DE102012221756A1

DE102012221756A1 - Auftragsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012221756A1
Application number: DE201210221756
Authority: DE
Inventors: Gregory M. MCGUIRE; Yu Liu; Sarah J. VELLA
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-06-20
Also published as: US20130156474A1; JP5892915B2; US8903297B2; JP2013125272A

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Auftragselement zur Verwendung in einem Bildgebungsapparat. Das Auftragselement umfasst ein Stützelement und eine Schicht, die eine elastomere Matrix umfasst, die auf dem Stützelement angeordnet ist. In der elastomeren Matrix sind Paraffinöl und 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol dispergiert.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen den Auftrag eines Antioxidansmaterials auf die Oberfläche von Bildgebungselementen, Fotorezeptoren, Fotoleiter und dergleichen.
Beim Elektrofotografie- oder elektrofotografischen Drucken wird die ladungshaltende Oberfläche, typischerweise als ein Fotorezeptor bekannt, elektrostatisch geladen und dann einem Lichtmuster einer ursprünglichen Abbildung ausgesetzt, um die Oberfläche dementsprechend selektiv abzuleiten. Die daraus entstehenden Muster von geladenen und abgeleiteten Bereichen auf dem Fotorezeptor bilden ein elektrostatisches Ladungsmuster, das als latente Abbildung bekannt ist, die sich an die ursprüngliche Abbildung anpasst. Die latente Abbildung wird durch das Kontaktieren derselben mit einem fein unterteilten, elektrostatisch anziehenden Pulver entwickelt, das als Toner bekannt ist. Der Toner wird durch eine elektrostatische Ladung auf der Fotorezeptoroberfläche an den Abbildungsbereichen gehalten. Dadurch wird eine Tonerabbildung in Übereinstimmung mit einer Lichtabbildung des Originals produziert, das reproduziert oder gedruckt wird. Die Tonerabbildung kann dann auf ein Substrat oder Stützelement (z.B. Papier) direkt oder durch die Verwendung eines Zwischenübertragungselements übertragen und die Abbildung darauf fixiert werden, um eine permanente Aufzeichnung der zu reproduzierenden oder druckenden Abbildung zu bilden. Folgend der Entwicklung wird überschüssiger Toner, der auf der ladungshaltenden Oberfläche zurückbleibt, von der Oberfläche gereinigt. Das Verfahren ist zum Kopieren eines Lichtobjektivs von einem Original oder durch Drucken elektronisch generierten oder gespeicherten Originalen, z.B. mit einem Rasterausgabeabtaster (RAA) nützlich, wobei eine geladene Oberfläche auf verschiedene Arten abbildungsmäßig entladen werden kann.
Das beschriebene elektrofotografische Kopierverfahren ist wohl bekannt und wird im Allgemeinen zum Lichtobjektiv-Kopieren eines originalen Dokuments verwendet. Analoge Verfahren existieren ebenfalls in anderen elektrofotografischen Druckanwendungen, wie z.B. digitales Laserdrucken und Reproduktion, wobei eine Ladung auf einer ladungshaltenden Oberfläche als Antwort auf elektronisch generierte oder gespeicherte Abbildungen abgelegt wird.
Zum Laden der Oberfläche eines Fotorezeptors wurde ein Ladegerät der Kontaktart verwendet, wie z.B. im U.S.-Patent Nr. 4,387,980 und im U.S.-Pat.-Nr. 7,580,655 offenbart ist. Das Ladegerät der Kontaktart, auch „vorgespannte Ladewalze“ (VLW) genannt, enthält ein leitfähiges Element, das mit einer Spannung von einer Stromquelle mit einer Gleichstromspannung beaufschlagt ist, die mit einer Wechselspannung von nicht weniger als dem zweifachen Wert der Gleichstromspannung überlagert ist. Das Ladegerät kontaktiert die Oberfläche des die Abbildung tragenden Elements (Fotorezeptor), welches ein zu ladendes Element ist. Die Außenfläche des die Abbildung tragenden Elements ist im Kontaktbereich geladen. Das Ladegerät der Kontaktart lädt das die Abbildung tragende Element bis zu einem vorbestimmten Potenzial auf.
Elektrofotografische Fotorezeptoren können in einer Reihe von Gestalten bereitgestellt werden. Die Fotorezeptoren können z.B. eine homogene Schicht eines einzelnen Materials sein, wie z.B. glasartiges Selen, oder eine Verbundschicht mit einer fotoleitenden Schicht und einem weiteren Material. Zusätzlich kann der Fotorezeptor geschichtet sein. Mehrschichtige Fotorezeptoren oder Abbildungselemente weisen wenigstens zwei Schichten auf und können ein Substrat, eine leitfähige Schicht, eine optionale Grundierungsschicht (manchmal als eine „ladungsblockierende Schicht“ oder „lochblockierende Schicht“ bezeichnet), eine optionale Klebschicht, ein fotogenerierende Schicht (manchmal als eine „Ladungsgenerationsschicht“, „ladungsgenerierende Schicht“ oder „Ladungsgeneratorschicht“ bezeichnet), eine ladungstransportierende Schicht sowie eine optionale Deckschicht sein, entweder in einer flexiblen Bandgestalt oder einer starren Trommelkonfiguration. Bei der mehrschichtigen Konfiguration sind die aktiven Schichten des Fotorezeptors die Ladungsgenerationsschicht (LGS) und die Ladungstransportschicht (LTS). Verbesserungen des Ladungstransports über diese Lagen hinaus stellt eine bessere Fotorezeptorleistung bereit. Mehrschichtige, flexible Fotorezeptorelemente können eine Antikräuselungsschicht auf der Rückseite des Substrats gegenüber der Seite der elektrisch aktiven Schichten enthalten, um die erwünschte Fotorezeptorflachheit zu erbringen.
Um die Betriebsdauer des Fotorezeptors noch weiter zu verlängern, ist ebenfalls die Verwendung von Deckschichten implementiert worden, um die Fotorezeptoren zu schützen und die Leistung zu verbessern, wie z.B. der Verschleißfestigkeit. Diese Deckschichten sind jedoch mit einer sehr schlechten LLM (laterale Ladungsmigration) und einem erhöhten Drehmoment assoziiert. Weiterhin stellen die Deckschichten auf dem Fotorezeptor keinen ausreichenden Schutz gegen das durch die LLM induzierte Scorotron bereit.
Bestimmte Ansätze beinhalten die Verwendung einer Auftragswalze, um ein funktionelles Material an die Fotorezeptoroberfläche aufzutragen und sind in der U.S.-Veröffentlichungs-Anmeldung 2011/0033798 und den Aktennummern 20110391, 20110390 und USSN 13/279,981 beschrieben. Das funktionelle Material produziert eine ultradünne, hydrophobe Schicht mit niedriger Oberflächenenergie, die in jedem Zyklus regeneriert wird.
Die durch Scorotron generierte LLM ist jedoch weiterhin problemhaft. Es besteht ein Bedarf danach, den LLM-Schutz in Scorotron-Ladesystemen weiter zu erhöhen, um die Betriebsdauer des Fotorezeptors (F/R) zu verlängern, was zu reduzierten Systemkosten führt.
Es wird hierin ein Auftragselement zur Verwendung in einem Bildgebungsapparat offenbart. Das Auftragselement umfasst ein Stützelement und eine Schicht, umfassend eine elastomere Matrix, die am Stützelement angeordnet ist. Die elastomere Matrix weist eine darin dispergierte Mischung aus Paraffinöl und 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol auf.
Es wird hierin ein Auftragselement zur Verwendung in einem Bildgebungsapparat offenbart. Das Auftragselement umfasst ein Stützelement und eine Schicht, umfassend eine elastomere Matrix, die am Stützelement angeordnet ist. Die elastomere Matrix weist eine darin dispergierte funktionelle Zusammensetzung auf. Die funktionelle Zusammensetzung umfasst ein flüssiges Schmiermittel und ein Antioxidans auf, wobei das Antioxidans im funktionellen Material löslich ist.
Es wird hierin ein Bildgebungsapparat offenbart, umfassend ein Bildgebungselement mit einer ladungshaltenden Oberfläche zur Entwicklung einer elektrostatischen, latenten Abbildung darauf. Das Bildgebungselement umfasst ein optionales Stützsubstrat und eine oder mehrere fotoleitfähige Schichten, die am Substrat angeordnet sind. Eine Scorotron-Ladeeinheit stellt die Ladung einer Oberfläche des Bildgebungselements bereit. Eine Abgabeeinheit wird bereitgestellt und steht in Kontakt mit der Oberfläche des Bildgebungselements, wobei die Abgabeeinheit eine Schicht aus funktionellem Material, umfassend ein flüssiges Schmiermittel und ein Antioxidans, auf die Oberfläche des Bildgebungselements aufträgt.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Bildgebungselements in einer Trommelkonfiguration gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Bildgebungselements in einer Bandkonfiguration gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
3 ist eine Querschnittsansicht eines Systems, das ein Auftragselement gemäß den vorliegenden Ausführungsformen implementiert.
4 ist eine alternative Querschnittsansicht eines Systems, das ein Auftragselement gemäß den vorliegenden Ausführungsformen implementiert.
5 ist eine Querschnittsansicht eines Systems, das ein Auftragselement gemäß den vorliegenden Ausführungsformen implementiert.
6 ist eine Seitenansicht eines Auftragselements gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
7 ist eine Querschnittsansicht eines Auftragselements gemäß den vorliegenden Ausführungsformen.
Es wird hierin ein funktionelles Material beschrieben, das in eine Auftragswalze hinein imprägniert wird, wobei das funktionelle Material ein hydrophobes Material und ein Antioxidans umfasst, um jeweils den Drehmoment und die durch das Scorotron induzierte LLM zu reduzieren. Das funktionelle Material wird kontinuierlich auf die Oberfläche des Fotorezeptors als eine ultradünne, flüssige Schicht aufgetragen. Dieses verbesserte funktionelle Material stellt eine verbesserte Bildqualität aller Arten von xerografischen Motoren bereit, einschließlich VLW- und Scorotron-Systemen.
Ein dauerhafter Fotorezeptor (F/R) ermöglicht eine erbliche Kostenreduzierung. Im Allgemeinen wird eine Verlängerung des F/R-Betriebs mit einem verschleißfesten Überzug erreicht. Verschleißfeste Überzüge sind jedoch mit einer Erhöhung der A-Zonen-Deletion (ein Druckfehler, der bei hoher Feuchtigkeit auftritt) assoziiert. Die meisten organischen Fotorezeptormaterialien erfordern eine Mindestverschleißrate von 2 nm/Kzyklus (Scorotron-Ladesystem) oder von etwa 5 nm/Kzyklus bis etwa 10 nm/Kzyklus (VLW-Ladesystem), um die A-Zonen-Deletion zu unterdrücken. Weiterhin verursachen verschleißfeste Überzüge zu Defekten des Drehmomentsystems in VLW-(vorgespannten Ladewalze)Ladesystemen, was zu Motorausfällen und Klingenschäden führt (die wiederum zu einer Streifenbildung des Toners in Drucken führt).
1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines mehrschichtigen, elektrofotografischen Bildgebungselements oder Fotorezeptors mit einer Trommelkonfiguration. Das Substrat kann ferner in einer Zylinderkonfiguration bestehen. Wie ersichtlich, enthält das beispielhafte Bildgebungselement ein starres Stützsubstrat 10, eine elektrisch leitfähige Erdungsebene 12, eine Grundierungsschicht 14, eine Ladungsgenerationsschicht 18 und eine Ladungstransportschicht 20. Eine optionale Deckschicht 32, die an der Ladungstransportschicht 20 angeordnet ist, kann ebenfalls enthalten sein. Das Substrat 10 kann aus einem Material bestehen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, Metalllegierung, Aluminium, Zirconium, Niobium, Tantal, Vanadium, Hafnium, Titan, Nickel, Edelstahl, Chrom, Wolfram, Molybdän und den Mischungen davon. Das Substrat 10 kann ebenfalls ein Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, einem Polymer, einem Glas, einer Keramik sowie Holz.
Die Ladungsgenerationsschicht 18 und die Ladungstransportschicht 20 bilden eine hierin beschriebene Bildgebungsschicht als zwei separate Schichten. Bei einer Alternative zu dem in der Figur gezeigten kann die Ladungsgenerationsschicht 18 auch auf der Oberseite der Ladungstransportschicht 20 angeordnet sein. Man wird zu schätzen wissen, dass die funktionellen Komponenten dieser Schichten alternativ in eine einzelne Schicht kombiniert werden können.
2 zeigt ein Bildgebungselement oder einen Fotorezeptor mit einer Bandkonfiguration gemäß den Ausführungsformen. Wie dargestellt ist die Bandkonfiguration mit einer Antikräuselungs-Beschichtung 1, einem Stützsubstrat 10, einer elektrisch leitfähigen Erdungsebene 12, einer Grundierungsschicht 14, einer Klebschicht 16, einer Ladungsgenerationsschicht 18 und einer Ladungstransportschicht 20 bereitgesellt. Eine optionale Deckschicht 32 und ein Erdungsstreifen 19 können ebenfalls enthalten sein. Ein beispielhafter Fotorezeptor mit einer Bandkonfiguration ist im U.S.-Patent Nr. 5,069,993 offenbart.
Wie oben erörtert, umfasst ein elektrofotografisches Bildgebungselement im Allgemeinen wenigstens eine Substratschicht, eine Bildgebungsschicht, die auf dem Substrat angeordnet ist sowie eine optionale Deckschicht, die auf der Bildgebungsschicht angeordnet ist. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst die Bildgebungsschicht eine Ladungsgenerationsschicht, die auf dem Substrat angeordnet ist und die Ladungstransportschicht, die auf der Ladungsgenerationsschicht angeordnet ist. Bei weiteren Ausführungsformen kann eine Grundierungsschicht enthalten sein und ist im Allgemeinen zwischen dem Substrat und der Bildgebungsschicht angeordnet, obwohl zusätzliche Schichten ebenfalls anwesend sein können und sich zwischen diesen Schichten befinden. Das Bildgebungselement kann bei bestimmten Ausführungsformen ebenfalls eine Antikräuselungsschicht enthalten. Das Bildgebungselement kann im Bildgebungsverfahren der Elektrofotografie eingesetzt werden, bei dem die Oberfläche einer elektrofotografischen Platte, Trommel, Band oder dergleichen (Bildgebungselement oder Fotorezeptor), welche eine fotoleitfähige Isolierungsschicht auf einer leitfähigen Schicht enthält, zuerst einheitlich elektrostatisch aufgeladen wird. Das Bildgebungselement wird dann einem Muster einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt, wie z.B. Licht. Die Strahlung leitet die Ladung selektiv auf den beleuchteten Bereichen der fotoleitfähigen Isolierungsschicht ab, während ein elektrostatisches latentes Bild zurückgelassen wird. Dieses elektrostatische latente Bild kann dann entwickelt werden, um ein sichtbares Bild zu bilden, indem geladene Partikel derselben oder entgegengesetzten Polarität auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Isolierungsschicht aufgetragen werden. Das resultierende sichtbare Bild kann dann vom Bildgebungselement direkt oder indirekt (wie z.B. durch einen Transfer oder ein anderes Element) an ein Drucksubstrat übertragen werden, wie z.B. einer Transparenz oder einem Papier. Das Bildgebungsverfahren kann viele Male wiederholt werden, wobei die Bildgebungselemente wiederverwendbar sind.
Herkömmliche Probleme mit der Druckqualität hängen stark von der Qualität und der Wechselwirkung dieser Fotorezeptorschichten ab. Wenn z.B. ein Fotorezeptor in Kombination mit einem Kontaktladegerät und einem Toner verwendet wird, der durch chemische Polymerisierung (Polymerisierungstoner) erhalten wird, kann sich die Bildqualität aufgrund dessen verschlechtern, dass eine Oberfläche des Fotorezeptors mit einem Abfallprodukt gefärbt ist, das bei der Kontaktladung produziert wird, oder durch den Polymerisierungstoner, der nach einem Reinigungsschritt zurückbleibt. Weiterhin verursacht ein wiederholtes Zyklieren, dass die äußerste Schicht des Fotorezeptors ein hohes Maß an Reibungskontakt mit anderen Maschinen-Subsystemkomponenten erfährt, die verwendet werden, um den Fotorezeptor zur Bildgebung während jedem Zyklus zu reinigen und/oder vorzubereiten. Wenn ein Fotorezeptor wiederholt zyklischen mechanischen Wechselwirkungen gegen die Maschinen-Subsystemkomponenten ausgesetzt wird, kann dieser einen schwerwiegenden Reibungsverschleiß an der äußersten organischen Fotorezeptor-Schichtoberfläche erfahren, der die Nutzungsdauer des Fotorezeptors weitaus reduziert. Ultimativ behindert der resultierende Verschleiß die Leistung des Fotorezeptors und somit auch die Bildqualität. Eine weitere Art eines herkömmlichen Bilddefekts stammt augenscheinlich von der Anhäufung der Ladung irgendwo im Fotorezeptor. Folglich, wenn ein sequenzielles Bild gedruckt wird, resultiert die angehäufte Ladung zu Bilddichte-Veränderungen im derzeitigen gedruckten Bild, das die zuvor gedruckten Bilder erkennen lässt. Im xerografischen Verfahren finden sich räumlich variierende Mengen an positiven Ladungen von der Transferstation auf der Fotorezeptoroberfläche wieder. Falls diese Variation groß genug ist, wird sie sich als eine Variation im Bildpotenzial im anschließenden xerografischen Zyklus manifestieren und als ein Defekt ausdrucken.
Ein herkömmlicher Ansatz zur Verlängerung der Fotorezeptor-Haltbarkeit ist, eine Deckschicht mit Verschleißresistenz anzuwenden. Für vorgespannte Ladewalzen-(VLW)Ladesysteme sind Deckschichten mit einem Ausgleich zwischen der A-Zonen-Deletion (d.h. ein Bilddefekt, der in der A-Zone auftritt: 28 °C, 85 % RH) und der Fotorezeptor-Verschleißrate. Die meisten organischen Fotoleitermaterialiensätze (OFL) erfordern ein bestimmtes Niveau einer Verschleißrate, um die A-Zonen-Deletion zu unterdrücken, was somit die Nutzungsdauer eines Fotorezeptors limitiert. Die vorliegenden Ausführungsformen haben jedoch eine Erhöhung der Verschleißrate eines Fotorezeptors demonstriert, während die Bildqualität des Fotorezeptors, wie z.B. reduzierte Bild-Deletionen, aufrechterhalten bleiben. Die vorliegenden Ausführungsformen stellen eine Fotorezeptor-Technologie für OFL-Ladesysteme mit einer erheblich erweiterten Nutzungsdauer bereit.
Bei Scorotron-Ladesystemen erzeugt ein eine Koronaentladung produzierendes Gerät einen Koronaentladungsstrom zum Aufladen der Fotoleiter. Das Gerät enthält einen eine Koronaentladung erzeugenden Draht (oder Drähte) mit einer geerdeten Stützebene. Das Scorotron wird verwendet, um einen Fotoleiter mit einem einheitlichen negativen Potenzial aufzuladen.
Hierin wird ein Abgabegerät und -system bereitgestellt, das die Abgabe des funktionellen Materials an die Oberfläche eines Bildgebungsgeräts aufträgt, typischerweise ein Fotorezeptor. Die Auftragswalze kann dabei eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten umfassen. Die Auftragswalze enthält eine Rückhalteschicht, die als ein Rückhalt für das funktionelle Material funktioniert. Es kann eine optionale Außenschicht, die derart funktioniert, um die Abgabe des funktionellen Materials zu regeln, enthalten sein. Die optionale Außenschicht hilft, die Diffusion des funktionellen Materials aus der Rückhalteschicht zu regeln. Das Abgabegerät trägt einen ultradünnen Film an funktionellem Material auf die Oberfläche eines Fotorezeptors entweder direkt oder indirekt auf, was: i) den Drehmoment zwischen dem F/R und der Reinigungsklinge reduziert ii) dabei hilft, die A-Zonen-Deletionen zu eliminieren und iii) die durch Scorotron erzeugte LLM zu reduzieren, wobei alle davon die Bildqualität verbessern.
Wenn eine Außenschicht an der Auftragswalze bereitgestellt ist, weist diese kleinere Poren (weniger als etwa 1 µm oder weniger als etwa 500 nm oder weniger als etwa 300 nm) auf, als die Rückhalteschicht (Poren betragen von etwa 1 Mikron bis etwa 50 Mikron, oder die Poren betragen von etwa 8 Mikron bis etwa 20 Mikron, oder die Poren betragen von etwa 10 Mikron bis etwa 17 Mikron). Die Poren der Rückhalteschicht sind mit funktionellem Material gefüllt. Die kleineren Poren der Außenschicht regeln die Diffusion des funktionellen Materials von der Rückhalteschicht. Die Doppelschichtwalze trägt einen ultradünnen Film an funktionellem Material auf die Oberfläche eines Fotorezeptors entweder direkt oder indirekt auf, was: i) den Drehmoment zwischen dem F/R und der Reinigungsklinge reduziert und ii) die A-Zonen-Deletionen eliminiert, wobei beides die Bildqualität verbessert.
Die vorliegenden Ausführungsformen setzen ein Abgabegerät und -system zur Abgabe einer Schicht an funktionellem Material auf die Fotorezeptor-Oberfläche entweder direkt oder indirekt durch eine Ladewalze auf. Das funktionelle Material wird auf die Fotorezeptor-Oberfläche aufgetragen und fungiert als Schmiermittel und/oder Barriere gegen Feuchtigkeit und Oberflächenkontaminationen und verbessert die xerografische Leistungen in Bedingungen hoher Feuchtigkeit, wie z.B. einer A-Zonen-Umgebung. Die ultradünne Schicht kann im Nanobereich oder auf molekularem Niveau bereitgestellt werden.
In den Ausführungsformen wird ein funktionelles Material kontinuierliche auf den Fotorezeptor aufgetragen, um eine ultradünne Schicht aus Schmiermittel und Antioxidans zu bilden. Das Schmiermittel schützt die Maschinen-Subsystem-Komponenten durch das Reduzieren der Reibung zwischen der Reinigungsklinge und der Fotorezeptoroberfläche oder an der Kontaktschnittstelle zwischen der Fotorezeptoroberfläche und anderen relevanten Komponenten. Dieses Schmiermittel reduziert ferner den resultierenden Drehmoment und die Vibration, sodass sich der Aktuator und die betroffenen Getriebemechanismen zum Fotorezeptor oder den anderen relevanten Komponenten auf glattere Weise hin bewegen können. Das Antioxidans reduziert die laterale Ladungsmigration (LLM) durch das Schützen des Fotorezeptors aus einer Scorotron-Koronaentladung. Daher verbessern das Schmiermittel und das Antioxidans die gedruckte Bildqualität, die aufgrund der oben genannten Gründe verschlechtert werden kann und schützt ferner diese Komponenten und verlängert deren Lebensdauer.
In den Ausführungsformen wird ein Bildgebungsapparat bereitgestellt, der ein Auftragselement zur Abgabe von funktionellen Materialien auf einen Fotorezeptor beinhaltet. Der Apparat umfasst typischerweise ein Bildgebungselement; eine Ladeeinheit umfassend eine Ladewalze, die in Kontakt mit der Oberfläche des Bildgebungselements steht; sowie eine Abgabeeinheit, die in Kontakt mit der Oberfläche der Ladewalze steht, wobei die Abgabeeinheit eine Schicht eines funktionellen Materials auf die Oberfläche der Ladewalze aufträgt und die Ladewalze wiederum eine Schicht eines funktionellen Materials auf die Oberfläche des Bildgebungselements aufträgt. Bei einer Ausführungsform trägt die Auftragswalze ein funktionelles Material direkt auf die Oberfläche des Bildgebungselements auf.
3–4 stellen die Auftragselemente gemäß den vorliegenden Ausführungsformen dar. In 3 wird ein Bildgebungsapparat eines VLW-Ladesystems dargestellt. Wie gezeigt umfasst der Bildgebungsapparat einen Fotorezeptor 34, ein VLW 36 und ein Auftragselement 38. Das Auftragselement 38 kontaktiert den Fotorezeptor 34, um eine ultradünne Schicht eines funktionellen Materials auf die Oberfläche des Fotorezeptors 34 aufzutragen. Anschließend wird der Fotorezeptor 34 im Wesentlichen einheitliche durch die VLW 36 aufgeladen, um das elektrofotografische Reproduktionsverfahren einzuleiten. Der aufgeladene Fotorezeptor wird dann einem Lichtbild ausgesetzt, um ein elektrostatisches latentes Bild auf dem fotorezeptiven Element (nicht dargestellt) zu entwickeln. Dieses latente Bild wird anschließend durch einen Toner-Entwickler 40 in ein sichtbares Bild entwickelt. Danach wird das entwickelte Toner-Bild vom Fotorezeptor-Element durch ein Aufzeichnungsmedium hindurch auf ein Kopierblatt oder ein anderes Bildträgersubstrat übertragen, auf dem das Bild zur Herstellung einer Reproduktion des Originaldokuments (nicht dargestellt) permanent fixiert wird. Die Fotorezeptor-Oberfläche wird dann im Allgemeinen mit einem Reinigungsmittel 42 gereinigt, um eventuell darauf entwickeltes Restmaterial zur Vorbereitung für aufeinanderfolgende Bildgebungszyklen zu entfernen.
Bei einer alternativen Konfiguration, wie in 4 dargestellt, kontaktiert das Auftragselement 38 die VLW 36, um eine ultradünne Schicht an funktionellem Material auf die Oberfläche der VLW 36 aufzutragen. Die VLW 36 überträgt wiederum das funktionelle Material auf die Oberfläche des Fotorezeptors 34. Das Auftragselement kann in ein xerografisches Drucksystem in verschiedenen Konfigurationen und Positionen eingearbeitet werden. Wie ersichtlich, trägt das Auftragselement 38, das mit dem funktionellen Material imprägniert ist, die funktionellen Materialien auf die Oberfläche des beschichteten Fotorezeptors 34 (3) oder an die Oberfläche des VLW (4) durch eine Kontaktdiffusion auf, während sich die beschichtete Fotorezeptortrommel 34 dreht. Das darin dispergierte funktionelle Material kann z.B. zur Oberfläche des Auftragselements 38 eindiffundieren. Wie bei der vorherigen Ausführungsform wird der Fotorezeptor 34 durch die VLW 36 im Wesentlichen einheitlich aufgeladen, um das elektrofotografische Reproduktionsverfahren einzuleiten. Der aufgeladene Fotorezeptor wird dann einem Lichtbild ausgesetzt, um ein elektrostatisches latentes Bild am fotorezeptiven Element (nicht dargestellt) zu erzeugen. Dieses latente Bild wird im Wesentlichen durch einen Toner-Entwickler 40 in ein sichtbares Bild entwickelt. Danach wird das entwickelte Toner-Bild aus dem Fotorezeptor-Bild durch ein Aufzeichnungsmedium hindurch auf ein Kopierblatt oder ein anderes Bildträgersubstrat übertragen, auf welchem das Bild zur Herstellung einer Reproduktion des Originaldokuments (nicht dargestellt) permanent fixiert werden kann. Die Fotorezeptor-Oberfläche wird im Allgemeinen dann mit einem Reinigungsmittel 42 gereinigt, um eventuell darauf entwickeltes Restmaterial zur Vorbereitung für aufeinanderfolgende Bildgebungszyklen zu entfernen.
Bei einer weiteren Konfiguration, wie in 5 dargestellt, wird ein Bildgebungsapparat in einem Scorotron-Ladesystem dargestellt. Wie gezeigt umfasst der Bildgebungsapparat einen Fotorezeptor 34, ein Scorotron 35 und ein Auftragselement 38. Das Auftragselement 38 kontaktiert den Fotorezeptor 34, um eine ultradünne Schicht eines funktionellen Materials auf die Oberfläche des Fotorezeptors 34 aufzutragen. Anschließend wird der Fotorezeptor 34 durch das Scorotron 35 im Wesentlichen einheitlich aufgeladen, um das elektrofotografische Reproduktionsverfahren einzuleiten. Der aufgeladene Fotorezeptor wird dann einem Lichtbild ausgesetzt, um ein elektrostatisches latentes Bild auf dem fotorezeptiven Element (nicht dargestellt) zu erzeugen. Das latente Bild wird anschließend durch einen Toner-Entwickler 40 in ein sichtbares Bild entwickelt. Danach wird das entwickelte Toner-Bild vom Fotorezeptor-Element durch ein Aufzeichnungsmedium hindurch auf ein Kopierblatt oder ein anderes Bildträgersubstrat übertragen, auf welchem das Bild zur Herstellung einer Reproduktion des Originaldokuments (nicht dargestellt) permanent fixiert werden kann. Die Fotorezeptor-Oberfläche wird im Allgemeinen dann mit einem Reinigungsmittel 42 gereinigt, um eventuell darauf entwickeltes Restmaterial zur Vorbereitung für aufeinanderfolgende Bildgebungszyklen zu entfernen.
Schicht eines funktionellen Materials auf die Oberfläche des Fotorezeptors 34 aufzutragen. Anschließend wird der Fotorezeptor 34 durch das Scorotron 35 im Wesentlichen einheitlich aufgeladen, um das elektrofotografische 6 stellt das Auftragselement 38 gemäß den vorliegenden Ausführungsformen dar. 7 ist ein Querschnitt des in 6 dargestellten Auftragselements. Das Auftragselement 38 umfasst eine Doppelschicht, umfassend eine Rückhalteschicht 41 und eine Außenschicht 44. Die Rückhalteschicht 41 umfasst eine elastomere Matrix mit Poren 43 von einer Größe von etwa 5 Mikron und etwa 25 Mikron. Die Poren 43 enthalten funktionelles Material. Die Rückhalteschicht 41 ist um ein Stützelement 46 angeordnet. Eine Außenschicht 44 ist über der Rückhalteschicht 41 angeordnet. Die Außenschicht 44 ist ein elastomeres Material, das Poren 45 mit einer Größe von weniger als 1 µm enthält. Bei den Ausführungsformen ist die Außenschicht optional.
Bei den Ausführungsformen ist das Stützelement 46 ein Edelstahlstab. Das Stützelement 46 kann ferner ein Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metall, Metalllegierung, Kunststoff, Keramik und Glas sowie Mischungen davon.
Der Durchmesser des Stützelements 46 und die Dicke der Rückhalteschicht 41 können je nach Anwendungsbedürfnissen variiert werden. Bei spezifischen Ausführungsformen weist das Stützelement einen Durchmesser von etwa 3 mm bis etwa 10 mm auf. Bei spezifischen Ausführungsformen weist die Rückhalteschicht eine Dicke von etwa 20 µm bis etwa 100 mm auf.
Bei den vorliegenden Ausführungsformen wird das funktionelle Material mit den Poren 43 in der Rückhalteschicht 41 auf die Oberfläche der Außenschicht 44 aufgetragen. Das funktionelle Material wird entweder direkt (3) auf die Oberfläche übertragen oder indirekt über einen Transfer auf die VLW-Oberfläche (4). Die Auftragselemente, die gemäß den vorliegenden Ausführungsformen hergestellt worden sind, weisen ausreichende Quantitäten des funktionellen Materials auf, um eine ultradünne Schicht des funktionellen Materials kontinuierlich an die Oberfläche des VLW/Fotorezeptors zu liefern.
Bei manchen Ausführungsformen umfasst das funktionelle Material ein flüssiges, hydrophobes Material und ein Antioxidans. Das funktionelle Material umfasst ein flüssiges Schmiermittel und ein Antioxidans, das in der Flüssigkeit löslich ist. Da das funktionelle Material kontinuierlich als eine ultradünne Oberflächenschicht angewendet wird, muss das Antioxidans wenigstens 10 Gewichtsprozent des funktionellen Materials umfassen, um einen ausreichenden Koronaentladungsschutz bereitzustellen.
Ein Antioxidans, das eine Löslichkeit und eine hohe Belastung im Paraffinöl demonstrierte, war 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol. Die maximale Last von 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol in Paraffinöl beträgt ungefähr 50 Gewichtsprozent.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Rückhalteschicht der Auftragswalze aus einem Polymer bestehen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, Polyurethanen, Polyestern, Fluorsilikonen, Polyolefin, Fluorelastomeren, synthetischem Gummi, natürlichem Gummi sowie Mischungen davon.
Bei manchen Ausführungsformen besteht die Außenschicht der Auftragswalze aus einem Polymer, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polysiloxan, Silikonen, Polyurethan, Polyester, Fluorsilikon, Polyolefin, Fluorelastomer, synthetischem Gummi, natürlichem Gummi sowie Mischungen davon.
Bei manchen Ausführungsformen ist die Rückhalteschicht ein elastomeres Material, das um das Stützelement durch die Verwendung eines Formwerkzeugs gegossen wird. Danach wird die elastomere Matrix gehärtet. Die Rückhalteschicht wird mit dem funktionellen Material, wie z.B. Paraffin und 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol imprägniert. Nach dem Aushärten wird die elastomere Matrix, die das funktionelle Material enthält, aus dem Formwerkzeug extrahiert.
Falls eine Außenschicht auf der Auftragswalze eingesetzt wird, wird die Außenschicht durch Mischen eines quervernetzbaren elastomeren Polymers und dann durch das Gießen der Mischung in die Rückhalteschicht durch die Verwendung eines Formwerkzeugs vorbereitet. Das elastomere Material wird dann gehärtet, um das Auftragselement zu bilden.
Bei einer spezifischen Ausführungsform enthält die Rückhalteschicht 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol, das in Paraffinöl aufgelöst ist, wobei die Paraffinlösung in einer Silikonmatrix dispergiert und um das Stützelement gegossen ist. Die Rückhalteschicht (Paraffin und 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol in Silikon) wird durch i) Auflösen von 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol in Paraffin, ii) Mischen der Lösung in ein quervernetzbares Polydimethylsiloxan (PDMS) und dann iii) Gießen der Mischung auf das Stützelement durch Verwendung eines Formwerkzeugs vorbereitet. Danach wird das PDMS gehärtet. Nach dem Aushärten wird der mit PDMS beschichtete Stab aus dem Formwerkzeug extrahiert. Alternativ kann die Rückhalteschicht durch Eintauchen des gehärteten PDMS in eine Lösung aus dem funktionellen Material (wie z.B. Paraffin und 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol) imprägniert werden. Falls eine optionale Außenschicht benötigt wird, wird die Außenschicht durch Mischen eines quervernetzbaren Polydimethylsiloxan (PDMS) und dann das Gießen der Mischung auf die Rückhalteschicht durch Verwendung eines Formwerkzeugs vorbereitet. Bei manchen Ausführungsformen wird das quervernetzbare PDMS aus einem Zwei-Komponenten-System vorbereitet, nämlich einem Grundmittel und einem Aushärtungsmittel. Bei weiteren Ausführungsformen sind diese Grundmittel und Aushärtungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von etwa 50:1 bis 2:1 oder von etwa 20:1 bis etwa 5:1 in den Rückhalte- und Außenschichten vorhanden. Bei manchen Ausführungsformen liegt das Gewichtsverhältnis des funktionellen Materials des elastomeren Materials der Rückhalteschicht 42 bei einem Gewichtsverhältnis von etwa 1:10 bis etwa 1:1 oder von etwa 1:8 bis etwa 1:1,5 oder von etwa 1:7 bis etwa 1:2.
Das Auftragselement kann in einer Walze präsentiert sein oder andere Konfigurationen aufweisen, wie z.B. eine Bahn. Die Dicke der Rückhalteschicht und Außenschicht kann variieren. Die Rückhalteschicht kann z.B. von etwa 20 µm bis etwa 100 mm oder von etwa 1 mm bis etwa 30 mm oder von etwa 2 mm bis etwa 20 µm betragen. Die Dicke der Außenschicht beträgt von etwa 0,1 Mikron bis etwa 1 mm oder von etwa 0,2 Mikron bis etwa 0,9 mm oder von etwa 0,3 Mikron bis etwa 0,07 mm. Das Auftragselement kann ein Oberflächenmuster aufweisen, umfassend Eindrücke oder Erhebungen, die eine Form haben, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kreisen, Stäben, Ovalen, Quadraten, Dreiecken, Polygone sowie Mischungen davon.
Bei manchen Ausführungsformen sollte die Menge an funktionellem Material, das auf die Fotorezeptor-Oberfläche aufgetragen wird, ausreichend sein um die Leistungsmerkmale des Fotorezeptors beizubehalten. Das funktionelle Material kann auf der Fotorezeptor-Oberfläche in verschiedenen Mengen vorhanden sein, z.B. in einem molekularem Wert oder in einer Menge von etwa 0,1 µg/Kzyklus/cm² bis etwa 10 µg/Kzyklus/cm² oder von etwa 0,15 µg/Kzyklus/cm² bis etwa 500 µg/Kzyklus/cm² oder von etwa 0,2 µg/Kzyklus/cm² bis etwa 200 µg/Kzyklus/cm². Die vorliegenden Ausführungsformen stellen einen Fotorezeptor bereit, der einen reduzierten Verschleißwert und reduziertes Schablonieren im Vergleich zu einem Fotorezeptor ohne Außenschicht aufweist.
Die nachfolgende Beschreibung beschreibt Ausführungsformen von Fotorezeptoren.
Die Grundierungsschicht
Andere Schichten des Bildgebungselements können z.B. eine optionale Grundierungsschicht 32 enthalten. Eine optionale Grundierungsschicht 32 kann, fass gewünscht, über der Ladungstransportschicht 20 angeordnet sein, um der Bildgebungs-Elementoberfläche Schutz bereitzustellen sowohl als auch um die Abriebfestigkeit zu verbessern. Bei manchen Ausführungsformen kann die Grundierungsschicht 32 eine Dicke im Bereich von etwa 0,1 Mikrometer bis etwa 15 Mikrometer oder von etwa 1 Mikrometer bis etwa 10 Mikrometer oder in einer spezifischen Ausführungsform etwa 3 Mikrometer bis etwa 10 Mikrometer aufweisen. Diese Grundierungsschichten umfassen typischerweise eine Ladungstransportkomponente und ein optionales organisches Polymer oder anorganisches Polymer. Diese Grundierungsschichten enthalten thermoplastische organische Polymere oder quervernetzte Polymere, wie z.B. aushärtende Harze, UV- oder E-Strahl-Harze und dergleichen. Die Grundierungsschichten können ferner einen partikulären Zusatzstoff enthalten, wie z.B. Metalloxide, die Aluminiumoxid und Silikon oder Polytetrafluorethylen mit niedriger Oberflächenenergie (PTEF) und Kombinationen davon enthalten.
Das Substrat
Das Fotorezeptor-Stützsubstrat 10 kann undurchsichtig oder im Wesentlichen transparent sein und kann ein beliebiges geeignetes organisches oder anorganisches Material mit den erforderlichen mechanischen Merkmalen umfassen. Das gesamte Substrat kann dasselbe Material umfassen, wie dasjenige in der elektrisch leitfähigen Oberfläche oder die elektrisch leitfähige Oberfläche kann lediglich eine Beschichtung auf dem Substrat sein. Es kann jedes beliebige elektrisch leitfähige Material eingesetzt werden, wie z.B. Metall oder Metalllegierungen. Zu den elektrisch leitfähigen Materialien zählen Kupfer, Messing, Nickel, Zink, Chrom, Edelstrahl, leitfähige Kunststoffe und Gummis, Aluminium, semitransparentes Aluminium, Stahl, Kadmium, Silber, Gold, Zirkonium, Niobium, Tantal, Vanadium, Hafnium, Titan, Nickel, Niobium, Edelstahl, Chrom, Wolfram, Molybdän, Papier, das durch den Einschluss eines geeigneten Materials darin oder durch das Konditionieren in einer feuchten Atmosphäre leitfähig gemacht worden ist, um die Anwesenheit eines ausreichenden Wassergehalts sicherzustellen, um das Material leitfähig zu machen, Indium, Zinn, Metalloxide, einschließlich Zinnoxid und Indiumzinnoxid und dergleichen. Es könnte sich dabei um eine einzelne Metallverbindung oder Doppelschichten aus verschiedenen Metallen und/oder Oxiden handeln.
Die Grundplatte
Die elektrisch leitfähige Grundplatte 12 kann eine elektrisch leitfähige Metallschicht sein, die z.B. auf dem Substrat 10 durch eine beliebige geeignete Beschichtungstechnik gebildet sein kann, wie z.B. einer Vakuumsetzungstechnik. Zu den Metallen zählen Aluminium, Zirkonium, Niobium, Tantal, Vanadium, Hafnium, Titan, Nickel, Edelstahl, Chrom, Wolfram, Molybdän und andere leitfähige Substanzen sowie Mischungen davon. Die Dicke der leitfähigen Schicht kann über weite Bereiche hinaus je nach der für das elektrofotoleitfähige Element erwünschten optischen Transparenz und Flexibilität variieren. Entsprechend kann die Dicke der leitfähigen Schicht für ein flexibles fotoreaktionsfähiges Bildgebungsgerät wenigstens etwa 20 Angstrom oder nicht mehr als etwa 750 Angstrom oder wenigstens etwa 50 Angstrom oder nicht mehr als etwa 200 Angstrom für eine optimale Kombination aus elektrischer Leitfähigkeit, Flexibilität und Lichtübertragung betragen.
Die lochblockierende Schicht
Nach dem Auftragen der elektrisch leitfähigen Grundplattenschicht kann die lochblockierende Schicht 14 darauf aufgetragen werden. Elektronenblockierende Schichten für positiv geladene Fotorezeptoren erlauben, dass die Löcher von der Bildgebungsoberfläche des Fotorezeptors zur leitfähigen Schicht hin migrieren. Im Falle von negativ geladenen Fotorezeptoren kann jede beliebige lochblockierende Schicht, die in der Lage ist, eine Barriere zu bilden um eine Lochinjektion aus der leitfähigen Schicht zur gegenüberliegenden fotoleitfähigen Schicht zu bilden, verwendet werden. Die lochblockierende Schicht kann Polymere enthalten, wie z.B. Polyvinylbutyral, Epoxidharze, Polyester, Polysiloxane, Polymide, Polyurethane und dergleichen oder kann Stickstoff enthaltende Siloxane oder Stickstoff enthaltende Titanverbindungen sein, wie z.B. Trimethoxysilylpropylendiamin, hydrolysiertes Trimethoxysilylpropylethylendiamin, N-Beta-(aminoethyl)gammaamino-propyltrimethoxysilan, Isopropyl 4-Aminobenzensulfonyl, di(Dodecylbenzensulfonyl)titan, Isopropyl di(4-Aminobenzoyl)isostearoyltitan, Isopropyl tri(N-Ethylaminoethylamino)titan, Isopropyltrianthraniltitan, Isopropyl tri(N,N-Dimethylethylamino)titan, Titan-4-aminobenzensulfonatoxyacetat, Titan 4-Aminobenzoatisostearatoxyacetat, [H₂N(CH₂)₄]CH₃Si(OCH₃)₂, (Gamma-aminobutyl)methyldiethoxysilan und [H₂N(CH₂)₄]CH₃Si(OCH₃)₂, (Gamma-aminopropyl)methyldiethoxysilan.
Die allgemeinen Ausführungsformen der Grundschicht können ein Metalloxid und ein Harzbindemittel umfassen. Die Metalloxide, die mit den hierin genannten Ausführungsformen verwendet werden können, sind ohne Einschränkung Titanoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Aluminiumoxid, Silikonoxid, Zirkoniumoxid, Indiumoxid, Molybdänoxid und Mischungen davon. Die Grundschicht- Bindemittelmaterialen können z.B. Polyester, MOR-ESTER 49,000 von Motron International Inc., VITEL PE-100, VITEL PE-200, VITEL PE-200D und VITEL PE-222 von Goodyear Tire and Rubber Co., Polyacrylate, wie z.B. ARDEL von AMOCO Production Products, Polysulfon von AMOCO Production Products, Polyurethane und dergleichen beinhalten.
Die Ladungsgenerationsschicht
Die Ladungsgenerationsschicht 18 kann danach auf die Grundschicht 14 aufgetragen werden. Es kann dabei jedes beliebige geeignete Ladungsgenerations-Bindemittel, einschließlich einem Ladungsgenerations-/fotoleitfähigen Material, das sich in der Form von Partikeln befindet und in einem filmbildenden Bindemittel dispergiert ist, wie z.B. ein inaktiver Harz, eingesetzt werden. Beispiele des Ladungsgenerationsmaterials sind z.B. anorganische fotoleitfähige Materialien, wie z.B. amorphes Selen, trigonales Selen und Selenlegierungen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Selentellur, Selentellurarsen, Selenarsen und Mischungen davon sowie organische fotoleitfähige Materialien, einschließlich verschiedene Phthalocyanin-Pigmente, wie z.B. die X-Form von metallfreiem Phtalocyanin, Metallphthalocyanine, wie z.B. Vanadylphthalocyanin und Kupferphtalocyanin, Hydroxygalliumphthalocyanine, Chlorgalliumphthalocyanine, Titanylphthalocyanine, Quinacridone, Dibromanthanthron-Pigmente, Benzimidazolperylen, substituierte 2,4-Diaminotriazine, Polynukleare aromatische Quinone, Enzimidazolperylen und dergleichen sowie Mischungen davon, die in einem filmbildenden Polymerbindemittel dispergiert sind. Selen, Selenlegierungen, Benzimidazolperylen und dergleichen sowie Mischungen davon können jeweils als eine kontinuierliche, homogene Ladungsgenerationsschicht gebildet werden. Benzimidazolperylen-Zusammensetzungen sind wohl bekannt und z.B. im U.S.-Patent Nr. 4,587,189 beschrieben. Mehrfach-Ladungsgenerationsschicht-Zusammensetzungen können verwendet werden, wo eine fotoleitfähige Schicht die Merkmale der Ladungsgenerationsschicht verbessert oder reduziert. Andere gemäß dem Stand der Technik bekannte geeignete Ladungsgenerationsmaterialien können falls gewünscht ebenfalls eingesetzt werden. Die ausgewählten Ladungsgenerationsmaterialien sollten sensibel auf die Aktivierungsstrahlung mit einer Wellenlänge von zwischen 400 und etwa 900 nm während dem bildgemäßen Strahlungsaussetzungsschritt in einem elektrofotografischen Bildgebungsverfahren reagieren, um ein elektrostatisches, latentes Bild zu bilden.
Hydroxygalliumphthalocyanin absorbiert z.B. Licht mit einer Wellenlänge von etwa 370 bis etwa 950 Nanometern.
Es können beliebige geeignete inaktive Harzmaterialien als ein Bindemittel in der Ladungsgenerationsschicht 18 eingesetzt werden, einschließlich denen, die z.B. im U.S.-Patent Nr. 3,121,006 beschrieben sind.
Die Ladungstransportschicht
In einem Trommelfotorezeptor umfasst die Ladungstransportschicht eine einzelne Schicht aus derselben Zusammensetzung. Als solche wird die Ladungstransportschicht spezifisch in Bezug auf eine einzelne Schicht 20 beschrieben, die Einzelheiten sind jedoch ebenfalls auf eine Ausführungsform anwendbar, die zwei Ladungstransportschichten aufweist. Die Ladungstransportschicht 20 wird entsprechend über die Ladungsgenerationsschicht 18 aufgetragen und kann ein beliebiges geeignetes transparentes organisches Polymer oder nicht polyedrisches Material enthalten, das in der Lage ist, die Injektion von fotogenerierten Löchern oder Elektronen aus der Ladungsgenerationsschicht 18 zu stützen und in der Lage ist, den Transport dieser Löcher/Elektronen durch die Ladungstransportschicht hindurch zu erlauben, um die Oberflächenladung auf der Bildgebungselement-Oberfläche selektiv zu entladen. Bei einer Ausführungsform dient die Ladungstransportschicht 20 nicht nur als Transportlöcher, sondern schützt ebenfalls die Ladungsgenerationsschicht 18 vor Abrieb oder chemischen Attacken und kann daher die Betriebsdauer des Bildgebungselements verlängern. Die Ladungstransportschicht 20 kann ein im Wesentlichen nicht fotoleitfähiges Material sein, jedoch eins, das die Injektion von fotogenerierten Löchern aus der Ladungsgenerationsschicht 18 stützt.
Die Klebschicht
Eine optionale separate Klebschnittstellenschicht kann in bestimmten Konfigurationen bereitgestellt sein, wie z.B. in flexiblen Bahnkonfigurationen. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform, wäre die Schnittstellenschicht zwischen der Blockierungsschicht 14 und der Ladungsgenerationsschicht 18 angeordnet. Die Schnittstellenschicht kann ein Copolyesterharz enthalten. Beispielhafte Polyesterharze, die für die Schnittstellenschicht eingesetzt werden können, sind Polyarylatepolyvinylbutyrale, wie z.B. ARDEL POLYARYLATE (U-100), das gewerblich von Toyota Hsutsu Inc. erhältlich ist, VITEL PE-100, VITEL PE-200, VITEL PE-200D und VITEL PE-222, alle von Bostik erhältlich, 49,00 Polyester von Rohm Hass, Polyvinylbutyral und dergleichen. Die Schnittstellen-Klebschicht kann direkt auf die lochblockierende Schicht 14 aufgetragen werden. Daher steht die Schnittstellen-Klebschicht in manchen Ausführungsformen in direktem zusammenhängenden Kontakt sowohl mit der lochblockierenden Grundschicht 14 und der überzogenen Ladungsgeneratorschicht 18, um die Klebbindung zu verbessern, um eine Verknüpfung bereitzustellen. Bei weiteren Ausführungsformen wird die Schnittstellen-Klebschicht vollständig ausgelassen.
Der Erdungsstreifen
Der Erdungsstreifen kann ein filmbildendes Polymer-Bindemittel und elektrisch leitfähige Partikel umfassen. Es können beliebige elektrisch leitfähige Partikel in der elektrisch leitfähigen Erdungsstreifenschicht 19 verwendet werden. Der Erdungsstreifen 19 kann solche Materialien umfassen, die im U.S.-Pat. Nr. 4,664,995 aufgeführt sind. Elektrisch leitfähige Partikel sind Kohlenschwarz, Graphit, Kupfer, Silber, Gold, Nickel, Tantal, Chrom, Zirkonium, Vanadium, Niobium, Indiumzinnoxid und dergleichen. Die elektrisch leitfähigen Partikel können jede beliebige geeignete Gestalt aufweisen. Die Gestalten können irregulär, granulär, kugelförmig, elliptisch, würfelförmig, flockig, filamentartig und dergleichen sein. Die elektrisch leitfähigen Partikel sollten eine Partikelgröße von weniger als der Dicke des elektrisch leitfähigen Erdungsstreifens aufweisen, um eine elektrisch leitfähige Erdungsstreifenschicht mit einer übermäßig irregulären Außenfläche zu vermeiden. Eine durchschnittliche Partikelgröße von weniger als etwa 10 Mikrometer vermeidet im Allgemeinen ein übermäßiges Hervorstehen der elektrisch leitfähigen Partikel auf der Außenfläche der getrockneten Erdungsstreifenschicht und sichert eine relativ einheitliche Dispersion der Partikel innerhalb der Matrix der getrockneten Erdungsstreifenschicht zu. Die Konzentration der im Erdungsstreifen zu verwendenden leitfähigen Partikel hängt dabei von Faktoren ab, wie z.B. der Leitfähigkeit der eingesetzten spezifischen leitfähigen Partikeln.
Die Antikräuselungs-Rückhaltebeschichtung Die Antikräuselungs-Rückhaltebeschichtung 1 kann organische Polymere oder anorganische Polymere umfassen, die elektrisch isolierend oder leicht semileitfähig sind. Die Antikräuselungs-Rückhaltebeschichtung stellt eine Flachheit und/oder Abriebfestigkeit bereit.
BEISPIELE
Es wurde ein metallisiertes Mylar-Substrat bereitgestellt und eine HOGaPc/Poly(bisphenol-Z-Carbonat)fotogenerierende Schicht wurde über dem Substrat maschinenbeschichtet. Eine Ladungstransportschicht (LTS) wurde durch Einführen in eine braune Glasflasche mit 50 Gewichtsprozent an N,N,N´N´-Tetra(4-methylphenyl)-(1,1´-Biphenyl)-4,4´-Diamin und 50 Gewichtsprozent an FPC-0170, ein PCA-Harz mit einem Molekulargewicht von zwischen 60 kD und 70 kD, erhältlich von Mitsubishi Gas Chemical Co., vorbereitet. Die resultierende Mischung wurde dann in Methylenchlorid aufgelöst, um eine Lösung mit 15 Gewichtsprozent an Feststoffen zu bilden. Die resultierende Lösung wurde auf die fotogenerierende Schicht aufgetragen, um eine Schicht zu bilden, die bei Trocknung (120 °C für 1 Min.) eine Dicke von 30 µm aufwies. Das Gerät wurde für sämtliche Beispiele als der Fotorezeptor verwendet. Das Gerät wurde zum Testen auf eine Trommel aus bloßem Aluminium mit 60 mm Durchmesser installiert.
Vergleichsbeispiel 1: eine Verbundauftragswalze, umfassend PDMS und Paraffinöl, wurde gemäß dem nachfolgenden Verfahren hergestellt. Eine quervernetzbare Polydimethylsiloxanbase (PDMS) und ein Aushärtungsmittel (Sylgard 184, Dow Corning) wurden in einem Massenverhältnis von 10:1 zusammen vermischt. Die Komponenten wurden miteinander verrührt. Zu dieser Mischung wurde Paraffinöl in einem Verhältnis von 2:1 PDMS zu Paraffinöl hinzugefügt. Die Mischung wurde zusammen verrührt, bis eine viskose Mischung erhalten wurde. Die Mischung wurde in ein zylindrisches Formwerkzeug injiziert und eine Stunde lang entgast. Das verbleibende Formwerkzeug wurde montiert und die PDMS:Paraffin-Mischung wurde in einem Zwangsbelüftungslaborofen bei 60 °C drei Stunden lang ausgehärtet. Die Auftragswalze wurde aus dem Formwerkzeug extrahiert und in ein CRU zum Drucktest eingearbeitet.
Beispiele 1–4:
Eine Verbundauftragswalze, umfassend PDMS und Paraffinöl, wurde gemäß dem nachfolgenden Verfahren hergestellt. Eine quervernetzbare Polydimethylsiloxanbase (PDMS) und ein Aushärtungsmittel (Sylgard 184, Dow Corning) wurden in einem Massenverhältnis von 10:1 zusammen vermischt. Die Komponenten wurden miteinander verrührt. Zu dieser Mischung wurde eine Lösung aus 2,6-di-tert-Butyl-3-methylphenol, das in Paraffinöl (2–50 Prozent(w/w) aufgelöst war, in einem Verhältnis von 2:1 PDMS zu Paraffinöl/2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenollösung hinzugefügt. Das Antioxidans (2,6-di-tert-Butyl-3-methylphenol wurde vor dem Zusatz in das PDMS im Paraffinöl aufgelöst. Es wurden vier Walzen mit verschiedenen 2,6-di-tert-Butyl-3-methylphenol-Ladungen basierend auf dem Gewichtsprozentsatz des Paraffins und 2,6-di-tert-Butyl-3-methylphenol [10 %, 20 %, 30 %, 50 %] hergestellt. Die Mischung wurde miteinander verrührt, bis eine viskose Mischung erhalten wurde. Die Mischung wurde in ein zylindrisches Formwerkzeug injiziert und eine Stunde lang entgast. Das verbleibende Formwerkzeug wurde montiert und die PDMS: 2,6-di-tert-Butyl-3-methylphenol-Mischung wurde in einem Zwangsbelüftungslaborofen bei 60 °C drei Stunden lang ausgehärtet. Die Auftragswalze wurde aus dem Formwerkzeug extrahiert und in ein CRU zum Drucktest eingearbeitet.
Es wurden unter Verwendung einer Xerox DC 252 Druckerschwärzenstation Drucktests durchgeführt. Die Schwärzenstation lädt sich über ein Scorotron auf. Um den Test zu beschleunigen, wurde eine Hyper Mode Testvorrichtung verwendet, um die Proben einer Koronaentladung von bis zu 15.000 Zyklen auszusetzen. Die Reinigungsklinge wurde vom CRU entfernt, um einen Oberflächenverschleiß zu verhindern und um das LLM weiter zu verbessern.
Es wurde ein standardmäßiges LLM-5-Zeiteln-Bit-Gewichts-Testmuster an drei Korona-Belichtungsintervallen ausgedruckt [Zeit Null, 5000 Zyklen, 15000 Zyklen.]

Die Drucktestergebnisse zeigt die Anzahl der Bit-Linien, die nach der Belichtung zur Koronaentladung bei 5000 Zyklen in einem HMT wie in Tabelle 1 gezeigt sichtbar ist. Es liegt deutlich auf der Hand, dass die Einführung eines 2,6-di-tert-Butyl-3-methylphenol-Antioxidanss eine erhebliche Verbesserung der LLM-Resistenz in den funktionellen Materialien bereitstellt.

Testproben	Anzahl von druckten
	Linien zu 5000 HMT-Zyklen
Kontrollprobe (keine Auftragswalze)	0,5
Vergleichsbeispiel (PDMS + Paraffin-Auftragswalze)	1,5
Beispiel 1 (Paraffin + 10 % Antioxidans)	2
Beispiel 1 (Paraffin + 20 % Anitoxidans)	2,5
Beispiel 1 (Paraffin + 30 % Anitoxidans)	3,5
Beispiel 1 (Paraffin + 50 % Anitoxidans)	Nicht zutreffend – (Walze kristallisiert)

Drucktests, die Bit-Liniendrucke vor der Korona-Belichtung nach 5000 HMT-Zyklen und nach 15000 HTM-Zyklen für die Kontrollprobe (kein Paraffin) demonstrieren, sind als Vergleichsbeispiele (nur Paraffin) und als Beispiele 1–4 (Paraffin und Antioxidans 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol) dargestellt. Die Einarbeitung von 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol erhöht die Resistenz zum vom Scorotron generierten, von der Koronaentladung induzierten LLM.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4387980 [0004]
US 7580655 [0004]
US 5069993 [0023]
US 4587189 [0055]
US 3121006 [0057]
US 4664995 [0060]

Claims

Auftragselement zur Verwendung in einem Bildgebungsapparat, umfassend: ein Stützelement, eine Schicht umfassend eine elastomere Matrix, die am Stützelement angeordnet ist, wobei in dieser elastomeren Matrix eine Mischung aus Paraffinöl und 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol dispergiert sind.
Auftragselement nach Anspruch 1, wobei die elastomere Matrix ein Polymer umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polysiloxan, Polyurethan, Polyester, Polyfluorsilioxanen, Polyolefin, Fluorelastomer, synthetischem Gummi, natürlichem Gummi sowie Mischungen davon.
Auftragselement zur Verwendung in einem Bildgebungsapparat, umfassend: ein Stützelement, eine Schicht umfassend eine elastomere Matrix, die am Stützelement angeordnet ist, wobei in dieser elastomeren Matrix eine funktionelle Zusammensetzung dispergiert ist, wobei die funktionelle Zusammensetzung ein flüssiges Schmiermittel und ein Antioxidans umfasst, wobei das Antioxidans im funktionellen Material löslich ist.
Bildgebungsapparat, umfassend: ein Bildgebungselement mit einer ladungshaltenden Oberfläche zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bilds darauf, wobei das Bildgebungselement folgendes umfasst: ein optionales Stützsubstrat, und eine oder mehrere fotoleitfähige Schichten, die auf dem Substrat angeordnet sind; eine Scorotron-Ladeeinheit zum Bereitstellen einer Ladung an eine Oberfläche des Bildgebungselements; und eine Auftragseinheit, die derart angeordnet ist, um in Kontakt mit der Oberfläche des Bildgebungselements zu stehen, wobei die Auftragseinheit eine Schicht aus funktionellem Material, umfassend ein flüssiges Schmiermittel aufträgt, wobei das flüssige Schmiermittel Paraffinöl und ein Antioxidans umfasst, wobei das Antioxidans 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol auf der Oberfläche des Bildgebungselements umfasst.