Система формирования изображений

Изобретение относится к системам формирования изображений, содержащим элементы и компоненты формирующего изображения аппарата и композиции тонера для использования с этими элементами и компонентами. Более конкретно, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к улучшенной ксерографической системе с зарядным роликом, содержащим очищающий нож, выполненный из материала с конкретной твердостью по Шору А. Фоторецептор, имеющий поверхность с конкретным модулем Юнга, и смазочную добавку к тонеру. Объединенная система показывает значительное увеличение общего срока службы системы. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

 

Раскрытые в настоящем документе варианты осуществления относятся в общем к системам формирования изображений, содержащим элементы и компоненты формирующего изображения аппарата и композиции тонера для использования с этими элементами и компонентами. Кроме того, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к композициям тонера, используемым с элементами и компонентами формирующего изображения аппарата для формирования изображений. В частности, варианты осуществления настоящего изобретения касаются системы с заменяемым пользователем блоком (ЗПБ), имеющей подузлы с некоторыми модифицированными свойствами и используемые с конкретной композицией тонера, которые показывают поразительные улучшения для всего срока службы ЗПБ. Подузлы содержат высокомодульную поверхность элемента формирования изображения, очищающий нож с высокой твердостью и тонер со смазочным средством с низкой поверхностной энергией с конкретным диапазоном размеров частиц. Электрофотографический элемент формирования изображения или фоторецептор содержит покрывающий слой, защищающий поверхность элемента формирования изображения, и зарядное устройство контактного типа, такое как «зарядный ролик» (ЗР).

В электрофотографии или электрофотографической печати удерживающая заряд поверхность, обычно известная как фоторецептор, является электростатически заряженной и затем подвергается действию светового изображения исходного изображения для выборочного разряжения поверхности согласно нему. Полученный шаблон заряженных и разряженных зон на фоторецепторе формирует скрытое электростатическое изображение, известное как скрытое изображение, соответствующее исходному изображению. Скрытое изображение создается контактом его с тонкодисперсным электростатически притягиваемым порошком, известным как тонер. Тонер удерживают на областях изображения электростатическим зарядом на поверхности фоторецептора. Таким образом, проявленное тонером изображение получают в соответствии со световым изображением оригинала, который необходимо воспроизвести или напечатать. Проявленное тонером изображение можно затем перенести на подложку или опорный элемент (например, бумагу) непосредственно или посредством использования промежуточного элемента для переноса и изображение зафиксировать на нем для формирования постоянной записи изображения, которую можно воспроизвести или напечатать. После проявления избыточный тонер, оставшийся на удерживающей заряд поверхности, счищают с поверхности. Процесс пригоден для копирования при помощи оптических линз с оригинала или печати созданных или хранящихся в электронной форме оригиналов, как, например, при помощи растрового сканера вывода (РСВ), где заряженную поверхность можно разряжать согласно распределению по изображению различными способами.

Чтобы зарядить поверхность фоторецептора, использовали зарядное устройство контактного типа, такое как раскрытое в патенте США №4387980 и патенте США №7580655, которые включены в настоящий документ ссылкой. Зарядное устройство контактного типа, также называемое "зарядный ролик" (ЗР), содержит проводящий элемент, на который подают напряжение от источника питания постоянного напряжения, с наложенным переменным напряжением с не менее чем двукратным уровнем относительно постоянного напряжения. Зарядное устройство контактирует с поверхностью несущего изображение элемента (фоторецептора), который представляет собой элемент, который необходимо зарядить. Внешняя поверхность несущего изображение элемента заряжается в зоне контакта. Зарядное устройство контактного типа заряжает несущий изображение элемент до заранее определенного напряжения.

Для дополнительного увеличения срока службы фоторецептора применение покрывающих слоев также осуществляли для защиты фоторецепторов и улучшения рабочих параметров, таких как износостойкость. Однако эти слабо изнашивающиеся покрывающие слои связаны с плохим качеством изображений вследствие дефектов печати - стирания, которые усиливаются во влажной среде. Кроме того, высокий крутящий момент, связанный со слабо изнашивающимися покрывающими слоями при заряде ЗР, также вызывает серьезные проблемы, такие как прекращение работы приводного двигателя фоторецептора и повреждение очищающего ножа фоторецептора. В результате, использование слабо изнашивающегося покрывающего слоя с системами заряда ЗР все еще остается актуальной проблемой, и существует потребность в поиске способа достижения цели - срока службы с технологиями покрытия в таких системах.

Сущность изобретения

Согласно аспектам, показанным в настоящем документе, обеспечивается система формирования изображений, содержащая формирующий изображения аппарат для формирования изображений, дополнительно содержащий элемент формирования изображения, имеющий удерживающую заряд поверхность для создания скрытого электростатического изображения на ней, причем поверхность элемента формирования изображения обладает модулем Юнга 2 ГПа или больше, зарядный блок, содержащий зарядный валик, расположенный на расстоянии заряда от поверхности элемента формирования изображения, и очищающий нож для очистки поверхности элемента формирования изображения, причем очищающий нож содержит материал, характеризующийся твердостью по Шору А 76 или больше, и композицию тонера для использования в формирующем изображения аппарате для формирования изображений, дополнительно содержащую исходные частицы тонера и одну или несколько добавок, содержащих смазывающий стеарат с размером частиц порядка приблизительно 7 микрон или менее.

Согласно другому варианту осуществления обеспечивается система формирования изображений, содержащая формирующий изображения аппарат для формирования изображений, дополнительно содержащий элемент формирования изображения, имеющий удерживающую заряд поверхность для создания скрытого электростатического изображения на ней, причем элемент формирования изображения содержит подложку, один или несколько фотопроводящих слоев, расположенных на подложке, и покрывающий слой, расположенный на одном или нескольких фотопроводящих слоях, причем поверхность покрывающего слоя характеризуется модулем Юнга 2 ГПа или больше, зарядный блок, содержащий зарядный валик, расположенный на расстоянии заряда от поверхности элемента формирования изображения, и очищающий нож для очистки поверхности элемента формирования изображения, причем очищающий нож содержит материал с твердостью по Шору А 76 или больше, и композицию тонера для использования в формирующем изображения аппарате для формирования изображений, дополнительно содержащую исходные частицы тонера и одну или несколько добавок, содержащих стеарат цинка, с размером частиц порядка приблизительно 7 микрон или менее.

Согласно еще одним вариантам осуществления обеспечивается система формирования изображений, содержащая формирующий изображения аппарат для формирования изображений, дополнительно содержащий элемент формирования изображения, имеющий удерживающую заряд поверхность для создания скрытого электростатического изображения на ней, причем поверхность элемента формирования изображения характеризуется модулем Юнга 2 ГПа или больше, зарядный блок, содержащий зарядный валик, расположенный на расстоянии заряда от поверхности элемента формирования изображения, и очищающий нож для очистки поверхности элемента формирования изображения, причем очищающий нож содержит материал с твердостью по Шору А 76 или больше; и смазочную добавку для смазки поверхности элемента формирования изображения, содержащую стеарат цинка, с размером частиц порядка 6 микрон или менее.

Краткое описание чертежей

На фигуре 1 представлен график, показывающий взаимосвязь между скоростью износа фоторецептора и серьезностью дефектов печати - стиранием;

на фигуре 2 представлено поперечное сечение элемента формирования изображения в барабанной конфигурации согласно вариантам осуществления настоящего изобретения; и

на фигуре 3 представлено поперечное сечение элемента формирования изображения в ленточной конфигурации согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Внедрение фоторецепторов с покрывающими слоями в формирующие изображения машины, в которых используют зарядку зарядного ролика (ЗР), представляет две основные проблемы. Одна состоит в снижении трения между очищающим ножом и поверхностью фоторецептора до уровня, который соответствует номинальному уровню крутящего момента приводного двигателя фоторецептора и механической прочности и сроку службы очищающего ножа фоторецептора, и другая состоит в уменьшении дефекта печати - стирания. В действительности, высокий крутящий момент и стирание всегда обычно наблюдались при использовании покрытых органикой фоторецепторов в формирующих изображения машинах, в которых используют зарядку ЗР. Известная альтернативная зависимость между скоростью износа и стиранием изображения налагает ограничение на скорость износа покрывающего слоя фоторецептора и, таким образом, предупреждает уменьшение скорости износа для достижения низких уровней, требуемых для значительного увеличения срока службы фоторецептора. В системах зарядки ЗР покрывающие слои связаны с альтернативой между стиранием и скоростью износа фоторецептора. Например, большинство наборов органических фотопроводящих (ОФП) материалов требуют конкретного уровня скорости износа для устранения стирания, таким образом ограничивая срок службы фоторецептора.

На фигуре 1 обеспечено графическое изображение данных, показывающих взаимосвязь между скоростью износа фоторецептора и стиранием. Как можно видеть, на фигуре 1 указано, что стирание при зарядке ЗР очень зависит от скорости износа. Много попыток было сделано для поиска органического покрывающего состава, который может полностью решить эти проблемы. Однако в настоящее время не было найдено таких покрывающих слоев, и на данный момент нет других известных альтернатив для уменьшения высокого крутящего момента и стирания для покрытых фоторецепторов при зарядке ЗР.

Одним способом решения проблем с крутящим моментом и стиранием является применение внешнего непрерывного нанесения смазочных средств на поверхность фоторецептора. Однако обнаружили, что повреждение очищающего ножа будет все еще происходить (обычно из-за трения между мягкими эластичными ножами и твердой поверхностью износостойкого фоторецептора), и система очистки ЗПБ перестанет работать достаточно быстро даже при использовании этих смазочных средств с износостойкими покрытыми фоторецепторами. Когда происходит повреждение ножа, тонер не очищается должным образом и будет накапливаться между очищающим и зарядным валиками. Это накопление в конечном итоге начинает оставлять след в виде явной локализованной неоднородности, в месте которой ЗПБ рассматривается как прекративший работу.

Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают системы, подходящие для увеличения срока службы ЗПБ путем преодоления проблемы повреждения очищающего ножа при введении износостойкого фоторецептора в машины с зарядным роликом (ЗР). Было обнаружено посредством подробного проведения опытов и конструкторских работ, что комбинация очищающего ножа с конкретной твердостью по Шору А и покрытой поверхности фоторецептора с конкретным модулем совместно с добавкой к тонеру с низкой поверхностной энергией с конкретным размером частиц будет неожиданно и взаимоусиливающе действовать вместе для предотвращения повреждения очищающего ножа и недостатка очистки и приводить к значительно увеличенному сроку службы ЗПБ.

В частности, варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают намного улучшенную ксерографическую систему с ЗР, содержащую (1) очищающий нож, содержащий материал с конкретной твердостью по Шору А; (2) фоторецептор, имеющий поверхность с конкретным модулем Юнга, и (3) смазочную добавку к тонеру. Обнаружили, что когда очищающий нож с высокой твердостью соприкасается с износостойким покрытием с высокой твердостью, две поверхности являются совместимыми, и значительно увеличивается устойчивость к повреждению. В комбинации с конкретными смазочными средствами для предотвращения поперечной миграции заряда (ПМЗ) эта устойчивость к повреждению взаимоусиливающе увеличивается.

Согласно вариантам осуществления очищающий нож имеет твердость по Шору А 76 или больше. Согласно дополнительным вариантам осуществления очищающий нож имеет твердость по Шору А от приблизительно 60 до приблизительно 100 или от приблизительно 76 до приблизительно 85. Подходящие полимерные материалы для эластомерных материалов очищающего ножа включают, помимо прочего, уретаны, бутадиены, фторэластомеры, фторсиликон и их смеси. Согласно вариантам осуществления эластомерный материал очищающего ножа имеет толщину от приблизительно 1 до приблизительно 3 мм, или от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 мм, или от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,2 мм.

Согласно вариантам осуществления фоторецептор имеет поверхность с модулем Юнга 2 ГПа или больше. Согласно дополнительным вариантам осуществления поверхность фоторецептора характеризуется модулем Юнга от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0 ГПа или от приблизительно 3,0 до приблизительно 4,5 ГПа. Согласно вариантам осуществления поверхность фоторецептора содержит износостойкое покрытие. Согласно таким вариантам осуществления покрывающий слой может представлять собой покрывающий слой типа неорганического оксида или сшитый органический покрывающий слой. Состав покрывающего слоя типа неорганического оксида может содержать оксид галлия. Состав сшитого органического покрывающего слоя может содержать гидроксилсодержащую переносящую заряд молекулу, полиольное полимерное связующее и отверждающее средство на основе меламина, которое при термическом отверждении будет формировать сшитое покрытие.

Согласно некоторым вариантам осуществления поверхность фоторецептора характеризуется краевым углом смачивания водой 90° или больше. Согласно дополнительным вариантам осуществления поверхность фоторецептора характеризуется краевым углом смачивания водой от приблизительно 70° до приблизительно 110°, или от приблизительно 90° до приблизительно 100°, или от приблизительно 85° до приблизительно 95°. Краевой угол смачивания водой может быть достигнут посредством внешнего нанесения смазочных средств с конкретными размерами частиц, как такие, которые обсуждаются ниже.

Согласно вариантам осуществления смазочная добавка к тонеру содержит смазывающий стеарат. Такие стеараты известны в данной области техники и включают, помимо прочего, стеарат магния, стеарат кальция и стеарат цинка. Согласно некоторым вариантам осуществления смазывающий стеарат содержит стеарат цинка. Согласно некоторым вариантам осуществления смазывающий стеарат содержит комбинацию любых вышеуказанных стеаратов. Согласно вариантам осуществления добавка имеет размер частиц порядка приблизительно 6 микрон или менее. Согласно дополнительным вариантам осуществления добавка имеет размер частиц порядка от приблизительно 4 до приблизительно 7 микрон, или от приблизительно 4 до приблизительно 6 микрон, или от приблизительно 5 до приблизительно 6 микрон. Смазочную добавку можно включить в тонер, который будут использовать с улучшенной системой формирования изображения вариантов осуществления настоящего изобретения, или использовать в качестве смазочного средства, которое будут наносить на поверхность фоторецептора отдельно.

На фигуре 2 представлен типичный вариант осуществления многослойного электрофотографического элемента формирования изображения или фоторецептора, имеющего барабанную конфигурацию. Подложка может также иметь цилиндрическую конфигурацию. Как можно видеть, типичный элемент формирования изображения содержит жесткую опорную подложку 10, электропроводную заземляющую поверхность 12, грунтовочный слой 14, генерирующий заряд слой 18 и слой 20 переноса заряда. Необязательный покрывающий слой 32, расположенный на слое переноса заряда, можно также включить. Жесткая подложка может состоять из материала, выбранного из группы, состоящей из металла, сплава металла, алюминия, циркония, ниобия, тантала, ванадия, гафния, титана, никеля, нержавеющей стали, хрома, вольфрама, молибдена и их смесей. Подложка может также содержать материал, выбранный из группы, состоящей из металла, полимера, стекла, керамики и древесины.

Генерирующий заряд слой 18 и слой 20 переноса заряда формируют слой формирования изображения, описанный здесь как два отдельных слоя. Альтернативно тому, что показано на фигуре, генерирующий заряд слой может также быть расположен сверху слоя переноса заряда. Будет оценено, что функциональные компоненты этих слоев можно альтернативно объединять в один слой.

На фигуре 3 показан элемент формирования изображения или фоторецептор, имеющий ленточную конфигурацию согласно вариантам осуществления. Как показано, ленточная конфигурация обеспечена с помощью противоскручивающего противоореольного слоя 1, опорной подложки 10, электропроводной заземляющей поверхности 12, грунтовочного слоя 14, адгезивного слоя 16, генерирующего заряд слоя 18 и слоя 20 переноса заряда. Необязательный покрывающий слой 32 и заземляющую перемычку 19 можно также включить.

Покрывающий слой

Другие слои элемента формирования изображения можно включить, например, необязательный покрывающий слой 32. Необязательный покрывающий слой 32, при необходимости, можно расположить поверх слоя 20 переноса заряда для обеспечения защиты поверхности элемента формирования изображения, а также улучшения устойчивости к истиранию. Согласно вариантам осуществления покрывающий слой 32 может иметь толщину в диапазоне от приблизительно 0,1 микрометра до приблизительно 15 микрометров или от приблизительно 1 микрометра до приблизительно 10 микрометров, или согласно конкретному варианту осуществления от приблизительно 3 микрометров до приблизительно 10 микрометров. Эти покрывающие слои обычно содержат компонент переноса заряда и необязательный органический полимер или неорганический полимер. Эти покрывающие слои могут содержать термопластичные органические полимеры или сшитые полимеры, такие как термоотверждающиеся смолы, отверждающиеся под действием УФ или электронного пучка смолы и подобное. Покрывающие слои могут также содержать добавку в виде частиц, такую как оксиды металлов, включая оксид алюминия и оксид кремния, или материалы с низкой поверхностной энергией, включая политетрафторэтилен (ПТФЭ), и их комбинации.

Любые известные или новые покрывающие материалы могут быть включены в варианты осуществления настоящего изобретения. Согласно вариантам осуществления покрывающий слой может содержать компонент переноса заряда или сшитый компонент переноса заряда. В конкретных вариантах осуществления, например, покрывающий слой содержит компонент переноса заряда, состоящий из третичного ариламина, содержащего заместитель, способный к самосшиванию или реакции с полимерной смолой с формированием отвержденной композиции. Конкретные примеры компонента переноса заряда, подходящего для покрывающего слоя, содержат третичный ариламин с общей формулой

где каждый Ar1, Ar2, Ar3 и Ar4 независимо представляет собой арильную группу, имеющую от приблизительно 6 до приблизительно 30 атомов углерода, Ar5 представляет собой ароматическую углеводородную группу, имеющую от приблизительно 6 до приблизительно 30 атомов углерода, и k равняется 0 или 1, и где по меньшей мере один из Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 и Ar5 содержит заместитель, выбранный из группы, состоящей из гидроксила (-ОН), гидроксиметила (-СН2ОН), алкоксиметила (-CH2OR, где R представляет собой алкил, имеющий от 1 до приблизительно 10 углеродов), гидроксиалкила, имеющего от 1 до приблизительно 10 углеродов, и их смесей. Согласно другим вариантам осуществления каждый Ar1, Ar2, Ar3 и Ar4 независимо представляет собой фенильную или замещенную фенильную группу, и Ar5 представляет собой бифенильную или терфенильную группу.

Дополнительные примеры компонента переноса заряда, который содержит третичный ариламин, включают следующие:

и подобные, где R представляет собой заместитель, выбранный из группы, состоящей из атома водорода и алкила, имеющего от 1 до приблизительно 6 углеродов, и каждое m и n независимо равняется 0 или 1, причем m+n>1. Согласно конкретным вариантам осуществления покрывающий слой может содержать дополнительное отверждающее средство для образования отвержденной, сшитой покрывающей композиции. Типичные примеры отверждающего средства можно выбирать из группы, состоящей из меламиноформальдегидной смолы, фенольной смолы, изоцианата или соединения защищенного изоцианата, акрилатной смолы, полиольной смолы или их смесей. Согласно вариантам осуществления сшитая покрывающая композиция характеризуется средним модулем в диапазоне от приблизительно 3 ГПа до приблизительно 5 ГПа, как измерено при помощи способа наноотпечатков, в котором используют, например, наномеханические контрольно-измерительные приборы, произведенные Hysitron Inc. (Миннеаполис, Миннесота).

Подложка

Опорная подложка 10 фоторецептора может быть непрозрачной или главным образом прозрачной и может содержать любой подходящий органический или неорганический материал с заданными механическими свойствами. Вся подложка может содержать одинаковый материал такой, как в электропроводной поверхности, или электропроводная поверхность может быть только покрытием на подложке. Любой подходящий электропроводный материал можно использовать, такой как, например, металл или сплав металла. Электропроводные материалы включают медь, латунь, никель, цинк, хром, нержавеющую сталь, проводящие пластики и смолы, алюминий, полупрозрачный алюминий, сталь, кадмий, серебро, золото, цирконий, ниобий, тантал, ванадий, гафний, титан, никель, ниобий, нержавеющую сталь, хром, вольфрам, молибден, бумагу, оказывающуюся проводящей путем включения в нее подходящего материала или посредством выдерживания во влажной атмосфере, чтобы убедиться в наличии достаточного содержания воды, чтобы сделать материал проводящим, индий, олово, оксиды металлов, включая оксид олова и оксид индия и олова, и подобное. Это может быть одно металлическое соединение или два слоя из различных металлов и/или оксидов.

Подложку 10 можно также составить полностью из электропроводного материала, или она может представлять собой изоляционный материал, включая неорганические или органические полимерные материалы, со слоем 12 заземляющей поверхности, содержащим проводящее покрытие из титана или титана/циркония, в ином случае слой органического или неорганического материала, имеющий полупроводниковый поверхностный слой, такой как оксид индия и олова, алюминий, титан и подобное, или может быть сделана исключительно из проводящего материала, такого как алюминий, хром, никель, латунь, другие металлы и подобное. Толщина опорной подложки зависит от многих факторов, включая механические характеристики и экономические соображения.

Подложка 10 может иметь ряд различных конфигураций, таких как, например, пластина, цилиндр, барабан, спираль, бесконечная эластичная лента и подобные. В случае, когда подложка находится в форме ленты, как показано на фиг.2, лента может быть соединена швами или быть бесшовной. Согласно вариантам осуществления фоторецептор согласно настоящему изобретению находится в барабанной конфигурации.

Толщина подложки 10 зависит от многих факторов, включая эластичность, механические характеристики и экономические соображения. Толщина опорной подложки 10 вариантов осуществления настоящего изобретения может составлять по меньшей мере приблизительно 500 микрометров, или не более чем приблизительно 3000 микрометров, или составлять по меньшей мере приблизительно 750 микрометров, или не более чем приблизительно 2500 микрометров.

Типичная опорная подложка 10 не является растворимой ни в одном из растворителей, используемых в каждом растворе покрывающего слоя, является необязательно прозрачной или полупрозрачной, и является термоустойчивой для высокой температуры до приблизительно 150°С. Опорная подложка 10, используемая для изготовления элемента формирования изображения, может характеризоваться коэффициентом теплового сжатия в диапазоне от приблизительно 1×10-5 на °С до приблизительно 3×10-5 на °С и модулем Юнга от приблизительно 4,5×105 фунтов/кв. дюйм (3 ГПа) до приблизительно 7,5×105 (5 ГПа).

Заземляющая поверхность

Электропроводная заземляющая поверхность 12 может представлять собой электропроводный металлический слой, который может быть образован, например, на подложке 10 путем любой подходящей техники нанесения покрытия, такой как техника вакуумного осаждения. Металлы включают алюминий, цирконий, ниобий, тантал, ванадий, гафний, титан, никель, нержавеющую сталь, хром, вольфрам, молибден и другие проводящие вещества и их смеси. Проводящий слой может изменяться по толщине в по существу широких диапазонах в зависимости от оптической прозрачности и эластичности, желаемой для электрофотопроводящего элемента. Соответственно, для эластичного светочувствительного устройства формирования изображения толщина проводящего слоя может составлять по меньшей мере приблизительно 20 ангстрем, или не более чем приблизительно 750 ангстрем, или по меньшей мере приблизительно 50 ангстрем, или не более чем приблизительно 200 ангстрем для оптимальной комбинации электропроводности, эластичности и светопроницаемости.

Независимо от техники, используемой для формирования металлического слоя, тонкий слой оксида металла образуется на внешней поверхности большинства металлов при воздействии воздуха. Таким образом, когда другие слои, лежащие сверху металлического слоя, характеризуются как «смежные» слои, предполагается, что эти лежащие сверху смежные слои могут, в действительности, контактировать с тонким слоем оксида металла, который образовался на внешней поверхности окисляющегося металлического слоя. Обычно для подвергания обратному стиранию желательна прозрачность для света проводящего слоя по меньшей мере приблизительно 15 процентов. Проводящий слой не обязательно должен ограничиваться металлами. Другие примеры проводящих слоев могут представлять собой комбинации материалов, такие как проводящий оксид индия и олова в качестве прозрачного слоя для света с длиной волны от приблизительно 4000 ангстрем до приблизительно 9000 ангстрем или проводящий технический углерод, диспергированный в полимерном связующем, в качестве непрозрачного проводящего слоя.

Блокирующий дырки слой

После осаждения слоя электропроводной заземляющей поверхности блокирующий дырки слой 14 можно нанести на него. Блокирующие электроны слои для положительно заряженных фоторецепторов обеспечивают перенос дырок от поверхности изображения фоторецептора в направлении проводящего слоя. Для отрицательно заряженных фоторецепторов любой подходящий блокирующий дырки слой, способный формировать барьер для предотвращения инжекции дырок из проводящего слоя в находящийся с обратной стороны фотопроводящий слой, можно использовать. Блокирующий дырки слой может содержать полимеры, такие как поливинилбутираль, эпоксисмолы, сложные полиэфиры, полисилоксаны, полиамиды, полиуретаны и подобные, или может представлять собой азотсодержащие силоксаны или азотсодержащие соединения титана, такие как триметоксисилилпропилендиамин, гидролизованный триметоксисилилпропилэтилендиамин, N-бета-(аминоэтил)-гамма-амино-пропилтриметоксисилан, изопропил-4-аминобензолсульфонил, ди(додецилбензолсульфонил) титанат, изопропил-ди(4-аминобензоил)изостеароилтитанат, изопропил-три(N-этиламино-этиламино)титанат, изопропил-триантранилтитанат, изопропил-три(N,N-диметилэтиламино)титанат, титан-4-аминобензолсульфонат оксиацетат, титан 4-аминобензоат изостеарат оксиацетат, [H2N(CH2)4]CH3Si(OCH3)2, (гамма-аминобутил)метилдиэтиксисилан и [H2N(CH2)3]CH3Si(OCH3)2 (гамма-аминопропил)метилдиэтоксисилан, как раскрыто в патентах США №№4338387, 4286033 и 4291110.

Общие варианты осуществления грунтовочного слоя могут содержать оксид металла и смолистое связующее. Оксиды металлов, которые можно использовать с вариантами осуществления настоящего документа, включают, помимо прочего, оксид титана, оксид цинка, оксид олова, оксид алюминия, оксид кремния, оксид циркония, оксид индия, оксид молибдена и их смеси. Связующие материалы грунтовочного слоя могут включать, например, сложные полиэфиры, полиарилаты, полисульфон, полиуретаны и подобное.

Блокирующий дырки слой должен быть непрерывным и иметь толщину менее чем приблизительно 0,5 микрометра, поскольку большие толщины могут приводить к нежелательно высокому остаточному напряжению. Блокирующий дырки слой от приблизительно 0,005 микрометра до приблизительно 0,3 микрометра используют, поскольку нейтрализация заряда после стадии воздействия облегчается, и достигаются оптимальные электрические характеристики. Толщину от приблизительно 0,03 микрометра до приблизительно 0,06 микрометра используют для блокирующих дырки слоев для оптимальных электрических характеристик. Блокирующие дырки слои, которые содержат оксиды металлов, такие как оксид цинка, оксид титана или оксид олова, могут быть толще, например, иметь толщину до приблизительно 25 микрометров. Блокирующий слой можно наносить при помощи любой подходящей обычной техники, такой как распыление, покрытие погружением, нанесение покрытия с удалением излишков с помощью струны, нанесение покрытия с помощью гравированного цилиндра, трафаретная печать, грунтование воздушным шабером, нанесение покрытия реверсивным валиком, вакуумное осаждение, химическая обработка и подобное. Для удобства получения тонких слоев блокирующие слои наносят в форме разбавленного раствора, причем растворитель удаляют после осаждения покрытия при помощи обычных техник, таких как при помощи вакуума, нагревания и подобного. Обычно массовое соотношение материала блокирующего дырки слоя и растворителя от приблизительно 0,05:100 до приблизительно 0,5:100 является приемлемым для нанесения покрытия распылением.

Генерирующий заряд слой

Генерирующий заряд слой 18 можно затем нанести на грунтовочный слой 14. Можно использовать любое подходящее генерирующее заряд связующее, включая генерирующий заряд/фотопроводящий материал, который может находиться в форме частиц и быть диспергированным в пленкообразующем связующем, таком как неактивная смола. Примеры генерирующих заряд материалов включают, например, неорганические фотопроводящие материалы, такие как аморфный селен, тригональный селен и сплавы селена, выбранные из группы, состоящей из селена-теллура, селена-теллура-мышьяка, арсенида селена и их смесей, и органические фотопроводящие материалы, включая различные фталоцианиновые пигменты, такие как Х-форма не содержащего металлы фталоцианина, металлсодержащие фталоцианины, такие как фталоцианин ванадила и фталоцианин меди, фталоцианины гидроксигаллия, фталоцианины хлоргаллия, фталоцианины титанила, хинакридоны, дибромантрантроновые пигменты, бензимидазолперилен, замещенные 2,4-диаминотриазины, полициклические ароматические хиноны, энзимидазолперилен и подобное, и их смеси, диспергированные в пленкообразующем полимерном связующем. Селен, сплав селена, бензимидазолперилен и подобное и их смеси могут быть сформированы в виде непрерывного, однородного генерирующего заряд слоя. Композиции бензимидазолперилена хорошо известны и описаны, например, в патенте США №4587189, его полное раскрытие включено в настоящий документ ссылкой. Композиции генерирующего многозарядного слоя можно использовать, где фотопроводящий слой увеличивает или уменьшает свойства генерирующего заряд слоя. Другие подходящие генерирующий заряд материалы, известные в данной области техники, можно также использовать, при необходимости. Выбранные генерирующие заряд материалы должны быть чувствительными для активирующего излучения с длиной волны от приблизительно 400 до приблизительно 900 нм во время стадии воздействия излучения для распределения по изображению в процессе получения электрофотографического изображения с формированием скрытого электростатического изображения. Например, фталоцианин гидроксигаллия поглощает свет длины волны от приблизительно 370 до приблизительно 950 нанометров.

Любые подходящие неактивные смоляные материалы можно использовать в качестве связующего в генерирующем заряд слое 18, включая описанные, например, в патенте США №3121006, его полное раскрытие включено в настоящий документ ссылкой. Органические смолистые связующие включают термопластичные и термоотверждающиеся смолы, такие как одно или несколько из поликарбонатов, сложных полиэфиров, полиамидов, полиуретанов, полистиролов, полиарилэфиров, полиарилсульфонов, полибутадиенов, полисульфонов, полиэфирсульфонов, полиэтиленов, полипропиленов, полиимидов, полиметилпентенов, полифениленсульфидов, поливинилбутираля, поливинилацетата, полисилоксанов, полиакрилатов, поливинилацеталей, полиамидов, полиимидов, аминосмол, фениленоксидных смол, смол терефталевой кислоты, эпоксисмол, фенольных смол, сополимеров полистирола and акрилонитрила, поливинилхлорида, сополимеров винилхлорида и винилацетата, акрилатных сополимеров, алкидных смол, целлюлозные пленкообразователи, поли(амидимида), сополимеров стирола и бутадиена, сополимеров винилиденхлорида/винилхлорида, сополимеров винилацетата/винилиденхлорида, стирол-алкидных смол и подобного. Другое пленкообразующее полимерное связующее представляет собой PCZ-400 (поли(4,4'-дигидроксидифенил-1-1-циклогексан), который имеет молекулярную массу по вязкости 40000 и доступен от Mitsubishi Gas Chemical Corporation (Токио, Япония).

Генерирующий заряд материал может находиться в композиции смолистого связующего в различных количествах. Обычно по меньшей мере приблизительно 5 процентов по объему или не более чем приблизительно 90 процентов по объему генерирующего заряд материала распределено в по меньшей мере приблизительно 95 процентах по объему, или не более чем приблизительно 10 процентов по объему смолистого связующего и, более конкретно, по меньшей мере приблизительно 20 процентов или не более чем приблизительно 60 процентов по объему генерирующего заряд материала диспергировано в по меньшей мере приблизительно 80 процентах по объему или не более чем приблизительно 40 процентов по объему композиции смолистого связующего.

Согласно конкретным вариантам осуществления генерирующий заряд слой 18 может иметь толщину по меньшей мере приблизительно 0,1 мкм, или не более чем приблизительно 2 мкм, или по меньшей мере приблизительно 0,2 мкм, или не более чем приблизительно 1 мкм. Эти варианты осуществления могут состоять из фталоцианина хлоргаллия или фталоцианина гидроксигаллия или их смесей. Генерирующий заряд слой 18, содержащий генерирующий заряд материал и смолистый связующий материал, обычно имеет толщину в диапазоне по меньшей мере приблизительно 0,1 мкм или не более чем приблизительно 5 мкм, например, от приблизительно 0,2 мкм до приблизительно 3 мкм, в сухом состоянии. Толщина генерирующего заряд слоя обычно связана с содержанием связующего. Композиции с высоким содержанием связующего обычно используют толстые слои для генерирования заряда.

Слой переноса заряда

В барабанном фоторецепторе слой переноса заряда содержит один слой такой же композиции. По этой причине слой переноса заряда будет обсуждаться в частности в отношении одного слоя 20, однако подробности будут также в области варианта осуществления, имеющего два слоя переноса заряда. Слой 20 переноса заряда соответственно наносят поверх генерирующего заряд слоя 18, и он может содержать любой подходящий прозрачный органический полимер или неполимерный материал, способный обеспечивать инжекцию фотогенерированных дырок или электронов из генерирующего заряд слоя 18 и способный обеспечивать перенос этих дырок/электронов через слой переноса заряда для выборочного разряжения поверхностного заряда на поверхности элемента формирования изображения. Согласно одному варианту осуществления слой 20 переноса заряда служит не только для переноса дырок, а также защищает генерирующий заряд слой 18 от истирания или химического разрушения и может таким образом увеличивать срок службы элемента формирования изображения. Слой 20 переноса заряда может представлять собой главным образом нефотопроводящий материал, однако такой, который обеспечивает инжекцию фотогенерированных дырок из генерирующего заряд слоя 18.

Слой 20 при нормальных условиях прозрачный в области длин волн, в которой электрофотографический элемент формирования изображения будет использоваться, когда воздействие проводят здесь для того, чтобы обеспечить, что большая часть падающего излучения используется лежащим в основе генерирующим заряд слоем 18. Слой переноса заряда будет проявлять превосходную оптическую прозрачность с незначительным поглощением света и без генерирования заряда при подвергании действию длины волны света, пригодной в ксерографии, например, 400-900 нанометров. В случае, когда фоторецептор получают с использованием прозрачной подложки 10 и также прозрачного или частично прозрачного проводящего слоя 12, воздействие или разрушение распределения по изображению можно выполнять через подложку 10, причем весь свет проходит через обратную сторону подложки. В этом случае материалы слоя 20 не должны пропускать свет в области длин волн применения, если генерирующий заряд слой 18 расположен между подложкой и слоем 20 переноса заряда. Слой 20 переноса заряда совместно с генерирующим заряд слоем 18 представляет собой изолятор в случае, если электростатический заряд, помещенный на слой переноса заряда, является непроводящим в отсутствие освещения. Слой 20 переноса заряда будет улавливать минимальные заряды, как только заряд проходит через него во время процесса разряжения.

Слой 20 переноса заряда может содержать любой подходящий компонент переноса заряда или активирующее соединение, пригодное в качестве добавки, растворенной или молекулярно диспергированной в электрически неактивном полимерном материале, таком как поликарбонатное связующее, для формирования твердого раствора и таким образом делая этот материал электрически активным. «Растворенный» относится, например, к формированию раствора в котором небольшая молекула растворена в полимере с формированием однородной фазы; и молекулярно диспергированный согласно вариантам осуществления относится, например, к переносящим заряд молекулам, диспергированным в полимере, причем небольшие молекулы диспергированы в полимере на молекулярном уровне. Компонент переноса заряда можно добавить в пленкообразующий полимерный материал, который в ином случае неспособен обеспечивать инжекцию фотогенерированных дырок из генерирующего заряд материала и неспособен обеспечить транспорт этих дырок. Это добавление превращает электрически неактивный полимерный материал в материал, способный обеспечивать инжекцию фотогенерированных дырок из генерирующего заряд слоя 18 и способный обеспечивать перенос этих дырок через слой 20 переноса заряда для разряжения поверхностного заряда на слое переноса заряда. Высокоподвижный компонент переноса заряда может содержать небольшие молекулы органического соединения, которые взаимодействуют для переноса заряда от молекул к, в конечном итоге, поверхности слоя переноса заряда. Например, помимо прочего, N,N'-дифенил-N,N-бис(3-метилфенил)-1,1'-бифенил-4,4'-диамин (TPD), другие ариламины, такие как трифениламин, N,N,N',N'-тетра-п-толил-1,1'-бифенил-4,4'-диамин (TM-TPD), и подобные.

Ряд соединений для переноса заряда можно включить в слой переноса заряда, причем слой обычно имеет толщину от приблизительно 5 до приблизительно 75 микрометров, и более конкретно, толщину от приблизительно 15 до приблизительно 40 микрометров. Примеры компонентов переноса заряда представляют собой ариламины со следующими формулами/структурами:

и

где X представляет собой подходящий углеводород, такой как алкил, алкокси, арил и их производные; галоген или их смеси и, особенно, такие заместители, которые выбраны из группы, состоящей из Cl и СН3; и молекулы со следующими формулами:

и

где X, Y и Z независимо представляют собой алкил, алкокси, арил, галоген или их смеси, и где по меньшей мере один из Y и Z присутствует.

Алкил и алкокси содержат, например, от 1 до приблизительно 25 атомов углерода и, более конкретно, от 1 до приблизительно 12 атомов углерода, такие как метил, этил, пропил, бутил, пентил и соответствующие алкоксиды. Арил может содержать от 6 до приблизительно 36 атомов углерода, такой как фенил и подобные. Галоген включает хлорид, бромид, йодид и фторид. Замещенные алкилы, алкоксилы и арилы могут также быть выбраны согласно вариантам осуществления.

Примеры конкретных ариламинов, которые можно выбирать для слоя переноса заряда, включают N,N'-дифенил-N,N'-бис(алкилфенил)-1,1-бифенил-4,4'-диамин, где алкил выбран из группы, состоящей из метила, этила, пропила, бутила, гексила и подобного; N,N'-дифенил-N,N'-бис(галогенфенил)-1,1'-бифенил-4,4'-диамин, где галогенсодержащий заместитель представляет собой хлорсодержащий заместитель; N,N'-бис(4-бутилфенил)-N,N'-ди-п-толил-[п-терфенил]-4,4''-диамин, N,N'-бис(4-бутилфенил)-N,N'-ди-м-толил-[п-терфенил]-4,4''-диамин, N,N'-бис(4-бутилфенил)-N,N'-ди-о-толил-[п-терфенил]-4,4''-диамин, N,N'-бис(4-бутилфенил)-N,N'-бис-(4-изопропилфенил)-[п-терфенил]-4,4''-диамин, N,N'-бис(4-бутилфенил)-N,N'-бис-(2-этил-6-метилфенил)-[п-терфенил]-4,4''-диамин, N,N'-бис(4-бутилфенил)-N,N'-бис-(2,5-диметилфенил)-[п-терфенил]-4,4'-диамин, N,N'-дифенил-N,N'-бис(3-хлорфенил)-[п-терфенил]-4,4''-диамин и подобные. Другие известные молекулы для слоя переноса заряда можно выбирать согласно вариантам осуществления, ссылки для примера на патенты США №4921773 и №4464450, раскрытия которых в общем включены в настоящий документ ссылкой.

Конкретные примеры полимерных связующих материалов включают поликарбонаты, полиарилаты, акрилатные полимеры, виниловые полимеры, целлюлозные полимеры, сложные полиэфиры, полисилоксаны, полиамиды, полиуретаны, поли(циклоолефины) и эпоксиды и их статистические или чередующиеся сополимеры. Согласно вариантам осуществления слой переноса заряда, такой как обеспечивающий транспорт дырок слой, может иметь толщину по меньшей мере приблизительно 10 мкм или не более чем приблизительно 40 мкм.

Примеры компонентов или материалов необязательно включенных в слои переноса заряда или по меньшей мере один слой переноса заряда, чтобы, например, облегчить повышенную сопротивляемость поперечной миграции заряда (ПМЗ), включают затрудненные фенольные антиоксиданты, такие как тетракисметилен(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат)метан (IRGANOX® 1010, доступный от Ciba Specialty Chemical), бутилированный гидрокситолуол (ВНТ) и другие затрудненные фенольные антиоксиданты; затрудненные аминные антиоксиданты; тиоэфирные антиоксиданты; фосфитные антиоксиданты; другие молекулы, такие как бис(4-диэтиламино-2-метилфенил)фенилметан (BDETPM), бис-[2-метил-4-(N-2-гидроксиэтил-N-этиламинофенил)]-фенилметан (DHTPM) и подобные. Массовый процент антиоксиданта в по меньшей мере одном из слоев переноса заряда составляет от приблизительно 0 до приблизительно 20, от приблизительно 1 до приблизительно 10 или от приблизительно 3 до приблизительно 8 массовых процентов.

Слой переноса заряда должен быть изолятором в случае, если электростатический заряд, помещенный на обеспечивающий транспорт дырок слой, является непроводящим в отсутствие освещения в размере, достаточном для предотвращения образования и удержания скрытого электростатического изображения на нем. Слой переноса заряда является главным образом непоглощающим для видимого света или излучения в области предполагаемого использования, однако является электрически «активным», поскольку он обеспечивает инжекцию фотогенерированных дырок из фотопроводящего слоя, который представляет собой генерирующий заряд слой, и обеспечивает перенос этих дырок через себя для выборочного разряжения поверхностного заряда на поверхности активного слоя.

Кроме того, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в которых используют ленточную конфигурацию, слой переноса заряда может состоять из одного слоя переноса заряда или двойного слоя переноса заряда (или двухслойного слоя переноса заряда) с одинаковыми или различными соотношениями транспортных молекул. Согласно этим вариантам осуществления двухслойный слой переноса заряда имеет общую толщину от приблизительно 10 мкм до приблизительно 40 мкм. Согласно другим вариантам осуществления каждый слой двухслойного слоя переноса заряда может иметь отдельную толщину от 2 мкм до приблизительно 20 мкм. Кроме того, слой переноса заряда может быть сконфигурирован так, что его используют в качестве верхнего слоя фоторецептора для ингибирования кристаллизации на поверхности контакта слоя переноса заряда и покрывающего слоя. Согласно другому варианту осуществления слой переноса заряда может быть сконфигурирован так, что его используют в качестве слоя переноса заряда первого прохода для ингибирования микрокристаллизации, происходящей на поверхности контакта между первым и вторым слоями.

Любую подходящую и обычную технику можно использовать для формирования и последующего нанесения смеси слоя переноса заряда на слой опорной подложки. Слой переноса заряда может быть образован одной стадией покрытия или множеством стадий покрытия. Покрытие погружением, покрытие кольцевой подложки, распыление, глубокая печать или любые другие способы покрытия в барабане можно использовать.

Сушка осажденного покрытия можно выполнять любой подходящей обычной техникой, такой как сушка в печи, сушка инфракрасным излучением, сушка воздухом и подобное. Толщина слоя переноса заряда после сушки составляет от приблизительно 10 мкм до приблизительно 40 мкм или от приблизительно 12 мкм до приблизительно 36 мкм для оптимальных фотоэлектрических и механических результатов. Согласно другому варианту осуществления толщина составляет от приблизительно 14 мкм до приблизительно 36 мкм.

Адгезивный слой

Необязательный отдельный адгезивный граничный слой можно обеспечить в нескольких конфигурациях, таких как, например, в эластичных ленточных конфигурациях. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.1, граничный слой будет расположен между блокирующим слоем 14 и генерирующим заряд слоем 18. Граничный слой может содержать сополиэфирную смолу. Адгезивный граничный слой можно наносить непосредственно на блокирующий дырки слой 14. Таким образом, адгезивный граничный слой согласно вариантам осуществления находится в непосредственном близком контакте как с лежащим в основе блокирующим дырки слоем 14, так и лежащим сверху генерирующим заряды слоем 18 для увеличения адгезивного связывания для обеспечения сцепления. Согласно еще одним вариантам осуществления адгезивный граничный слой полностью исключен.

Любой подходящий растворитель или смеси растворителей можно использовать для формирования покрывающего раствора сложного полиэфира для адгезивного граничного слоя. Растворители могут включать тетрагидрофуран, толуол, монохлорбензол, дихлорметан, циклогексанон и подобные и их смеси. Любую другую подходящую и общеизвестную технику можно использовать для смешивания и последующего нанесения покрывающей смеси адгезивного слоя на блокирующий дырки слой. Техники нанесения могут включать распыление, покрытие погружением, нанесение покрытия с помощью валиков, нанесение покрытия с удалением излишков с помощью проволочной стержня и подобные. Сушку осажденного влажного покрытия можно проводить любым подходящим обычным процессом, таким как сушка в печи, сушка под воздействием инфракрасного излучения, сушка воздухом и подобное.

Адгезивный граничный слой может иметь толщину по меньшей мере приблизительно 0,01 микрометр, или не более чем приблизительно 1 микрометр после сушки. Согласно вариантам осуществления, толщина сухого слоя составляет от приблизительно 0,03 микрометра до приблизительно 0,07 микрометра.

Заземляющая перемычка

Заземляющая перемычка может содержать пленкообразующее полимерное связующее и электропроводные частицы. Любые подходящие электропроводные частицы можно использовать в слое 19 электропроводной заземляющей перемычки. Заземляющая перемычка 19 может содержать материалы, которые содержат перечисленные в патенте США №4664995. Электропроводные частицы включают технический углерод, графит, медь, серебро, золото, никель, тантал, хром, цирконий, ванадий, ниобий, оксид индия и олова и подобные. Электропроводные частицы могут иметь любую подходящую форму. Формы могут включать асимметричную, гранулированную, сферическую, эллиптическую, кубическую, чешуйчатую, волокнистую и подобные. Электропроводные частицы должны иметь размер частиц меньше чем толщина слоя электропроводной заземляющей перемычки, чтобы избежать чрезмерно асимметричной внешней поверхности электропроводного слоя заземляющей перемычки. Средний размер частиц менее чем приблизительно 10 микрометров обычно предотвращает избыточное выступание электропроводных частиц на внешней поверхности высушенного слоя заземляющей перемычки и обеспечивает относительно однородную дисперсию частиц по матрице высушенного слоя заземляющей перемычки. Концентрация проводящих частиц, которую можно использовать в заземляющей перемычке, зависит от факторов, таких как электропроводность конкретных используемых проводящих частиц.

Слой заземляющей перемычки может иметь толщину по меньшей мере приблизительно 7 микрометров, или не более чем приблизительно 42 микрометра, или по меньшей мере приблизительно 14 микрометров, или не более чем приблизительно 27 микрометров.

Противоскручивающий противоореольный слой

Противоскручивающий противоореольный слой 1 может содержать органические полимеры или неорганические полимеры, которые являются электроизоляционными или почти полупроводниковыми. Противоскручивающий противоореольный слой обеспечивает гладкость и/или устойчивость к истиранию.

Противоскручивающий противоореольный слой 1 может быть сформирован на обратной стороне подложки 2, противоположной формирующим изображение слоям. Противоскручивающий противоореольный слой может содержать пленкообразующее смолистое связующее и добавку-промотор адгезии. Смолистое связующее может представлять собой такие же смолы, что и смолистые связующие слоя переноса заряда, описанные выше. Примеры пленкообразующих смол включают полиакрилат, полистирол, поликарбонат бисфенола, поли(4,4'-изопропилидендифенилкарбонат), 4,4'-циклогексилидендифенилполикарбонат и подобные. Промоторы адгезии, используемые в качестве добавок, включают 49000 (du Pont), Vitel РЕ-100, Vitel РЕ-200, Vitel РЕ-307 (Goodyear) и подобные. Обычно от приблизительно 1 до приблизительно 15 массовых процентов промотора адгезии выбирают для пленкообразующей смолистой добавки. Толщина противоскручивающего противоореольного слоя составляет по меньшей мере приблизительно 3 микрометра, или не более чем приблизительно 35 микрометров, или приблизительно 14 микрометров.

ПРИМЕРЫ

Оценка типичных систем формирования изображений

Несколько комбинаций фоторецептора, очищающего ножа и смазочных средств использовали в ксерографическом цикле в принтере Xerox 700 Digital Color Press до возникновения прекращения очистки. Прекращение очистки определяли как число ксерографических циклов до видимых дефектов печати вследствие возникновения повреждения поверхности ножа или фоторецептора. Число циклов до прекращения очистки затем сравнивали между всеми примерами. Конкретные комбинации будут описаны более подробно ниже.

Как показано в таблице 1, следующие измерения свойств были взяты и оценены.

Таблица 1
Твердость Твердость очищающего ножа измеряли при помощи дюрометра Шора А.
Модуль Модуль поверхности фоторецептора измеряли при помощи наноотпечатка.
Размер частиц Размер частиц смазочного средства измеряли при помощи анализатора размеров частиц Malvern.
Краевой угол смачивания водой Краевой угол смачивания водой поверхности ФР измеряли при помощи FTA 200.

Методология теста

Методология тестирования содержала следующие стадии: (1) непрерывно повторять цикл ЗПБ путем печати стандартизованных контрольных страниц при атмосферных условиях, где температура составляла 28°С, и относительная влажность составляла 85%; (2) каждые 10000 циклов выводить на печать блок тестовой печати и оценивать качество изображения; и (3) каждые 10000 циклов визуально оценивать поверхность фоторецептора, ЗР и очистительного ролика на наличие пленкообразования тонера, ободков или загрязнения.

Результаты

Результаты тестов показаны в таблице 2 ниже.

Сравнительные примеры 1 и 2

Обе типичные системы характеризовались модулем поверхности фоторецептора более 2,0 ГПа, и измеренным краевым углом смачивания водой ниже 90°, и твердостью по Шору А очищающего ножа менее 76. Обе переставали действовать в момент времени ноль вследствие плохого качества печати, вызванного поперечной миграцией заряда.

Сравнительный пример 3

Эта типичная система характеризуется модулем поверхности фоторецептора более 2,0 ГПа, и измеренным краевым углом смачивания водой больше 90°, и твердостью по Шору А очищающего ножа менее 76. Система не проявляла никакой видимой ПМЗ, однако прекращала действовать после всего лишь 90000 циклов вследствие повреждения очищающего ножа и последующего загрязнения тонером ЗР, что становилось видимым на копиях.

Примеры 1-3

Эти типичные системы имеют комбинацию модуля поверхности ФР более 2,0 ГПа, и измеренного краевого угла смачивания водой более 90°, и твердости по Шору А очищающего ножа более 76. Эти примеры показывают взаимное усиление объединенной системы, включающей очищающий нож с твердостью по Шору А более 76 с частицами стеарата цинка, имеющими типичный размер частиц приблизительно 6 микрон, совместно с подходящим модулем поверхности фоторецептора.

Результаты показывают, что комбинация модуля поверхности фоторецептора более 2,0 ГПа и измеренного краевого угла смачивания водой более 90° вместе с твердостью по Шору А очищающего ножа более 76 способствует длительной работе ЗПБ перед прекращением очистки. Эта система ЗПБ обеспечивает использование износостойких покрытий с модулем поверхности более 2,0 ГПа в ксерографических ЗПБ для длительной работы без прекращения очистки.

Различные классы крупности частиц стеарата цинка проверяли. Коммерчески доступные стеараты цинка включают такие, имеющие (1) тип (центр распределения) размера частиц приблизительно 10 микрон, такой как ZnSt-S, доступный от Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., (2) размер частиц порядка приблизительно 7 микрон, такой как ZnSt-L, доступный от Asahi Denka Kogyo Co., и (3) размер частиц порядка приблизительно 6 микрон, такой как ZnFP, доступный от Nippon Oil and Fat Corp. Как указано в таблице 2, наибольшие краевые углы смачивания водой достигались с ZnFP, продукт - стеарат цинка с размером частиц порядка приблизительно 6 микрон.

1. Система формирования изображений, содержащая:

формирующий изображения аппарат для формирования изображений, дополнительно содержащий:

элемент формирования изображения, имеющий удерживающую заряд поверхность для создания скрытого электростатического изображения на ней, причем поверхность элемента формирования изображения характеризуется модулем Юнга 2 ГПа или более,

зарядный блок, содержащий зарядный валик, расположенный на расстоянии заряда от поверхности элемента формирования изображения, и

очищающий нож для очистки поверхности элемента формирования изображения, причем очищающий нож содержит материал с твердостью по Шору А 76 или более; и

композицию тонера для использования в формирующем изображения аппарате для формирования изображений, дополнительно содержащую:

исходные частицы тонера и

одну или несколько добавок, содержащих смазывающий стеарат с размером частиц порядка приблизительно 7 микрон или менее и

полиметилметакрилат, имеющий размер частиц от приблизительно 0,3 мкм до приблизительно 1,0 мкм;

где напечатанные изображения, сформированные системой формирования изображений, не проявляют стирания.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что смазывающий стеарат содержит стеарат цинка.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность элемента формирования изображения характеризуется модулем Юнга от приблизительно 3 до приблизительно 4,5 ГПа.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность элемента формирования изображения имеет краевой угол смачивания водой 90° или более.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что поверхность элемента формирования изображения имеет краевой угол смачивания водой от приблизительно 90° до приблизительно 100°.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что очищающий нож содержит материал с твердостью по Шору А от приблизительно 76 до приблизительно 85.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что очищающий нож содержит эластомерный материал, выбранный из группы, состоящей из уретанов, бутадиенов, фторэластомеров, фторсиликона и их смесей.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что стеарат цинка имеет размер частиц порядка приблизительно 6 микрон или менее.

9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что стеарат цинка имеет размер частиц порядка от приблизительно 4 до приблизительно 7 микрон.

10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что стеарат цинка находится в количестве от приблизительно 2,00 массовых процентов до приблизительно 0,01 массового процента от общей массы композиции тонера.

11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что стеарат цинка находится в массовом соотношении к исходным частицам тонера от приблизительно 2,00:100 до приблизительно 0,01:100.

12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что полиметилметакрилат находится в количестве от приблизительно 2,00 массовых процентов до приблизительно 0,01 массового процента от общей массы композиции тонера.

13. Система по п. 1, отличающаяся тем, что полиметилметакрилат находится в массовом соотношении к исходным частицам тонера от приблизительно 2,00:100 до приблизительно 0,01:100.

14. Система формирования изображений, содержащая:

формирующий изображения аппарат для формирования изображений, дополнительно содержащий

элемент формирования изображения, имеющий удерживающую заряд поверхность для создания скрытого электростатического изображения на ней, причем элемент формирования изображения содержит:

подложку,

один или несколько фотопроводящих слоев, расположенных на подложке, и

покрывающий слой, расположенный на одном или нескольких фотопроводящих слоях, причем поверхность покрывающего слоя характеризуется модулем Юнга 2 ГПа или более, зарядный блок, содержащий зарядный валик, расположенный на расстоянии заряда от поверхности элемента формирования изображения, и

очищающий нож для очистки поверхности элемента формирования изображения, причем очищающий нож содержит материал с твердостью по Шору А 76 или более; и

композицию тонера для использования в формирующем изображения аппарате для формирования изображений, дополнительно содержащую:

исходные частицы тонера и

одну или несколько добавок, содержащих стеарат цинка с размером частиц порядка приблизительно 7 микрон или менее, и

полиметилметакрилат, имеющий размер частиц от приблизительно 0,3 мкм до приблизительно 1,0 мкм.

15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что покрывающий слой содержит сшитую органическую матрицу.

16. Система по п. 14, отличающаяся тем, что покрывающий слой содержит неорганический оксид.

17. Система формирования изображений, содержащая:

формирующий изображения аппарат для формирования изображений, дополнительно содержащий:

элемент формирования изображения, имеющий удерживающую заряд поверхность для создания скрытого электростатического изображения на ней, причем поверхность элемента формирования изображения характеризуется модулем Юнга 2 ГПа или более,

зарядный блок, содержащий зарядный валик, расположенный на расстоянии заряда от поверхности элемента формирования изображения, и

очищающий нож для очистки поверхности элемента формирования изображения, причем очищающий нож содержит материал с твердостью по Шору А 76 или более; и

смазочную добавку для смазки поверхности элемента формирования изображения,

содержащую стеарат цинка с размером частиц порядка 6 микрон или менее; и

добавку к тонеру, содержащую полиметилметакрилат, имеющий размер частиц от приблизительно 0,3 мкм до приблизительно 1,0 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологий синтеза, т.е. изготовления трехмерных физических объектов добавочным нанесением (наслоением) с использованием полимерных материалов, а точнее к технологиям струйной 3D-печати.

Изобретение относится к способу получения плоско-выпуклых линз для получения растрового изображения на плоском носителе информации и к защитному элементу. Микролинзы размером 40-70 мкм получают на плоском носителе.

Изобретение относится растрово-муаровой оптической системе, используемой для зашиты от подделок защищенной полиграфической продукции, и к способу защиты от подделок защищенной от подделок полиграфической продукции с использованием этой системы.

Изобретение относится к принтеру для создания трехмерной модели посредством последовательного нанесения множества поперечных слоев посредством использования термопечатающей головки, выполненной с возможностью перемещения относительно опорного основания для материала по нанесенному слою.

Изобретение относится к технологии изготовления объемного изделия по цифровой 3D-модели методом послойной печати расплавленной полимерной нитью (FDM). Заявляемое устройство перемещения печатающей головки 3D-принтера в плоскости XY включает две продольные и, по крайней мере, одну поперечную направляющие для перемещения печатающей головки в плоскости XY, где продольные направляющие расположены по оси Y и жестко закреплены на основании, а поперечная направляющая расположена по оси X между двумя продольными направляющими с возможностью перемещения по ним; каретку, на которой закреплена печатающая головка, выполненную с возможностью перемещения по поперечной направляющей; два приводных ремня, концы которых закреплены на каретке с образованием двух связанных между собой контуров, предназначенных для перемещения каретки с печатающей головкой в плоскости XY посредством двух ведущих шкивов, соединенных с их приводами с возможностью независимого вращения шкивов в одном или противоположном направлениях, один из которых передает тяговое усилие на первый приводной ремень, а второй - на второй приводной ремень, при этом один из контуров образован P-образным расположением первого ремня, а второй контур образован вторым ремнем, расположенным симметрично относительно расположения первого ремня с осью симметрии, расположенной параллельно продольным направляющим и на равноудаленном расстоянии от них, при этом рабочие части ремней двух контуров, проходящие вдоль поперечной направляющей, расположены в одной плоскости XY.

Изобретение относится к области печати. .

Изобретение относится к книгопроизводству и может быть использовано для создания персонифицированных книг. .

Изобретение относится к устройствам для механической обработки поверхности деталей. .

Изобретение относится к быстродействующему устройству непрерывного действия для печатания на цилиндрических контейнерах. .

Предложены способ и аппарат для изготовления трехмерного изделия с компенсацией смещения положения фокуса в результате нагрева. Способ согласно изобретению включает следующие операции: наносят на носитель (16) исходный порошкообразный материал и селективно воздействуют, посредством облучающего модуля (18), на исходный порошкообразный материал, нанесенный на носитель (16), электромагнитным или корпускулярным излучением для образования из указанного материала на носителе (16) изделия путем последовательного формирования слоев. При этом облучающий модуль (18) содержит источник (24) излучения и систему оптических элементов (30, 32, 34, 35). Функционированием облучающего модуля (18) управляют в соответствии с зависящим от операционной температуры изменением по меньшей мере одного оптического свойства по меньшей мере одного оптического элемента (30, 32, 34, 35) облучающего модуля (18). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам формирования изображений, содержащим элементы и компоненты формирующего изображения аппарата и композиции тонера для использования с этими элементами и компонентами. Более конкретно, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к улучшенной ксерографической системе с зарядным роликом, содержащим очищающий нож, выполненный из материала с конкретной твердостью по Шору А. Фоторецептор, имеющий поверхность с конкретным модулем Юнга, и смазочную добавку к тонеру. Объединенная система показывает значительное увеличение общего срока службы системы. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Наверх