FR2781291A1 - Concentration optimisee pour le traitement de surface des particules d'images electrostatographiques produites dans une machine electrostatographique qui comprend un element intermediaire de transfert deformable - Google Patents

Abstract

Un procédé de production d'images comprend la formation d'une image latente électrostatique sur un élément de formation d'image primaire (11). Une image de toner est développée sur l'élément de formation d'image primaire (11) en utilisant un développateur comprenant des particules de toner sec présentant un diamètre pondéré sur le volume moyen D entre 5 m et 10 m. Les particules de toner contiennent des additifs de particules dans une plage de concentration entre (3, 2/ D) % et (5, 6/ D) %. L'image de toner est transférée de façon électrostatique depuis l'élément de formation d'image primaire (11) vers un élément de transfert intermédiaire (20) comportant une couche déformable (22) et ensuite transférée de façon électrostatique depuis l'élément de transfert intermédiaire (20) vers un récepteur (S).

Description

CONCENTRATION OPTIMISEE POUR LE TRAITEMENT DE SURFACE

DES PARTICULES D'IMAGES ELECTROSTATOGRAPHIQUES PRODUITES

DANS UNE MACHINE ELECTROSTATOGRAPHIQUE QUI COMPREND UN

ELEMENT INTERMEDIAIRE DE TRANSFERT DEFORMABLE

L'invention se rapporte au domaine de l'électrostatographie en général et à l'électrographie et l'électrophotographie en particulier. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un procédé de production d'images électrostatographiques de qualité élevée utilisant des petites particules de toner sec et à une machine qui comprend un élément intermédiaire

déformable de transfert.

Une image électrostatographique est produite en engendrant une image latente électrostatique sur un élément de formation d'image primaire. Une image visible est ensuite produite en amenant l'image latente électrostatique à proximité immédiate d'un développateur approprié. L'image est alors transférée sur un récepteur et fixée de façon permanente sur ce récepteur grâce à un procédé convenable tel qu'une fusion. Si le procédé électrostatographique est électrophotographique, l'élément de formation d'image primaire comprend un élément photoconducteur. L'élément

photoconducteur est initialement chargé de façon uniforme.

L'image latente électrostatique est produite en exposant selon une image l'élément photoconducteur chargé à une source d'exposition telle qu'un moyen d'exposition optique, un réseau de diodes LED, un analyseur à laser, ou un autre dispositif d'exposition électro-optique. L'image latente est ensuite développée en amenant l'élément photoconducteur portant l'image latente à proximité immédiate d'un développateur approprié comprenant des particules de marquage ou de toner chargées électriquement. L'image est ensuite transférée depuis le photoconducteur vers un récepteur approprié tel qu'une feuille de papier ou une feuille transparente. Bien que le transfert puisse être réalisé en utilisant une diversité de moyens, il est généralement accompli en appliquant un potentiel électrostatique de manière à solliciter les particules de toner de l'élément photoconducteur vers le récepteur. En variante, l'image peut être transférée tout d'abord vers un élément intermédiaire et ensuite vers le récepteur. L'image est alors fixée de façon permanente sur le récepteur en utilisant un moyen convenable par exemple en appliquant de la chaleur et une pression de manière à faire fondre le

toner dans un procédé connu sous le nom de fusion.

L'élément photoconducteur est ensuite nettoyé et rendu prêt

à produire des images suivantes.

Il est bien connu que les propriétés d'adhérence et de cohésion des particules de toner affectent le transfert. Le terme "adhérence" se rapporte à des forces d'attraction entre les particules et une surface réceptrice. Le terme "cohésion" se rapporte à des forces d'attraction entre des particules similaires. En particulier, à mesure que le diamètre du toner diminue, les forces maintenant les particules de toner sur des surfaces telles que l'élément de formation d'image primaire commencent à prendre le pas sur la force de transfert appliquée de façon électrostatique. Dans tous les usages pratiques, ceci se produit pour des particules de toner sans additifs de particules lorsque le diamètre du toner est inférieur à

approximativement 12 pm (micromètres).

De nombreux procédés ont été utilisés pour faciliter le transfert de toner ayant des particules de toner présentant des diamètres inférieurs à 12 pm. Par exemple,

des images de toner ont été transférées thermiquement.

Cependant, ceci nécessite souvent des récepteurs particuliers et peut être rude pour les éléments de formation d'image primaires, en particulier pour les photoconducteurs. Des agents de libération tels que du stéarate de zinc ont été appliqués à des éléments de formation d'image primaires. Cependant, ceux-ci interagissent souvent avec les propriétés de charge des particules de toner de façon indésirable. En outre, ils ne restent pas sur l'élément de formation d'image primaire et ont besoin d'être renouvelés. Ceci nécessite souvent des sous-systèmes et une commande de procédé complexes. Dans un autre procédé de réduction de l'adhérence du toner à l'élément de formation d'image primaire, la surface du toner est revêtue d'additifs particulaires de taille inférieure au im appelés par la suite sub-micrométriques tels que des particules de silice. Souvent ces additifs ne forment pas un revêtement uniforme sur les particules de toner, mais s'agglomèrent plutôt sous forme de grappes présentant des diamètres de grappe dans la plage de dizaines de nanomètres, déterminés en utilisant la microscopie électronique à balayage (MEB). En utilisant cette technologie, il a été possible de réduire le diamètre du toner pondéré en volume, dans lequel les forces d'adhérence maintenant le toner sur l'élément de formation d'image primaire prennent le pas sur la force de transfert électrostatique appliquée, depuis approximativement 12 pm jusqu'à approximativement 8,5 pm. Cependant, il est improbable qu'une diminution supplémentaire de la taille du toner soit possible en utilisant uniquement cette technologie. Dans un autre procédé destiné à transférer électrostatiquement des particules de toner, Rimai et Chowdry dans le brevet des Etats-Unis N 4 737 433 ont montré qu'en utilisant des particules de toner sphériques monodispersées et des récepteurs lisses, il est possible d'équilibrer les forces de surface, en permettant ainsi un transfert électrostatique de particules de toner présentant des diamètres aussi faibles que 2 pm. Cependant, des contaminants particulaires tels que de la poussière, des particules de porteur, etc. séparent le récepteur de l'élément de formation d'image primaire, en créant ainsi des défauts dans l'image. En outre, la nécessité d'utiliser des récepteurs très lisses limite l'utilité de cette technique. Un autre procédé de transfert utilise un élément de transfert intermédiaire déformable. Dans ce procédé de transfert, l'image de toner est tout d'abord transférée depuis l'élément de formation d'image primaire vers l'élément de transfert intermédiaire déformable. L'image est ensuite transférée depuis l'élément de transfert intermédiaire vers le récepteur. Dans un mode préféré de fonctionnement et en faisant référence à la demande internationale publiée WO 98/04961, des images en couleur sont produites en transférant les images à séparation de couleur mises en toner depuis l'élément de formation d'image primaire vers l'élément de transfert intermédiaire déformable, en alignement, et en transférant ensuite l'image entière vers le récepteur. Dans un autre mode de réalisation préféré, les images à séparation de couleur peuvent être produites dans des modules de couleur respectifs séparés dans lesquels chaque image à séparation de couleur est transférée vers un élément de transfert intermédiaire déformable respectif séparé. Les images sont ensuite transférées en séquence à partir des éléments de transfert intermédiaires respectifs, en alignement, vers le récepteur. Dans un mode de réalisation moins préféré, les diverses images à séparation de couleur pourraient être transférées en séquence vers un seul élément intermédiaire déformable et transférées en alternance en alignement vers

la surface de récepteur final.

L'utilisation d'un élément intermédiaire déformable peut permettre l'équilibrage des forces de surface. En fait, Zaretsky et Gomes (US-A-5 370 961) ont montré qu'il est possible de transférer des images faites de particules de toner revêtues de silice présentant des diamètres de 3, 5 pm en utilisant des éléments de transfert

intermédiaires déformables.

Il n'est souvent pas souhaitable d'utiliser des particules de toner aussi petites que celles utilisées par Zaretsky et Gomes du fait que les vitesses de développement diminuent avec une taille de toner décroissante. En outre, pour de nombreuses applications, par exemple une formation d'image binaire, dans laquelle l'image est constituée de points de trame, de points à niveau de bits multiples, d'éléments alphanumériques, de traits et de texte, etc., de très petites particules (par exemple celles présentant des diamètres inférieurs à 5 pm) ne peuvent pas amener

d'améliorations substantielles de qualité d'image.

Néanmoins, il est souvent souhaitable d'utiliser des particules de toner présentant des diamètres inférieurs à pm et encore plus souhaitable d'utiliser des particules de toner présentant des diamètres entre 5 pm et 9 pm. Pour ce faire, il est nécessaire de transférer de telles images avec une grande efficacité mais sans dégradation

significative de l'image de toner.

La dégradation du transfert se produit souvent du fait que les particules de toner chargées électrostatiquement ont tendance à se repousser les unes les autres. Cependant, les forces de cohésion entre les particules tendent à stabiliser la structure de l'image de toner. Cependant, à mesure que l'adhérence est diminuée par l'addition d'additifs de particules, la cohésion est également réduite, aggravant ainsi l'éclatement de l'image et résultant en des particules de toner formant des satellites autour de l'image. Ceci provoque un arrière-plan inacceptable et résulte en d'autres défauts tels que perte

de résolution et de netteté.

La réduction de la cohésion entre les particules de toner elles-mêmes peut introduire de nouveaux problèmes pendant le transfert. Lorsque les images, constituées de collections de particules de toner chargées, sont transférées vers le récepteur, les forces électrostatiques de répulsion entre les particules de toner peuvent amener les images à se disperser ou "voler à l'écart". Cet effet est le plus apparent dans des images tramées dans lesquelles les points de trame peuvent littéralement exploser. Tandis que des explosions de points peuvent se produire dans des systèmes de toner non traité, on a

observé que l'utilisation d'additifs de particules sub-

micrométriques peut aggraver le problème d'explosion des points, probablement par la réduction de la cohésion entre les particules de toner et accentuant ainsi la répulsion électrostatique entre ces particules. En variante, il est possible que lorsque le transfert est réalisé en utilisant un pincement de transfert polarisé électriquement, l'explosion de points puisse être provoquée par le transfert de particules de toner traité en surface et de points de trame à travers l'intervalle d'air dans la région précédent le pincement en raison des champs électrostatiques élevés. Les champs électrostatiques suffisamment importants produits dans cette région précédant le pincement peuvent déstabiliser les points fragiles qui sont maintenus ensemble par des forces de surface. Les forces de cohésion doivent dépasser la répulsion électrostatique entre les particules de toner chargées de même signe de façon à empêcher les points d'exploser. Si le transfert ne se produit qu'après que le photoconducteur soit en contact physique avec le récepteur, les effets de l'explosion des points peuvent être réduits car les particules de toner, y compris celles qui pourraient autrement devenir des satellites, ne seront pas en mesure de se déplacer très loin de leur emplacement

prévu.

L'amélioration de l'efficacité de transfert avec un éclatement d'image minimal représente un problème important

dans le domaine de l'électrostatographie.

L'invention est relative à des procédés destinés à procurer des améliorations au transfert d'images de manière à diminuer l'éclatement d'image. En particulier, conformément à un premier aspect de l'invention, on procure un procédé de production d'images comprenant la formation d'une image latente électrostatique sur un élément primaire de formation d'image, la formation d'une image de toner sur l'élément primaire de formation d'image en développant l'image latente électrostatique au moyen d'un développateur comprenant des particules de toner sec présentant un diamètre moyen D pondéré en volume compris entre 5 pm et um, les particules de toner contenant des additifs de particules dans une plage de concentration entre (3,2/D)% et (5,6/D)%, le transfert électrostatique de l'image de toner depuis l'élément primaire de formation d'image vers un élément intermédiaire de transfert comportant une couche déformable, et le transfert électrostatique de l'image de toner depuis l'élément intermédiaire de transfert vers un récepteur. De préférence, l'élément primaire de formation d'image est un photoconducteur, et l'image latente électrostatique

est formée de façon électrophotographique.

Sous une forme avantageuse, des images latentes électrostatiques séparées correspondant à des couleurs différentes sont développées par des postes de développement séparés contenant un développateur sec comprenant des particules de toner présentant une plage de granulométrie entre 5 pm et 9 pm et comportant un additif de particules dans la plage de concentration entre (3,2/D)%

et (5,6/D)%.

De façon préférée, les additifs de particules sont sensiblement plus petits que les particules de toner et

adhèrent à la surface des particules de toner.

De façon particulièrement avantageuse, les additifs de

particules sont des particules de silice.

De préférence, la couche déformable présente un module

d'Young dans la plage de 0,1 MPa à 10 MPa.

Avec avantage, le diamètre pondéré sur le volume moyen

D des particules de toner est entre 5 pm et 9 pm.

Suivant une forme particulièrement préférée, les particules de toner comprennent une résine de liant et en tant qu'additif mélangé à celle-ci un copolymère de condensation en blocs ou par greffage de polyorganosiloxane à phases multiples.

De préférence, l'image de toner est une image tramée.

Conformément à un second aspect de l'invention, on procure un procédé de production d'images comprenant: la formation, sur un élément primaire de formation d'image, d'une image de toner avec des particules de toner sec présentant un diamètre moyen D pondéré en volume entre 5 pm et 10 pm; les particules de toner contenant des additifs de particules dans une plage de concentration entre (3,2/D)% et (5,6/D)%; le transfert électrostatique de l'image de toner depuis l'élément primaire de formation d'image vers un élément intermédiaire de transfert comportant une couche déformable, et le transfert électrostatique de l'image de toner depuis l'élément intermédiaire de transfert vers un

élément récepteur.

Dans la description détaillée des modes de réalisation

préférés de l'invention présentée ci-dessous, on fait

référence aux dessins annexés.

La figure 1 est une vue en élévation latérale simplifiée illustrant un appareil préféré dans lequel

l'invention peut être utilisée.

La figure 2 est un graphe illustrant la relation de la tension moyenne pour un transfert à 90 % en fonction du % d'additifs de silice avec et sans agent anti-agrégat en silicone. La figure 3 représente, en fonction de la teneur en silice, l'efficacité de transfert moyenne de densité normalisée, intégrée par rapport à la tension entre la tension nécessaire pour un transfert à 80 % et la limite supérieure de 2500 volts, avec et sans agent anti-agrégat en silicone. La normalisation en ce qui concerne l'efficacité de transfert moyenne de densité normalisée est réalisée pour le toner sans additifs de silice et sans

agent anti-agrégat en silicone.

Les figures 4A, B et C sont des micrographies électroniques illustrant respectivement des agencements de points de trame après transfert pour un toner contenant une silicone avec 0 %, 0,5 % et 2,0 % de silice, obtenues en utilisant une trame à 150 lignes (c'est-à-dire 150 lignes

par pouce) (un pouce = 2,54 cm).

La figure 5 représente la résolution en fonction de la concentration en silice pour le toner avec et sans additif

d'adhérence de silicone.

La figure 6 représente des graphes illustrant le pourcentage de toner éliminé à partir du photoconducteur à 000 tours par minute en fonction de la concentration en

silice, avec et sans additif d'adhérence en silicone.

La figure 7 représente des graphes illustrant le pourcentage de toner éliminé par centrifugation en fonction de la force d'enlèvement pour trois niveaux de silice: 0 %, 1 % et 2 %, pour du toner sans additif d'adhérence en

silicone.

Un appareil électrostatographique, en particulier un appareil électrophotographique, est illustré par la figure 1. L'appareil de formation d'image 10 comprend un élément primaire de formation d'image, par exemple, un tambour photoconducteur 11, sur lequel on peut former une série d'images de toner de couleur variées. A la place d'un

tambour, on peut utiliser une courroie photoconductrice.

Plus particulièrement, une surface 13 d'une couche photoconductricel2, ou de plusieurs couches, est initialement chargée uniformément au moyen d'un dispositif de charge tel qu'un dispositif de charge par effet corona 14. On peut également utiliser un dispositif de charge à rouleau ou à brosse. L'élément photoconducteur chargé est exposé selon une image par une source d'exposition appropriée, par exemple, un agencement de diodes LED 15 de manière à créer des images électrostatiques. D'autres sources d'exposition telles qu'un laser ou d'autres dispositifs électro- optiques peuvent être utilisés. Une exposition optique peut également être utilisée. Une image visible est engendrée en amenant l'élément photoconducteur à proximité immédiate d'un développateur convenable disposé au niveau d'une zone de développement 16. Afin de produire des images de couleur, on choisit des toners présentant des couleurs appropriées. Par exemple, de manière à produire des images en pleine couleur, les images électrostatiques sont développées avec des toners de couleurs différentes, noire, jaune, magenta et cyan correspondant aux couleurs primaires soustractives, prévus dans les postes de

développement couleur respectifs 16K, 16Y, 16M et 16C.

L'invention n'est pas limitée à un appareil couleur et on peut prévoir un poste de développement unique comportant un

toner d'une seule couleur.

Les images de toner de couleurs distinctes sont transférées, en alignement, vers la surface externe d'un élément intermédiaire de transfert (ITM), par exemple un tambour intermédiaire déformable 20 de manière à former une image de toner multicolore composite. Des éléments intermédiaires déformables de transfert sont connus et à cet égard on peut se reporter au document US-A-5 370 961 de Zaretsky et al.. Ces éléments intermédiaires déformables

peuvent être sous la forme d'une courroie ou d'un rouleau.

Comme représenté sur la figure 1, le tambour 20 comprend une âme conductrice métallique 21 et une couche de recouvrement mince semiconductrice de polyuréthane 22 (entre environ 1 mm et 20 mm, de préférence environ 10 mm) dopé par une quantité appropriée d'agent antistatique de manière à présenter une résistivité comprise entre environ 1 x 107 ohm-cm et environ 1 x 10n ohm-cm et de préférence environ 108 ohm-cm. La couche déformable présente un module d'Young dans la plage comprise entre environ 0,1 MPa et environ 10 MPa, et de préférence entre 1 MPa et 5 MPa. La surface de l'élément intermédiaire comporte une couche de recouvrement suffisamment dure et mince 23, par exemple, d'une épaisseur comprise entre environ 2 pm et environ pm et de préférence entre 5 pm et 10 pm d'une épaisseur de céramère présentant un module d'Young supérieur à 100 MPa, mesuré en étirant un échantillon massif du matériau de recouvrement dans un appareil d'essai en traction Instron, en utilisant des techniques standard. En variante, s'il n'est pas possible de former un échantillon massif indépendant du matériau de recouvrement, son module d'Young peut être déterminé en utilisant un pénétromètre de Hertz, comme cela est bien connu dans la littérature. Des exemples de matériaux de recouvrement semiconducteurs de polyuréthane sont proposés dans le brevet des Etats-Unis N 5 212 032 de Wilson et ai. L'image multicolore est transférée au niveau du pincement 26 vers cet intermédiaire déformable en appliquant un potentiel électrique suffisant, par exemple, 600 volts au moyen d'une source d'alimentation

28 reliée à l'âme conductrice 21.

L'image multicolore formée sur l'intermédiaire déformable est transférée en une seule étape vers une feuille réceptrice S qui est fixée électrostatiquement à une surface 34A d'une courroie de transport 34 au moyen d'un dispositif de charge par effet corona 39a. La courroie

de transport 34 est entraînée autour de rouleaux 36 et 37.

Des détails concernant la courroie de transport 34 sont donnés dans le document WO 98/04961. Les transferts décrits dans ce mode de réalisation sont électrostatiques et aucune température élevée n'est appliquée de manière à amener le toner à se ramollir de façon à faciliter le transfert. La feuille réceptrice S passe à travers le pincement 30 formé par le tambour intermédiaire ITM 20 et un rouleau de transfert 33. L'image multicolore est transférée en appliquant un potentiel électrique suffisant, par exemple, 2000 volts appliqués au moyen d'une source d'alimentation 29 au rouleau de transfert 33. La courroie de transport 34 est déplacée hors de contact avec l'élément intermédiaire ITM 20 tandis que l'image multicolore est formée sur l'élément intermédiaire ITM. La courroie de transport présente un contact d'environ 6 mm sur l'élément intermédiaire ITM au niveau de la zone de pincement 30 lors du transfert de l'image de toner multicolore sur l'élément

intermédiaire ITM vers la feuille réceptrice.

Une fois que l'image est transférée sur la feuille réceptrice, la courroie de transport fournit cette dernière à un dispositif de fixage, par exemple un dispositif de fusion 56 dans lequel on applique chaleur et pression de

manière à fixer l'image de toner sur la feuille réceptrice.

La feuille réceptrice est séparée de la courroie de transport 34 au moyen d'un dispositif de charge par effet

corona 39 servant au décollement de la feuille.

Une brosse ou raclette de nettoyage 19 élimine le

toner non transféré restant à la surface 13 du tambour 11.

De façon similaire, une brosse ou raclette 17 est utilisée pour nettoyer l'élément intermédiaire ITM 20 avant une nouvelle utilisation. La brosse 17 est écartée de la position dans laquelle elle est en contact avec l'élément intermédiaire ITM pendant la formation de l'image multicolore sur l'élément intermédiaire ITM. Afin de faciliter l'enlèvement du toner non transféré par la brosse 17, une charge de pré-nettoyage peut être déposée à la surface du tambour 20 par le dispositif de charge 50 pour réduire l'adhérence du toner non transféré au tambour

intermédiaire ITM 20.

Un procédé en variante de formation d'une image multicolore consiste à disposer de modules électrostatographiques individuels pour chaque toner coloré. Des images séparées correspondant à chaque couleur sont enregistrées, développées et transférées vers l'élément intermédiaire au niveau du module approprié, ensuite, transférées en séquence, en alignement, vers le récepteur. Un exemple d'un tel procédé en variante est

décrit dans le document W0 98/04961.

Revenons maintenant sur les principes physiques de l'adhérence, l'adhérence de particules à un substrat déformable tel que du polyuréthane est bien décrite par JKR par la théorie de l'adhérence. Conformément à cette théorie, la force Fs nécessaire pour déplacer une particule de rayon R depuis un substrat est donnée par F. = -3wATR (1) dans laquelle WA est le travail thermodynamique de l'adhérence et est lié aux énergies de surface y. et ys de la particule et du substrat, respectivement, de même qu'à leur énergie interfaciale yps par WA = Yp+ Ys - YPS (2) Il est évident d'après l'équation 1 que la théorie de JKR prédit que la force nécessaire pour déplacer une particule depuis un substrat est indépendante du module d'Young du substrat. Toujours expérimentalement, les forces dépendent en fait du module du substrat. Le rôle du module d'élasticité dans la maîtrise de l'adhérence des particules peut être compris en s'apercevant que les particules ne sont pas des sphères parfaites comme cela est exigé par la théorie de JKR. Au lieu de cela, elles présentent des aspérités, et comme indiqué par Fuller et Tabor dans Proceedings Royal Society of London, Series A, Volume 345, page 327 (1975), et plus récemment par Schaefer et al. dans Journal of Adhesion Science and Technology, Volume 9, page 1049 (1995), l'enfouissement des aspérités dans le substrat régit la force d'enlèvement. Des photoconducteurs mous empêchent le transfert en favorisant l'enfouissement des particules, comme exposé par Mastrangelo, dans Photographic Science and Engineering, Volume 22, page 232 (1978). Ceci sert effectivement à diminuer l'effet bénéfique de la silice. Par conséquent, la quantité de silice, qui sert effectivement d'aspérités à la surface d'une particule de toner, devrait affecter de manière significative l'amplitude de la force d'enlèvement, en particulier pour des photoconducteurs qui ne présentent pas d'enfouissement substantiel de particules. En principe donc, l'addition de silice devrait faciliter le transfert. Cependant, comme indiqué précédemment, l'addition d'additifs submicrométriques peut également favoriser l'explosion des points. En fait, l'explosion des points peut se produire que ce soit en raison de l'adhérence réduite permettant à des particules de toner de se transférer dans la région précédant le pincement ou simplement en raison d'une

diminution de la force de cohésion interparticulaire.

Cependant, on peut concevoir que dans le cas d'intermédiaires déformables, les particules de toner soient enfouies à une telle profondeur dans l'élément intermédiaire que la silice n'aura que peu d'effet bénéfique et, par une augmentation effective de la surface

de contact, puissent réellement gêner le transfert.

Au cours de l'examen du problème de transfert en utilisant des intermédiaires déformables, plusieurs questions ont été soulevées par les inventeurs. Ces questions sont: 1. Est-ce que l'utilisation d'additifs de particules est réellement nécessaire lorsque cela est combiné avec un élément de transfert intermédiaire déformable ? 2. Est- ce que l'addition d'additifs de particules affecte réellement l'efficacité de transfert ? 3. Comment la quantité d'additifs au toner affecte la qualité d'image après transfert ? 4. Est-ce que les additifs au toner affectent la résolution ou l'intégrité des points lors de l'utilisation d'un intermédiaire déformable ? De manière à résoudre ces questions, diverses expérimentations ont été réalisées et sont décrites dans les exemples qui suivent. Cette invention s'intéresse à l'application d'un niveau optimal d'additifs de particules à utiliser pour des particules de toner présentant des diamètres entre 5 pm et 10 pm, de préférence entre 5 pm et 9 pm, lorsque des images électrostatographiques, de préférence des images électrophotographiques, sont produites en utilisant un appareil comprenant un

intermédiaire de transfert déformable.

Exemples 1 et 2 Dans ces exemples, l'efficacité de transfert, la structuredes points, et la résolution des images transférées électrostatiquement sont déterminées pour une série de particules de toner broyé de diamètre volumique moyen de 8,5 pm nominal. En outre, la force nécessaire pour éliminer les particules d'un photoconducteur est mesurée en

utilisant une ultracentrifugeuse Beckman LM 70.

On a utilisé deux séries de toner. La première comprend des particules de toner formées en utilisant un liant de polyester broyé comprenant entre 0 % et 2 % en poids de particules de silice Aérosil R972 (produite par

DeGussa, Inc), ajouté à la surface des particules de toner.

Ces particules de silice tendent à former des grappes ou agglomérats de particules de silice qui adhérent à la surface des particules de toner. Les particules de silice présentent un diamètre moyen, comme indiqué par DeGussa, d'approximativement 16 nm et des micrographies par microscope à balayage électronique (MBE) montrent des diamètres d'agglomérat dans la plage de 60 nm. On peut s'attendre à ce que les agglomérats ou grappes de particules de silice présentent des diamètres d'agglomérats moyens entre 5 nm et 100 nm. Afin de déterminer un diamètre d'agglomérat moyen, on réalise une micrographie par microscopie électronique à balayage, en utilisant de préférence un microscope MBE à émission de champ à un grossissement suffisant pour résoudre plusieurs grappes. A partir de la micrographie électronique, on calcule un diamètre moyen de chaque grappe d'additifs, c'est-à-dire que les diamètres de la grappe dans, par exemple, trois

directions différentes sont mesurés et on fait la moyenne.

On prend ensuite la moyenne des diamètres moyens d'au moins dix grappes de manière à calculer un diamètre d'agglomérat moyen. La seconde série d'expérimentations est tout à fait similaire à l'exception que les particules de toner contiennent également un niveau d'agent anti-agrégat de silicone de 2 ppc (parties pour cent en poids) qui est déterminé par le poids de silicone pour chaque fraction de grammes du liant polymère utilisé dans la formulation des particules de toner. La silicone est mélangée dans la matrice polymère de chaque particule de toner. Le diamètre moyen pondéré sur le volume des particules de toner est d'approximativement 8,6 pm pour le toner sans additif de silicone et d'approximativement 8,1 pn pour le toner contenant de la silicone. La référence ici à la taille ou au diamètre des particules de toner, sauf indication contraire, représente le diamètre moyen pondéré sur le volume mesuré par des dispositifs de mesure de diamètre classiques, tels qu'un appareil Coulter Multisizer, distribué par Coulter, Inc. Le diamètre pondéré sur le volume (MVW) est la somme des produits de la masse de chaque particule par le diamètre d'une particule sphérique de masse et de densité égale, divisé par la masse totale des particules. La mesure du diamètre pondéré MVW des particules de toner est réalisée avant l'installation du

toner dans l'appareil de développement.

Un développateur électrophotographique est réalisé en mélangeant le toner avec un porteur comprenant des particules de ferrite dures. Les particules de porteur présentent un diamètre pondéré sur le volume d'approximativement 30 pm. La charge du toner est déterminée en utilisant un appareil contenant deux électrodes planes espacées approximativement de 1 cm l'une de l'autre. Approximativement 0,1 gramme de développateur

est déposé sur la plus basse des deux électrodes.

L'électrode la plus basse est située au-dessus, mais à proximité immédiate d'une série segmentée en forme de tore d'aimants présentant des polarités alternées. Un électromètre est relié à l'électrode la plus haute des deux électrodes. Les électrodes sont polarisées d'une manière telle qu'elles attirent le toner vers l'électrode la plus haute lorsque les aimants sont mis en rotation, en simulant ainsi un développement électrophotographique. Après que la totalité du toner soit détachée du développateur, on détermine la charge sur l'électrode la plus haute et on

mesure la masse du toner donnant naissance à cette charge.

Cette technique est plus complètement décrite ailleurs. On trouve que le rapport charge- masse du toner est

d'approximativement 37 3 pC/g pour chacun des toners.

Douze grammes de développateur sont chargés dans un poste de développement sans cuve d'évacuation comprenant une âme rotative constituée d'aimants à pôles alternés et d'une enveloppe d'acier inoxydable concentrique. Ce type de poste est choisi car il permet d'utiliser de faibles quantités de développateur et évite des variations de concentration en toner et de rapport charge-masse associées à des postes plus grands, plus classiques. Le développement est réalisé en utilisant ce que l'on appelle la technique "SPD", comme décrit par Miskinis dans les comptes-rendus du sixième Congrès international sur les progrès des technologies d'impression non mécaniques, IS & T, 1990, pages 101 à 110. La technique "SPD" utilise des particules de porteur qui présentent une coercivité supérieure à 200 oersteds. Un photoconducteur organique disponible dans le commerce est initialement chargé jusqu'à un potentiel prédéterminé en utilisant un dispositif de charge par effet corona en courant continu commandé par grille et une image latente électrostatique est formée par une exposition par contact du photoconducteur en utilisant une cible test. La cible test contient une série d'échelons de densité neutre à dégradé de tons, un motif de trame de points à 30 % avec une trame à 150 lignes, et une carte de test. On déplace ensuite le photoconducteur devant le poste de développement o du toner est déposé sur le photoconducteur suivant l'image. L'image de toner est transférée électrostatiquement vers un rouleau intermédiaire de transfert déformable polarisé présentant une résistivité de l'ordre de 109 ohm-cm. Le module d'Young de la couche de recouvrement de l'élément intermédiaire déformable est de 3,82 MPa et la couche présente une épaisseur d'approximativement 5 mm. Le rouleau ou tambour intermédiaire de transfert déformable comporte un revêtement de Permuthane (marque commerciale de Stahl

Finish) de 5 pm et un module d'Young supérieur à 108 Pa.

La vitesse du photoconducteur pendant le déroulement du transfert est d'approximativement 2,5 cm/s. La largeur du pincement de transfert formé entre le rouleau de transfert intermédiaire et le photoconducteur (dans la direction de déplacement du photoconducteur) est d'approximativement 6 mm. Les tensions de transfert s'étalent entre 500 et 2500 volts. On a trouvé que l'efficacité de transfert du second transfert (depuis le rouleau intermédiaire de transfert vers le récepteur) est très élevée (proche de l'unité). De ce fait, seules les efficacités du premier transfert sont représentées ici. La résolution et la structure de points sont mesurés sur le photoconducteur avant le transfert et sur le récepteur après les deux transferts. La résolution de l'image est très bonne sur le photoconducteur et est supérieure à la limite de l'échelle utilisée (16 paires de lignes/mm). De façon similaire, les points sur le photoconducteur sont tout à fait circulaires avec un nombre minimal de satellites de toner. Tout défaut mesurable dans les images

finales se produit pendant les étapes de transfert.

L'efficacité de transfert est mesurée en utilisant une densitométrie par transmission pour des densités optiques de toner sur le photoconducteur entre 0,1 et 1,0. Le

récepteur est du papier brillant Potlatch Vintage.

L'efficacité de transmission moyenne sur la plage des densités optiques est déterminée en fonction de la tension appliquée au rouleau de transfert. La couche conductrice du photoconducteur est mise à la masse et la tension de transfert maximum appliquée est de 2500 volts. L'efficacité de transfert augmente avec la tension de transfert appliquée sur la totalité de la plage de 500 à 2500 volts. La tension, Vg90o%, à laquelle l'efficacité de transfert moyenne dépasse 90 % est alors déterminée pour chaque série de toners contenant les divers niveaux de silice mentionnés préalablement. En outre, on détermine également l'efficacité moyenne de transfert sur à la fois la plage de densités optiques de toner et la plage de tensions entre V80% et 2500 volts. Cette procédure de calcul de moyenne est exécutée en utilisant une intégration numérique de courbes polynomiales adaptées aux données sur la plage mentionnée précédemment. Ce procédé de calcul de moyenne fournit une mesure de la "robustesse" ou tolérance du toner à des variations de conditions de transfert. Enfin, on détermine la résolution et l'intégrité des points à la fois avant et après le transfert pour une tension de transfert appliquée de 1500 volts. Chacune de ces mesures est exécutée avec et sans l'addition au toner d'un agent anti-agrégat de silicone destiné à favoriser la séparation à partir du photoconducteur. L'adhérence des particules de toner au photoconducteur est déterminée en développant des plages de faible densité et en éliminant le toner dans une ultracentrifugeuse capable de tourner à 70 000 tours par minute. La procédure est la suivante. Le nombre initial des particules sur le photoconducteur est établi par comptage, en utilisant un microscope à fort grossissement muni d'un appareil de prise de vue à dispositif à couplage de charges CCD et un logiciel d'analyse d'image approprié. Ensuite, le photoconducteur est placé dans la centrifugeuse et mis en rotation à la vitesse souhaitée. L'échantillon est ensuite enlevé et les particules restantes sur le photoconducteur sont comptées. Ce procédé est répété pour une série de vitesses. La centrifugation est exécutée sous un faible vide d'approximativement 0,13 Pa. Le recouvrement initial présente une densité de 0,5 mesurée en transmission, ce qui correspond à un recouvrement de 50 à 60 % de la surface par les particules.

Exemples 3 à 6

On réalise des expérimentations dans le but d'examiner les effets de la distribution granulométrique du toner sur l'efficacité de transfert. On applique une série de concentrations de traitement de surface à des échantillons de particules de toner présentant des distributions granulométriques de toner différentes de sorte que les recouvrements du traitement de surface soient identiques pour chaque échantillon. Les granulométries de toner des échantillons examinés exprimées en diamètre sont de 5, 6,2, 7, 8,2 pm. Des expérimentations de transfert sont à nouveau réalisées en utilisant l'élément intermédiaire déformable comme dans les exemples 1 et 2. Dans tous les cas, l'efficacité de transfert depuis l'élément photoconducteur vers le rouleau intermédiaire de transfert déformable s'améliore jusqu'à 14 % avec des proportions croissantes de traitement de surface. Les traitements de surface appliqués aux échantillons de toner de distributions granulométriques différentes tendent à diminuer la résolution en comparaison d'un toner non traité. La résolution, cependant, se situe à un niveau acceptable (supérieur à 8 lignes/mm) pour des traitements de surface de moins de 0, 7 % en poids normalisés pour un diamètre de toner de 8 um. Ainsi, les résultats de l'étude de distributions granulométriques avec des niveaux variables de concentrations en traitement de surface sont cohérents avec des expérimentations antérieures impliquant uniquement du toner de 8 pm de diamètre. La tension appliquée, V90g%, pour laquelle l'efficacité du premier transfert dépasse 90 %, en fonction de la concentration en silice, est représentée sur la figure 2 pour les toners avec et sans l'additif de silicone. Comme on peut le voir, la tension nécessaire pour un transfert à % chute rapidement avec l'augmentation de la concentration en silice pour les deux toners. Cependant, l'effet s'aplanit pour des concentrations en silice supérieures à 0,5 %, l'effet pour 1 % et 2 % de silice étant seulement un peu plus grand qu'à 0,5 %. En outre, on peut voir que l'utilisation d'un toner comportant un additif de silicone en association avec des concentrations en silice supérieures à 0,5 %, non seulement ne fournit pas en une réduction supplémentaire de la tension nécessaire pour un transfert à 90 %, mais montre en fait des bénéfices de transfert légèrement réduits en comparaison d'un échantillon de toner ayant reçu un traitement de silice mais sans l'additif de silicone. De façon surprenante, l'additif de silicone peut agir en tant que pont liquide qui en fait réduit l'efficacité de la silice en séparant le toner de la surface photoconductrice. Cependant, l'utilisation d'un additif de silicone est toujours souhaitable afin de réduire la formation de saletés sur les

surfaces de l'appareil portant les images.

La figure 3 représente l'efficacité moyenne de transfert, intégrée, audessus de 80 % pour chacune des deux séries de toner traité à la silice, normalisée sur les

performances du toner sans silice ni additif de silicone.

Les symboles en trait plein représentent les résultats sans additif de silicone tandis que les symboles en trait interrompu représentent les résultats lorsque l'additif de silicone est présent. L'efficacité moyenne de transfert, intégrée, est déterminée en réalisant tout d'abord la moyenne de l'efficacité de transfert mesurée sur une plage de 10 échelons de densité depuis 0,1 à 1,0 pour chaque tension allant de 0 à 2500 volts par échelons d'environ 200 volts. Une courbe de lisage est ensuite adaptée à l'efficacité moyenne de transfert en fonction de la tension et cette courbe est intégrée depuis la tension la plus faible qui produit une efficacité de transfert moyenne de % jusqu'à la tension maximum examinée, 2500 volts. De cette manière, des systèmes présentant une fenêtre d'efficacité de transfert étroite vis-à-vis d'une tension de transfert appliquée présenteront une moyenne intégrée de tension inférieure et peuvent être distingués de systèmes

plus "robustes" ou tolérants présentant un maximum large.

On peut voir d'après la figure 3 que l'efficacité de transfert moyenne intégrée, qui est une mesure de la résistance au transfert, en dépit d'une diminution initiale, s'améliore en général en même temps qu'une augmentation de la concentration en silice, mais à un taux décroissant une fois que la concentration en silice dépasse 0,5 % en poids de toner. Ces résultats sont cohérents avec les résultats des tensions représentés sur la figure 2. En accord également avec la figure 2, les données montrent que la présence de l'additif de silicone réduit le transfert

moyen intégré pour toutes les conditions.

A partir des données présentées, il peut sembler que le procédé de transfert de toner puisse être rendu plus robuste, bien que les bénéfices puissent être de plus en plus faibles, en augmentant simplement la concentration en silice sur les particules de toner. Cependant, ceci n'est pas totalement correct. Le transfert n'est pas simplement l'enlèvement de toner à partir d'un photoconducteur accompagné d'un dépôt du toner sur un récepteur. Au lieu de cela, il s'agit du procédé présentant la contrainte

supplémentaire qu'un éclatement d'image doit être minimisé.

Un éclatement d'image est caractérisé par un examen au microscope du motif de points de trame et de la charte de

test avant et après transfert.

L'effet de la concentration en silice sur l'éclatement d'image est déterminé par l'examen qualitatif de la structure des points de trame et la mesure de la résolution en paires de lignes par millimètre avant et après le transfert de l'image en utilisant une polarisation de transfert de 1500 volts. Avant transfert, une résolution

entre 14 et 16 paires de lignes par millimètre est obtenue.

En outre, les points sont bien formés, présentent une formation de satellites minimale, et, en général, semblent reproduire de façon précise la cible test. Cependant, on a trouve qu'après le transfert utilisant un élément intermédiaire déformable de transfert, les points sont éclatés, l'ampleur de l'éclatement et le nombre des satellites augmentant de façon monotone avec une augmentation de la concentration en silice. Cet effet est représenté sur les figures 4A à 4C pour le toner contenant de la silicone avec 0 %, 0,5 % et 2,0 % de silice, respectivement. Comme on peut le voir sur la figure 4A, en l'absence de silice, les points de trame sont toujours assez bien formés après transfert, bien qu'un éclatement et la présence de particules de toner satellites soient évidents. L'augmentation de la proportion en silice jusqu'à 0,5 % résulte de façon évidente et significative en davantage d'éclatement de points et de formation de satellites, comme représenté sur la figure 4B. Lors d'une augmentation supplémentaire de la proportion en silice jusqu'à 2,0 %, la structure des points a presque disparu en raison de l'éclatement des points pendant le transfert, comme illustré par la figure 4C. La résolution tend également à diminuer avec une augmentation de la concentration en silice. Cet effet est représenté sur la figure 5, pour des toners à la fois sans et avec additif de silicone. La réduction de la résolution est plus importante pour le système de toner contenant l'agent anti-agrégat de

silicone.

Comme indiqué précédemment, on utilise une

ultracentrifugeuse pour caractériser l'adhérence toner-

photoconducteur en fonction du pourcentage en poids de silice. La figure 6 représente les pourcentages de toner, avec silicone et sans silicone, qui sont enlevés du photoconducteur à 70 000 tours par minute. A l'exception d'une augmentation initiale au niveau de 0,25 % de silice, le pourcentage enlevé augmente de façon monotone avec une augmentation de la teneur en silice, en s'approchant d'une façon asymptotique d'un enlèvement à 100 % au niveau ou à proximité de 2 % de silice en poids. On considère que l'augmentation initiale au niveau de 0,25 % de silice est un point anormal qui est corrélé à la morphologie de surface lisse de façon atypique de ce mélange de toner particulier lorsqu'il est examiné par microscopie électronique à balayage (MBE). La présence de silicone dans les mélanges de toner ne présente aucune réduction supplémentaire de la force d'adhérence, même en l'absence de silice. Ces résultats suggèrent que bien que la présence de silice réduit de façon significative les forces d'adhérence, la présence de silicone ne le fait pas. Le comportement des mélanges toner-silice déterminé par des mesures mécaniques dans l'ultracentrifugeuse n'est pratiquement pas changé par la présence de silicone à l'inverse des modifications systématiques du comportement d'adhérence déduit des mesures de transfert mentionnées précédemment. La figure 7 représente le pourcentage du toner (sans silicone) enlevé du photoconducteur en fonction de la force moyenne en nanonewtons (nN) produite par des vitesses de centrifugation différentes. Les données concernant les trois concentrations en silice de 0 %, 1 % et 2 % sont indiquées. La force la plus élevée correspond à 70 000 tours par minute. Comme on peut le voir, la forme générale des courbes se modifie progressivement pour des augmentations de concentration en silice. Sans silice, le pourcentage enlevé est une fonction presque linéaire de la force moyenne appliquée sur la plage examinée. Il n'y a aucune tendance à atteindre une asymptote. Avec 2 % de silice, la courbe s'élève brutalement et ensuite s'incurve de manière à approcher de façon asymptotique un enlèvement de particules à 100 % lorsque la force moyenne appliquée est augmentée. Le résultat pour 1 % de silice est intermédiaire, en suivant le résultat pour 0 % initialement et en s'élevant ensuite à mesure que la vitesse de centrifugation croît et donc que la force moyenne est augmentée. Du fait qu'il existe une distribution de granulométrie dans chaque échantillon de toner, les particules les plus grandes seront enlevées en premier. Si 1 % est insuffisant pour revêtir complètement la totalité des particules, ceci pourra être une rationalisation du

comportement observé pour 1 % de silice.

Les forces moyennes appliquées mentionnées ci-dessus sont calculées en supposant que les particules sont du toner de polyester sphérique présentant un rayon de 4 1um et une masse volumique de 1,2 g/cm3. On détermine que la force d'enlèvement, Ps, estimée au niveau de 50 % d'enlèvement, est de 970 nN, 580 nN et 39 nN pour des particules de toner

revêtues de silice à 0 %, 1 % et 2 %, respectivement.

Comme indiqué ci-dessus, l'efficacité de transfert s'améliore avec une augmentation de la concentration en silice tandis que l'intégrité des points et la résolution sont toutes deux détériorées. En outre, la force nécessaire pour détacher le toner du photoconducteur diminue également

avec une augmentation de la concentration en silice.

Les pertes observées d'intégrité des points et de résolution peuvent également être expliquées en fonction d'une cohésion décroissante. Comme décrit précédemment, les particules de toner fortement chargées auront tendance à se repousser les unes les autres plutôt que d'exister sous forme d'une masse cohérente, comme dans un point ou un caractère alphanumérique. Cependant, à de courtes distances, c'est-à-dire moins de 30 nm, les forces d'attraction de van der Waals prennent le pas sur les forces répulsives de Coulomb en stabilisant les images pendant le transfert. Bien qu'offrant des effets bénéfiques

au niveau du transfert en réduisant l'adhérence toner-

photoconducteur, la présence de particules de silice d'une taille nanométrique réduit également la cohésion interparticulaire, en augmentant ainsi la tendance pour les grappes de particules de toner constituant les images à se désintégrer ou voler en éclats pendant le transfert. En fait, l'augmentation de la cohésion du toner avec le vieillissement, attribuées au fait que les particules de silice sont englouties par les particules de toner et perdent ainsi leur effet d'élément d'espacement, ont été décrits par M.L. Ott, dans les comptes- rendus de la 19ème réunion annuelle de la "Adhesion Society", T.C. Ward (éditeur) "Adhesion Society", Blasksburg, VA, 1996, pages

à 73.

On a ainsi découvert que l'efficacité de transfert d'un toner électrostatographique augmente avec l'augmentation de la concentration en particules de silice d'une taille nanométrique à la surface du toner. Cependant, une perte de résolution et une diminution de l'intégrité des points accompagnent l'efficacité de transfert améliorée. Ces résultats suivent une diminution de l'adhérence du toner sur le photoconducteur, mesurée au moyen d'une ultracentrifugeuse. L'amplitude des forces d'enlèvement mesurées semble cohérente avec les estimations qui supposent des interactions de van der Waals, mais, en général, semble trop importante pour être attribuée à des interactions électrostatiques seules. A mesure que la concentration en silice approche 2 %, les contributions des forces de van der Waals et des forces électrostatiques

deviennent comparables en amplitude.

Le niveau optimal d'additifs de particules fixés à la surface d'une particule de toner est déterminé par le souhait d'améliorer l'efficacité de transfert tout en conservant une structure d'image. En particulier, en diminuant les forces d'adhérence maintenant les particules de toner sur un élément supportant une image, l'efficacité de transfert peut être améliorée. Des améliorations liées à la qualité d'image telles qu'un moutonnement réduit, moins de halo (l'impossibilité de transférer du toner à proximité d'une région ou d'un caractère alphanumérique à densité élevée depuis l'élément supportant une image), et une meilleure conservation de l'équilibre des couleurs sur la plage de densité souhaitée sont associés à une efficacité de transfert améliorée. D'autre part, en réduisant l'adhérence du toner sur l'élément supportant l'image grâce à l'addition d'additifs de particules d'un troisième composant, on réduit également la cohésion des particules de toner. Les particules de toner fortement chargées ont tendance à se repousser les unes les autres, résultant en un éclatement d'image, qui se manifeste par le gain des points de trame, l'apparition de satellites de toner à proximité des zones de toner, la perte de résolution, et une granularité augmentée. En outre, la diminution de l'adhérence du toner sur l'élément supportant l'image permet également aux particules de toner de suivre plus facilement les lignes de champs dans la région de transfert. Lorsque l'adhérence est réduite, un transfert peut se produire avec des champs plus faibles, plus divergents, comme ceux qui se produisent dans la région précédent le pincement, aggravant ainsi davantage la formation de satellites et la perte de résolution. Il est évident que, pour optimiser la qualité d'image, on doit trouver une concentration en additifs de toner particulaires d'un troisième composant qui équilibre les

exigences conflictuelles de ces critères.

La situation est rendue plus compliquée du fait que les propriétés du toner telles que les forces d'adhérence et la charge du toner dépendent de la granulométrie du toner. En outre, la présence d'un additif spécifique d'un troisième constituant complique davantage la relation entre ces propriétés et les particules de toner. La concentration optimale en additifs spécifique d'un troisième constituant dépend, par conséquent, de la granulométrie des particules

de toner.

La concentration optimale en additifs d'un troisième constituant est déterminée pour une diversité de particules de toner présentant des diamètres compris entre environ pm et environ 10 pm. Par exemple, les figures 2 et 3 représentent respectivement la tension pour laquelle l'efficacité de transfert dépasse 90 % et l'efficacité de transfert normalisée en fonction de la concentration en additifs de particules d'un troisième constituant pour un toner de 8 pn de diamètre. Comme on peut le voir, ces deux paramètres fournissent une amélioration avec une augmentation de la concentration en silice, bien qu'à un taux plus faible lorsque la concentration dépasse environ 0,7 %, ce qui correspond à une valeur de concentration de ,6/D pour cent, normalisée par rapport au diamètre du toner. A l'inverse, lorsque la concentration en additifs de particules d'un troisième constituant est inférieure à approximativement 0,4 % pour ce même toner, ce qui correspond à une valeur normalisée par rapport à la taille de 3,2/D pour cent, l'efficacité de transfert n'est pas améliorée de façon significative par rapport au cas à 0 % d'additifs. Cependant, comme indiqué sur les figures illustrant la structure des points (figures 4A à 4C) la structure des points se dégrade avec une augmentation de la concentration en additifs de particules d'un troisième constituant. En outre, comme illustré sur la figure 5, la résolution diminue pour des concentrations en additifs de particules supérieures à 0,7 %. De ce fait, on a trouvé de façon expérimentale que la concentration optimale en pourcentage en poids pour un transfert efficace avec une détérioration d'image minimale au moyen d'un élément intermédiaire déformable de transfert, normalisée pour une granulométrie de toner, se situe entre 3, 2/D et 5,6/D, o D est le diamètre des particules de toner mesuré en micromètres et est déterminé en utilisant le diamètre moyen pondéré en volume des particules de toner fournies au poste

de développement. Dans la description ci-dessus, la concentration en

additifs de particules est le rapport en pour cent du poids d'additifs de particules sur le poids brut des particules de toner comprenant les additifs de particules. D'autres additifs de particules peuvent être utilisés au lieu de la silice, par exemple du titanate de strontium, du titanate de baryum, des particules de latex, etc. Les particules de toner sont formées chacune d'une matrice mélangée de diverses substances comprenant un liant polymère, un ou des agents de contrôle de la charge, un pigment et

éventuellement dans les exemples ci-dessus, de la silicone.

Comme on le sait bien, après que les particules de toner sont formées, chaque particule comportant un liant polymère, un pigment et éventuellement de la silicone mélangé sous forme d'une matrice dans celle-ci, l'additif de particules est ajouté aux particules de toner et mélangé avec celles-ci et forme des grappes d'additifs à la surface

de chacune des particules de toner pigmenté.

Dans ses aspects les plus larges, il n'est pas essentiel dans l'invention que l'élément primaire de formation d'image soit un photoconducteur. Ce peut être toute surface qui supporte une image de toner en vue du transfert de ce toner vers un élément intermédiaire déformable de transfert. L'additif de silicone mentionné ci-dessus est un copolymère de condensation en blocs ou par greffage de polyorganosiloxane à phases multiples qui est mélangé avec la résine de liant du toner, ce qui fournit des domaines de polyorganosiloxane présentant un diamètre

maximum allant d'environ 10 à 3000 nm.

L'additif de silicone comprend d'environ 10 % à environ 80 % en poids du segment polyorganosiloxane, qui peut être un polydiméthylsiloxane. Le segment de condensation peut être un polyester, du polyuréthane ou un polyéther. L'additif est utilisé à un niveau d'environ 0,5 % à environ 12 % de la résine de liant. Des

descriptions plus détaillées de cet additif sont fournies

dans le document US 4 758 491. Le matériau d'additif

particulier utilisé dans les expérimentations décrites ci-

dessus est un produit de condensation du chlorure de l'acide azélaique, du bisphénol A et de 40 % en poids d'un polymère de polydiméthylsiloxane à terminaison bis(aminopropyle). On a donc décrit un procédé amélioré de production d'images dans lequel l'optimisation de l'efficacité de transfert est réalisée avec une dispersion minimale ou un

éclatement minimal de l'image de toner transférée.

L'invention a été décrite en détail en faisant référence en particulier à des modes de réalisation préférés de celle-ci, mais on doit comprendre que des variantes et des modifications peuvent être réalisées et que la portée de l'invention est définie par les

revendications.

Claims (10)

REVEND I CATIONS

1. Procédé de production d'images comprenant: la formation d'une image latente électrostatique sur un élément primaire de formation d'image, la formation d'une image de toner sur l'élément primaire de formation d'image par le développement de l'image latente électrostatique en utilisant un développateur comprenant des particules de toner sec présentant un diamètre moyen D pondéré en volume compris entre 5 pm et 10 pm, les particules de toner contenant un additif de particules dont la concentration est comprise entre (3,2/D)% et (5,6/D)%, le transfert électrostatique de l'image de toner depuis l'élément primaire de formation d'image vers un élément intermédiaire de transfert comportant une couche déformable, et le transfert électrostatique de l'image de toner depuis l'élément intermédiaire de transfert vers un récepteur.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'élément primaire de formation d'image est un photoconducteur et l'image latente électrostatique est formée de façon électrophotographique.

3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, dans lequel

des images latentes électrostatiques séparées correspondant à des couleurs différentes sont développées par des postes de développement séparés contenant un développateur sec comprenant des particules de toner présentant une plage de granulométrie comprise entre 5 pm et 9 pm et comportant un additif de particules dans la plage de concentration

comprise entre (3,2/D)% et (5,6/D)%.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, dans lequel les dimensions de particules des additifs sont sensiblement plus petites que les dimensions des particules de toner et adhèrent à la

surface des particules de toner.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, dans lequel les additifs de particules sont des particules de silice.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, dans lequel la couche déformable présente un module d'Young dans la plage comprise entre 0,1 MPa

et 10 MPa.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, dans lequel le diamètre moyen D pondéré sur le volume des particules de toner est compris entre pm et 9 pm.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes 7, dans lequel les particules de toner comprennent une résine de liant et en tant qu'additif mélangé à celle-ci un copolymère de condensation en blocs ou par greffage de polyorganosiloxane à phases multiples.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, dans lequel l'image de toner est une image tramée.

10. Procédé de production d'images comprenant: la formation sur un élément primaire de formation d'image d'une image de toner avec des particules de toner sec présentant un diamètre moyen D pondéré en volume compris entre 5 pm et 10 pm, les particules de toner contenant un additif de particules dont la concentration est comprise entre (3,2/D)% et (5,6/D)%, le transfert électrostatique de l'image de toner depuis l'élément primaire de formation d'image vers un élément intermédiaire de transfert comportant une couche déformable, et le transfert électrostatique de l'image de toner depuis l'élément intermédiaire de transfert vers un récepteur.