專利名稱：在聚合物薄膜之上的導(dǎo)電基底上具有聚合物涂層的圖像轉(zhuǎn)印帶的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及供電子照相印刷技術(shù)所用的新型和獨特的圖像轉(zhuǎn)印部件(member)，在電子照相印刷技術(shù)中，使用圖像轉(zhuǎn)印部件在光電導(dǎo)鼓(photoconductive drum)和最終的圖像接收介質(zhì)(final image receiving media)之間傳遞(transport)圖像。新型的圖像傳遞部件(image transport member)易于制造，并允許使用簡化的打印機設(shè)置。
2.發(fā)明背景在電子照相印刷方法(process)中，利用本領(lǐng)域公知的靜電技術(shù)將調(diào)色劑圖像形成在光電導(dǎo)鼓上。在電子照相術(shù)中，以板，帶，圓盤，片(sheet)，或鼓形式的，并在導(dǎo)電基底上具有電絕緣光電導(dǎo)部件的有機光電接收器件(organophotoreceptor)，通過首先對光電導(dǎo)部件的表面進行均勻地靜電充電，然后將帶電表面在光的圖案(a pattern of light)下曝光而成像。曝光選擇性地消散照明區(qū)域內(nèi)的電荷，由此形成有差別的帶電區(qū)域的圖案，即帶電，帶較少電以及帶最少電的區(qū)域的圖案。然后液體或固體墨水沉積在帶電或不帶電區(qū)域，從而在光電導(dǎo)元件表面上產(chǎn)生著色圖像(toned image)。最后形成的可見墨水圖像可以定影在光電接收器件表面，或者轉(zhuǎn)印到適當?shù)慕邮战橘|(zhì)表面，接收介質(zhì)如片狀材料(sheets of material)，包括，例如，紙，金屬，金屬鍍層的基底、投影膜、復(fù)合物等等。在轉(zhuǎn)印到適當?shù)慕邮战橘|(zhì)之前，可見墨水圖像可以轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印部件(ITM)，該中間轉(zhuǎn)印部件與光電導(dǎo)鼓接觸，并與光電導(dǎo)鼓形成輥隙(nip)(“T-1”)。然后圖像通過ITM傳遞(transport)到另一個接觸輥隙(“T-2”)，在這里圖像轉(zhuǎn)印到最終的接收介質(zhì)。顯影圖像首先被轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印部件，接著從中間轉(zhuǎn)印部件轉(zhuǎn)印到圖像接收基底的成像過程是已知的。
美國專利4,796,048(Bean)公開了一種將多個調(diào)色劑圖像從光電導(dǎo)部件轉(zhuǎn)印到復(fù)印紙(copy sheet)的裝置。其中使用單一的光電導(dǎo)部件。該裝置可以包括中間轉(zhuǎn)印帶，用以借助偏壓(biased)轉(zhuǎn)印輥將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到復(fù)印紙上。中間轉(zhuǎn)印帶具有光滑表面，是無吸收性的，并具有較低的表面能。
美國專利4,708,460(Langdon)公開了一種中間傳送(transport)帶，這種帶優(yōu)選由體積電阻率(volume resistivity)為109歐姆-厘米的略導(dǎo)電的硅酮材料制成，因此這種帶某種程度上是導(dǎo)電的。
美國專利4,430,412(Miwa等人)公開了一種中間轉(zhuǎn)印部件，其可以是利用壓緊輥(pressure roller)而壓到調(diào)色劑圖像定位器(retainer)的外圓周(outerperiphery)之上的帶型部件。中間轉(zhuǎn)印部件利用轉(zhuǎn)印層的疊層而形成，所述轉(zhuǎn)印層的疊層包括耐熱彈性體和耐熱基底材料，耐熱彈性體如硅酮彈性體或硅酮橡膠或氟彈性體，含氟聚合物基橡膠(fluorine polymer based rubber)，耐熱基底材料如不銹鋼。
美國專利3,893,761(Buchan等人)公開了一種具有中間轉(zhuǎn)印部件的靜電印刷的熱傳遞和壓力傳遞以及熔融裝置，該中間轉(zhuǎn)印部件具有光滑表面，每厘米低于40達因的表面自由能，以及3至70硬度計(durometer)(Shore A)的硬度。轉(zhuǎn)印部件，優(yōu)選以帶的形式，可以由例如涂覆0.1-10毫米硅橡膠或氟彈性體的聚酰亞胺薄膜基底(polyimide film substrate)構(gòu)成。硅橡膠是實例中示出的作為轉(zhuǎn)印層的唯一材料。
美國專利5,099,286(Nishishe等人)公開了一種中間轉(zhuǎn)印帶，該中間轉(zhuǎn)印帶包括據(jù)說體積電阻率為103至104歐姆-厘米的導(dǎo)電性聚氨酯橡膠，以及據(jù)說體積電阻率等于或大于1014歐姆-厘米的聚四氟乙烯介電層。
美國專利5,208,638(Bujese等人)論及一種中間轉(zhuǎn)印部件，包括導(dǎo)電材料分散于其中的含氟聚合物作為金屬層上面的表面層，而金屬層又在介電層之上。導(dǎo)電材料分散到含氟聚合物中，并且不僅僅在含氟聚合物下面單獨的層中。
美國專利5,233,396(Simms等人)公開了一種具有單一成像部件和中間轉(zhuǎn)印部件的裝置，該中間轉(zhuǎn)印部件是半導(dǎo)電的，包括涂覆半導(dǎo)電的，低表面能彈性體外層的導(dǎo)熱和導(dǎo)電基底，其中外層優(yōu)選是VitonB-50(包括偏二氟乙烯和六氟丙稀共聚物的氟烴彈性體)。
美國專利4,684,238(Till等人)和4,690,539(Radulski等人)公開了由聚對苯二甲酸乙二醇酯或其他適合的聚丙烯材料構(gòu)成的中間轉(zhuǎn)印帶。
美國專利5,119,140(Berkes等人)公開了一種優(yōu)選由純的(clear)、碳加載(loaded)或著色(pigmented)的Tedlar制成的單層中間轉(zhuǎn)印帶(聚氟乙烯可從E.I.du Pont de Nemours & Co.獲得)。Tedlar的問題是一致性較差。
美國專利5,298,956(Mammino等人)公開了一種無縫的中間轉(zhuǎn)印部件，包括涂覆或充滿成膜聚合物的填充材料的加強帶部件(reinforcing beltmember)，所述聚合物可以包括碳氟聚合物。
在電子照相術(shù)中使用ITM有幾個優(yōu)點，特別是在使用多種顏色的情況。理想的是將打印輸出速度最大化，這些選項的最大值稱為“一次通過處理(one pass process)”，對于四個調(diào)色劑印刷彩色油墨的每一個需要四個串聯(lián)的光電導(dǎo)鼓。這四個光電導(dǎo)鼓與ITM接觸而形成四個T-1輥隙(nip)，ITM是帶或者鼓。ITM是帶的情況下，偏壓輥(biased rollers)通常接觸ITB的后部，建立穩(wěn)定性，形成輥隙，并為調(diào)色劑粒子轉(zhuǎn)移(toner particle transfer)提供靜電推動力(electrostatic impetus)。ITM通過與另一個偏壓輥(稱為T-2)接觸并形成輥隙，而促進從ITM到最終的記錄介質(zhì)的調(diào)色劑轉(zhuǎn)移。調(diào)色劑圖像(toner image)首先在寄存器中被覆蓋到ITM上，然后通過使介質(zhì)穿過T-2輥隙而從ITM轉(zhuǎn)印到最終的接收介質(zhì)。由于印刷機設(shè)計的靈活性提高以及在大的圖像轉(zhuǎn)印鼓上節(jié)省空間，優(yōu)先選用圖像轉(zhuǎn)印帶(ITB)。使用“一次通過處理”也增加了電子照相設(shè)備的壽命，這是因為不再需要兩個到四個通站來獲得多色圖像。另外，使用ITB得到具有較小外部尺寸以及在狹窄的辦公空間容易安置的緊湊印刷機。
為了有效，ITB有幾個要求。首先，ITB應(yīng)具有適當?shù)碾娦阅芤灾С?support)T-1輥隙和T-2輥隙兩邊的偏壓。在光電導(dǎo)鼓上形成的調(diào)色劑圖像由非常小的不連續(xù)(discreet)帶電著色粒子構(gòu)成。所述偏壓用于誘發(fā)(induce)每個圖像的調(diào)色劑粒子從每個光電導(dǎo)鼓到每個T-1輥隙處的ITB的靜電轉(zhuǎn)印。偏壓還用于將調(diào)色劑圖像從ITB轉(zhuǎn)印到T-2輥隙處的最終接收介質(zhì)。
圖像轉(zhuǎn)印帶的第二個要求是空間穩(wěn)定性(dimensional stability)。必須精確對準(registration)多色印刷中每個顏色平面(plain)的T-1輥隙，還必須將圖像精確定位到最終的接收介質(zhì)上。
圖像轉(zhuǎn)印帶中的第三個要求是整個ITB區(qū)域上的厚度均勻性。必須提供每個調(diào)色劑轉(zhuǎn)印輥隙中的均勻和恒定的壓力，以促進調(diào)色劑圖像完全和穩(wěn)定的(consistent)轉(zhuǎn)印。
ITB的第四個要求是在印刷機中工作的耐久性和長壽命。
每個轉(zhuǎn)印輥隙兩邊的偏壓用于引起(induce)所有離散的帶電調(diào)色劑粒子的轉(zhuǎn)移，這些粒子構(gòu)成了最初是在每個光電導(dǎo)鼓上形成的每個圖像。偏壓產(chǎn)生了電場，電場必須具有適當?shù)碾娙∠?electrical orientation)，從而將調(diào)色劑粒子在每個轉(zhuǎn)印輥隙處從一個表面移動到下一個表面，繼續(xù)通過印刷機到達最終的接收介質(zhì)。如果使用帶正電荷的調(diào)色劑，那么必須將電場定向為在接收表面上或者在接觸接收表面的鄰近支承面上產(chǎn)生負電荷。如果使用帶負電荷的調(diào)色劑，那么必須將電場定向為在接收表面上或者在接觸接收表面的鄰近支承面上產(chǎn)生正電荷。當連接到偏壓電路時，電場的取向由電源的取向來控制。在以往的印刷機中，偏壓電路由電源、光電導(dǎo)鼓、導(dǎo)電性ITB墊輥(back up roller)和支撐最終的接收介質(zhì)的輥組成。ITB墊輥優(yōu)選與印刷機的其余部分，光電導(dǎo)鼓電和支撐最終的接收介質(zhì)的輥優(yōu)選接地。在ITB旋轉(zhuǎn)過程中，位于每個轉(zhuǎn)印輥隙中的ITB部分也是電路的一部分。因此，ITB的電性能在某種程度上(in a way)得到控制，其為了良好的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印效率而允許偏壓和強電場保持在每一個調(diào)色劑轉(zhuǎn)印輥隙處。如果ITB導(dǎo)電性太強，那么電流流過轉(zhuǎn)印輥隙，并且不可能產(chǎn)生偏壓。如果ITB電阻性太強，那么電場強度將會隨ITB厚度的增加而降低。在先有技術(shù)中，帶被制造得較厚以提高ITB的耐久性和長壽命，但要忍受在電場強度方面的反作用。因此向以往的ITB中添加導(dǎo)電材料來調(diào)節(jié)電性能，從而使電場從ITB內(nèi)部部分地發(fā)射。因此打印機設(shè)置要求在ITB和ITB墊輥(back uproller)之間最緊密的接觸。ITB墊輥(back up roller)的雜質(zhì)可能由紙屑(paperlint)和/或雜散的調(diào)色劑(stray toner)產(chǎn)生，并導(dǎo)致低于標準的(poor)輥與ITB(roll-to-ITB)的接觸，這樣的接觸降低了電場的強度。導(dǎo)致ITB表面上調(diào)色劑轉(zhuǎn)印不一致。
目前用于電子照相印刷機中的圖像轉(zhuǎn)印帶可以分為兩類。有單層ITB和多層ITB。在這兩種情況下，必須采用復(fù)雜和較難的制造工藝來生產(chǎn)滿足上面指定要求的實用(functional)ITB。
圖像轉(zhuǎn)印帶制造中的困難已經(jīng)在先有技術(shù)中進行了討論。例如，參見美國專利6,397,034(Tarnawskj等人)。這里，利用單體和寡聚物質(zhì)每次一個地生產(chǎn)圖像轉(zhuǎn)印帶。使用復(fù)雜的(complicated)炭黑分散體和旋轉(zhuǎn)鑄造(spincasting)技術(shù)將一層未固化的預(yù)聚合材料放置于金屬缸體(metal cylinder)內(nèi)部之上。使用高溫固化過程使最終的ITB具有耐久性。從鑄造缸體(castingcylinder)移除后產(chǎn)生帶類結(jié)構(gòu)。
美國專利6,228,448(Ndebi等人)描述了供數(shù)字成像過程使用的環(huán)形帶(endless belt)，這種環(huán)形帶通過在心軸周圍卷繞充滿各種未固化彈性體的繩或織物，繼而用塑料套纏繞以及進行熱固化而一次一個地生產(chǎn)。繩或織物需要提供適當?shù)膸У目臻g穩(wěn)定性(dimensional stability)和耐久性。從心軸移除之后產(chǎn)生柱面帶。該方法需要相當多的時間和高度專業(yè)化的設(shè)備。
美國專利5,409,557(Mammino等人)描述了一種利用加強單絲或者加強套制作的環(huán)形中間轉(zhuǎn)印部件，所述加強單絲或加強套由織物纖維制成。將單絲纏繞在不銹鋼心軸上，或者將套放置在不銹鋼心軸上。然后利用反復(fù)的噴射過程使加強部件旋涂成膜聚合物溶液，以形成足夠耐久性的層，然后涂層在環(huán)境溫度下用一夜工夫緩慢干燥，之后在100℃烘熱固化(ovencure)。在環(huán)境溫度下的緩慢干燥顯然是為了防止溶劑從厚的旋涂層蒸發(fā)的過程中出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。從心軸移除之后產(chǎn)生環(huán)形帶。這就是一次只生產(chǎn)單一ITB的緩慢制造過程。
美國專利5,899,610(Enomoto等人)描述了一種用于制造ITB的方法，在所述方法中未固化橡膠基底材料(uncured rubber base material)在離心成型裝置的內(nèi)部上形成，然后應(yīng)用表面層。接下來，帶從離心成型裝置移開。這一方法也需要專用設(shè)備，并且一次一個地生產(chǎn)圖像轉(zhuǎn)印帶。
由所有這些方法制造的圖像轉(zhuǎn)印帶需要使用與帶的內(nèi)表面相接觸的導(dǎo)電輥(conductive roller)，以形成對于傳遞偏壓所必需的電路，所述偏壓是在T-1和T-2輥隙處的靜電調(diào)色劑轉(zhuǎn)印所需要的。這增加了印刷機中電路的復(fù)雜性，并引起導(dǎo)電墊輥和ITB之間電力連接的不可靠性，特別是在不需要的雜散紙屑(stray paper lint)和調(diào)色劑污染(contaminate)該墊輥/ITB接觸點的時候。
在通常的圖像轉(zhuǎn)印帶中，提供空間的ITB穩(wěn)定性的層通常由充滿彈性化合物的聚合物薄膜或者機織織物或纏繞線(wound thread)組成。在這兩種情況下，單體或者寡聚材料作為粘性材料作用于心軸外部或缸體內(nèi)部。這些心軸和缸體必須精確加工以制造適當尺寸的ITB。使用單體和/或低聚物的技術(shù)也必須具有高精度以得到整個ITB區(qū)域上所需要的厚度均勻性。然后所使用的單體和低聚物通過熱或UV(紫外線)輻射進行固化和聚合，從而形成聚合物薄膜或聚合彈性體。從心軸或缸體移除固化的聚合基體之后得到柱面帶(cylindrical belt)。具有高精度的專用設(shè)備對于以這種方式產(chǎn)生ITB是必須的。固化聚合物和彈性體在ITB厚度上各自的電阻性太強，這提供了導(dǎo)致弱電場和較低調(diào)色劑轉(zhuǎn)印效率的可接受的耐久性。因為這個，必須使用諸如碳粒子和/或金屬粉末和/或其他導(dǎo)電成分的材料來調(diào)整ITB的電性能。這些粒子分布到整個固化聚合ITB支承結(jié)構(gòu)中。這需要在帶開始運轉(zhuǎn)之前將這些粒子分散到粘性單體和/或寡聚材料中。糊狀(paste-like)的稠度會導(dǎo)致應(yīng)用于心軸或缸體時產(chǎn)生困難，除非糊狀分散物質(zhì)的粘度通過加熱而降低。為降低分散物質(zhì)的粘度而添加的溶劑不能被使用，因為ITB耐久性所需要的使用厚度足夠大而引起固化過程中的溶劑吸收(trapping)，和隨后的起泡現(xiàn)象，所述起泡現(xiàn)象會降低ITB的產(chǎn)量。這些制造過程也是使用大量勞動力的，同時具有較低的ITB產(chǎn)量。所有這些導(dǎo)致高昂的ITB成本。本發(fā)明的ITB已經(jīng)消除了以往ITB制造的所有復(fù)雜性，而仍然生產(chǎn)出具有所有需要的ITB實用性(functional property)的ITB。本發(fā)明提供圖像轉(zhuǎn)印帶，該圖像轉(zhuǎn)印帶在耐久膜(durable film)上使用相對較薄的涂層來使制造更容易，并且在成本比利用先前已知的方法制造的轉(zhuǎn)印帶大大降低時仍滿足ITB功能要求。
發(fā)明概述本發(fā)明說明書中揭示的概念將提供一種ITB，其大大降低了印刷機電設(shè)置(printer electrical configuration)的復(fù)雜性，并消除因ITB墊輥(back up roller)污染引起的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印的不一致性。
在本發(fā)明的一個方面，描述了中間轉(zhuǎn)印部件。在最基本的實施方案中，中間轉(zhuǎn)印部件有三層諸如膜(例如，電絕緣或絕緣性膜，作為不受限制的實例，特別是聚合的絕緣性膜)的非導(dǎo)電層(non-conductive layer)，在非導(dǎo)電層頂部的導(dǎo)電層，以及在導(dǎo)電層頂部的電阻性聚合層(electrically resistivepolymeric layer)。非導(dǎo)電薄膜層可以是任何柔性基底(flexible substrate)，它將電激勵的(帶電的)第二層與金屬(或其他)托輥(support roller)隔離(insulate)；在本發(fā)明的一個實施方案中，這種材料可優(yōu)選包括聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。通常，PET薄膜基底的厚度可以在2和10密耳(0.05和0.25毫米)之間，盡管任何厚度，只要是柔性的都行。
中間轉(zhuǎn)印部件的一個實施方案描述了一種金屬，摻金屬層(metal filledlayer)，或者半金屬或半摻金屬層(如鋁)作為導(dǎo)電層。也可以使用其他導(dǎo)電層，如導(dǎo)電聚合物，碳填充層或其他導(dǎo)電粒子填充層。對于薄度和柔性，導(dǎo)電層材料可以或不可以蒸汽涂覆(vapor-coated)到非導(dǎo)電層之上。導(dǎo)電層材料優(yōu)選具有小于或等于104歐姆-厘米的體積電阻率。
電阻性聚合物涂層的一個實施方案描述了聚氨酯敷層(polyurethanecoating)。通常聚氨酯敷層的最佳工作范圍是每單位面積的電阻(resistance)(通常在本領(lǐng)域中用歐姆/平方來描述，因為面積單位是非實質(zhì)的)等于或在106和1013歐姆/厘米2之間。
電阻性涂層(coating)的另一實施方案描述了利用氟硅酮(fluorosilicone)預(yù)聚物制造的涂層。通常，利用氟硅酮預(yù)聚物制造的電阻層的最佳工作范圍是每單位面積的電阻等于或在106和1013歐姆/厘米2之間。
本發(fā)明的另一方面是提供一種在裝置中產(chǎn)生圖像的方法。步驟包括第一步，將至少一個圖像接收部件上的至少一個圖像進行曝光和顯影。第二步包括將一個或多個圖像轉(zhuǎn)印到如上所述的中間轉(zhuǎn)印部件，中間轉(zhuǎn)印部件基本上具有非導(dǎo)電層，導(dǎo)電層，以及電阻層；中間轉(zhuǎn)印部件對應(yīng)于(conformable to)圖像接收部件，并通過電刷(brush)或探針(probe)直接與導(dǎo)電層接觸，將電壓直接作用于導(dǎo)電層而進行充電。第三步描述了將一個或多個圖像轉(zhuǎn)印到接收基底，從而達到接近100％的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印。
發(fā)明詳述對中間轉(zhuǎn)印部件(intermediate transfer member，ITM)進行說明，ITM用在例如成像過程的中間圖像的轉(zhuǎn)印中。例如，第一調(diào)色劑圖像在第一圖像承載部件(image bearing member)上形成，第一調(diào)色劑圖像首先轉(zhuǎn)印(第一轉(zhuǎn)印)到中間轉(zhuǎn)印部件上。在該方法的第一轉(zhuǎn)印步驟之后，這樣轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像第二次轉(zhuǎn)印(第二轉(zhuǎn)印步驟)到第二圖像承載部件上。中間轉(zhuǎn)印部件包括非導(dǎo)電薄膜層，該非導(dǎo)電薄膜層具有附固于(affixed to)其上的一層導(dǎo)電材料，以及具有電阻性聚合層(electrically resistive polymeric layer)的導(dǎo)電材料層。中間轉(zhuǎn)印部件可以具有非導(dǎo)電薄膜層，包括聚合材料，作為不受限制的實例，聚酰亞胺，聚酰胺，聚碳酸酯，聚丙烯酸(酯)類，聚醚，聚氨酯，聚乙烯類樹脂，包括醋酸纖維素和三醋酸纖維素的纖維素類聚合物(cellulosicpolymers)，以及聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。作為不受限制的實例，中間轉(zhuǎn)印部件的厚度可以在1和10密耳(0.05和.025mm)之間或者在3和6密耳(0.08和0.15mm)之間。中間轉(zhuǎn)印部件的導(dǎo)電層是導(dǎo)電材料，如摻導(dǎo)電粒子的層(conductive particle filledlayer)，金屬層，半金屬層，或者摻金屬層，金屬優(yōu)選是鋁。
導(dǎo)電材料層可以蒸汽涂覆在非導(dǎo)電薄膜層上。中間轉(zhuǎn)印部件可以具有導(dǎo)電材料層，該導(dǎo)電材料層具有小于或等于104歐姆-厘米的體積電阻率。作為不受限制的實例，電阻聚合層(resistive polymeric layer)每單位面積的電阻在106和1013歐姆/厘米2之間。優(yōu)選的電阻性涂層(electrically resistivecoating)包括聚氨酯或者氟硅酮預(yù)聚物，特別是聚氨酯層每單位面積的電阻等于或在106和1013歐姆/厘米2之間，氟硅酮層每單位面積的電阻等于或在106和1013歐姆/厘米2之間。術(shù)語“氟硅酮(fluorosilicone)”在本領(lǐng)域中是容易理解的，包括通常是通過硅烷基或其他參加反應(yīng)的含硅基團，其中具有一個或多個碳氟取代基，縮合(condensed)或水解反應(yīng)產(chǎn)物的材料。側(cè)基(pendant)碳氟基(例如，氟代烷基，氟代烷氧基，氟代烷基的醚，等等)提供基本的物理屬性，有助于(contribute to)氟硅氧烷的化學(xué)惰性。這些材料在本領(lǐng)域是公知的，并在市場上可從3M公司(St.Paul，MN)，通用電氣公司，專業(yè)化學(xué)部門(specialty chemicals division)(Schenectady，N.Y.)和E.I.DuPont deNemours有限公司獲得。
本發(fā)明的用于在裝置中產(chǎn)生圖像的方法可以包括將至少一個圖像接收部件上的至少一個圖像進行曝光和顯影；將至少一個圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印部件，其中中間轉(zhuǎn)印部件包括非導(dǎo)電層、導(dǎo)電層以及電阻層，其中中間轉(zhuǎn)印部件的電阻層對應(yīng)于圖像接收部件，其中導(dǎo)電層通過電刷或探針直接與導(dǎo)電層接觸將電壓直接作用于導(dǎo)電層而進行充電；以及將至少一個圖像轉(zhuǎn)印到圖像接收基底，其中本方法產(chǎn)生高度(至少90％，至少93％，至少95％，或至少97％)或基本上100％的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印。
發(fā)明詳述在本發(fā)明中，利用耐久的非導(dǎo)電薄膜來制造環(huán)形圖像轉(zhuǎn)印帶，耐久的非導(dǎo)電薄膜諸如聚合物薄膜，聚合物薄膜如聚酯薄膜，最優(yōu)選的是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，該膜已經(jīng)在一邊蒸汽涂覆一薄層導(dǎo)電材料，導(dǎo)電材料如金屬或半金屬材料；這樣一種導(dǎo)電材料是鋁。(該材料隨后稱為Al/PET，盡管其他非導(dǎo)電材料和其他金屬和非金屬導(dǎo)電材料是已知的，并也考慮包括在本發(fā)明的范圍內(nèi))。Al/PET在尺寸上是穩(wěn)定的，具有優(yōu)秀的厚度均勻性，優(yōu)秀的耐久性，易于在各種寬度和厚度的長卷幅條中使用，并且可以以長達5,000英尺長度的線圈形式獲得。Al/PET卷幅(web)可以利用通常的高速，線圈到線圈的精確卷幅涂覆技術(shù)以連續(xù)操作方式進行涂覆，所述技術(shù)如刮刀涂布，逆轉(zhuǎn)輥涂布，擠壓涂布，幕簾涂布等。
在本發(fā)明中，Al/PET精確涂覆電阻性成膜聚合材料。適當?shù)木酆喜牧习ǖ幌抻诰鄱榛柩跬椤⒕弁榛蓟柩跬?、聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醇縮丁醛、聚碳酸酯、聚氨酯(polyurethane)、聚酯、聚酰胺，氯乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酸脂、聚甲基丙烯酸酯、乙酸丁酸纖維素，以及包括ETFE(乙烯-四氟乙烯)、FEP(氟乙烯-丙稀)、PFA(四氟乙烯-全氟乙烯)和THV(四氟乙烯-六氟丙烯-氟化亞乙烯)的各種含氟聚合物。各種聚合物彈性體和橡膠也可以被使用，包括丁二烯-丙烯腈橡膠、氯丁二烯橡膠、表氯醇橡膠、氟硅氧烷彈性體、含氟彈性體、腈丁二烯橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、聚醚橡膠、聚氨酯彈性體、硅橡膠(silicone rubber)、聚硫橡膠(polysulfiderubber)和類似物。還可以使用包含分散微粒的涂層。
聚合物涂層作用于具有蒸汽涂覆鋁或其他導(dǎo)電材料薄層的Al/PET的一側(cè)之上，并在印刷機中形成調(diào)色劑轉(zhuǎn)印表面。然后帶有聚合物涂層的Al/PET被切成適當尺寸的片(sheet)，這些片的端部重疊并進行超聲焊接，從而形成耐久的環(huán)帶。對片的尺寸進行控制，從而使焊接的環(huán)帶適合于電子照相印刷機。
對聚合物涂層的電性能進行控制，使得該層可以承受偏壓。這通過控制干的涂層厚度以及通過聚合物涂層的適當選擇和配方來完成，這又調(diào)整每單位面積的電阻。每單位面積電阻的相對測量(comparative measurement)可以通過使用儀器來得到，所述儀器由具有電壓控制的可調(diào)整電源，精密安培計(precision amp meter)和表面接觸電極組成。也可以使用適于確定體積電阻率的儀器。這樣一種儀器可以通過將包括可調(diào)整電源和精密安培計的電阻/電流表型號(model)278與型號803B的表面接觸電極組合而設(shè)立，上面兩種儀器均由Glenside，Pa的Electro Tech System有限公司生產(chǎn)。Al/PET上的涂層的每單位面積電阻可以通過將表面接觸電極放置在聚合物涂層上，并將下面的鋁層與安培計相連而進行測量。每單位面積電阻的比較值通過將500伏特作用于涂層(類似于用在印刷機中的偏壓)，并利用精密安培計測量電流而得到。單位為歐姆/厘米2的每單位面積電阻通過用單位為安培的測得電流去除外加電壓(在這種情況下，為500伏特)而確定。然后這一結(jié)果除以7.07厘米2，這是型號803B表面接觸電極的面積，從而獲得單位為歐姆/厘米2的每單位面積電阻。如果表面接觸電極具有1.0厘米2的面積，那么單位為歐姆/厘米2的每單位面積電阻通過用單位為安培的測得電流去除外加電壓而直接獲得。
對聚合物涂層的寬度進行控制，使得沿著卷幅一邊的蒸汽涂覆鋁的10-30毫米寬的帶材沒有被聚合物涂覆，從而使鋁條與表面電接觸。在印刷機工作過程中，導(dǎo)電刷或輥接觸作為部分電路的鋁條，所述電路對引起靜電調(diào)色劑轉(zhuǎn)印是必須的。這允許下面的導(dǎo)電性，蒸汽涂敷鋁層在ITB的整個平面(surface plane)被電激勵。在電阻性聚合物涂層上施加偏壓導(dǎo)致在轉(zhuǎn)印帶的整個表面上產(chǎn)生均勻的電場。這引起從光電導(dǎo)鼓到ITB或從ITB到最終的接收介質(zhì)的靜電調(diào)色劑轉(zhuǎn)印。在印刷機中，對ITB形成耐久和柔性支撐的非導(dǎo)電PET膜在托輥(supporting roller)上轉(zhuǎn)動。在這些墊輥和ITB之間的電接觸不是必須的，但以往ITB是需要的(as required with past ITB’s)。
按照本發(fā)明的規(guī)定而制造的ITB允許使用簡化的印刷機電路系統(tǒng)，只使用連續(xù)電刷或輥接觸帶邊緣上的導(dǎo)電條，從而使得ITB可以被電激勵而不需要導(dǎo)電ITB墊輥，進而沒有對墊輥和ITB之間的均勻電接觸的最終要求。按照本發(fā)明的規(guī)定而制造的ITB也可以用于簡化的高速制造，該制造消除了以往ITB結(jié)構(gòu)中固有的制造復(fù)雜性，同時可以使印刷機無故障運行。
實施例1來自Noveon有限公司(美國，俄亥俄，克利夫蘭市)，且商品名稱為Estane5778的聚氨酯，涂覆到Al/PET基底上，然后制成ITB。這通過首先制備在甲基乙基酮(MEK)中20％的Estane溶液而實現(xiàn)。200克粒狀Estane5778添加到玻璃瓶中的800克MEK中。玻璃瓶緊緊密封，并安裝在振蕩抖動器(oscillating shaker)上。抖動器(shaker)打開，Estane5778在12小時之后產(chǎn)生清液(clear solution)。
使用具有擠壓型涂覆條(extrusion type coating bar)的卷裝進出涂布機(roll to roll coater)來將Estane5778溶液作用于Al/PET卷幅。涂覆條具有垂直于卷幅定位的窄擠壓槽，并放置為當Al/PET卷幅拉過擠壓槽時，液體和溶液可以作為薄的液體涂料而作用于Al/PET卷幅。使用正活塞泵和相關(guān)管路(plumbing)來計量通過擠壓條形槽和位于移動卷幅上的涂層液體。正活塞泵具有292立方厘米/分(鐘)的最大流體泵送速率。濕膜涂層厚度和涂層寬度均能夠以高精度進行控制。卷幅穿過加熱的強迫通風(fēng)烘箱來干燥和固化(cure)涂層，干燥箱的溫度可以根據(jù)需要進行控制。
3密耳Al/PET的線圈安裝在卷裝進出涂布機的展開架(unwind stand)上。3密耳Al/PET卷幅穿過涂層擠壓條，繼續(xù)通過加熱的強迫通風(fēng)干燥箱，進而到達安裝在卷緊臺(wind up stand)之上的接收器(receiving drum)。對擠壓槽的寬度進行調(diào)整，并相對于Al/PET卷幅放置擠壓槽，從而使沿一邊的蒸汽涂覆鋁的15毫米寬的帶材保持無涂層。涂布機烘箱溫度達到130℃。通過將額外的333.3克MEK添加到1000克較早制備的溶液中，而使Estane5778溶液稀釋為15.0％固體。然后該溶液抽吸到擠壓條形槽，并抽吸到移動Al/PET卷幅上。卷幅的速度設(shè)為3.0英尺/分(1米/分)。抽吸速度設(shè)為7.5轉(zhuǎn)數(shù)/分。在涂布機烘箱中干燥之后，Al/PET卷幅上產(chǎn)生總數(shù)為200英尺(65米)的干燥均勻涂層，所述Al/PET卷幅在卷筒上繞成一個線圈。Estane5778涂層的厚度利用Brunswick儀器的測厚計(thickness gauge)進行測量，并設(shè)置為3微米厚。該涂層標為“狀態(tài)1”。Al/PET上的Estane5778涂層的每厘米2電阻在500外加伏特情況下進行測量，并設(shè)定為5.3×1010歐姆/厘米2。
通過利用精確模板將狀態(tài)1切成330毫米寬、812毫米長的片而制成ITB。812毫米尺寸的端部在Branson公司(丹伯里，CT，美國)生產(chǎn)的超聲焊接設(shè)備的觸點上重疊20密耳(0.5毫米)，并熔合在一起，以形成適用于實驗室試驗臺印刷機的適當尺寸的環(huán)形帶。所述帶標為ITB#1。
ITB#1安裝在實驗室試驗臺印刷機的轉(zhuǎn)印框架(transfer frame)上，并用于在紙上和OHP膜上產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的多色印刷。與蒸汽涂覆鋁的無涂層導(dǎo)電ITB邊沿襯條的電接觸是利用導(dǎo)電刷。ITB整個平面上的一致偏壓用于在T-1和T-2處引起調(diào)色劑轉(zhuǎn)印。
實施例2來自通用電氣公司(斯卡奈塔第，紐約，美國)，且標號為FRV1106的氟硅酮預(yù)聚物涂覆到Al/PET上，然后制成ITB。這通過首先制備MEK中40％的FRV1106溶液而實現(xiàn)。來自Du pont的398.4克FRV1106和1.6克鈦酸四丁酯(TBT)催化劑添加到玻璃瓶中的600克MEK中。瓶緊緊密封，并通過將瓶放置在振蕩抖動器上4小時而使FRV1106成為溶液。然后利用例1中描述的擠壓涂布機將該溶液涂覆到Al/PET上。在該實例中，30英尺(10米)的卷幅部分以一定間隔擠壓涂覆，每個部分在烘箱中停留5分鐘，使氟硅酮預(yù)聚物在卷筒(wind up stand)上繞成線圈之前固化為耐久的聚合彈性體。卷幅速度為5英尺/分(1.6米/分)，烘箱溫度為130℃。Al/PET上的第一氟硅酮涂層以16轉(zhuǎn)數(shù)/分的抽吸速度形成。該涂層具有8微米的干燥厚度，并被標為狀態(tài)2。第二氟硅酮涂層以32轉(zhuǎn)數(shù)/分的抽吸速度形成。該涂層具有12微米的干燥厚度，并被標為“狀態(tài)3”。對于狀態(tài)2，在500外加伏特的情況下，每厘米2的電阻設(shè)置為1.2×109歐姆/厘米2。對于狀態(tài)3，在500外加伏特的情況下，每厘米2的電阻設(shè)置為1.5×109歐姆/厘米2。
利用精確模板將狀態(tài)2和3切成330毫米寬、812毫米長的條，這些條被超聲焊接成圖像轉(zhuǎn)印帶(ITB)，如實施例1中所做的。這兩個環(huán)形帶被標為分別表示涂層狀態(tài)2和3的ITB#2和ITB#3。
ITB#2安裝在實驗室試驗臺印刷機的轉(zhuǎn)印框架(transfer frame)上，并用于在紙上和OHP膜上產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的多色印刷。ITB#3也安裝在實驗室試驗印刷機的轉(zhuǎn)印框架(transfer frame)上，并用于在紙上和OHP膜上產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的多色印刷。與無涂層ITB邊沿襯條接觸的導(dǎo)電刷再次用于保持與下面的蒸汽涂覆鋁的電接觸。因此調(diào)色劑轉(zhuǎn)印所需的外加偏壓均勻地作用于ITB的整個表面上。
實施例3來自Products有限公司(即，來自阿倫敦，PA，美國的HYBRIDURTM-580)，且表明HD580的聚氨酯樹脂涂覆到Al/PET上。這通過制備具有50％水和50％乙醇的15％固體溶液而實現(xiàn)。來自Rohm和Hass公司(費城，PA)的相關(guān)流變改良劑(rheology modifier)ACRYSOLTMSCT-275丙烯酸鹽混合4.0％的HD580固體從而產(chǎn)生耐久涂層。制備下面的溶液
重量(克)HD580 351.2 (41％1/1-水/EtOH得到時的形式)Acrysol275 6.0乙醇 321.4水321.4這些材料添加到玻璃瓶中，并通過搖動1小時而得到均勻的溶液。然后該溶液如例1所述涂覆到Al/PET上。使用11.3轉(zhuǎn)數(shù)/分的抽吸速度在Al/PET上產(chǎn)生4.5微米厚的涂層。其被標為狀態(tài)4。使用22.7轉(zhuǎn)數(shù)/分的抽吸速度在Al/PET上產(chǎn)生8.0微米厚的涂層。其被標為狀態(tài)5。這兩個狀態(tài)制成例1中所述的環(huán)形帶，并標為表示涂層狀態(tài)4和5的ITB#4和ITB#5。用于狀態(tài)4中的涂層的每厘米2電阻在500外加伏特情況下進行測量，并設(shè)定為1.7×108歐姆-厘米2。用于狀態(tài)5中的涂層的每厘米2電阻在500外加伏特情況下進行測量，并設(shè)定為1.0×108歐姆-厘米2。
ITB#4安裝在實驗室試驗臺印刷機的轉(zhuǎn)印框架(transfer frame)上，并用于在紙上和OHP膜上產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的多色印刷。ITB#5也安裝在實驗室試驗印刷機的轉(zhuǎn)印框架(transfer frame)上，并用于在紙上和OHP膜上產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的多色印刷。與無涂層ITB邊沿襯條接觸的導(dǎo)電刷再次用于保持與下面的蒸汽涂覆鋁的電接觸。因此調(diào)色劑轉(zhuǎn)印所需的外加偏壓均勻地作用于ITB的整個表面上。
盡管實施方案中提供了特定實施方案和特定的材料，尺寸和設(shè)備說明，但是這些實施方案并不意味著對本發(fā)明的實踐限定了最小的限度，而是意味著提供了本發(fā)明一般概念的各種實施方案。
權(quán)利要求
1.一種中間轉(zhuǎn)印部件，作為第一圖像承載部件，調(diào)色劑圖像在該中間轉(zhuǎn)印部件上形成，該調(diào)色劑圖像首先轉(zhuǎn)印于中間轉(zhuǎn)印部件上，然后該首先轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像從這里第二次轉(zhuǎn)印到第二圖像承載部件上；中間轉(zhuǎn)印部件包括非導(dǎo)電柔性薄膜層；附固于非導(dǎo)電柔性薄膜層第一表面的導(dǎo)電材料層，以及其上具有電阻性聚合物涂層的導(dǎo)電材料層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的中間轉(zhuǎn)印部件，其中電阻性聚合物涂層涂覆少于所有的導(dǎo)電材料，沿中間轉(zhuǎn)印部件的邊緣留下連續(xù)的電接觸條。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的中間轉(zhuǎn)印部件，其中非導(dǎo)電薄膜層包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的中間轉(zhuǎn)印部件，其中PET的厚度在0.05毫米和0.25毫米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的中間轉(zhuǎn)印部件，其中電阻性聚合物涂層相對于用作調(diào)色劑載液的脂族烴另外還是耐溶劑的。
6.一種具有第一調(diào)色劑接收層和中間轉(zhuǎn)印部件的電子照相成像裝置，第一調(diào)色劑接收層，與下述設(shè)備電接觸放置a)電荷供應(yīng)者，b)輻照源，其激活第一調(diào)色劑接收層中的光電導(dǎo)性，和b)至少一個調(diào)色劑均布器，使得第一調(diào)色劑圖像能夠在第一調(diào)色劑接收層上形成，在與a)、b)和c)相互作用之后，第一調(diào)色劑層是可移動的與中間轉(zhuǎn)印部件接觸，第一調(diào)色劑圖像能夠從該中間轉(zhuǎn)印部件轉(zhuǎn)印到圖像承載部件；中間轉(zhuǎn)印部件包括非導(dǎo)電柔性薄膜層；附固于非導(dǎo)電柔性薄膜層第一表面的導(dǎo)電材料層，以及其上具有電阻性聚合物涂層的導(dǎo)電材料層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電子照相成像裝置，其中導(dǎo)電材料層包括鋁。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的電子照相成像裝置，其中導(dǎo)電材料層已經(jīng)在非導(dǎo)電薄膜層上進行蒸汽涂覆。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的電子照相成像裝置，其中導(dǎo)電材料層的體積電阻率小于或等于104歐姆-厘米。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的電子照相成像裝置，其中電阻性聚合層的每單位面積的電阻在106至1013歐姆/厘米2之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的電子照相成像裝置，其中電阻層是聚氨酯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電子照相成像裝置，其中聚氨酯層的每單位面積的電阻在106至1013歐姆/厘米2之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的電子照相成像裝置，其中電阻性涂層是氟硅酮預(yù)聚物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的電子照相成像裝置，其中氟硅酮預(yù)聚物的每單位面積的電阻在106至1013歐姆/厘米2之間。
15.一種在裝置中產(chǎn)生圖像的方法，包括將在至少一個第一圖像接收部件上的至少一個圖像進行曝光和顯影；將至少一個圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印部件，其中中間轉(zhuǎn)印部件包括非導(dǎo)電層、導(dǎo)電層以及聚合物電阻層，其中中間轉(zhuǎn)印部件的電阻層對應(yīng)于第一圖像接收部件，以及其中導(dǎo)電層通過電刷或探針直接與導(dǎo)電層接觸將電壓直接作用于導(dǎo)電層而進行充電；以及將至少一個圖像轉(zhuǎn)印到第二圖像接收基底，其中該方法產(chǎn)生從中間轉(zhuǎn)印片到第二圖像接收基底的大于97％的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印的結(jié)果。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中該方法產(chǎn)生從中間轉(zhuǎn)印部件到第二圖像接收基底的大于99％的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印的結(jié)果。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中該方法產(chǎn)生從第一圖像接收部件到中間轉(zhuǎn)印部件然后到第二圖像接收基底的大于97％的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印的結(jié)果。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中該方法產(chǎn)生從第一圖像接收部件到中間轉(zhuǎn)印部件然后到第二圖像接收基底的大于95％的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印的結(jié)果。
全文摘要
一種電子照相成像裝置，具有第一調(diào)色劑接收層和中間轉(zhuǎn)印部件。第一調(diào)色劑接收層放置為與下面設(shè)備電接觸a)電荷供應(yīng)者，b)輻照源，其激活第一調(diào)色劑接收層中的光電導(dǎo)性，和b)至少一個調(diào)色劑均布器(tonerapplicator)，使得第一調(diào)色劑圖像可以在第一調(diào)色劑接收層上形成。在與a)、b)和c)相互作用之后，第一調(diào)色劑層可移動到與中間轉(zhuǎn)印層接觸，第一調(diào)色劑圖像可從中間轉(zhuǎn)印層轉(zhuǎn)印到圖像承載部件。中間轉(zhuǎn)印部件包括非導(dǎo)電柔性薄膜層，附固于非導(dǎo)電柔性薄膜層第一表面的導(dǎo)電材料層，以及其上具有電阻性聚合物涂層的導(dǎo)電材料層。
文檔編號B41M5/00GK1530761SQ2003101254
公開日2004年9月22日 申請日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者倫納德·J·斯塔爾克, 倫納德 J 斯塔爾克, 克里斯廷·福達爾, 廷 福達爾, W 辛普森, 查爾斯·W·辛普森, F 凱利, 朱嘉毅, 杜魯門·F·凱利 申請人:三星電子株式會社