NL7810011A - Werkwijze voor het transfereren van een magnetiseerbaar ontwikkelpoeder. - Google Patents

Description

Océ-Nederland B.V. te Venlo '

Werkwijze voor het transfereren van een magnetiseerbaar ontwikkel poeder

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het transfereren van een magnetiseerbaar ontwikkel poeder dat een specifieke weer-13 stand hoger dan 10 Ohm.cm heeft en beeldmat!g, overeenkomstig een ladingsbeeld, op een isolerend substraat is aangebracht, door het 5 substraat met het poederbeeld in kontakt te brengen met een ontvangst- materiaal, tijdens het kontakt lading toe te voeren aan de vrije zijde van het ontvangstmateriaal en vervolgens het ontvangstmateriaal weer van het substraat te scheiden.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit Duits octrooischrift 10 2 547 118 waarin een werkwijze wordt beschreven waarbij een ladingsbeeld op_een fotogeleidend element ontwikkeld wordt met een magneetborstel waarvan de borstelharen gevormd worden door een unair magnetiseerbaar 13 ontwikkel poeder met een specifieke weerstand van tenminste 10 Ohm.cm.

Het verkregen poeder wordt overgedragen op een vel papier door dit 15 vel met het poederbeeld in kontakt te brengen en aan de vrije zijde van het vel papier lading met dezelfde polariteit als het ladingsbeeld toe te voeren met behulp van een corona. Daarna wordt het papier weer gescheiden van het fotogeleidend element.

Deze werkwijze heeft het nadeel dat alleen voldoende ontwikkel poeder op 20 het papier wordt overgedragen als het papier een oppervlakteweerstand 12 van tenminste 10 Ohm per vierkant heeft en dit is een weerstands-waarde die normaal papier in het algemeen alleen bereikt als het is geconditioneerd bij een relatieve vochtigheid van omstreeks 25¾ of lager.

25 Een op zichzelf bekende methode voor het verhogen van de oppervlakteweerstand van papier is het aanbrengen van een isolerende kunststof-laag op het papier, maar hiermede wordt een nieuw nadeel geïntroduceerd omdat de gebruiker dan aangewezen is op speciale papieren en niet meer kan kopiëren op allerlei soorten papier, zoals voorbedrukt briefpapier 30 waarop in het algemeen geen isolerende laag is aangebracht.

- ï - · 7810011 1 ^

Met de uitvinding wordt beoogd een weekwijze te verschaffen waarmede poederbeelden van het onderhavige‘type onder uiteenlopende omstandigheden met een goed rendement worden overgedragen zonder nieuwe nadelen aan het systeem toe te voegen. De uitvinding omvat een werk-5 wijze voor het transfereren zoals in de aanhef wordt beschreven met het kenmerk, dat tijdens het kontakt een eerste lading van 0,08 tot 0,17 ,uC

per cm met een polariteit tegengesteld aan die van het ladingsbeeld en 2 vervolgens een tweede lading van tenminste 0,5 j\ïZ per cm met dezelfde polariteit als die van het ladingsbeeld wordt toegevoerd.

10 Een optimaal transfer-rendement wordt bereikt als tijdens het kontakt van het ontvangstmateriaal met het poederbeeld een eerste lading tussen 0,1 en 0,15 ,uC per cm en een tweede lading tussen 0,6 en 1,6 ,uC per 2 / / cm wordt toegevoerd.

Omdat met toenemende tijdsduur tussen het toevoeren van de eerste en 15 tweede lading het transfer-rendement afneemt, wordt bij voorkeur elke plaats op het ontvangstmateriaal binnen 0,5 seconde na het toevoeren van de eerste lading, onderworpen aan de tweede lading.

Onder de optimale omstandigheden kan een transfer-rendement van 85¾ g worden bereikt op papier met een oppervlakteweerstand van 10 Ohm per '20 vierkant. Dit betekent dat zelfs bij een relatieve vochtigheid van 60¾ in het kopieerapparaat het transfer-rendement nog ruimschooots voldoende is.

De ladingen kunnen aan het ontvangstmateriaal worden toegevoerd met behulp van op zichzelf bekende middelen. Deze middelen kunnen bijvoor- 25 beeld bestaan uit twee rollen met een metalen kern en een bekleding.

Bijvoorbeeld een bekleding uit geleidende rubber met een specifieke 7 9 weerstand tussen 10 en 10 Ohm.cm is zeer geschikt. Deze rollen kunnen tevens het ontvangstmateriaal in kontakt brengen met het substraat. De middelen voor het toevoeren van de ladingen aan het ontvangstmateriaal 30 kunnen ook bestaan uit twee corona's. In dit geval wordt het ontvangstmateriaal met hul prol!en in kontakt gebracht met het substraat. De middelen voor het toevoeren van lading worden bij voorkeur zo dicht mogelijk bij elkaar geplaatst, maar in het algemeen is een hartafstand tussen rollen of coronadraden die kleiner is dan 2 a 3 cm niet mogelijk 35 in verband met de minimum afmetingen van deze middelen. In het algemeen - 2 - 7810011 *· . J» is een afstand van 2 3 3 era ruimschoots voldoende. Bijvoorbeeld in een kopieerapparaat met een lage kopieersnelheid, dat 15 kopieën in het formaat A4 per minuut kan produceren, is de snelheid waarmee het beeld-dragend substraat langs het transfer station passeert ongeveer 5 meter 5 per minuut. Bij een hartafstand van 3 cm tussen corona's of rollen wordt het trajekt er tussen binnen 0,4 seconde afgelegd.

Bij de genoemde kopieersnelheid van 5 m per minuut en een werk-breedte van 21 cm moet de stroomsterkte over de eerste corona of rol, de pre-transferstroom, worden ingesteld op een waarde tussen 15 en 22 ^uA

10 voor het aanbrengen van de optimale eerste lading van 0,1 tot 0,15 yuC

2 > per cm . De tweede rol of corona moet een stroom, de transferstroom, leveren tussen 100 en 250 yuA voor het aanbrengen van de voorkeurs- / 2 lading van 0,6 tot 1,6 ^uC per cm . De voor deze stromen benodigde potentialen zijn uiteraard afhankelijk van de weerstanden en kontakt- 15 weerstanden tussen de diverse materialen, waarbij kan worden opgemerkt dat_.de invloed van de papierweerstand door de relatief lage weerstands- waarde gering is. Bij toepassing van corona's ligt de vereiste potentiaal op de eerste corona in het algemeen in de buurt van 4 kV en die op de tweede corona in de buurt van 7 kV, respektievelijk met een polariteit 20 tegengesteld en gelijk aan die van het ladingsbeeld. Bij toepassing van kontaktrollen met een 3 mm dikke rubberlaag die een specifieke 8 weerstand van ongeveer 5 x 10 Ohm.cm heeft, moet, bij een kopieersnel-heid van 5 m per minuut, de potentiaal op de eerste rol worden ingesteld op een waarde tussen 700 en 1500 Volt en de potentiaal op de tweede rol 25 op een waarde van omstreeks 4 kV. De rubberlaag op de rollen funktioneert als bufferweerstand. De dikte er van kan zonder bezwaar gehalveerd worden en in dat geval worden de benodigde potentialen aanzienlijk lager. Bij verhoging van de kopieersnelheid moet in het algemeen ook de potentiaal op rollen of corona's verhoogd worden.

30 De toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding wordt niet beperkt door de aard van het substraat. Dit substraat kan een gebruikelijk elektrostatisch dupliceermaster of een elektrofotografisch element zijn. De oppervlaktestruktuur van master of element mag glad of ruw zijn.

Met gladde organische fotogeleidende lagen, zoals bijvoorbeeld uit poly-35 vinylcarbazool of seleen, wordt een transfer-rendement bereikt dat - 3 - 7810011 gelijkwaardig is aan het transfer-rendement' dat wordt verkregen met ruwe lagen, zoals bijvoorbeeld lagen die in hoofdzaak bestaan uit een dispersie van zinkoxyde in een bindmiddel. Bij toepassing van fotoge-leidende lagen met een positief ladingsbeeld, zoals bijvoorbeeld 5 gebruikelijk is bij seleenlagen, moet in de transferstap uiteraard eerst een negatieve en daarna een positieve lading worden aangebracht, · terwijl bij negatief oplaadbare lagen het omgekeerde het geval is.

De drager van de fotogeleidende laag kan bestaan uit een elektrisch geleidende trommel of elektrisch geleidende folie die zelf dragend is 10 of op een isolerende folie is aangebracht. Eventueel kan tussen de geleidende en de fotogeleidende laag nog een sperlaag of hecht!aag worden aangebracht.

Het magnetiseerbaar ontwikkelpoeder bestaat in het algemeen uit harsdeeltjes met een magnetiseerbare kern of harsdeeltjes waarin fijn T5 verdeeld magnetiseerbaar materiaal is opgenomen. Hierbij kan het fijn verdeelde magnetiseerbaar materiaal zich geheel binnen de harsdeeltjes bevinden, maar ook poederdeeltjes die een gedeelte van het magnetiseerbaar materiaal aan het oppervlak bezitten zijn toepasbaar, mits het magnetiseerbaar materiaal geen gesloten ketens van geleidend 20 materiaal rondom het oppervlak vormt. De hoeveelheid magnetiseerbaar materiaal in het harsdeeltje is niet kritisch. Bijvoorbeeld 20 tot 70 gewichtsdelen magnetiseerbaar materiaal per 100 gewichtsdelen hars zijn zeer geschikt. De hars kan uit de voor ontwikkelpoeders gebruikelijke isolerende harsen worden gekozen. Bijvoorbeeld epoxyharsen, 25 acrylharsen, polystyreen en andere vinyl polymeren zijn zeer geschikt. Andere geschikte harsen voor het ontwikkelpoeder worden bijvoorbeeld beschreven in Brits octrooischrift 1 481 332. Naast de twee genoemde hoofdbestanddelen kan het ontwikkelpoeder nog kleine hoeveelheden van gebruikelijke hulpmiddelen, zoals kleurstoffen, ladingsregelaars en 30 vloeimiddel en, bevatten. Ook kleine hoeveelheden geleidend materiaal, zoals koolstof, kunnen aanwezig zijn mits de hoeveelheid zo gering is 13 dat de specifieke weerstand van het ontwikkelpoeder hoger dan 10 Ohm.cm blijft.

De uitvinding wordt met behulp van de volgende voorbeelden nader 35 toegelicht.

- 4 - 7810011 . r*· . i-

Voorbeeld I

Op een metalen trommel met een diameter van 15 cm en een lengte van 23 cm werd een fotogeleidend element gespannen met een breedte van 21 cm,

Dit fotogeleidend element omvatte als drager een polyester folie waarop 5 aan beide zijden een laagje aluminium was opgedampt en als fotogeleidend systeem een ladingsgenererende laag met een er boven op aangebrachte ladingstransporterende laag. De ladingsgenererende laag had een dikte van 3 yum en bestond uit een dispersie van fenelac blue in een mengsel van polyvinylcarbazool en’trinitrofluorenon. De gewichtsverhouding poly-10 vinylcarbazool : trinitrofluorenon : fenelac blue was 10 : 1 : 5,5. De ladingstransporterende laag bestond uit polyvinylcarbazool en had een dikte van 20 ^um.

De trommel werd in een elektrofotografisch kopieerapparaat gemonteerd en de geleidende lagen werden via de trommel geaard. Bij een 15 rotatiesnelheid van 5 m per minuut werd het fotogeleidende oppervlak hechaald aan de volgende serie processtappen onderworpen: a) Negatieve oplading tot de maximum potentiaal.

b) Beeldmat!ge belichting.

c) Magneetborstelontwikkeling met een unair magnetiseerbaar ontwikkel- 20 poeder bestaande uit ronde deeltjes met een gemiddelde diameter van 15 jum en gevormd uit een dispersie van magnetiet in een epoxyhars (Epikote 1004 van Shell) in de gewichtsverhouding 1 : 1. Er werden hierbij geen middelen voor het opladen van het ontwikkel poeder toegepast. Voor zover het ontwikkel poeder enige lading droeg, was 25 deze veroorzaakt door een geringe triboëlektrische oplading ten opzichte van zijn omgeving of door influentie onder invloed van het ladingsbeeld.

d) Homogene belichting met een buislamp voor het verwijderen van rest-ladingen op de niet ontwikkelde delen van het fotogeleidend element.

30 e) Overdracht van het ontwikkelde beeld op een vel papier door dit vel, met een breedte van 21 cm, toe te voeren tussen het roterende fotogel ei deroppervlak en twee dicht bij dit oppervlak opgestelde rollen.

De rollen hadden een diameter van 19 mm en bestonden uit een metalen kern die was bekleed met een 3 mm dikke laag van een geleidende g 35 rubber met een specifieke weerstand van 4 x 10 Ohm.cm. De hart- - 5 - 7810011 afstand tussen de rollen was 2 cm.

f) Verwijdering van het papier van het fotogeleidende oppervlak gevolgd door meting van de hoeveelheid ontwikkel poeder op een zwart vlakje van het overgedragen beeld en het overeenkomstige vlakje op het foto-5 geleidende oppervlak.

Vóór het herhalen van de serie processtappen werd het fotogeleidend oppervlak gereinigd met behulp van een magneetrol.

Er werden twee series proeven uitgevoerd.

Bij de eerste serie was-dé eerste van de onder e) genoemde rollen niet 10 op een spanningsbron aangesloten en de tweede op een instelbare spanningsbron met de negatieve potentiaal op de rol. Bij diverse stroomsterkten door de tweede rol (transferstromen) werd het transfer- rendement gemeten. De resultaten zijn weergegeven in Fig. 1 waarin vertikaal het transfer-rendement in procenten en horizontaal de 15 transferstroom is uitgezet. De waarden op de curve A gelden voor ont- vangstpapier met een oppervlakteweerstand van 10^ Ohm per vierkant en de waarden op curve B gelden voor papier met een oppervlakteweerstand g van 5 x 10 Ohm per vierkant.

Bij de tweede serie proeven werd de transferstroom op de tweede 20 rol konstant gehouden op 100 ^,uA. De eerste rol werd aangesloten op een instelbare voedingsbron met de positieve potentiaal op de rol. Bij diverse stroomsterkten op de eerste rol (pre-transferstromen) werd het transfer-rendement gemeten en weergegeven in Fig. 2. Vertikaal is het transfer-rendement in procenten en horizontaal de pre-transferstroom 25 uitgezet. In Fig. 2 hebben A en B dezelfde betekenis als in Fig. 1.

De figuren 1 en 2 laten zien dat door het toepassen van een pre- transferstroom het transfer-rendement kan stijgen van 50 S 60% tot 95%.

Fig. 2 laat zien dat het transfer-rendement optimaal is bij pre- transferstromen tussen 15 en 25 ^uA. Bij voorkeur werd echter bij de 30 onderhavige proeven de pre-transferstroom niet hoger ingesteld dan 22 ^uA omdat bij hogere waarden de beeldscherpte iets afneemt. Pre- transferstromen tussen 15 en 22 ^uA komen bij een transferbreedte van 21 cm en een rotatiesnelheid van 5 m per minuut overeen met ladingen 2 tussen + 0,1 en + 0,15 ,uC per cm papieroppervlak. De optimale — ! 2 35 transferstroom is 100 uA overeenkomend met een lading van 0,6 ^,uC/cm .

- 6 - 7810011

Claims (3)

1. Werkwijze voor het transfereren van een magnetiseerbaar ontwik- 13 keljjoeder dat een specifieke weerstand hoger dan 10 Ohm.cm heeft en beeldmatig, overeenkomstig een ladingsbeeld, op een isolerend substraat is aangebracht, door het substraat met het poederbeeld in kontakt te brengen met een ontvangstmateriaal, tijdens het kontakt lading toe te '20 voeren aan de vrije zijde van het ontvangstmateriaal en vervolgens het ontvangstmateriaal weer van het substraat te scheiden, m e t het k e n m e r k, dat tijdens het kontakt een eerste lading van 0,08 tot 0,17 ^,uC per cm met een polariteit tegengesteld aan die van het ladingsbeeld en vervolgens een tweede lading van tenminste 0,5 ,uC per 2 / 25 cm met dezelfde polariteit als die van het ladingsbeeld wordt toegevoerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het k e n m e r k, dat 2 tijdens het kontakt een eerste lading tussen 0,1 en 0,15 ,uC per cm en 2 ' een tweede lading tussen 0,6 en 1,6 ^uC per cm wordt toegevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 30 dat elke plaats op het ontvangstmateriaal binnen 0,5 seconde na het onderwerpen aan de eerste lading wordt onderworpen aan de tweede lading. - 7 - 7810011