno-PANiの分子量は、約5,000から約200,000、或いは、約10,000から約100,000、或いは、約15,000から約50,000、であり得る。種々のポリマー内で分散されて、Ligno-PANiは、ウェブ被覆されるか、押し出し成形、かのいずれかであり得る。粒子形状が球形として近似されたときに、Ligno-PANiの分散（dispersion）準備は、約1.9から2.5マイクロ・メータの直径の平均粒子サイズを持つ。しかし、この範囲より小さなLigno-PANiの粒子サイズが、必要なら、粒子分類技術を用いることによって得られ得る。

実施例においては、Ligno-PANiは、以下の式Ｉを持つ：

他の実施例においては、Ligno-PANiは、以下の式ＩＩを持つ：

80ミクロンの厚さを有するベルトに基づく、トナー転写性能に対する表面抵抗率の範囲は、約１０²から約１０¹⁵（オーム／ｓｑ）まで、或いは、約１０⁸から約１０¹⁴（オーム／ｓｑ）までであり得る。トナー転写性能についての表面抵抗率は、約１０⁸ら約１０¹²（オーム／ｓｑ）まで、或いは、約１０¹⁰から約１０¹¹（オーム／ｓｑ）までであり得る。縫い目のあるベルトの場合には、ベルトとベルトの縫い目が、同じ或いは実質的に同じ電気的抵抗率を持つために形成されるときに、縫い目におけるトナー転写の効率は、ベルトにおける転写と同じ又は実質的に同じである。縫い目におけるそのような転写は、事実上、コピーのプリント・アウトにおける、不可視的な、或いは、実質的に不可視的な、縫い目として機能する。

Ligno-PANiは、中間転写部のポリマー・バインダ内の分散として、約１から約５０まで、或いは、約５から約２０まで、或いは、約６から約１０までの、全固形物の重量パーセントの総量で存在する。ここで用いられる全固形物は、基板、層、又は、接着剤に存在する（バインダ、充填剤、Ligno-PANi、及び他の固体のような）固体の総量を意味する。ベルトの縫い目が、接着剤接合によって形成される場合には、有効な電気的連続性を提供するために、Ligno-PANi分散が、接着剤内に、約１から約５０まで、或いは、約５から約２０まで、或いは、約８から約１０までの、全固形物の重量パーセントの総量で存在し得る。

＜例１＞
＜既知の被覆層を用いた比較例＞
最初に、１０グラムの薄膜形成ビスフェノールAポリカーボネート（Farben Fabricken Bayer A.G. MAKROLON 5705から商業的に入手可能な約120,000の分子量を有する、ポリ（4,4’-イソプロピリデン−ジフェニレン・カーボネート））を、重量で１０パーセントの溶液を与えるために、ガラスの容器内で、９０グラムのメチレン・クロライド内に分散することによって、柔軟な絶縁基板層が準備された。第２に、このＭＡＫＲＯＬＯＮ溶液が、スタンダードのハンド被覆手順（standard hand coating procedures）に従い、20milのギャップBirdアプリケータを用いて、９インチ×１２インチの２軸に配向された、厚さ１０mil（254マイクロ・メータ）の可塑性のプラスチック・サポート・シート（ＩＣＩ Americas Inc.から入手可能なＰＥＴ、ＭＥＬＩＮＥＸ）に亘って適用（applied over）された。第３に、適用（applied）された濡れた被覆層は次に、強制空気オーブン内で、257°Ｆ（125℃）において乾燥されて、結果としての乾燥した、約７５マイクロ・メータの厚みのＭＡＫＲＯＬＯＮ被覆層を生成する。被覆された層は、厚いＰＥＴサポート・シートから容易に開放（released）されて、絶縁ＭＡＫＲＯＬＯＮ基板制御を提供した。

＜例２＞
＜中間転写ベルト被覆内にLigno-PANi充填剤を持つポリカーボネートの準備＞
以下の、例１での説明と同じ手順及び同一の材料（Ligno-PANi（Seegott, Inc.から入手可能なリグニン・スルホン酸ドープされたポリアニリン電導性粒子）の種々の総量が、高いはさみ刃（high shear blade）メカニズムの分散剤（dispersator）の使用を伴って、各溶液に分散されたことがその例外）によって、４つのＭＡＫＲＯＬＯＮ被覆溶液が準備されて、４つの同種の被覆調合物（formulation）を与えた。これらの、準備された被覆調合物のそれぞれは、再度、ハンド被覆（hand coating）により、20milギャップBirdアプリケータを用いて、４つの個々の９インチ×１２インチＰＥＴサポート・シートに亘って、適用された。257°Ｆ（125℃）の、上昇された温度において乾燥後、それらは、４つのそれぞれの、半導（semi-conductive）ＭＡＫＲＯＬＯＮ被覆基板内での、5,10,20,及び30重量パーセントの４つのレベルの、Ligno-PANi分散を与える。

＜例３＞
＜Ligno-PANi充填剤の中間転写ベルト基板を持つポリイミドの準備＞
半導ポリイミド基板の準備は、代替的に、可能的に（possibly）、下記に記載の以下の手順を実行することによって為され得る。
ピロメリト二無水物（ＰＭＤＡ）を、ジメチル・アセトアミド（ＤＭＡｃ）に溶かして、第１の溶液を生成する。
ＤＭＡｃ内に4,4’-オキシ・ダイアニリン（oxydianiline）（ＯＤＡ）を溶かして、第２の溶液（solution）を生成する。
第１の溶液と、第２の溶液とを混ぜて、結果としての溶液を与える。
事前に決定された総量のLigno-PANiを、結果としての溶液に付加し、高いはさみ刃（high shear blade）メカニズムの分散剤（dispersator）の使用を伴って、同質に分散されたプリ・ポリマー（pre-polymer）溶液を与える。そして、
ガラスの表面に亘って、準備されたプリ・ポリマー溶液を適用し、次に、300℃まで達した上昇された温度において濡れた被覆を乾燥して、イミド化（imidization）反応、凝固化、及び、被覆の養生（curing）を開始する。その結果は、中間転写ベルトのアプリケーションで使用するための半導的ポリイミド基板である。

＜例４＞
＜中間転写ベルト被覆内のポリカーボネート及びLigno-PANi充填剤の電気的導電度試験＞
例１及び２に従って準備された、４つの発明の半導的ＭＡＫＲＬＯＮ基板の電気的導電性（或いは抵抗度）が、Hiresta Deviceを用いて、比較のためのＭＡＫＲＯＬＯＮ基板制御とともに測定された。1,000Ｖの印加されたポテンシャル及び7ｍｍのギャプの下で決定された、表面抵抗率として提示される、得られた結果が、以下の表１に示される。

上の表１で与えられるデータは、ポリカーボネート又はポリイミド等のポリマバインダのような電気的絶縁薄膜形成ポリマーが、そのポリマー・マトリックス内にLigno-PANi分散を取り込むことによって、容易に電導性を示し得ることを示す。ＭＡＫＲＯＬＯＮにおける、Ligno-PANiの変化する重量％レベルにおいて、Ligno-PANi分散基板を伴うＭＡＫＲＯＬＯＮは、便利に、中間転写ベルト（ＩＴＢ）の準備に適した、所望の半導的な範囲内に持って来られ得る。更に、約160℃のＴｇを有するＭＡＫＲＯＬＯＮは、一般的な機械のトナー画像転写及び溶着温度（約120℃）の下で通常機能するＩＴＢアプリケーションのために受け入れ可能な基板である。
もし、機械のトナー画像転写及び溶着プロセスが、120℃を遥かに越えた、より高い温度を要求するなら、Ligno-PANiが搭載された（loaded）ポリイミドが、旨く作動し得ることもまた言及する意義があろう。

静電複写装置の説明である。 中間転写ベルトを含む転写システムの実施例の拡大図である。 ベルト構成及び縫い目の実施例の強調された表現である。 接着剤及び基板内の充填剤の分散（dispersion）を示すベルトの実施例の拡大された部分上面（overhead）図である。 パズル・カット縫い目を示すベルトの他の実施例の拡大された部分上面図である。

符号の説明

30 中間転写ベルト
31 縫い目
57 裂け目
60 基板
64 縫い目部
65 縫い目部
66 光学的被覆
67 充填剤

Claims (3)

1. 記録媒体の上に画像を形成するための画像形成装置であって、
   その上に静電潜在画像を受け取るための電荷保持可能（retentive）な表面、
   前記静電潜在画像を現像して、現像されたトナー画像を前記電荷保持可能な表面の上に形成するために、前記電荷保持可能な表面にトナーを適用（apply）するための現像要素（component）、
   前記電荷保持可能な表面から、コピー基板に現像されたトナー画像を転写するための中間転写部であって、当該中間転写部が、第１のバインダとリグニン・スルホン酸がドープされたポリアニリン分散（dispersion）を含む基板を備える、中間転写部、及び、
   前記現像されたトナー画像を、前記コピー基板に溶着するための定着要素、
   を備える画像形成装置。
2. 前記リグニン・スルホン酸がドープされたポリアニリンが、全固形物の約１から約５０重量パーセントの総量で基板内に存在する、請求項１による画像形成装置。
3. 第１のバインダ及びリグニン・スルホン酸がドープされたポリアニリン分散を含む基板、を備えるベルト。

Images