Жидкий электрофотографический проявитель

 

(6I) ДОИОлннтельиый к патенту р ) ц (2 (22) Заявлено 16.03.71(2t) 1448702/28=-12/

/1631986/2: 04 (23) Г1риоритет29.06.70,32) 01.07.69

В 03 Э 9/00

Гещдвретвенный йемнтет

СССР ев делам нзебретеннй н атирытнй

РД) СЦ!А (3l} 839801

Опубликовано 25.03.796юллетень № 11

Дата опубликования описания28.03. 9 . (53) УДК 772.93, 023.4 7 7 (08Г.8) (72} Авторы изобретения

Иностранцы

Алан Брус Эмидон, Джозеф Мамл1ино и Роберт Мнтгеп Фергуссон (Clif A }

Иностранная фирма

Ксерокс Корпорейшн" (США) (71} Заявитель (54) ЖИДКИЙ ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЙ

ПРОЯВИТЕЛЬ

Изобретение относится к составам жидких эпектрофотографических проявителей и может быть использовано в эпектрофотографии.

Известен жидкий энектрофотографический проявитель,вкпючающий окрашивающий пигмент до 18% от веса проявителя.. диспергируюшее вещество и растворитепь

И.

Недостатком такого проявителя, яв- щ лается то, что после переноса проявитепя с поверхности, несущей эпектростатографическое иэображение, на приемную поверхность, часть проявителя, остается на поверхности с изображением несмотря на тщательную очистку. Этот остаток проявителя вреден дпя повторного использования поверхности с изображением. Спедоватепьно, перезаряд фотопроводника, например, может быть недостаточным, так 20 как проводящая жидкость будет рассеивать заряды. Кроме того, односторонняя прово» днмость жидкого проявителя на фотопроводннке может стать черезмерной и проявпение окончатепьного изс:сражения будет спабым.

Прнлаенение извес-.,ного ппоявнтепп связанного c. нпм спс:оба обработки т:1ебует дня прояв пения испопьзовання 1 Hk p0 скопических материапов, которые поглощают впагу из атл .эсферы прп этом вязкость проявителя снижа тся и условия прояснения изменяотся.

Цепью изобретения явпяется сознание жидкого эпектрофотографического прошитеня, имеющего повышенную ппотность иэображения и уменьшенную ппотность фона.

Сущность изобретения cocTGHT в TOM что жидкий электро ютографическнй проявитепь, (Я,включаюшпйокрашивающий пигмент, диспергирующее вещество и растворитепь, содержит указанные компоненты в спедуюших копичесттввх вес*%

Пигмент 30=-60

Днспергир -ощее вещество 1:20

Растворите пь Оста пьное.

654194

Проявление иэображения происходит при достаточно близком совмещении поверхности, несущей иэображение, и апппикаторной поверхности, таким образом, что сравнительно непроводящий жидкий проявитель разбрызгивают с углубленных участков апппикаторной поверхности на поверхность с изображвнивм, Обычно для получения максимальной плотности изображения необходимо выступающие части аппникатор- ной поверхности размещать при слабом контакте с поверхностью, несущей изображвние, так что этн выступающие места в основном свободны от проявителя.

Любая подходящая поверхность может быть применена дня аппликатора, который снабжен в основном равномерным узором, состоящим иэ выступающих и углубленных участков, причем углубленные участки долины быть достаточно большимй, чтобы удерживать необходимое количество жидкого проявителя. Для уменьшения до минимума износа поверхности, несущей иэображение, желательно применять такив выступающие участки, которые равномерно закруглены нли являются в основном плоскьмн на поверхностях, которые . соприкасаются с поверхностью, несущей иэображение.

К числу типичных анцликаторньx по- ЗО верхиостей, принадлежат пористая керамика, металлический пористый материал, узорчатые ткани или ленты, капиллярныв соты, цилиндрические валики с узорчатой поверхностью, например, одномодовая резьба, нли треугольная винтовая, пирамидальная илн квадратная нарезка или гравировка. Для обвснечвния хорошей раз-= решающей способности изображения необ4Î ходимо примвнять апплнкаторную поверхность, снабженную узором или рисунком . около 40-12G делений или ниток резьбы на сантиметр. Как правило, чем более грубый рисунок илн узор, тем .хуже полу

45 чается разрешающая способность, и чем тоньше узор, твм меньше наносится проявителя в углубленных местах с обеспече-. .нием хорошей плотности иэображения. Предпочтительно применять рисунок вырезанных бороэдок в виде треугольной винтовой

5О нарезки, так как этот узор облегчает лучшую очистку и удаление излишнего количества проявителя с апппнкаторной поверхности.

На ап ликаторную поверхность можно нанести жидкий проявитель любым подходящим способом. Типичные способы нанесения проявителя состоят в применении валика ипн пористого валика ипи прямым погружением самого аппликатора в ванночку с проявителем. До соприкосновения с поверхностью, нес щей изображение, аппликаторную поверхность необходимо очистить или вытереть для удаления в основном всего жидкого проявителя с выступающих участков аппликаторной поверхности.

В качестве средств для удаления излишка проявителя можно применить любые подходящие приспособления. Типичными очистительными приспособлениями являются пластинчатые скребки и резиновые отжимныв валики. Зта операция очистки, кроме удаления жидкого проявителя с выступающихучастков анппикаторной поверхнос ти,,предусматривает слабое вытирание жидкого проявителя в углубленных местах поверхности аппликатора, благодаря чему уровень жидкого проявителя в этих местах несколько ниже уровня выступающих участков. Подобное нанесение проявителя на поверхность анпликатора минимизирует отложения на участках бвз изображения.

Можно применить любой подходящий состав жидкого проявителя, который является электронвпроводящим. Обычно проявитель имеет удельное сопротивление больше 10 ом. см и меньше чем 1015ом.см.

В системах с ре циркуляцией, чем выше электропроводность проявителя, тем больше воэможность уменьшения задержки зарядов и увеличения поверхностной проводимости на поверхности с изображением, поэтому плохой разрешающей способности. C другой стороны, чем больше электрическое сопротивление проявителя, тем больше постоянная времени для побочного разряда изображения. Побочный разряд имеет большое значение для систем с рециркуляцией, так как при каждом цикле проявления на поверхности с иэображением обычно сохраняется остаток проявителя от предыдущего цикла и нанесение заряженного изображения иа поверхность, которая будет содержать скрытое эпектростатическоеиэображение, должно быть произведено, когда эта поверхность вще имеет остаточный проявит ель 4

Постоянная времени йа для побочного разряда,наименьшегоэпвмента иэображения, f, который должен быть проявлен, нз его окружения, определяют по хорошо известной зависимости C =E ld где 8 и d соответственно равны удельному сопротивлению и толщине пленки ос таточного жидкого проявителя, с -ем6541

S кость элемента поверхности диэлектрика или фотопроводника. При разрешаюшей способности 10 пар линийlмм площадь элемента 1 равна 10 4 смй. Д.ля типичного селенового фотопроводящего слоя

50 мк с диэлектрической постоянной Я=б или обычного органического диэлектрика

25 мк с диэлектрической постоянной

E=3 емкость элемента плошади равна с1 10 "4 фарад/эпемент. При обычной остаточной пленке жидкого проявителя с толщиной порядка 1,0 мк или 10 см

-10@ постоянная времени равна 1. = 10 ъ сек. Отсюда время разряда элемента изэбра15 жения вследствие поверхностной нроводимости через остаточную жидкую пленку можно определить исходя из значений 5

Вомг см 10 10 10" 10 10

1%: сек 1,0 10 100 1000 10

Ввиду того, что при современном состоянии техники скэрости электростатического изображения требуют продолжительность существования скрытэгэ изображения, по крайней мере, порядка около одной секунды и преимущественно 2 нли

94

5 секг отсюда следует, что жидкие проявители для практических повторно исполь зуемых фоторецепторов должны иметь удельное сопротивление по крайней мере

10t ом см, Скорость проявления определяется аналогичной постоянной времени, которая за висит от скорости распространения заряаа через жидкий проявитель t =Å =tð, rae

Е представляет собой диэлектрическую постоянную жидкость, Е -то же для свободного пространства (8,85х 10 4фарад/см) и р- удельное сопротивление жидкости, как и раньше. Значения диэлектрической постоянной колеблются в диапазоне от

2 до 6, в типичном случае 3-4, что применимо ко многим минеральным маслам, на которых основаны жидкие проявители.

В предположении, что ширина зоны эффективного проявления равна приблизительно

5 мм электрическое ограничение или максимальная скорость проявления может быть опре делена из соотношении

Vnmx= 0,20 (е) см/сек.

p(oM-см) 10"ю 10н lo» 10 "ç

" (мипсекунды) З,о 30 300 3000 30000 @ох(иг brett) 66 6,6 0,66 0,066 0,0066

Теоретически доказано, что высокая ты и краски, и диспергирующие вещества. Кроскорость проявления может быть получена ме того могут быть применены раэлич IIPH P с 10 ОМг СМ, ОДНаног В ДвйСТВИ»

Н ные специальные добавки. Например, дотельности это верно и при р)10 ом..см. бавки для регулирования вязкости или

В действительности erne не вполне ясен 35 добавки, которые участвуют в фиксированекоторый донэлнительный механизм, ко- нии пигмента на бумаге.

:торий обеспечивает максимальную скорость проявления больше чвм 76 мм Может быть применен любой подходяпри удельном сопротивлении о= 104 щий носительг который способствует полу" 10 ом. - см 49 чению упомянутых свойств. Тнпнчнымн ноОтсюда следует, что жидкие прояви- сителями этой группы, которые можно тели в состоянии работать во всем диа- испэльзовать в отдельности или совмест-, пазоне сопротивлений, кэторый был ука- но с другими, являются минеральная мас.зан (т. е. 10 — 10 ом см). ПреимуЮ tÔ ла, растительные масла, например, касто шественный и наиболее практичный рабо- 4> ровое масло и продукты его окисления, чий диапазон удельного сопротивления, арахисэвов и кокосовое масла, подсонаечобеспечивающего равновесие между про-. ное масло, кукурузное и суренное масла, водимостью, постоянной времени и ско- наконец, сезамовое масло. К ним принадрэстью проявления, составляет приблизи- лежат уайчспирит фторуглеродные масла, тельно от 2Х 10@ до 10 ом см. + например, фреойовые растворителя силнкоОптимальнэе равновесие между прово- новые масла, кеРосин, четыРеххпоРнстый димостью и постоянной времени обычно,углерод, толуол, олеинэвая кислота и дэстигакгт с ttoMotttbto проявителей имею» быстровысыхаюшие масла, например, льняших удельное сопротивление приблизитель- Hîå масло Ъ тунговое масло, и. сильно но эт 104 по 10 эм см. очищенный полипропиленовый гликоль.

Предлагаемые проявители могут ведер» Яополнитвльнэ K этим нэситвлнм можно жать один или несколько жидких раствори- испольэовать вспомогательные или вторичтелей(носителей) красителей, как:пигмеи- ные носители для усиления или регулиро654194 вания одного или нескольких свойств жидкого проявителя.

В качестве вторичного носителя можно применить любой подходящий материал и можно, например, Йспольэовать материал, 5

" который обладает диспергирующими свойствами, участвует. в регулировании вязкости или способствует смачиваюшим свойствам пигментa,,ïðèìeíåííoão в проявителе, или действует как фиксирующее средство.

Дополнительное назначение вторичного носителя может состоять в том, чтобы способствовать проникновению проявите1 И пя в бумагу для копий.

Типичными соединениями, которые можно использовать в качестве вторичных или первичных носителей, являются дибутипфталат, бутипоктинфтапат, диизооктипфталат, ди-(2-этилгексан) фталат, изоок. 20 тил-изодецилфталат, нормальный октилдепилфталат, диизодецилфтвлвт, дитриденилфт алат, . изодецилтридеципфталат, диизооктиладипат, ди-(2-этиягексан)- адипат, изооктилнзодецнлвдипат, нормальный октилдециладипвт, дннэодециладипат, дииэо октилсебацинат, дн(2-этилгексан) себацинат, полиэфиры адиннновой кислоты, соли или эфиры изооктилпапьмитиновой кислоты, бутиловый эфир стеариновой кис30 лоты, бутнловый эфир олеиновой кислоты, триэтиленглнкольднкаприлат, триэтиленгликолькапрняаткапрат, триэтиленгликольдипенаргонвт, диэти енгпикоа,дипецарго35 нат, бутаншьольднквпрнпат, триизооктип,тримелпитат, три (2-этнпгексан) тримеппитяте, Любые подходящие красители могут быть применены в проявителях, включая ® пигменты н краски. Преимущественно используют светостойкне красители с целью получить постоянство иэображения.

Пигменты включают сажу, древесный уголь н другие формы тонкоизмельчен ногоугжрода,хинакридиновые красители, фтапоцнвниновый снйий краситель, окись железа, ультрамарин, окись цинка, двуокись титана и бензндиновый желтый краситель.

Ю

Как правило применяют диспергируюшие средства, чтобы способствовать диспергироввнню цигмента и других добавок в жидких носителях. Можно использовать для этой цели любое подходящее диспергируюшее средство, которое совместимо с жидким носителем или растворимо в нем.

Типичными материалами этого рода являются алкилированный поливинилпирроли дон и производные древесной смолы, а также сополимеры, fl-октадецилвиниловый эфир и ангидрид малеиновой кислоты.

Пропорции некоторых составных частей проявителя можно варьировать в широком диапазоне в зависимости от свойств этих составных частей и рабочих условий проявления.

Существенным фактором при определении пропорций составных частей является скорость проявления, так как с повышением скорости необходимо использовать проявители с более низкой вязкостью, чем при низких скоростях проявления.

В системах жидкостного проявления при скоростях приблизительно 12,5 до

50 см/сек, преимущественно использукФ проявители с вязкостью от 300 до

1800 спэ, измеренной при температуре

25 С, эти проявители облегчают работу и позволяют получать желательное качество отпечатков. С другой стороны, скорости проявления (порядка 500 см/сек) требуют применения проявителя более низкой вязкости, обычно порядка около

100 спз Вязкость в свою очередь зависит от пигмента, содержащегося в носителе. При постоянной концентрации дисперсии с добавлением большего количества пигмента вязкость проявителя возрастает, в рабочая скорость проявления снижается.

П р и м b p 1; Жидкий проявитель, .имеет удельное сопротивление около

1,5X 10 ом.см и диэлектрическую постоянную 3,20. Состав проявителя вес.ч.

30 легкого минерального масла, 15 алкилированного поливинилпирролидонового соединении, 18 3 метилфиолетового таннвта, 0,5 синтетического воска. Легкое минеральное масло является алкилированным поливинилпирроли доном, который служит в качестве диспергируюшего сре дства для пигмента и его можно использовать также как носитель. Сажа представляет собой 40% смоляного предварительно диспергированного сажевого пигмента. в б 0% эфира каниволи. Воск берут твердым синтетическим, в .хлопьевидном состоянии.

Проявитель приготавливают путем смещения и растирания минерального масла и алкилированного поливинилпирролидона, с последующим нагреванием до температуры 1000 С, затем добавлякт пигмент и другие составные части и продолжают растирать.

Проявитель наносят на цилиндрический алпликвторный валик, снабженный труголь654 194 ным винтовым р«сунком на сьэей пэв»рр =НосТН (около 6 ниток HB мм под уГлэм

45 к прэдэльной оси и иа глубине

0,06 мм). Гребни HB аппликаторной пове pxII oc т и д с л а ют с я об ыч н э пл зс к и ми и валик обтирают пластинчатым скребком из пэлиуретана, имеющим твердость 85 по Шору, шкала А. Скребок удаляет в эсновном весь проявитель с гребней и

:эздает уровень проявителя в бэрэздках немного ниже урэвня гребней.

Электростатическое скрытое изображение нанэсят на чистую селеновую ксерэграфическую пластинку, содержащую поверхностный слой селена толщиной около

50 мкм на проводящей алюминиевой пластинке, известным способом, после чего это изображение проявляют в результате перемещения аппликаторногэ валика по

26 селеновой пластинке со скоростью около

254 мм/сек, таким образом, что егэ края почти касались поверхности пластинки. Ца селеновой пластинке мэжнэ было наблюдать ясно определяемое изображение после проявления. Проявитель переносят на бумагу с конфигурацией изображения..Разрешающая способность от печатка составляет около 10 пар линий на мм, а плотность изображения равна

1,0 при фоне меньше чем 0,01.

39

Пример 2. По методике эписанной в примере 1, за исключением того, что после получения первого отпечатка на селеновой пластинке, последнюю вручную

35 очистили с помэщью .хлопчатобумажной ткани для удаления в основном всегэ остатка проявителя. После этого селенэвую пластину заряжают, экспонируют, прэяв ляют и проявленное изображение перенэ40 сят на бумагу тем же способом, как и в примере l. Последовательность операций повторяют 15 раз. Разре1пающая способность полученных отпечаткэв, как пэказали наблюдения, постепенно падала приблизительно с 10 пяр линий на мм у первого отпечатка до 8 пар линий на мм для второго отпечатка, 4 пары линий — для четвертого, 3 пары линий на мм для десятого и одной пары линий для пятнадцатоЮ

ro отпечатка. Плэтнэсть изображения оставалась приблизительно постоянной и равнялась около 1,0 при фоне эколэ 0,01 на всех отпечатках.

Пример 3. Пэ методике описанной в примере 1 за исключением того, что проявитель наносят путем полного погружения селеновэй пластинки в ванночку с проявителем. На пластинке не было проЯвле«э 1сако1 э — л»1б!? «.?Обр»ж".1!«H. П.1 !с тикка была равпом -р!!» покрыта !!! ОЯП«т вел е1, П p Ii м е р 4. )1э м тэд«ке, э!!!1с 111Нэй 2 HP«;,1РРЕ 1 С «CTI Л»» -. )H Р!!»1Р? с 1,РОЯ

В И! РЛ и 1» МЕ1О»Ц Р Э Р 1 Э К 1 P! * 1 Е С 1: y IO IT() 3 B Oij li» мэсть экэлэ 1,4х10 (эм cм1 -,- дизлектрнческую постоянную экэлэ 39,5.

Состав поэявителя, вес.ч.: 61 Iòinep«24 сор5«-iа, 6 тр!1етан!rg;Ee,"« IHg, 7 бутипбензилфтапата, 1 метплеповэй сини

Перенесенный отпечаток ПЯ бу?,.»вгу имел хорошую плотность изображен!»я и разрешаюц1ую СПОСОбность Около 5 пар линий ия мм. Остаток прояв«теля ня се ленОвОм фотОрепептэре в значительной степени удаляют путе. .! Выт«"?ян«я поверхности пластинки Ябс Орбиру ющей тк Я Пью, чО еще Остяется то!»кий спОЙ пленк11 1 рясителя ня поверхности пляс:ii»;HH. Тепер1

IIMcTHBKQ перезаряжена, зкспонирэвяня H прОпущеня через прОявитель кяк в примере 1. НЯ г»ластинке не бь!ПО прэявленс? никакого изображения. Пластинку вновь тщательно Очистили От всех остатков пленКИ КРЯСЦТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВЯНИЕМ МЫЛЯ И воды с последующей сушкэй !!!ITIC":ин1си струей воздуха в течение ОППОГО чяся при .-» а температуре 32 С. Пластинку вновь зярякают з1сспоннруют «грэявляют. Тегерь на бумаге получают изображение с хорошей плотностью при разрешающей спосэбИОсти Около трех Г»яр линий ня !"К«.

П p H M e p 5, Фотопрэводя1»ци11 CTIoA на ОкисноцинкОвой свЯзке ИЯ б ? мЯГе ЯЗря»жают и экспонируют Обыч11ык» способом.

Электростатическое скрытое «зобряжепие

iIpoHB пяют проявите Ге. 1 с TIC д Iоще ГО сос тава,вес.ч: З8 . минерального мясля, 38 сяжевого пигмента, 9 Tp«BI èTIå«àгликольдиакрилзтЯ, 14 алкилирэванпОГО поли

Винилпирролидона. Жидкий проявитель

11меет электрическое сопротив»11ение Окс 1О 0,7 X 10 Ом см его наносят на узор»1атый аппликатэрный валик по способу, описанному в примере 1, Проявление осуществляют по спэсэбу примера 1. Разрешающая способность проявленного изображения была равна примернО 8 парам линий на мм с хорошей плотностью изображения. Участки фона на Окиспоцинковой бумаге были сухими и не имели масляных пятен.

Пример 6, ПО методике, описанной в примере 5, за иск1почением того, что окисноцинковую бумагу, несущую электростатическое скрытое изображение, погружают в жидкий прэявителЬ. На бумаге не

654194

ЦНИИПИ Заказ 1347/48 Тираж 547 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 (быпо проявлено никакого иэображения.

Окисноцинкьаая бумага быпа равномерно покрыта проявителем.

Пример 7. По методике, описан; Мой и примере 1 и использованием проявителя, имеющего электрическую проводи. мость около 3Х10 4с(ом cM), диэлектрическую постоянную около 2,2. Состав проявителя вес.ч.: 75 олеиновой кислоты

25,светостойкого молибдата, темнооранжевого красителя. Краситель применяют в виде предварительно диспергироваиного . пигмента, состоящего иэ 75% красителя, 22% соевого апкидного лака средней жирности и 3% уайт-спирита, Полученный отпечаток, перенесенный на почтовую бумагу, имеет хорошую плот- ность иэображения и разрешающую способность около 5 пар пиний на мм. Сепено20 вую пластинку затем очищают как и в примере 2 и поспе этого вновь заряжают, экспонируют и проявляют несколько раз (в течение нескольких циклов). После 10 циклов разрешающая способность отпечатка равнялась трем парам линий на мм.

Пример 8. Ксерепечатающий оригинап подготавливают путем нанесения тонкого изолирующего покрытия эпоксидной смолой толщиной около 0,0127 мм ипи 12,7 мкм, на проводящей алюминиевой пластинке. Эту пластинку. заряжают при напряжении +450» пропусканием ее через устройство с короннруиицим разрядом. Изображение проявляют жидким проявителем по методике примера 1. Прояви35 тель переносят на почтовую бумагу, причем полученный отпечаток имеет плотность изображения окопо 1,1, плотность фона

0,01, - разрешающую способность около со

5 пар пиний на мм. Пластинку затем очи шают как описано в примере 2. Затем ксеропечатающий оригинал повторно заряжают, проявляют и проявленное изображение нереносят на почтовую бумагу, как было описано выше, 25 цикцов. Скорость проявления около 30 см/сек, причем

25-ый отпечаток имеп одинаковое качество, как и первый отпечаток.

Пример 9. Йо методике, оциса ной в примере 8, эа исключением того, что ксеропечатающнй оригинал заменяют иа фотопроводник, содержащий сепеновый спой толщиной 20 мкм на алюминиевом< основании, поверхность которого была покрыта пленкой попиэтипенового терефтапата толщиной около 6,2 мкм. Фотопроводник изготовляют по способу, описанному в примере 1. Результаты анапогич ны тем, которые наблюдались в примере

8 при повторении циклов.

Показано, что проявление жидким проявителем может быть применено в случае повторного использования фотопроводника ипи других повторно используемых поверхностей, несущих эцектростатографическое иэображение. Применение в качестве проявите лей непетучих материалов, допускает быстрое проявление без сушки иии нагревания на стадии фйксирования. В противоположность обычному эпектрофорезному проявцению участки фона на отпечатках не имеют контакта с проявителем и поэтому остаются сухими и незагрязненными и отпадает необходимость в операции оплавления дцй фиксирования проявитепя на отпечатке. с

Ввиду отсутствия значительной миграции частиц, нет необходимости в частом регупированиия состава проявителя. По- . скольку проявленное изображение не прочно удерживается на несущей его поверхности, оно легко переносится на копию и так же пегко очищается.

Формула изобретения

Жидкий эаектрофотографический проявитепь, вкаочаюсций окрашивающий пи мент, аиспергирующее вещество и растворитепь, о т и и ч а ю шийся тем, что, с. целью повышения плотности изображения и уменьшения плотности фона, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, вес.%:

Пигмент 30-60

Йиспергирующее вещество 1-20

Растворите пь Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Австрии l4 284779, кн, 51. 5, 1968.

2. Патент США %3251686, кп. 96-1.5, 1965.