Жидкий электрофотографический проявитель Советский патент 1979 года по МПК G03G9/00 

Изобретение относится к составам жид ких эпектрофотографических проявителей и может быть использовано в электрофотографии. Известен жидкий электрофотографический проявитель, вкпючакщий окраи1ИБав щий пигмент до 18% от веса проявитепя. диспергирующее вещество и растворитель 1. Недостатком такого проявитепя, является то, что после переноса проявитеяя с поверхности, несущей электростатогр фическое изображение, на приемную поверхность, часть проявителя, остается на поверхности с изображением несмотря на тщательную очистку. Этот остаток проявителя вреден для повторного использовання поверхности с изображением. Следовательно, перезаряд фотопроводника, например, может быть недостаточным, так как проводящая жидкость будет рассеиват заряды. Кроме того, односторонняя прово днмость жидкого проявителя на фотопроБодннке может стать чрезмерной и проявпение окоЕчаа-епьного изсврансення буяэт слабым. Применение известного ппоппитаял и связанного с ним cncooSa обработки требует идя проявления использования гигроскопических материапов,которые поглощают влагу из аткгосферы пр этом вяэ кость проявит-еля снижается п усповпя про явления изменяются, Целью изобретения явпяется сознание жидкого впектрофотхзграфического прояви- теая, имеющего повышенную плотность изображения и уменьше1шую ппотность фона. Сущность изобрегзння состоит в том, что жидкий влектрсфоК гра4тческий проявитель, ,включакацийокрашивающий пигмент, диспергирующее вещество к растворитеаь, содержит указанные компоненты в спейг.1снцкх копичестЕЮХ, вес,%: ПигментЗО-6О Диспергирующее вещество1 2О РастворитапьОсгапьное. Пролвпекиэ изображения происходит при достаточно бпиаком совмещении поверхности, несушей изображение, и апппикаторной поверхности, таким образом, что сравнительно непрэврдшций жидкий прогсвиуепь разбрызгивают с углубленных участ ков апптшаторной поверхности на поверхность с изображением. Обычно дпя получения максимальной плотности изображени необходимо выступающие части аппянкатор ной поверхности размещать при слабом контакте с поверхностькг, несущей изображение, так что эти выступающие места в основном свободны от проявитепя. Любая подходящая нсшерхность может быть применена йня аппгеикатора, кото рый снабжен в основйом равномерным узо ром, состоящим R3 выступающих и угпуб пенных участков, причем углубленные уг1астки должны быть достаточно большимИ, чтобы удерживать необходимое количество жидкого прэяЕвителя. Для уменьшения до минимума износа поверхности, несущей изображение, желательно применять такие выступающие участки, которые равйомерно закруглены или являются в основ ном плоскьми на поверхностях, которые соп|жкасаю тся с поверхностью, несущей изображение. К числу типичных апиликаторйых поверхностей-,. прннадпежат пористая керамика, металлический пористый материал, узорчатые ткани или ленты, капиллярные соты, ийлиндрическиа валики с узорчатой поверхностью, например, одно.ходоаая резьба, Ш1И треугольная винтовая, П1зрамидальная или квадратная нарезка или гравировка. Для обеспечения хорощей разрешаюшей сяособности изображения необходимо применять аппликаторную поверхность, снабженную узором или рисунком около 4О-120 делений или ниток резьбы йа сантиметр; Как правило, чем более грубый рисунок или узор, тем хуже получается разрещаюшая способнсх:ть, и чем тоньше узор, тем меньше наносится проявителя в углоб пенных местах с обеспече:Нием хорошей плотности изображения. Пре почтительно применять рисунок вырезанных бороздок в виде треугольной винтово йарезки, так как этот узор облегчает луч шую очистку и удаление излищнего количества проявителя с аппликаторной поверх ности. На аппликаторную поверхность можно нанести жидкий проявитель любым подход.$1щим способом. Типичные способы нанесения проявитепя состоят в применении валика или пористого валика или прямым погружением самого аппликатора в ванночку с проявителем. До соприкосновения с поверхностью, несущей изображение, апппикаторную поверхность необходимо очистить или вытереть для удаления в основ- ном всего жидкого проявителя с выступающих участков аппликаторной поверхности, Б качестве средств для удаления излишка проявителя можно применить любые подходящие приспособления. Типичными очистительными приспособлениями являются пластинчатые скребки и резиновые отжимные валики. Эта операдия очистки, кроме удаления жидкого проявителя с выступающих участков аппликаторной поверхнооти, .предусматривает слабое вытирание жидкого проявителя в углубленных местах поверхности аппликатора, благодаря чему уровень йсншсого проявителя в этах местах несколько ниже уровня вьютупающих участков. Подобное нанесение проявителя на поверхность аппликатора минимизирует отложеиия на участках без изс ражения, Можно применить любой подходящий состав ЖИДКОГО проявителя, который является электронепроводящим. Обычно проявитель имеет удельное сопротивление больше О ом-сми меньше чем 1О ом-см. В системах с рециркуляцией, чем выще электропроводность проявителя, тем больше возьюжность уменьшения задержки зарядов н увеличения поверхностной проводимости на поверхности с изображением, поэтому плахой разрешающей способности, С другой стороны, чем больше электрическое сопротивление проявителя, тем больше постоянная времени для побочного разряда изображения. Побочный разряд амеет большое значение для систем с рециркуляцией, так как при каждом цикле проявления на поверхности с изображением обычно сохраняется остаток проявателя от предыдущего цикла и нанесение заряженного изображения на поверхность, которая будет содержать скрытое электростатическое изображение, должно быть произведено, когда эта поверхность еще имеет остаточный проявнтет ь, Постоянная времени t для побочного разряда , наименьшего элемента изображения, i , который должен быть проявлен, из его окружения, определяют по хорошо известной зависимости ts Bq/d где Е и d соответственно равны удельному сопротивлению и толщине пленки осТаточного жидкого проявителя, с -емкость элемента поверхности диэлектрика или фотопроводника. При разрешающей способности 10 пар линяй/мм площадь элемента 1 равна .Для типичного селенового фотопроводяшего слоя 60 мк с диэлектрической постоянной Q или обычного органического диэлектрика 25 мк с диэлектрической постоянной емкость элемента плошади равна С|й5 Ю фарад/эпемент. При обычной остаточной ппенке жидкого проявитепя с толщиной порядка 1,0 мк или 10 см постоянная времени равна ts lO сек Ютсюда время разряда элемента изображения вследствие поверхностной проводимости через остаточную пленку можно определить исходя из значений : Еом см 10 10 10 10« 10« 11ГбСек 1,О 10 1ОО 1ООО 1О Ввиду того, что при современном сое- т1эянии техники скорости электростатического изображения требуют продолжительность сувдествовання скрытого изображения, по крайней мере, порядка около одной секунды и преимущественно 2 или

р(ом.см)10 10« 10 10 10

tB(миллисекунды) 3,0 30 300 ЗООО ЗОООО Х,„(см/ сек) 66 6,6 О,66 0,066 О.ООбб Теоретически доказано, что высокая скорость проявления может быть получен ОМ.-СМ, Однако, в действительности это верно и при /) . см В действительности е.ще не вполне ясен некоторый допсшнительный механизм, ко- торый обеспечивает максимальную скорость проявления больше чем « 76 мм при удельном сопротивнении р Ю -10 OKL см. Отсюда следует, что жидкие проявители в состоянии работать во всем диапазоне сопротивлений, который был указан (т, е. 1О омСм). Преиму .щественный и наиболее практичный рабочий диапазон удельного сопротивления, обеспечивающего решновесие между проводимостью, постоянной времени и скоростью проявления, составляет приблизительно от 2Х1О до 1О сянСМ. Оптимальное равновесие между проводимостью и постоянной времени обычно достигают с помощью проявителей, имек 1ЦИ.Х удельное сопротивление приблизител но от по ЮЪм.см. Предлагаемые проявители могут соде жать один или несколько жидких растаэр тепей (носителей)краситепей, как пнгме 5 сек, отсюда следует, что жидкие проявители для практических повторно исполь зуемых фоторецепторов должны иметь удельное сопротивление по крайней мере 10 ом.см. Скорость проявления.определяетсяаналогичной постоянной времени, которая зависит от скорости распространения заряда через жидкий проявитель , где g представляет собой диэлектрическую постоянную жидкость, -то же для свободного пространства (8,85хЮ фарад/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 опрецепена из соотношения х- 0,20 (tj) см/сек. ты и краски, и диспергирующие вещества. Кроме того могут быть применены различные специальные добавки. Например, иобавкн для регулирования вязкости или добавки, которые участвуют в фиксировании пигмента и а бумаге. Можетбыть применен лкйой подходящий носитель, который способствует полунению упомянутых свойств. Типнчныъж носителями этой группы, которые можно использовать в отдельности или совмост-, но с другими, являются минеральные масла, растительные масла, например, касторовое масло и продукты его окисления, арахисовое и кокоссивое маспа, полсокяечное масло, кукурузное и суреиное маспа, наконец, сезамовое масло. К ним принадлежат уай-р-спирит фторугперодные маспа, например, фреоновые растворители силиконовые Масла, керосин, четыреххпористый .углерод, толуол, олеиновая кислота и быстровысыхаюшие масла, например, льняное масло % тунговое масло, я. сильно очищенный полипропиленовый гликоль. Дополнительно к этим носителям можйо использовать вспомогательные или вторичные носители для усиления или регупирования одного или нескольких свойств жидкого проявителя. В качестве вторичного носителя можно применить любой подходящий материал и можно, например использовать материал, который обладает диспергирующими свойствами, участвует в регулировании вязкости или способствует смачивающим свойствам пигмента, ;примененного i в проявителе, или действует как фиксируюшее средство. Дополнительное назначение вторичного носителя может состоять в том, чтобы способствовать проникновению проявителя в бумагу дпя копий. Типичными сОединенияШ, которые мож но использовать в качестве вторичных или первичных носителей, являются дибутипфтапат, бутилоктипфтапат, диизооктил фталат, ди-(2-этилгексан) фталат, изооктил-изодецилфталат, нормальный октилдецилфталат, диизодецилфталат, дитриденилфталат,.изодеаиятриденипфтапат, диизо октиладипат, ди-(2-этйлгексан)-- адипат, изооктилнзодециладипат, нормальный ок тилдециладипат, диизодециладипат, диизооктилсебацинат, ди(2-этилгбксан) себацинат, полиэфиры адипвновой кислоты, соли или эфяры иаооктиппапьмитиновой кислоты, бутиловьй эфир стеариновой кис лоты, бутиловый эфир олеиновой кислоты триэтиленгляЕОЛЬдикаприлат, триэтиленглико лькапридаткаират, триэтиленгликоль.дипепаргонат, диэтипенглико1шдипепарго нат, бутанйионыщисаприпат, триизооктнп;Тримеляитат, три (2-этилгексан) тримеппитат. Любые подходящие красители могут быть применены в проявителя., вкпючая пигменты и краски. Преимущественно использукгг светостойкие красители с целью получить постоянство изображения. Пигменты включают сажу, древесный уголь н другие формы тонкоизмельчен- него углерода, зшнакридиновые красители, фтапоаиаввнснаый синий красите та,, окись жепеэа, уиьтрамарин, окись цинка, двуокись титана и бензидиновый желтый кра ситепь. Как правило применяют диспергирующие средства, чтобы способствовать диспергиров онию пигмента и другак добаво в жидких носителях. Можно использовать для этой аели любое подходящее диспергируюядее средство, которое совместимо с жидким носителем или растворимо в н Типичными материалами этого рода яв 1яются алкилированный поливинилпирроли дон и производные древесной смолы, а также сопопимеры .п-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 используюФ проявители с вязкостью от ЗОО до 18ОО спз, измеренной при температуре , эти проявители облегчают работу и позволяют получать желательное качество отпечатков. С другой стороны, скорости проявления (порядка 50О см/сек) требуют применения проявителя более низкой вязкости, обьино порядка около 10О cn3j Вязкость в свою очередь зависит отпигмента, содержащегося в носителе. При постоянной концентрации дисперсии с добавлением большего количества пигмента вязкость проявителя возрастает, а рабочая скорость проявления снижается, П р и м% р 1. Жидкий проявитель, .имеет удельное сопротивление около 1,5Х ом-см и диэиезстрическую постоянную 3,2О, Состав проявителя вес.ч: 3 О легк ого минерального масла ,15 ал- килированного поливинилпирролидоноврго соединения, 18 ,сажи,3 метипфволегового танната, 0,5 синтетического воска. Легкое минеральное масло является алкилированным попивиниппирролидоном, который служит в качестве диспергирующего средства для пигмента и его можно использовать также как носитель. Сажа представляет собой 4О% смоляного предварительно диспергированного сажевого пигмента в 6О% эфира каниволи. Воск берут твердым синтетическим, в .хлопьевидном состоянии. Проявитель приготавливают путем смещений и растирания минерального масла и алкилированного поливинилпирролидона, с последующим нагреванием до температуры ЮООС, затем добавляют пигмент и другие составные части и продолжают растирать, Проявитель наносят на цилиндрический аппликаторный валик, снабженный тругольным винтовым рисунком на своей поБйркности (около 6 ннток на мм под углом 45 к продольной оси и на глубине 0,06 мм.). Гребни на аппликаторнон поверхиостя далаются обьнно плоскими к валик обтирают ппастинчатым скребком из полиуретана, имеющим твердость 85 по Шору, шкала А. Скребок удаляет в основном весь проявитель с гребнэй и :оздает уровень проявителя в бороздках немного ниже уровня гребней. Электростатическое скрытое изображение наносят на чистую селеновую ксе рографическую пластинку, содержашукз пэ верхностный слой селена толщиной около 50 мкм на проводящей алюминиевой плас тинке, известным способом, после чего это изображение проявляют в результате перемещения аппликаторного валика по селеновой пластинке со скоростью около 254 мм/сек, таким образом, что его края почти касались поверхности пластинки. На селеновой пластинке можно было наблюдать ясно определяемое кзоб- ражение после проявления. Проявитель переносят на бумагу с конфигурацией изо ражения. Разрешающая способность отпечатка составляет около 1-О пар линяй на мм, а плотность изображения равна 1,О при фоне меньше чем 0,О1. П р и м е р 2. По методике описанно в примере 1, за исключением того, что после получения первого отпечатка на селеновой пластинке, последнюю вручную очистили с помощью .хлопчатобумажной ткани для удаления в основном всего остатка проявителя. После этого селеновую пластину заряжают, экспонируют, проявляют и проявленное изображение переносят на бумагу тем же способом, как и в примере 1. Последовательность операций повторяют 15 раз. Разрешающая способность полученных отпечатков, как показали наблюдения, постепенно падала приб лизительно с 1О пар линий на мм у первого отпечатка до 8 пар линий на мм дл второго отпечатка, 4 пары линий - для четвертого, 3 пары линий на мм для деся того и одной пары линий для пятнадцатого отпечатка. Плотность изображения оставалась приблизительно постоянной и ра нялась около 1,О при фоне около 0,О1 на всех отпечатках, П р и м е р 3. По методике описанно в примере 1 за исгслючением того, что проявитель наносят путем полного погружения селеновой пластинки в ванночку с проявителем. На пластинке, не было про- ЯВЛ&НО какого-лчба илэбр.-.жемия. Пл-icинка была равиомг-риа ирояп.телем, П р и м е р 4о 1Ь M3TDiiVfKe, описанной 3 примере .1, с использовпл шл проявителя, имеютцего зл2ктр1.1ескую проЕ: о.цимость около 1;4х1О (ом-см)-5-диэлектряческлЮ постоянную около 39,5, Состав проявителя, вес,ч.; 61 гл .гцерн-на, 24 сорбита, 6 триэтаноламииа, 7 бутипбекзиш|зтапата, 1 мети пеиовой-сини. Перенесенный отпечаток на бумагу имап хорошую плотность изображе И.я и разрешающую способность окопо 5 пар пиний на мм. Остаток проявителя на се- паковом фоторецепторе в значительной creneiiH уяапяют путем ныпграния поверхности пластинки абсорбирующей тканью, но еще остается тонкий спой ппенки красителя на поверхности ппастинки. Теперь пластинка перезаряжена, зкспоннрОЕа Еа к пропущена через nposmHTertb как в примере 1. На пгшстинке не быгю про пэпено никакого изобралдання. Плостшку вновь . тщательно очистипи от всех остатков liпенки красителя с использованием мыпа si воды с поспед5юи1ей сушкой -ппастнкки струей воздуха в течение о.цного часа tipH температуре 32.С. Ппастннку вновь заряжают, экспонуруют V проявляют. Теперь на бумаге поп чают изображение с хорошей плотностью при разрешак ш;ей способности около трех пар пнннй кя мг-л. П р и м е р 5. Фотопроводящнй спой на окисноцинковой связке па бумаге заряжают и экспонируют обычным способом. Эдектросгатическое скрытое изображение проявляют проявитепем следующего сос тава.вес.ч: 38 .минеральногомасла, 38 сажевого пигмента, 9 тризтиленагли- кольдиакрялата, 14 апкнлированьгого полн виниппирропидона. Жидкий проявитепь «меет электрическое сопротивпеннэ о.ко- 10 0,7 ХЮ ом «см его наносят на узорчатый апппикаторный вапик по способу, описанному в примере Д.. Проявление осу- шествп5Ж)т по способу примера 1. Разрешающая способность проявленного изображения была равна примерно 8 парам шший на мм с хорошей ппотностью изображения. Участки фона на окисноцинковой бумаге были сухимн и не нмепи масгш ных пяте$й П р и м е р 6. По методике, описанной в примере 5, за исключением того, что окисноцкнковую бумагу, несущую электростатическое скрытое нзображенг5е; погружают в жидкий проявитель,. На бумаге не