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Dokumentenidentifikation DE69430015T2 29.08.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0795146
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR AUFNAHME VON TONERBILDERN UND FLÜSSIGER TONER DAFÜR
Anmelder Indigo N.V., Maastricht, NL
Erfinder BEN AVRAHAM, Peretz, Rehovot, IL;
BOSSIDON, Becky, 75287 Rishon Le Zion, IL;
ALMOG, Yaacov, 76251 Rehovot, IL;
LANDA, Benzion, Edmonton, CA
Vertreter Abitz & Partner, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69430015
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.12.1994
EP-Aktenzeichen 959040387
WO-Anmeldetag 29.12.1994
PCT-Aktenzeichen PCT/NL94/00327
WO-Veröffentlichungsnummer 0009617277
WO-Veröffentlichungsdatum 06.06.1996
EP-Offenlegungsdatum 17.09.1997
EP date of grant 27.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.08.2002
IPC-Hauptklasse G03G 9/13
IPC-Nebenklasse G03G 11/00   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigtoner und ein Bilderzeugungsverfahren.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Flüssigtoner sind für eine große Anzahl von Jahren in Verwendung gewesen. Im US-Patent 4,794,651 und in einer Anzahl von anderen Patenten und Veröffentlichungen, die auf diesem Patent beruhen, wurde ein Flüssigtoner mit faserförmigen oder tentakelförmigen aus verschiedenem Material hergestellten Tonerpartikeln beschrieben.

Es hat eine Notwendigkeit bestanden, einen Flüssigtoner bereitzustellen, der, wenn er zur Erzeugung eines Bildes auf einem Substrat verwendet wird, ein abriebfesteres Bild bildet als diejenigen, die durch Flüssigtoner nach dem Stand der Technik gebildet werden.

Es ist in der Drucktechnik bekannt, Partikeln, z. B. Polyethylenpartikeln, zur Druckfarbe oder zur Oberfläche des Substrats hinzuzufügen, um die Abtriebfestigkeit der Druckfarbe zu verbessern. Solche Partikeln stehen aus der Oberfläche des Druckbildes vor, und das Bild ist gegenüber Abrieb vom Papier beständiger. Jedoch ist eine Abriebfestigkeit gegenüber einem sich anpassenden Radierer um einen viel kleineren Betrag erhöht, wenn überhaupt.

Es ist im Stand der Technik auch bekannt, ein schon gedrucktes Bild mit einem abriebfesten Überzug zu überziehen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung sucht in einem Aspekt derselben einen verbesserten Flüssigtoner mit einer größeren Abriebfestigkeit als Toner nach dem Stand der Technik bereitzustellen.

Die vorliegende Erfindung sucht in einem verwandten Aspekt ein Verfahren zur Erzeugung von Bildern unter Verwendung des neuen Flüssigtoners bereitzustellen.

Man hat gefunden, dass die Schreibfestigkeit, Abriebfestigkeit und Abschälfestigkeit einer umfangreichen Klasse von Flüssigtonern verbessert werden kann, indem man eine kleinere Menge eines zusätzlichen Materials hinzufügt, das bei der Schmelztemperatur, die für den Toner verwendet wird, eine viel kleinere Viskosität, vorzugsweise mehrere Größenordnungen kleiner, als die Viskosität der Tonerpartikeln bei der Schmelztemperatur aufweist und das eine von den Tonerpartikeln getrennte Phase bildet, wenn es sich verfestigt.

Man ist der Meinung, dass ein solches Material während des Schmelzvorgangs zur äußeren Oberfläche des Bildes migriert. Während des Abkühlens des Bildes nach seinem Verschmelzen bildet das zusätzliche Material eine im Wesentlichen getrennte Phase, was zu einem harten glatten Überzug des zusätzlichen Materials führt, der das Bild gegen Abrieb schützt.

Man hat gefunden, dass das zusätzliche Material bei nahezu jeglichem Punkt während des Tonerherstellungsverfahrens hinzugefügt werden kann, dass aber die Wirkung des Materials am ausgeprägtesten ist, wenn das Material während des Endstadiums des Pulverisierens des Toners hinzugefügt wird oder wenn es separat pulverisiert wird und als fein pulverisiertes Material zum Toner hinzugefügt wird.

Folglich wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Bilderzeugungsverfahren bereitgestellt, umfassend:

Bereitstellen eines Bildes auf einem Substrat, wobei das Bild umfasst: Tonerpartikeln, die ein Polymermaterial enthalten, das vorzugsweise ein oder mehrere von einem Ethylencopolymer, einem Ethylenterpolymer oder einem Ionomer umfasst; ein zusätzliches Material, das vorzugsweise eines oder mehrere von Polyethylen, einem Polyethylenwachs, einem Homopolymer und einem Ionomer mit niedrigem Molekulargewicht umfasst, welches zusätzliche Material bei Raumtemperatur fest ist; und Trägerflüssigkeit;

Schmelzen des Bildes an das Substrat durch Erwärmen des Bildes auf eine Schmelztemperatur, bei der sich die Tonerpartikeln bis zu einer ersten Viskosität erweichen,

wobei das zusätzliche Material bei der Schmelztemperatur eine zweite Viskosität aufweist, die mindestens zehnmal kleiner und vorzugsweise mindestens zwei oder drei Größenordnungen kleiner ist als die erste Viskosität.

Vorzugsweise werden die Tonerpartikeln bei der Schmelztemperatur durch die Trägerflüssigkeit solvatisiert, wodurch ihre Viskosität bis zur ersten Viskosität verringert wird. Vorzugsweise wird das zusätzliche Material bei der Schmelztemperatur durch die Trägerflüssigkeit solvatisiert, wodurch seine Viskosität bis zur zweiten Viskosität verringert wird.

Vorzugsweise migriert während des Schmelzens oder des anschließenden Abkühlens das zusätzliche Material vom Substrat weg zur Oberfläche des Bildes. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet während des Abkühlens mindestens ein Teil des zusätzlichen Materials an der Oberfläche eine vom Tonermaterial getrennte Phase, wodurch das zusätzliche Material eine abriebsfeste Schicht bildet, die das Tonermaterial bedeckt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das zusätzliche Material in den Tonerpartikeln enthalten. Alternativ oder zusätzlich liegt das zusätzliche Material in fein verteilter Form vor und ist getrennt von den Tonerpartikeln in der Trägerflüssigkeit dispergiert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das zusätzliche Material mindestens teilweise mit den Tonerpartikeln unverträglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird weiter ein zum Schmelzen bei einer Schmelztemperatur angepasster Flüssigtoner bereitgestellt, umfassend:

Tonerpartikeln, die ein Polymermaterial umfassen, das vorzugsweise eines oder mehrere von einem Ethylencopolymer, einem Ethylenterpolymer oder einem Ionomer enthält, das bei der Schmelztemperatur eine erste Viskosität aufweist;

ein zusätzliches Material, das vorzugsweise eines oder mehrere von Polyethylen, einem Polyethylenwachs, einem Homopolymer und einem Ionomer mit niedrigem Molekulargewicht umfasst, welches zusätzliche Material bei Raumtemperatur fest ist und bei der Schmelztemperatur eine zweite Viskosität aufweist; und

Trägerflüssigkeit,

wobei die erste Viskosität mindestens das Zehnfache, vorzugsweise mehr als das 100fache oder das 1000fache der zweiten Viskosität beträgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Toners wird das Polymermaterial bei der Schmelztemperatur durch die Trägerflüssigkeit solvatisiert, wodurch seine Viskosität bis zur ersten Viskosität verringert wird. Vorzugsweise wird das zusätzliche Material bei der Schmelztemperatur durch die Trägerflüssigkeit solvatisiert, wodurch seine Viskosität bis zur zweiten Viskosität verringert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Flüssigtoners ist das zusätzliche Material in den Tonerpartikeln enthalten. Alternativ oder zusätzlich liegt das zusätzliche Material in fein verteilter Form vor und ist getrennt von den Tonerpartikeln in der Trägerflüssigkeit dispergiert.

Vorzugsweise ist das zusätzliche Material mindestens teilweise mit den Tonerpartikeln unverträglich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen vollständiger verstanden und eingesehen.

Fig. 1 ist eine vereinfachte Schnittveranschaulichung der elektrostatischen Abbildungsvorrichtung, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert und betriebsfähig ist;

Fig. 2 ist eine vereinfachte vergrößerte Schnittveranschaulichung der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3A ist eine vereinfachte Querschnittsseitenansicht eines Zwischenübertragungselements, das ein entfernbares Zwischenübertragungsdrucktuch umfasst, das auf einer Trommel montiert ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3B ist eine teilweise weggeschnittene Draufsicht des Zwischenübertragungselements von Fig. 3A;

Fig. 4A und 4B sind jeweilige Drauf- und Seitenansichten eines Zwischenübertragungsdrucktuchs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4C stellt Einzelheiten der geschichteten Konstruktion des Zwischenübertragungsdrucktuchs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar;

Fig. 4D ist eine weggeschnittene vergrößerte Ansicht eines Sicherungsmechanismus auf dem Zwischenübertragungsdrucktuch der Fig. 4A und 4B; und

Fig. 5 ist eine vereinfachte Querschnittsveranschaulichung eines Teils eines Zwischenübertragungselements, das ein entfernbares Zwischenübertragungsdrucktuch umfasst, das auf einer Trommel montiert ist, gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es wird nun auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, die ein elektrostatisches Mehrfarbenabbildungssystem darstellen, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert und betriebsfähig ist. Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wird dort ein Abbildungsbogen bereitgestellt, vorzugsweise ein organischer Fotorezeptor 12, der typischerweise auf einer Drehtrommel 10 montiert ist. Die Trommel 10 wird durch einen Motor oder dergleichen (nicht dargestellt) in Richtung von Pfeil 18 um ihre Achse gedreht, vorbei an einer Aufladevorrichtung 14, vorzugsweise einem Corotron, Scorotron oder Rollenauflader oder einer anderen geeigneten Aufladevorrichtung, die im Stand der Technik bekannt ist und die angepasst ist, um die Oberfläche des Bogenfotorezeptors 12 aufzuladen. Das zu reproduzierende Bild wird durch eine Abbildungsvorrichtung 16 auf die aufgeladene Oberfläche 12 scharf abgebildet, wobei der Fotoleiter in den von Licht getroffen Bereichen zumindest teilweise entladen wird, wodurch das elektrostatische Latentbild erzeugt wird. Folglich umfasst das Latentbild normalerweise Bildbereiche auf einem ersten elektrischen Potenzial und Hintergrundbereiche auf einem anderen elektrischen Potenzial.

Der Fotorezeptorbogen 12 kann eine beliebige geeignete Anordnung von Schichten von Materialien verwenden, wie im Stand der Technik bekannt ist, jedoch sind in der bevorzugten Ausführungsform des Fotorezeptorbogens bestimmte von den Schichten von den Enden des Bogens entfernt, um seine Montage auf der Trommel 10 zu erleichtern.

Dieser bevorzugte Fotorezeptorbogen und diese bevorzugten Verfahren, ihn auf der Trommel 10 zu montieren, sind in einer mitanhängigen US-Patentanmeldung von Belinkov et al., IMAGING APPARATUS AND PHOTORECEPTOR THEREFOR, eingereicht am 7. September 1994, zugewiesene Serial Number 08/301,775, beschrieben, deren Offenbarung hierin durch Bezug aufgenommen wird. Alternativ kann der Fotorezeptor 12 auf der Trommel 10 abgelagert sein und kann eine durchgehende Oberfläche bilden. Weiter kann der Fotorezeptor 12 ein Fotorezeptor vom nicht organischen Typ sein, z. B. auf der Grundlage einer Verbindung von Selen.

Die Abbildungsvorrichtung 16 kann eine modulierte Laserstrahlabtastvorrichtung, eine optische Fokussiervorrichtung zum Abbilden einer Kopie auf einer Trommel oder eine andere Abbildungsvorrichtung sein, wie sie im Stand der Technik bekannt ist.

Auch zugehörig zur Trommel 10 und Fotorezeptorbogen 12 sind in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Mehrfarbenflüssigentwicklersprühanordnung 20, eine Entwicklungsanordnung 22, farbspezifische Reinigungsklingenanordnungen 34, eine Hintergrundreinigungsstation 24, eine elektrisierte Quetschrolle 26, eine Hintergrundentladevorrichtung 28, ein Zwischenübertragungselement 30, eine Reinigungsvorrichtung 32 und fakultativ eine Neutralisierungslampenanordnung 36.

Die Entwicklungsanordnung 22 umfasst vorzugsweise eine Entwicklungsrolle 38. Die Entwicklungsrolle 38 ist vorzugsweise von dem Fotorezeptor 12 beabstandet, wodurch ein Spalt zwischen ihnen von typischerweise 40 bis 150 Mikrometern gebildet wird, und ist auf ein elektrisches Potenzial aufgeladen, das zwischen demjenigen der Bild- und Hintergrundbereiche des Bildes liegt. Die Entwicklungsrolle 38 ist folglich bei Aufrechterhaltung einer geeigneten Spannung betriebsfähig, um ein elektrisches Feld zur Unterstützung der Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes anzulegen.

Die Entwicklungsrolle 38 dreht sich typischerweise in derselben Richtung wie die Trommel 10, wie durch einen Pfeil 40 angezeigt. Diese Drehung sorgt dafür, dass die Oberfläche des Bogens 12 und der Entwicklungsrolle 38 am Spalt zwischen ihnen entgegengesetzte Geschwindigkeiten aufweisen.

Die Mehrfabenflüssigentwicklersprühanordnung 20, deren Betrieb und Struktur im US-Patent 5,117,263 im Detail beschrieben ist, dessen Offenbarung hierin durch Bezug aufgenommen wird, kann auf einer Achse 42 montiert sein, um zu ermöglichen, dass die Anordnung 20 auf eine solche Weise geschwenkt wird, dass ein Sprühnebel von Flüssigtoner, der elektrisch geladene pigmentierte Tonerpartikeln enthält, entweder auf einen Teil der Entwicklungsrolle 38, einen Teil des Fotorezeptors 12 oder direkt in einen Entwicklungsbereich 44 zwischen dem Fotorezeptor 12 und der Entwicklungsrolle 38 gerichtet werden kann. Alternativ kann die Anordnung 20 fest sein. Vorzugsweise wird der Sprühnebel auf einen Teil der Entwicklungsrolle 38 gerichtet.

Die farbspezifischen Reinigungsklingenanordnungen 34 sind in Wirkverbindung mit der Entwicklerrolle 38 verbunden, um Restmengen von jedem Farbtoner gesondert zu entfernen, der darauf nach einer Entwicklung zurückbleibt. Jede von den Klingenanordnungen 34 wird mit der Entwicklerrolle 38 nur dann wählbar in Wirkverbindung gebracht, wenn Toner von einer dazu entsprechenden Farbe durch die Sprühanordnung 20 dem Entwicklungsbereich 44 zugeführt wird. Die Konstruktion und der Betrieb der Reinigungsklingenanordnungen ist in der PCT- Veröffentlichung WO 90/14619 und im US-Patent 5,289,238 beschrieben, deren Offenbarungen hierin durch Bezug aufgenommen werden.

Jede Reinigungsklingenanordnung 34 umfasst ein Tonerrichtelement 52, das dazu dient, den durch die Reinigungsklingenanordnungen 34 von der Entwicklerrolle 38 entfernten Toner für jede Farbe zu getrennten Sammelbehältern 54, 56, 58 und 60 zu richten, um eine Verunreinigung der verschiedenen Entwickler durch Mischen der Farben zu verhindern. Der durch die Sammelbehälter gesammelte Toner wird zu einem entsprechenden Tonerreservoir (55, 57, 59 und 61) rückgeführt. Ein letztes Tonerrichtelement 62 steht immer mit der Entwicklerrolle 38 im Eingriff und der daran gesammelte Toner wird in einen Sammelbehälter 64 eingespeist und danach über einen Separator 66, der betriebsfähig ist, um verhältnismäßig reine Trägerflüssigkeit von den verschieden gefärbten Tonerpartikeln zu separieren, einem Reservoir 65 zugeführt. Der Separator 66 kann typischerweise von dem Typ sein, der im US-Patent 4,985,732 beschrieben ist, dessen Offenbarung hierin durch Bezug aufgenommen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie im US-Patent 5,255,058 beschrieben, dessen Offenbarung hierin durch Bezug aufgenommen wird, wo die Abbildungsgeschwindigkeit sehr hoch ist, wird eine Hintergrund-Reinigungsstation 24 bereitgestellt, die typischerweise eine Gegendrehrolle 46 und eine Fluidsprühvorrichtung 48 umfasst. Die Gegendrehrolle 46, die sich in einer durch einen Pfeil 50 angezeigten Richtung dreht, ist elektrisch auf ein Potenzial vorgespannt, das sich zwischen denjenigen der Bild- und Hintergrundbereiche der fotoleitenden Trommel 10 befindet, aber von demjenigen der Entwicklungsrolle verschieden ist. Die Gegendrehrolle 46 ist vorzugsweise vom Fotorezeptorbogen 12 im Abstand angeordnet, wodurch ein Spalt dazwischen gebildet wird, der typischerweise 40 bis 150 Mikrometer beträgt.

Die Fluidsprühvorrichtung 48 erhält Flüssigtoner von einem Reservoir 65 über eine Leitung 88 und arbeitet, um dem Spalt zwischen dem Bogen 12 und der Gegendrehrolle 46 eine Versorgung von vorzugsweise nicht pigmentierter Trägerflüssigkeit zuzuführen. Die durch die Fluidsprühvorrichtung 48 zugeführte Flüssigkeit ersetzt die durch die Entwicklungsanordnung 22 von der Trommel 10 entfernte Flüssigkeit, wodurch ermöglicht wird, dass die Gegendrehrolle 46 von den Hintergrundbereichen des Latentbildes geladene pigmentierte Tonerpartikeln durch Elektrophorese entfernt. Überschussfluid wird durch ein Flüssigkeitsrichtelement 70, das dauernd mit der Gegendrehrolle 46 im Eingriff steht, von der Gegendrehrolle 46 entfernt, um Überschussflüssigkeit, die Tonerpartikeln von verschiedenen Farben enthält, zu sammeln, die wiederum über einen Sammelbehälter 64 und den Separator 66 dem Reservoir 65 zugeführt wird.

Die in den Bezugszeichen 46, 48, 50 und 70 verkörperte Vorrichtung ist nicht für langsamlaufende Systeme erforderlich, ist aber vorzugsweise in Hochgeschwindigkeitssystemen enthalten.

Vorzugsweise wird eine elektrisch vorgespannte Quetschrolle 26 gegen die Oberfläche des Bogens 12 gedrückt und ist betriebsfähig, um Flüssigträger von den Hintergrundbereichen zu entfernen und in den Bildbereichen das Bild zu kompaktieren und Flüssigträger davon zu entfernen. Die Quetschrolle 26 ist vorzugsweise aus elastischem geringfügig leitfähigem Polymermaterial gebildet, wie im Stand der Technik wohlbekannt ist, und ist vorzugsweise auf ein Potenzial von einigen hundert bis zu einigen tausend Volt mit derselben Polarität wie die Polarität der Ladung auf den Tonerpartikeln aufgeladen.

Die Entladevorrichtung 28 ist betriebsfähig, um den Bogen 12 mit Licht zu fluten, was die auf dem Bogen 12 übrigbleibende Spannung entlädt, hauptsächlich, um einen elektrischen Durchbruch zu reduzieren und eine Übertragung des Bildes auf das Zwischenübertragungselement 30 zu verbessern. Der Betrieb einer solchen Vorrichtung in einem Schwarzschreib-System wird im US-Patent 5,280,326 beschrieben, dessen Offenbarung hierin durch Bezug aufgenommen wird.

Die Fig. 1 und 2 stellen weiter dar, dass eine Mehrfabentonersprühanordnung 20 typischerweise von vier unterschiedlichen Reservoiren 55, 57, 59 und 61 gesonderte Versorgungen von Farbtoner erhält. Die Fig. 1 stellt vier unterschiedliche Farbtonerreservoire 55, 57, 59 und 61 dar, die typischerweise die Farben Gelb, Magenta, Cyan bzw. fakultativ Schwarz enthalten. Pumpen 90, 92, 94 und 96 können entlang jeweiliger Versorgungsleitungen 98, 101, 103 und 105 bereitgestellt sein, um für eine gewünschte Druckgröße zu sorgen, um der Mehrfabensprüheinheit 20 den Farbtoner zuzuführen. Alternativ empfängt die Mehrfabentonersprüheinheit 20, die vorzugsweise eine Dreistufensprühanordnung ist, Versorgungen von Farbtoner von bis zu sechs unterschiedlichen Reservoiren (nicht dargestellt), was zusätzlich zu den Standardskalenfarben kundenspezifische Farbtöne zulässt.

Man hat gefunden, dass die Schreibfestigkeit, Abriebfestigkeit und Abschälfestigkeit einer umfangreichen Klasse von Flüssigtonern verbessert werden kann, indem man eine kleinere Menge, zwischen 2% und 20%, vorzugsweise zwischen 4% bis 15%, am bevorzugtesten etwa 10% (in Bezug zum Feststoffgehalt des Toners) eines zusätzlichen Materials hinzufügt, das bei der für den Toner verwendeten Schmelztemperatur eine viel kleinere Viskosität, vorzugsweise mehrere Größenordnungen kleiner, als die Viskosität der Tonerpartikeln aufweist, und das eine von den Tonerpartikeln getrennte Phase bildet, wenn es sich verfestigt. Man ist der Meinung, dass ein solches Material während des Schmelzvorgangs zur äußeren Oberfläche des Bildes migriert. Während des Abkühlens des Bildes nach dem Verschmelzen bildet das zusätzliche Material eine im Wesentlichen getrennte Phase, was zu einem harten glatten äußeren Überzug des zusätzlichen Materials führt, der das Bild gegen Abrieb schützt. Obwohl man der Ansicht ist, dass sie für die Erfindung nicht absolut notwendig sind, sind die zusätzlichen Materialien, von denen man gefunden hat, dass sie nützlich sind, mindestens teilweise mit dem Tonerpolymermaterial unverträglich.

Man hat gefunden, dass das zusätzliche Material bei nahezu jeglichem Punkt während des Tonerherstellungsverfahrens hinzugefügt werden kann, dass aber die günstige Wirkung des zusätzlichen Materials am ausgeprägtesten ist, wenn es während des Endstadiums des Pulverisierens des Toners hinzugefügt wird oder wenn es separat pulverisiert und als fein pulverisiertes Material zum fertigen Toner hinzugefügt und in der Trägerflüssigkeit dispergiert wird. Etwas weniger als optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn das zusätzliche Material am Anfang des Pulverisierungsverfahrens oder während der Plastifizierung des Toners hinzugefügt wird.

Das bevorzugte zusätzliche Material ist mikronisiertes Polyethylenwachs, z. B.. ACumist A-12% ACumist B-12® und ACumist C-9® (Allied Signal, Inc.). Andere nützliche Materialien sind die Homopolymere A-C 9A und A-C 1702 (Allied Signal) und AC-290, AC-293A und ähnliche Ionomere, die Copolymere mit niedrigem Molekulargewicht auf Ethylen-Basis sind, die mit Metallsalzen neutralisiert sind, die Ionencluster bilden, die von Allied Signal hergestellt werden und unter der Schutzmarke "AClyn®" im Handel vertrieben werden.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Bildung eines Toners mit verbesserter Abriebsfestigkeit ist das folgende:

1) Solubilisieren

1400 Gramm Nucrel® 925 (Ethylen-Copolymer von Dupont) und 1400 g Isopar® L (Exxon) werden 1,5 Stunden lang gründlich in einem ölerwärmten Ross-Doppelplanetenmischer bei mindestens 24 U/min gemischt, wobei die Öltemperatur bei 130ºC liegt. 1200 g vorgewärmtes Isopar® L wird hinzugefügt, und das Mischen wird eine weitere Stunde fortgesetzt. Die Mischung wird auf 45ºC abgekühlt, während das Rühren über eine Zeitdauer von mehreren Stunden fortgesetzt wird, um ein viskoses Material zu bilden.

2) Mahlen und Pulverisieren

762 Gramm des Ergebnisses des Solubilisierungsschritts werden 8 Stunden lang in einem 15-Attritor (Union Process Inc. Akron Ohio), der mit Kohlenstoffstahl-Kugeln von 3/16" gefüllt ist, bei 250 U/min zusammen mit 66,7 Gramm Mogul L Ruß (Cabot), 6,7 Gramm BT 583D (blaues Pigment, hergestellt von Cookson), 5 Gramm Aluminiumtristearat und weiteren 1459,6 Gramm Isopar L bei 30ºC pulverisiert.

3) Fortsetzung des Pulverisierens

34,5 Gramm ACumist A-12® werden hinzugefügt, und das Pulverisieren wird weitere 4 Stunden fortgesetzt. Obwohl man 4 Stunden für die optimale Pulverisierungszeitdauer für das hinzugesetzte Material hält, geben auch viel kürzere Pulverisierungsdauern und ein Zusetzen des ACumist A-12® am Anfang von Schritt 2 (oder selbst am Anfang von Schritt 1) eine wesentlich verbesserte Abriebfestigkeit. Die resultierenden Partikeln sind faserförmige Partikeln mit einem gemessenen Durchmesser im Bereich von 1-3 Mikrometern.

Das resultierende Material wird mit zusätzlichem Isopar L und Marcol 82® verdünnt, so daß sich ein brauchbarer Entwickler ergibt, bei dem der Trockenfeststoffanteil etwa 1,7% beträgt und bei dem das Gesamtverhältnis von Isopar® L zu Marcol® zwischen etwa 50 : 1 und 500 : 1, bevorzugter zwischen etwa 100 : 1 und 200 : 1, beträgt. Ein Ladungsdirektor, wie in der US-Patentanmeldung 07/915,291 (unter Verwendung von Lecithin, BBP und ICIG3300B) und in der WO 94/02887 beschrieben, wird in einer Menge, die gleich 40 mg/gm Feststoffe ist, hinzugefügt, um die Tonerpartikeln aufzuladen. Andere Ladungsdirektoren und weitere Zusatzmittel, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, können auch verwendet werden.

Alternativ kann ACumist A-12® oder eines der anderen aufgeführten Materialien auf eine Partikelgröße von 1 bis 2 um (Mikrometer) vorpulverisiert werden und zum entsprechend dem obigen Verfahrens hergestellten Toner hinzugefügt werden, zu dem das ACumist A-12® während des Pulverisierens nicht hinzugefügt wurde.

Ein anderes zusätzliches Material, das sich als nützlich erwiesen hat, ist die Ausfällung, die sich bildet, wenn das B-12- oder das A-12-Material (60 Gramm) zusammen mit 30 Gramm Zinkstearat in 556 Gramm Isopar®L erwärmt und solubilisiert und dann gerührt wird, während es sich auf Raumtemperatur abkühlt. Dieses Material kann während des Pulverisierungsschritts oder separat hinzugefügt werden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren erzeugt einen schwarzen Toner. Cyan-, Magenta- und Gelb-Toner können hergestellt werden, indem man für Schritt 2 eine andere Mischung von Materialien verwendet. Für Cyan-Toner werden in Schritt 2 822 g des solubilisierten Materials, 21,33 Gramm sowohl von BT 583D- als auch BT 788D-Pigmenten (Cookson), 1,73 Gramm D1355DD-Pigment (BASF), 7,59 Gramm Aluminiumtristearat und 1426 Gramm Isopar L verwendet. Für Magenta-Toner werden in Schritt 2 810 Gramm solubilisiertes Material, 48,3 Gramm Finess Red F2B, 6,81 Gramm Aluminiumtristearat und 1434,2 Gramm Isopar® L verwendet. Für Gelb-Toner werden in Schritt 2 810 Gramm solubilisiertes Material, 49,1 Gramm D1355DD-Pigment, 6,9 Gramm Aluminiumtristearat und 1423 Gramm Isopar L verwendet.

Die vorstehend beschriebenen zusätzlichen Materialien ergeben auch eine verbesserte Abriebfestigkeit für Flüssigtoner auf Grundlage von Bynell 2002® (Ethylenterpolymer von Dupont), Surlyn 8940® oder 8920 (Ionomere von Dupont) und Iotek 8030 (Ionomer von Iotek) und Mischungen von diesen Materialien. Man ist der Meinung, dass die Verwendung von zusätzlichen Materialien mit den vorstehend beschrieben Eigenschaften eine Anwendbarkeit auf einen weiten Bereich von Tonern aufweist, die Polymerpartikeln und Kohlenwasserstoffträgerflüssigkeiten umfassen.

Das Zwischenübertragungselement 30, von dem eine besonders bevorzugte Ausführungsform nachstehend (in Verbindung mit den Fig. 3 und 4) im Detail beschrieben wird, kann ein beliebiges geeignetes Zwischenübertragungselement sein, das einen Mehrlagenübertragungsteil aufweist, wie z. B. diejenigen, die nachstehend oder in den US-Patenten 5,089,856 oder 5,047,808 beschrieben werden, deren Offenbarungen hierin durch Bezug aufgenommen wird. Das Element 30 wird für eine elektrostatische Übertragung des Bildes von der bildtragenden Oberfläche auf dasselbe auf einer geeigneten Spannung und Temperatur gehalten. Das Zwischenübertragungselement 30 ist vorzugsweise mit einer Druckrolle 71 verbunden, um das Bild auf ein endgültiges Substrat 72, wie z. B. Papier, vorzugsweise durch Wärme und Druck, zu übertragen und zu schmelzen. Für den vorstehend beschriebenen besonders bevorzugten Toner wird eine Bildtemperatur von etwa 95ºC beim Einsetzen des Schmelzen bevorzugt.

Die Reinigungsvorrichtung 32 ist betriebsfähig, um die Oberfläche des Fotorezeptors 12 sauber zu schrubben und umfasst vorzugsweise eine Reinigungsrolle 74, eine Sprüheinrichtung 76 zum Sprühen einer nichtpolaren Reinigungsflüssigkeit zur Unterstützung des Schrubbverfahren und eine Wischblattklinge 78, um die Reinigung der photoleitenden Oberfläche zu vervollständigen. Die Reinigungsrolle 74, die zu diesem Zweck aus einem beliebigen im Stand der Technik bekannten synthetischen Harz gebildet sein kann, wird in derselben Richtung wie die Trommel 10 getrieben, wie durch den Pfeil 80 angezeigt, so dass die Oberfläche der Rolle die Oberfläche des Fotorezeptors schrubbt. Jegliche auf der Oberfläche des Fotorezeptorbogens 12 zurückgelassene Restladung kann durch Fluten der photoleitenden Oberfläche mit Licht von einer fakultativen Neutralisierungslampenanordnung 36 entfernt werden, was in der Praxis nicht erforderlich sein mag.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach Entwicklung jedes Bildes in einer gegebenen Farbe das Einfarbenbild auf das Zwischenübertragungselement 30 übertragen. Nachfolgende Bilder in unterschiedlichen Farben werden anschließend mit dem vorhergehenden Bild fluchtend auf das Zwischenübertragungselement 30 übertragen. Wenn sämtliche von den gewünschten Bildern darauf übertragen worden sind, wird das vollständige Mehrfarbenbild vom Übertragungselement 30 auf das Substrat 72 übertragen. Die Pressrolle 71 erzeugt nur einen Wirkeingriff zwischen dem Zwischenübertragungselement 30 und dem Substrat 72, wenn eine Übertragung des zusammengesetzten Bildes auf das Substrat 72 stattfindet. Alternativ wird jedes einzelne Farbbild separat auf das Substrat über das Zwischenübertragungselement übertragen. In diesem Fall wird das Substrat einmal für jede Farbe durch die Maschine zugeführt oder wird auf einer Platte gehalten und mit dem Zwischenübertragungselement 30 für eine zusammengesetzte Bildübertragung in Berührung gebracht. Alternativ wird das Zwischenübertragungselement weggelassen und die entwickelten Einfarbenbilder werden sequentiell direkt von der Trommel 10 auf das Substrat 72 übertragen.

Die Fig. 3A, 3B und 4A-4D veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform des Zwischenübertragungselements 30 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 3A stellt ein Zwischenübertragungsdrucktuch 100 dar, das auf einer Trommel 102 montiert ist. Das Übertragungsdrucktuch 100 (dessen Einzelheiten in den Fig. 4C und 4D dargestellt sind) umfasst einen vorzugsweise geschichteten Übertragungsteil 104 und ein Montagekupplungsstück 106.

Wie am deutlichsten in Fig. 4C dargestellt ist, umfasst der Übertragungsteil 104 eine Ablösemittelschicht 109, die sich am weitesten außen auf dem Drucktuch befindet, wenn es auf der Trommel 102 montiert ist. Unter der Schicht 109 liegt eine Anpassungsschicht 111, vorzugsweise aus einem weichen Elastomer, vorzugsweise aus Polyurethan und vorzugsweise mit einer Shore-A-Härte von weniger als etwa 65, am bevorzugtesten weniger als etwa 55, aber vorzugsweise mehr als etwa 35. Ein geeigneter Härtewert liegt zwischen 45-55, vorzugsweise etwa 50. Unter der Schicht 111 liegt eine leitfähige Schicht 114, die über einer dünnen Barriereschicht 115 liegt. Die Barriereschicht 115 liegt über einem Drucktuchkörper 116, der eine obere Schicht 118, eine zusammendrückbare Schicht 120 und eine Gewebeschicht 122 umfasst. Unter der Gewebeschicht liegt eine Haftmittelschicht 126, die sich in Berührung mit der Trommel 102 befindet.

Die Trommel 102 wird vorzugsweise von einer innenbefindlichen Halogenlampenheizeinrichtung oder einer anderen Heizeinrichtung erwärmt, um die Übertragung des Bildes auf und von der Ablösemittelschicht 109 auf ein endgültiges Substrat zu unterstützen, wie es im Stand der Technik wohlbekannt ist. Für den bevorzugten Flüssigtoner beträgt die Temperatur an der Oberfläche des Zwischenübertragungselements vorzugsweise etwa 95ºC. Der Erwärmungsgrad hängt von den Eigenschaften des Toners ab, der in Verbindung mit der Erfindung verwendet wird.

Wie in den Fig. 4A, 4B und 4D dargestellt, umfasst das Montagekupplungsstück 106 z. B. eine langgestreckte elektrisch leitende Stange 108 aus einem Metall, wie z. B. Aluminium, die mit einer Reihe von L-förmigen Montagebeinen 110 ausgebildet ist (in Form von fingerähnlichen Fortsätzen), die auch leitend sind, vorzugsweise aus demselben Material wie die Stange 108, und vorzugsweise als Einheit damit ausgebildet. Insbesondere ist die Stange 108 mit einem Schlitz ausgebildet, in den das Ende des geschichteten Übertragungsteils 104 eingeführt ist. Vorzugsweise weist das Ende des geschichteten Teils, der in die Montagestange eingeführt wird, keine Ablösemittelschicht 109 oder Anpassungsschicht 111 auf, wodurch die leitende Schicht 114 freigelegt ist und sich deshalb in elektrischem Kontakt mit der Stange 108 befindet. Alternativ kann die Stange 108 mit scharfen inneren Vorsprüngen ausgebildet sein, die die äußeren Schichten des Drucktuchs durchbohren und mit der leitenden Schicht in Kontakt treten.

Fakultativ kann jede von den Schichten unter der leitenden Schicht 114 partiell leitend sein (z. B. durch die Zufügung von leitfähigem Ruß oder Metallfasern), und die Haftmittelschicht kann leitfähig sein, so dass Strom auch direkt von der Trommeloberfläche zur leitenden Schicht fließt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kupplungsstück 106 aus einer einzigen Metallplatte gebildet, bei der die Beine teilweise aus dem Metall geschnitten sind, das in eine U-Form gebogen ist, um einen Schlitz zu bilden, in den der geschichtete Teil eingeführt ist. Nach der Einführung werden die äußeren Wände des Schlitzes gegen den geschichteten Teil gedrückt, um den geschichteten Teil im Schlitz zu sichern. Der teilweise herausgeschnittene Teil wird gebogen, um die Montagebeine zu bilden.

In der in den Fig. 1-3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Trommel 102 auf einem Potenzial gehalten, das zur Übertragung von Bildern auf das Zwischenübertragungselement geeignet ist, z. B. auf 500 V, welche Spannung über das Montagekupplungsstück 106 an die leitfähige Schicht 114 angelegt wird. Folglich befindet sich die Quelle der Übertragungsspannung sehr nahe bei der äußeren Oberfläche des Teils 104, was ein niedrigeres Übertragungspotenzial auf der Trommel ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Übertragungsteil 104 durch die folgende Verfahrensweise hergestellt:

1- Die Ausgangsstruktur für den Drucktuchaufbau ist ein Drucktuchkörper 116, der im Allgemeinen ähnlich zu demjenigen ist, der allgemein für Drucktücher verwendet wird. Ein geeigneter Körper ist MCC-1129-02, der von Reeves SpA, Lodovicio (Milano), Italien, hergestellt und im Handel vertrieben wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Körper 116 eine Gewebeschicht 122, die vorzugsweise aus gewebtem NOMEX-Material besteht und eine Dicke von etwa 200 Mikrometern aufweist, eine zusammendrückbare Schicht 120, die vorzugsweise etwa 400 Mikrometer gesättigten Nitrilkautschuk umfaßt, der zur Erhöhung seiner Wärmeleitfähigkeit mit Ruß beladen ist. Die Schicht 120 enthält vorzugsweise kleine Hohlräume (etwa 40-60 Vol-%), und eine obere Schicht 118 besteht vorzugsweise aus demselben Material wie die zusammendrückbare Schicht, aber ohne Hohlräume. Die Schicht 109 ist vorzugsweise etwa 100 Mikrometer dick. Der Drucktuchkörper wird durch Herstellungsverfahren hergestellt, wie sie allgemein für die Herstellung von Offset-Drucktüchern für Druckfarben-Offsetdruck verwendet werden.

Der Drucktuchkörper 116 wird vorzugsweise auf eine verhältnismäßig genaue Dicke dimensioniert, indem man Teile der Oberfläche der oberen Schicht 118 abträgt. Eine bevorzugte Dicke für den fertigen Körper 116 beträgt etwa 700 Mikrometer, obwohl andere Dicken, abhängig von der Geometrie des Drucksystems, in dem er verwendet wird, und den genauen Materialien, die im Drucktuchkörper verwendet werden, nützlich sind.

2- Die Gewebeseite des Drucktuchkörpers 116 ist vorzugsweise mit einem 30 Mikrometer dicken Überzug aus einem Klebemittel auf Silicon-Basis überzogen (vorzugsweise Typ D 66, hergestellt von Dow Corning). Das Haftmittel ist mit einem Bogen aus Mylar bedeckt, der mit einem Fluorsiliconmaterial überzogen ist, wie z. B. DP 5648 Release Paper (einseitiger Überzug), das von H. P. Smith, Inc., Bedford Park, IL. vertrieben wird. Dieses Haftmittel ist durch seine gute Verbindung mit der Oberfläche der Trommel 102 gekennzeichnet und ist beständig gegen die im Flüssigtoner verwendete Trägerflüssigkeit. Das Drucktuch kann von der Trommel entfernt werden, wenn sein Austauch gewünscht wird, indem man das Drucktuch entlang der Kante des Kupplungsstücks 106 schneidet und das Drucktuch und Kupplungsstück entfernt.

Ein Haftmittel wird verwendet, um einen guten Wärmekontakt zwischen der Rückseite des Drucktuchs und der Trommel, auf die es montiert ist, sicherzustellen. Ein Siliconhaftmittel wird verwendet, da Haftmittel, die normalerweise bei der Anbringung von Drucktüchern verwendet werden, unter der Hitze schlechter werden, die bei der bevorzugten Vorrichtung in der darunterliegenden Trommel erzeugt wird. Wenn die Temperatur der Trommel auch abhängig vom Wärmewiderstand des Drucktuchs und der gewünschten Oberflächentemperatur des Drucktuchs variiert (die wiederum vom beim Verfahren verwendeten Toner und den Einzelheiten einer Übertragung des Toners auf das endgültige Substrat abhängt), kann die Trommeltemperatur 80ºC, 100ºC, 120ºC oder 150ºC oder mehr erreichen.

3- Die obere Schicht 118 wird vorzugsweise mit einer Submikrometerschicht eines Grundiermittels überzogen, bevor sie mit weiteren Schichten überzogen wird. Ein bevorzugtes Grundiermittel ist Dow Corning 1205 Prime Coat. Der Grundiermitteltyp hängt von den Eigenschaften der oberen Schicht und von der leitfähigen Schicht ab. Vorzugsweise werden 0,3 Mikrometer Grundiermittel mit einer Nr. 0-Stange in einer Draht-Beschichtungsvorrichtung auf einer reinen oberen Schicht auftragen und trocknen gelassen, bevor die leitfähige Schicht aufgetragen wird.

4- Da der Drucktuchkörper 116 Materialien, wie z. B. Antioxidationsmittel, Antiozonisierungsmittel oder andere Zusatzmittel, enthalten kann, die durch die oberen Schichten des Drucktuches z. B. als Gas wandern können, wenn das Drucktuch während des Abbildungsverfahrens und/oder bei der Anwesenheit einer Trägerflüssigkeit, wie z. B. Isopar L, erwärmt wird, wird die Barriereschicht 115 vorzugsweise auf der oberen Schicht 116 aufgetragen. Diese Barriereschicht sollte für solche Materialien im Drucktuchkörper, die wandern können, und/oder für die Trägerflüssigkeit, die verwendet wird, im Wesentlichen undurchlässig sein.

Wenn diese Schicht weggelassen wird, können unter gewissen Umständen die Zusatzmaterialien eine Verschlechterung des Fotorezeptors bewirken. Insbesondere hat man gefunden, daß das Abbildungsverfahren feuchtigkeitsabhängig werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine 4-11 Mikrometer dicke Schicht Polyvinylalkohol (88% hydrolisiert) auf der Grundiermittelschicht aufgetragen, die die obere Schicht 118 bedeckt.

Polyvinylalkohol, der 88% hydrolisiert ist, mit einem gemittelten Molekulargewicht vorzugsweise zwischen 85000 und 145000 (Aldrich Chemical Co. Inc., Milwaukee, WI) wird bei 90ºC in Wasser gelöst, indem man die Mischung 30 Minuten lang in einem Rückflußsystem dauernd rührt. Nach 30 Minuten wird eine Ethanolmenge zur Lösung hinzugegeben, die zweimal so groß ist, wie die Wassermenge, wobei die resultierende Polyvinylalkoholkonzentration vorzugsweise kleiner als 10% ist. Lösungen mit höherer Konzentration können verwendet werden; jedoch ergeben sie eine viskosere Lösung, die schwer gleichmäßig zu verteilen ist.

Die Lösung wird unter Verwendung eines feinen Walzdrahtes oder eines Messers auf die Schicht 118 des Körpers 116 aufgebracht, das unter 30-45º zur Bewegungsrichtung des Messers oder Körpers geneigt ist. Das Lösungsmittel wird entweder durch Trocknen bei Raumtemperatur verdampft oder indem man Heißluft auf die Schicht bläst.

Einer oder mehrere Beschichtungsdurchläufe werden verwendet, um die erforderliche Dicke zu erhalten.

Bei einer gewissen Übertragung von Material vom Körper 116 ergibt sich eine zu dünne Schicht, was mit einer "Verklumpung" oder Zusammenballung der Tonerpartikeln im Flüssigtoner in Beziehung gebracht worden ist. Man nimmt an, daß dies durch eine Fotorezeptorverschlechterung verursacht wird. Während vier Mikrometer Material ausreichend zu sein scheinen, um ein Auslaugen zu vermeiden, wird eine etwas größere Dicke, z. B. 6 Mikrometer, vorzugsweise verwendet.

Andere Barrierematerialien und andere Dicken können abhängig von der für den Toner verwendeten Trägerflüssigkeit oder den vom Körper 116 freigesetzten Gasen verwendet werden. Andere Materialien können eine kleinere oder größere Tonerdicke erfordern, abhängig von ihrer Beständigkeit gegenüber der Trägerflüssigkeit oder den vom Körper 116 freigesetzten Gasen. Wenn der Körper 116 gegenüber Auslaugen durch die Trägerflüssigkeit beständig ist oder keine Materialien enthält, die freigesetzt werden (insbesondere wenn der Körper 116 erwärmt wird), kann alternativ die Schicht 115 weggelassen werden.

Polyvinylalkohol ist ein thermoplastisches kristallines Material mit einem Schmelzpunkt, der höher ist, als die Temperatur des Drucktuchs während des Betriebs. Man ist auch der Meinung, daß Polyvinylalkohol eine Schicht bildet, die für Gase und für die im Flüssigtoner verwendete Kohlenwasserstoffträgerflüssigkeit undurchlässig ist.

5- Die leitfähige Schicht 114 ist vorzugsweise aus mit leitfähigem Ruß beladem Acrylkautschuk gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind nur 2-3 Mikrometer eines leitfähigen Überzugs erforderlich. Die leitfähige Schicht wird gebildet, indem man zuerst 300 Gramm Hytemp 4051EP (B. F. Goodrich) mit 6 Gramm Hytemp NPC 50 und 9 Gramm Natriumstearat 20 Minuten lang in einer Zweiwalzenmühle compoundiert; und dann 150 Gramm des compoundierten Materials in 2000 Gramm Methylethylketon (MEK) löst, indem man 12 Stunden lang bei Raumtemperatur rührt.

40 Gramm leitfähiger Ruß, wie beispielsweise Printex XE2® (Degussa), werden zur Lösung hinzugegeben, und die Mischung wird in einem 01-Attritor (Union Process), der mit 3/16" Stahlkugeln geladen ist, pulverisiert. Das Pulverisieren geht 4 Stunden lang bei 10ºC vor sich, nach welcher Zeit das Material durch die Zugabe von MEK auf eine Konzentration von 7,5-8% Feststoffe verdünnt wird und in Form eines leitfähigen Lacks aus der Mühle ausgetragen wird.

Man überzieht das Drucktuch (nach Schritt 3 oder Schritt 4) mit etwa 3 Mikrometer des leitfähigen Lacks (drei Durchläufe, unter Verwendung einer Nr. 0-Stange) und lässt es 5 Minuten lang bei Raumtemperatur trocknen.

Man fügt über dem leitfähigen Lack einen weiteren Grundiermittelüberzug hinzu (abgesehen von dem Teil, der in die Stange 108 einzuführen ist), bevor die weiche elastomere Anpassungsschicht aufgetragen wird.

Der Widerstand der leitfähigen Schicht sollte vorzugsweise größer sein als etwa 20 kOhm/square und vorzugsweise kleiner als etwa 50 kOhm/square. Dieser Wert hängt vom spezifischen elektrischen Widerstand der Schichten über der leitfähigen Schicht und vom Seitenverhältnis des Drucktuches ab. Im Allgemeinen sollte der Widerstand klein genug sein, so daß der Strom, der in der leitfähigen Schicht fließt (um Leckstrom durch die darüberliegenden Schichten zuzuführen), keine wesentliche Spannungsvariation längs der Oberfläche des Drucktuchs bewirken sollte. Der Widerstand der leitfähigen Schicht und wichtiger der Widerstand der darüberliegenden Schichten steuern den Strom, der durch die darüberliegenden Schichten fließt. Allgemein gesprochen, weist die leitfähige Schicht einen verhältnismäßig kleinen Widerstand und spezifischen elektrischen Widerstand auf, die Anpassungsschicht (Schicht 111) weist einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand auf, und die darüberliegende Trennmittelschicht (Schicht 109) weist einen noch größeren spezifischen elektrischen Widerstand auf.

6- 1 kg vorfiltriertes Fomrez-50-Polyesterharz (Hagalil Company, Ashdod, Israel) wird bei 60ºC unter Vakuum dehydriert und entgast. 600 Gramm des entgasten Materials werden mit 1,4 Gramm Dibutylzinndilaurat (Aldrich) gemischt und 2 Stunden bei Raumtemperatur entgast. 30 Gramm des resultierenden Materials, 3,15 Gramm RTV-Silicon 118 (General Electric), 4,5 Gramm Polyurethanvernetzter, DESMODUR 44V20 (Bayer), werden zusammengerührt. Eine 100 Mikrometer dicke Schicht des Materials wird über die grundierte leitfähige Schicht unter Verwendung eines Walzdrahtes Nr. 3 mit mehreren Durchläufen unter sauberen Bedingungen, vorzugsweise Bedingungen der Klasse 100, aufgetragen. Der Überzug wird zwei Stunden lang bei Raumtemperatur unter einer Reinhaube gehärtet, um eine Polyurethanschicht zu bilden.

Die Schicht 111, die demgemäß gebildet ist, sollte einen Widerstand in der Größenordnung von etwa 10&sup9; Ohm-cm, eine gute thermische Stabilität bei der Arbeitstemperatur des Drucktuchs, die vorzugsweise etwa 100ºC oder weniger beträgt, aufweisen.

Die Funktion der Anpassungsschicht ist es, eine gute Anpassung des Drucktuchs an die bilderzeugende Oberfläche (und das Bild auf der bilderzeugenden Oberfläche) bei den verwendeten geringen Drücken bei Übertragung des Bildes von der bilderzeugenden Oberfläche auf das Drucktuch bereitzustellen. Die Schicht sollte eine Shore-A-Härte von vorzugsweise zwischen 25 oder 30 und 65 aufweisen, bevorzugter etwa 50. Obwohl eine Dicke von 100 Mikrometern bevorzugt wird, können andere Dicken zwischen 50 Mikrometern und 300 Mikrometern verwendet werden, wobei 75 bis 125 Mikrometer bevorzugt werden.

7-12 Gramm RTV-Silicon 236 (Dow Corning) Trennmittelmaterial, das mit 2 Gramm Isopar L (Exxon) verdünnt ist, und 0,72 Gramm Syl-off 297 (Dow Corning) werden zusammengemischt. Es wird ein Walzdraht(Stange Nr. 1)-Beschichtungssystem mit fünf oder sechs Durchläufen unter Reinbedingungen verwendet, um eine Trennmittelschichtdicke von 8 Mikrometern zu erzielen. Das Material wird zwei Stunden lang bei 140ºC gehärtet. Das gehärtete Trennmittelmaterial weist einen spezifischen elektrischen Widerstand von etwa 10¹&sup4; bis 10¹&sup5; Ohm-cm auf.

Um das Drucktuch 100 auf der Trommel 102 zu montieren, werden die Montagebeine 110 in eine Mehrzahl von in der Trommel 102 ausgebildeten Montageöffnungen 130 eingeführt, vorzugsweise ohne dass der Mylarbogen von der Haftmittelschicht (die Rückseite des Drucktuchs) entfernt wird. Wie am deutlichsten aus den Fig. 3A, 3B und 4D ersichtlich ist, weisen die Montagebeine 110 jeweils einen Kopfteil 132 und einen Rückenteil 134 auf. Die Köpfe 132 werden in Schlitze, die in den weiter entfernten Seitenwänden der Montageöffnungen 130 ausgebildet sind, eingeführt, und der Rückenteil 134 liegt gegen die gegenüberliegende Seitenwand der Öffnung an. Auf diese Weise wird das Ende des Druckstuchs genau positioniert. Die Kante des Mylarbogens, die den Beinen am nächsten ist, wird entfernt, und der Rest des Mylarbogens wird allmählich entfernt, während man sich versichert, dass die aufeinanderfolgenden Teile des Drucktuchs, die so durch das Haftmittel an die Trommel angebracht sind, eben gegen die Trommel anliegen.

Fig. 5 stellt eine alternative bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, bei der etwas unterschiedlich geformte Öffnungen 130' verwendet werden. In dieser Ausführungsform liegt der Rückenteil 134 gegen einen Vorsprung 150 an, der auf einer Seite der Öffnung ausgebildet ist, während eine Oberfläche 154 des Beins 110 gegen den Boden 156 eines Vorsprungs anliegt, der auf der anderen Seite der Öffnung ausgebildet ist.

Während die bevorzugte elektrische Verbindung zwischen der leitfähigen Schicht und der Montagestange vorzugsweise erzielt wird, indem man die Schichten, die über einem Endteil der leitfähigen Schicht liegen, entfernt oder nicht bildet und die darüberliegenden Schichten durchbohrt, z. B. durch Eindrücken und/oder Durchbohren der Montagestange z. B. an Punkten, die in Fig. 4D mit 160 gekennzeichnet sind, kann ein Eindrücken auch verwendet werden, um das Drucktuch in der Montagestange zu halten.

Obwohl die Haftmittelschicht vorzugsweise die Rückseite des Drucktuchs bedeckt, kann alternativ die Haftmittelschicht nur einen Teil der Rückseite bedecken, wie z. B. die am weitesten vom Drucktuch entfernte Kante (die Hinterkante des Drucktuchs); oder sie kann für einige Ausführungsformen der Erfindung und unter gewissen Umständen weggelassen werden.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf den speziellen Typ eines Bilderzeugungssystems oder Übertragungssystems, die verwendet werden, begrenzt ist. Die Erfindung ist auch in Systemen, wie z. B. denjenigen, die andere Typen von Zwischenübertragungselementen verwenden, wie z. B. Übertragungselemente vom Bandtyp oder Typ mit durchgehend überzogener Trommel, und auch für Abbildungssysteme nützlich, die eine direkte Übertragung des Bildes (z. B. von einer Abbildungsoberfläche) auf das Endsubstrat verwenden und die eine Schmelzeinrichtung zum Verschmelzen des Bildes mit dem Substrat einschließen. Solche Systeme sind im Stand der Technik sehr gut bekannt.

Die vorstehend für das Bilderzeugungssystem angegebenen speziellen Einzelheiten sind als Teil eines besten Ausführungsmodus der Erfindung eingeschlossen. Jedoch sind viele Aspekte der Erfindung auf einen weiten Bereich von Systemen anwendbar, wie im Stand der Technik für elektrofotografisches Drucken und Kopieren bekannt.

Fachleute werden einsehen, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die Beschreibung und das Beispiel, die vorstehend bereitgestellt werden, begrenzt ist. Vielmehr ist der Bereich dieser Erfindung nur durch die angefügten Ansprüche definiert.


Anspruch[de]

1. Bilderzeugungsverfahren, umfassend:

Bereitstellen eines Bildes auf einem Substrat, wobei das Bild umfasst: Tonerpartikeln, die eine größere Menge eines Polymermaterials enthalten, ein zusätzliches Material, das bei Raumtemperatur fest ist, und Trägerflüssigkeit;

Schmelzen des Bildes auf das Substrat durch Erwärmen des Bildes auf eine Schmelztemperatur, bei der die Tonerpartikeln bis zu einer ersten Viskosität erweichen; und

Abkühlen des Bildes nach dem Schmelzen,

wobei das zusätzliche Material bei der Schmelztemperatur eine zweite Viskosität aufweist, die mindestens 10mal kleiner ist als die erste Viskosität.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Tonerpartikeln bei der Schmelztemperatur durch die Trägerflüssigkeit solvatisiert werden, wodurch ihre Viskosität bis zur ersten Viskosität verringert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das zusätzliche Material bei der Schmelztemperatur durch die Trägerflüssigkeit solvatisiert wird, wodurch seine Viskosität bis zur zweiten Viskosität verringert wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem während des Schmelzens oder des anschließenden Abkühlens mindestens ein Teil des zusätzlichen Materials vom Substrat weg zur Oberfläche des Bildes wandert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem während des Abkühlens mindestens ein Teil des zusätzlichen Materials an der genannten Oberfläche eine vom Tonermaterial getrennte Phase bildet.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zusätzliche Material nach dem Abkühlen eine abriebfeste Schicht bildet, die das Tonermaterial bedeckt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Viskosität mindestens das 100-fache der zweiten Viskosität beträgt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Viskosität mindestens das 1000-fache der zweiten Viskosität beträgt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zusätzliche Material ein Polyethylen umfasst.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zusätzliche Material ein Polyethylenwachs umfasst.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, bei dem das zusätzliche Material ein Homopolymer umfasst.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, bei dem das zusätzliche Material ein Ionomer mit niedrigem Molekulargewicht umfasst.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11, bei dem das zusätzliche Material weiter Zinkstearat umfasst.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zusätzliche Material in den Tonerpartikeln enthalten ist.

15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zusätzliche Material in fein verteilter Form vorliegt und getrennt von den Tonerpartikeln in der Trägerflüssigkeit dispergiert ist.

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Polymermaterial ein Ethylenterpolymerisat umfasst.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Polymermaterial ein Ionomer umfasst.

18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Polymermaterial ein Ethylencopolymerisat umfasst.

19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zusätzliche Material mindestens teilweise mit dem Tonerpolymermaterial unverträglich ist.

20. Flüssigtoner, der zum Schmelzen bei einer gegebenen Schmelztemperatur angepasst ist, die der Tonerbild-Schmelztemperatur entspricht, wenn ein Tonerbild auf einem Substrat bereitgestellt ist, umfassend:

Tonerpartikeln, die ein Polymermaterial umfassen, das bei der Schmelztemperatur eine erste Viskosität aufweist;

ein zusätzliches Material, das bei Raumtemperatur fest ist und bei der Schmelztemperatur eine zweite Viskosität aufweist; und

Trägerflüssigkeit,

wobei die erste Viskosität mindestens das Zehnfache der zweiten Viskosität beträgt.

21. Flüssigtoner nach Anspruch 20, bei dem das Polymermaterial bei der Schmelztemperatur durch die Trägerflüssigkeit solvatisiert ist, wodurch seine Viskosität bis zur ersten Viskosität verringert ist.

22. Flüssigtoner nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, bei dem das zusätzliche Material bei der Schmelztemperatur durch die Trägerflüssigkeit solvatisiert ist, wodurch seine Viskosität bis zur zweiten Viskosität verringert ist.

23. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-22, bei dem die erste Viskosität mindestens das 100-fache der zweiten Viskosität beträgt.

24. Flüssigtoner nach Anspruch 23, bei dem die erste Viskosität mindestens drei Größenordnungen größer ist als die zweite Viskosität.

25. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-24, bei dem das zusätzliche Material ein Polyethylen umfasst.

26. Flüssigtoner nach Anspruch 25, bei dem das zusätzliche Material ein Polyethylenwachs umfasst.

27. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-24, bei dem das zusätzliche Material ein Homopolymer umfasst.

28. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-24, bei dem das zusätzliche Material ein Ionomer mit niedrigem Molekulargewicht umfasst.

29. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 25-27, bei dem das zusätzliche Material weiter Zinkstearat umfasst.

30. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-29, bei dem das zusätzliche Material in den Tonerpartikeln enthalten ist.

31. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-30, bei dem das zusätzliche Material in fein verteilter Form vorliegt und getrennt von den Tonerpartikeln in der Trägerflüssigkeit dispergiert ist.

32. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-31, bei dem das Polymermaterial ein Ethylenterpolymerisat umfasst.

33. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-32, bei dem das Polymermaterial ein Ionomer umfasst.

34. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-33, bei dem das Polymermaterial ein Ethylencopolymerisat umfasst.

35. Flüssigtoner nach einem der Ansprüche 20-34, bei dem das zusätzliche Material mindestens teilweise mit dem Tonerpolymermaterial unverträglich ist.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-19, bei dem der Schritt des Bereitstellens eines Bildes das Erzeugen des Bildes unter Verwendung eines elektrofotografischen Verfahrens umfasst.







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