CH649160A5 - COMPOSITION FOR THE DEVELOPMENT OF LATENT ELECTROSTATIC IMAGES. - Google Patents
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Description
L'invention concerne une composition pour développer des images électrostatiques latentes avec les caractères de la revendication 1. The invention relates to a composition for developing latent electrostatic images with the characters of claim 1.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3915874 décrit un révélateur liquide à utiliser dans le développement d'une image électrostatique latente et ensuite son transfert sur une feuille de support par contact entre la feuille de support et l'image développée, dans lequel on augmente le pouvoir de résolution en empêchant l'écrasement des particules de révélateur formant l'image développée. On y parvient en mettant en suspension de fines particules qui sont plus dures que les particules de révélateur dans le support liquide, qui est l'un quelconque des hydrocarbures aliphatiques liquides connus, que l'on utilise pour former les particules de révélateur en suspension dans un support liquide diélectrique de la technique antérieure. Les fines particules antiêcrasement utilisées dans ce brevet sont des matières inorganiques telles que des billes de verre, de l'oxyde de zinc, du dioxyde de titane, de la silice et les analogues. Les fines particules inorganiques ont un diamètre moyen de 1 à 15 n. Ce brevet des Etats-Unis d'Amérique donne une bonne idée de la technique antérieure par rapport à la présente invention en indiquant que, au-dessus d'un diamètre de 15 n des fines particules dures, il y a une augmentation des taches blanches qui détruisent l'image et le pouvoir de résolu- U.S. Patent No. 3,915,874 describes a liquid developer for use in developing a latent electrostatic image and then transferring it to a support sheet by contact between the support sheet and the developed image, in which increases the resolving power by preventing the crushing of the developer particles forming the developed image. This is achieved by suspending fine particles which are harder than the developer particles in the liquid carrier, which is any of the known liquid aliphatic hydrocarbons which are used to form the developer particles suspended in a dielectric liquid support of the prior art. The fine anti-crushing particles used in this patent are inorganic materials such as glass beads, zinc oxide, titanium dioxide, silica and the like. The fine inorganic particles have an average diameter of 1 to 15 n. This patent from the United States of America gives a good idea of the prior art with respect to the present invention by indicating that, above a diameter of 15 n of fine hard particles, there is an increase in white spots. which destroy the image and the power of resolu-
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tion. Il n'y a pas de description de l'utilisation de particules d'écartement de si grande dimension pour empêcher le contact entre la feuille de support et l'image développée pour former un espace. Les taches blanches mentionnées dans ce brevet sont des lacunes dans l'image transférée. Les particules fines de ce brevet ont un diamètre égal ou inférieur à celui des particules de révélateur, de sorte qu'il y a contact entre l'image développée et la feuille de support sur laquelle l'image est transférée. tion. There is no description of the use of such large spacing particles to prevent contact between the support sheet and the image developed to form a space. The white spots mentioned in this patent are gaps in the transferred image. The fine particles of this patent have a diameter equal to or less than that of the developer particles, so that there is contact between the developed image and the support sheet on which the image is transferred.
Dans l'invention, on utilise en général un liquide de support comprenant un hydrocarbure aliphatique à bas point d'ébullition tel qu'Isopar G comme composant liquide de la composition. C'est une fraction étroite d'hydrocarbures isoparaffiniques ayant un point initial de distillation de 159° C et un point de fin de distillation de 174° C. Il a un point d'éclair d'environ 38° C. On peut utiliser des hydrocarbures aliphatiques liquides de plus haut point d'ébullition tels qu'Isopar M (nom de marque de la société Exxon Corporation), ou des huiles minérales légères telles que Marcol 52 ou Marcol 62 (nom de marque de la société Humble Oil & Refining Company). On disperse des particules de pigment finement broyé qui sont chargées. Ces particules chargées sont adaptées pour développer une image électrostatique latente par électrophorèse. On dissémine également dans le liquide de support servant pour former l'espace des particules d'écartement plus grosses pour empêcher que l'image fraîchement développée ne vienne en contact avec la feuille de support, ces particules d'écartement formant un espace d'air entre la feuille de support et le photoconducteur. La dimension des particules d'écartement n'est pas supérieure à 70 ni inférieure à 20 (i. In the invention, a support liquid generally comprising a low boiling aliphatic hydrocarbon such as Isopar G is used as the liquid component of the composition. It is a narrow fraction of isoparaffinic hydrocarbons having an initial distillation point of 159 ° C and a distillation end point of 174 ° C. It has a flash point of about 38 ° C. higher boiling liquid aliphatic hydrocarbons such as Isopar M (brand name of the company Exxon Corporation), or light mineral oils such as Marcol 52 or Marcol 62 (brand name of the company Humble Oil & Refining Company ). Particles of finely ground pigment are dispersed which are charged. These charged particles are adapted to develop a latent electrostatic image by electrophoresis. Larger spacing particles are also disseminated in the support liquid used to form the space to prevent the freshly developed image from coming into contact with the support sheet, these spacing particles forming an air space. between the backing sheet and the photoconductor. The size of the spacer particles is not more than 70 nor less than 20 (i.
Les particules de révélateur chargées de la composition selon l'invention ont un faible rapport charge/masse, de sorte qu'elles forment une image développée qui est moins compacte, ou moins cohérente, et relativement plus pelucheuse et plus épaisse que les images développées de la technique antérieure. Cela est une caractéristique que personne n'a observée jusqu'à présent. Les taches blanches ou lacunes dans l'image transférée, observées d'après ce brevet lorsque les fines particules atteignent un diamètre de plus de 15 (j., sont provoquées en partie par son image développée compacte ou fortement visqueuse. Aucun spécialiste dans la technique antérieure n'a indiqué une composition liquide de développement capable de développer une image électrostatique latente transférable à travers un espace entre l'image et une feuille de support. On obtient selon l'invention le faible rapport charge/masse des particules de révélateur avec une dimension moyenne des particules de révélateur supérieure à celle des particules de révélateur habituellement utilisées dans la technique antérieure. The developer particles charged with the composition according to the invention have a low charge / mass ratio, so that they form a developed image which is less compact, or less coherent, and relatively more fluffy and thicker than the developed images of the prior art. This is a characteristic that no one has observed so far. The white spots or gaps in the transferred image, observed according to this patent when the fine particles reach a diameter of more than 15 (j., Are caused in part by its developed image, compact or highly viscous. No specialist in the art did not indicate a liquid developing composition capable of developing a latent electrostatic image transferable through a space between the image and a support sheet. The low charge / mass ratio of the developer particles is obtained according to the invention with a average size of the developer particles greater than that of the developer particles usually used in the prior art.
Le mode de mise en œuvre préféré de l'invention comporte l'utilisation d'un hydrocarbure aliphatique liquide à bas point d'ébullition, comme indiqué ci-dessus. Ces liquides sont de bons isolants, ayant une résistivité de IO10 n • cm ou plus. Les liquides de développement de la technique antérieure contiennent des particules pigmentées de dimension colloïdale en suspension dans le liquide de développement. Ces particules peuvent être chargées dans leur procédé de préparation, ou bien elles peuvent être chargées avec un dispositif de charge qui leur donne la polarité désirée. Bien que la technique antérieure spécifie que les particules de révélateur peuvent être de dimensions variables, le rapport charge/masse est toujours élevé. Dans la préparation de la composition liquide de développement selon l'invention, on utilise n'importe quelles particules pigmentées de l'art antérieur, mais en s'assurant qu'il y a un faible rapport charge/ masse. On utilise à cet effet des particules de révélateur de plus grande dimension, de l'ordre de grandeur de 3 à 7 |t. La titulaire a observé qu'un faible rapport charge/masse permet aux particules de révélateur de former des amas (ou houppes) qui sont faiblement associés, mais peuvent être facilement dissociés lorsque l'on agite le liquide de développement. Ces amas sont des unités amorphes qui sont formées par des particules de révélateur faiblement associées et se situent dans la gamme de dimensions de l'ordre de 8 à 20 |t. La titulaire a trouvé qu'il est très difficile de vérifier la dimension des amas désirés, spécialement pendant leur comportement en présence d'un champ électrique. La microscopie optique ne se prête pas à l'examen du développement électrophotographique d'images. Dans la plupart des systèmes pour le développement d'images électrostatiques latentes, le révélateur est agité par pompage depuis un réservoir jusqu'à une zone de développement, et en retour vers le réservoir. Cette agitation maintient les particules de révélateur disséminées dans le liquide de support. La faible floculation des particules de révélateur observée par la titulaire indique qu'il y a un faible rapport charge/masse, qui est un élément nécessaire de l'invention. Si l'on utilise un révélateur comprenant un liquide diélectrique et de grosses particules de révélateur ayant un faible rapport charge/masse pour développer une image électrostatique latente, l'image développée sera moins cohérente, moins dense et de viscosité plus faible que les images développées avec des révélateurs de l'art antérieur qui sont bien connus de la titulaire. La production d'une image développée moins cohérente ou plus pelucheuse est l'une des caractéristiques qui permet d'atteindre les buts de l'invention avec le degré d'excellence désiré. Cela ne veut pas dire que l'invention ne puisse pas être mise en œuvre de manière moins efficace lorsqu'on augmente la cohésion de l'image développée. Dans les machines à photocopier, des dispositifs sont prévus pour réduire la quantité de liquide de développement sur l'image développée. Cela peut s'obtenir par un dispositif égaliseur, un dispositif doseur tel que des rouleaux inversés ou un dispositif à raclette. La quantité de particules de révélateur que l'on utilise peut varier entre 0,1 et 10% en poids par rapport au liquide de support. Cela s'oppose à la gamme habituelle de concentrations du révélateur d'environ 0,1 à 2% en poids de particules de révélateur par rapport au liquide de support. Si le développement est lent, on peut utiliser la limite supérieure de concentration de révélateur, mais on ne peut ordinairement pas dépasser la limite supérieure de 2% sans provoquer un changement de coloration des zones du fond. La composition selon l'invention permet d'utiliser jusqu'à 10% en poids de particules de révélateur par rapport au liquide de support, puisque l'image est transférée à travers un espace d'air et qu'il n'y a pas de changement de coloration des zones du fond. Cela permet de faire fonctionner à une vitesse beaucoup plus élevée une machine à copier utilisant la composition de développement selon l'invention. The preferred embodiment of the invention comprises the use of a liquid aliphatic hydrocarbon with a low boiling point, as indicated above. These liquids are good insulators, having a resistivity of 1010 n • cm or more. The prior art developing fluids contain pigmented particles of colloidal size suspended in the developing liquid. These particles can be charged in their preparation process, or they can be charged with a charging device which gives them the desired polarity. Although the prior art specifies that the developer particles can be of variable dimensions, the charge / mass ratio is always high. In the preparation of the liquid development composition according to the invention, any pigmented particles of the prior art are used, but ensuring that there is a low charge / mass ratio. Larger developer particles are used for this purpose, in the range of 3 to 7 | t. The licensee noted that a low charge-to-mass ratio allows developer particles to form clusters (or tufts) that are weakly associated, but can be easily dissociated when the developer is stirred. These clusters are amorphous units which are formed by weakly associated developer particles and are in the range of dimensions on the order of 8 to 20 | t. The licensee found it very difficult to verify the size of the desired clusters, especially during their behavior in the presence of an electric field. Light microscopy is not suitable for examining the electrophotographic development of images. In most systems for developing latent electrostatic images, the developer is pumped from a reservoir to a development area, and back to the reservoir. This agitation keeps the developer particles dispersed in the carrier liquid. The low flocculation of developer particles observed by the licensee indicates that there is a low charge / mass ratio, which is a necessary element of the invention. If a developer comprising a dielectric liquid and large developer particles having a low charge / mass ratio is used to develop a latent electrostatic image, the developed image will be less coherent, less dense and of lower viscosity than the developed images. with developers of the prior art which are well known to the holder. The production of a less coherent or more fluffy developed image is one of the characteristics which makes it possible to achieve the aims of the invention with the desired degree of excellence. This does not mean that the invention cannot be implemented less effectively when the cohesion of the developed image is increased. In photocopying machines, devices are provided to reduce the amount of developing liquid on the developed image. This can be achieved by an equalizer, a metering device such as inverted rollers or a squeegee device. The amount of developer particles used can vary between 0.1 and 10% by weight relative to the support liquid. This is in contrast to the usual range of developer concentrations of about 0.1 to 2% by weight of developer particles based on the carrier liquid. If development is slow, the upper limit of developer concentration can be used, but usually the upper limit of 2% cannot be exceeded without causing a change in color in the background areas. The composition according to the invention makes it possible to use up to 10% by weight of developer particles relative to the support liquid, since the image is transferred through an air space and there is no color change in the background areas. This allows a copying machine using the developing composition according to the invention to operate at a much higher speed.
Après avoir déterminé la dimension appropriée des particules de révélateur dans le support liquide spécifique, et en prenant en compte la composition des particules de révélateur de manière à former des amas facilement dissociés, on peut fournir dans le liquide des particules d'écartement dont le rôle est de former un espace entre l'image développée et la feuille de support sur laquelle l'image doit être transférée. On mesure cet espace depuis la surface isolante portant l'image jusqu'à la surface sur laquelle l'image doit être transférée, puisque cet espace est facilement déterminé par les particules d'écartement. L'épaisseur maximale d'une image développée est ordinairement de moins de 20 |i, de sorte qu'il y a un espace entre la surface de l'image et la surface de la feuille qui doit recevoir l'image transférée. Le diamètre des particules d'écartement peut varier de 20 à 70 |i, la dimension préférée étant comprise entre 30 et 40 |i. Cela assure un espace d'air entre le dessus de l'image développée et la feuille de support sur laquelle l'image doit être transférée. After determining the appropriate size of the developer particles in the specific liquid support, and taking into account the composition of the developer particles so as to form easily dissociated clusters, spacing particles can be provided in the liquid whose role is to form a space between the developed image and the support sheet onto which the image is to be transferred. This space is measured from the insulating surface carrying the image to the surface to which the image is to be transferred, since this space is easily determined by the spacing particles. The maximum thickness of a developed image is usually less than 20 µm, so that there is a space between the surface of the image and the surface of the sheet which is to receive the transferred image. The diameter of the spacer particles can vary from 20 to 70 | i, the preferred dimension being between 30 and 40 | i. This provides an air space between the top of the developed image and the support sheet onto which the image is to be transferred.
On détermine ensuite la concentration des particules d'écartement dans le liquide de support. On l'effectue empiriquement en ajoutant successivement des quantités de particules d'écartement au liquide de support et en l'étalant sur un tambour photoconducteur non chargé en faisant tourner le tambour. On observe ensuite la distance interparticulaire entre les particules d'écartement. Cette distance doit être de 4 mm ou moins. Les particules d'écartement sont distribuées uniformément sur le tambour photoconducteur qui n'a pas été chargé. Les particules d'écartement peuvent être faites en une matière appropriée quelconque qui est insoluble dans le liquide de support. Des matières caractéristiques sont les résines synthétiques telles que les polyacrylates, le polyméthacrylate de méthyle, le poly-éthylène haute densité, les polycarbonates, les amidons naturels, etc. On peut même utiliser des billes de verre si elles ne sont pas brisées, puisqu'elles seraient alors très abrasives. Les zones de l'image ont The concentration of the spacer particles in the carrier liquid is then determined. It is carried out empirically by successively adding quantities of spacing particles to the support liquid and spreading it over an uncharged photoconductive drum by rotating the drum. The interparticle distance between the spacing particles is then observed. This distance should be 4mm or less. The spacer particles are distributed evenly over the uncharged photoconductive drum. The spacer particles can be made of any suitable material which is insoluble in the carrier liquid. Characteristic materials are synthetic resins such as polyacrylates, polymethyl methacrylate, high density polyethylene, polycarbonates, natural starches, etc. Glass beads can even be used if they are not broken, since they would then be very abrasive. The areas of the image have
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tendance à capter les particules de révélateur à un degré plus grand que les zones du fond. La titulaire a trouvé que la forme préférée des particules d'écartement, du point de vue de l'abrasion, est la forme sphérique puisque ces particules tendent à rouler ou à s'écouler plus facilement et ont donc moins tendance à rayer le photoconducteur que d'autres formes de particules. Les matières cristallines dures sont fortement abrasives et usent rapidement la surface sensible du photoconducteur. Les particules d'écartement doivent résister à la station de mesure. La titulaire a trouvé que la forme préférée globale est une pyramide à quatre côtés, c'est-à-dire un tétraèdre qui a une base triangulaire et trois faces triangulaires. Cette forme a l'avantage que, quelle que soit son orientation, elle offre le même écartement entre le photoconducteur et la feuille de support; autrement dit, le photoconducteur supporte toujours la base et la feuille de support est toujours supportée par un sommet. tendency to capture developer particles to a greater degree than bottom areas. The licensee has found that the preferred form of spacer particles, from an abrasion point of view, is the spherical shape since these particles tend to roll or flow more easily and therefore have less tendency to scratch the photoconductor than other forms of particles. Hard crystalline materials are highly abrasive and quickly wear out the sensitive surface of the photoconductor. The spacing particles must resist the measuring station. The licensee has found that the overall preferred shape is a four-sided pyramid, that is, a tetrahedron that has a triangular base and three triangular faces. This form has the advantage that, whatever its orientation, it offers the same spacing between the photoconductor and the support sheet; in other words, the photoconductor always supports the base and the support sheet is always supported by a vertex.
La quantité de particules d'écartement peut varier de 0,1 à 10% en poids par rapport au liquide de support. Il est entendu pour l'homme de l'art que le poids spécifique de la plupart des matières dont sont faites les particules d'écartement est supérieur au poids spécifique du liquide de support et qu'elles tendent à se déposer rapidement. Le pourcentage réel de particules d'écartement en circulation à un moment donné est difficile à déterminer, sauf par la méthode empirique qui a été indiquée plus haut. La plupart des systèmes entraînent le liquide à partir du fond d'un réservoir, et les particules d'écartement tendent à se rassembler rapidement vers ce fond. The amount of spacer particles can vary from 0.1 to 10% by weight relative to the support liquid. It is understood by those skilled in the art that the specific weight of most of the materials from which the spacer particles are made is greater than the specific weight of the support liquid and that they tend to deposit rapidly. The actual percentage of spacer particles in circulation at any given time is difficult to determine, except by the empirical method which has been indicated above. Most systems entrain liquid from the bottom of a tank, and the spacer particles tend to collect quickly toward that bottom.
La concentration des particules d'écartement, que l'on détermine empiriquement, produit toujours une distance interparticulaire de moins de 4 mm dans les zones du fond. Si les particules ont une forme tétraédrique, très peu de celles-ci sont perdues et entraînées 5 par l'image transférée. The concentration of spacer particles, which are determined empirically, always produces an interparticle distance of less than 4 mm in the bottom areas. If the particles have a tetrahedral shape, very few of them are lost and entrained by the transferred image.
On notera que la composition selon l'invention permet d'atteindre les buts recherchés. On a proposé une composition de développement comprenant un liquide de support, dont l'utilisation réduit |0 la quantité de liquide de support qui est transférée sur le matériau en feuille, et par conséquent évaporée à partir de celui-ci après le transfert de l'image. On forme selon l'invention un espace d'air indépendamment de l'appareil particulier ou autre dispositif, comme indiqué dans les demandes de brevets mentionnées ci-dessus. L'utilisation de 15 la composition selon l'invention évite les bavures, les taches et l'écrasement de l'image développée, augmente le pouvoir de résolution et produit une échelle de gris. En outre, la composition selon l'invention permet de transférer les images électrostatiques développées sur une feuille de support non absorbante et peut produire des images 20 de plus forte densité qu'il n'était possible jusqu'à présent avec les images développées dans un liquide. Note that the composition according to the invention achieves the desired goals. A developing composition has been proposed comprising a carrier liquid, the use of which reduces the amount of carrier liquid which is transferred to the sheet material, and therefore evaporated therefrom after the transfer of the carrier material. 'picture. According to the invention, an air space is formed independently of the particular apparatus or other device, as indicated in the patent applications mentioned above. The use of the composition according to the invention avoids smearing, smearing and overwriting of the developed image, increases the resolving power and produces a gray scale. In addition, the composition according to the invention makes it possible to transfer the electrostatic images developed on a non-absorbent support sheet and can produce images of higher density than has hitherto been possible with the images developed in a liquid.
Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements 25 sans toutefois s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention. It is to be understood that the invention is not limited to the preferred embodiments described above by way of illustration and that those skilled in the art can make various modifications and modifications thereof without however departing from the scope and spirit of the invention.
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