PL81013B1 - Developer material[gb1312806a] - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Xerox Corporation, Rochester (Stany Zjednoczone Ameryki) Nosnik do wywolywacza elektrostatycznego Przedmiotem wynalazku jest nosnik do wywolywacza elektrostatycznego.Elektrostatograficzne tworzenie obrazu polega na tym, ze najpierw powierzchnie fotoprzewodnika 'laduje sie jednorodnie ladunkiem elektrycznym, a nastepnie poddaje sie ja aktywujacemu dzialaniu promieniowania elektromagnetycznego, które selektywnie rozprasza ladunek na oswietlanej powierzchni fotoprzewodnika, podczas gdy ladunek na nieoswietlonej powierzchni zachowuje sie, przez co zostaje utworzony utajony obraz elektrostatyczny. Obraz ten jest nastepnie wywolywany przez osadzanie na nim rozdrobnionych, elektroskopo- wych czastek substancji tonujacej zwanej skrótowo tonerem. Zwykle czastki tonera przyciagane sa do tych powierzchni obrazu, które maja ladunek, przez co tworzy sie obraz proszkowy odpowiadajacy utajonemu obrazowi elektrostatycznemu. Obraz proszkowy przenosi sie nastepnie na powierzchnie podloza, na przyklad papieru, po czym przeniesiony obraz laczy sie trwale z powierzchnia podloza przez stopienie.Wedlug znanych sposobów, stosowano zarówno pokryte jak i niepokryte czastki nosnika. Pokryte czastki nosnika podlegaja rozpadowi i uszkodzeniu charakteryzujacemu sie oddzieleniem czesci lub calej powloki nosnika od jego rdzenia. Oddzielenie to moze przybrac forme tworzenia sie wiórów, platków lub warstw i spowodowane jest przede wszystkim slabym przyleganiem substancji pokrywajacych spowodowanym przez uderzenia i scieranie sie z czesciami maszyny i z innymi czastkami nosnika. Nosniki posiadajace powloki wykazuja tendencje do tworzenia wiórów i na skutek tego oddzielaja sie od rdzenia nosnika, a wiec musza byc czesto wymieniane, powodujac zwiekszenie kosztów i strate czasu. Zanik albo zla jakosc powielania wystepuja wówczas, gdy czasteczki nosnika posiadajace uszkodzone powloki nie sa zamienione. Pyl i proszek utworzone przez rozklad powloki nosnika maja tendencje do unoszenia sie i tworzenia niepozadanych osadów w czesciach maszyny. Ponadto, wlasnosci tryboelektryczne substancji nosnika zmieniaja sie wraz z rozkladem powloki powodujac niska jakosc powielania.Z drugiej strony, niepokryte czastki nosnika posiadaja trzy glówne wady. Po pierwsze, czastki te czesto nie posiadaja ciezaru umozliwiajacego przyleganie ziaren nosnika do naladowanej plyty. Wymagany ciezar wlasciwy nosnika powinien wahac sie pomiedzy 3 i 8 g/cm3. Ciezsze czastki nosnika uderzajac o powierzchnie warstwy zawierajacej obraz powoduja jej uszkodzenie. Po drugie, niepokryte ziarna nosnika opisane w pierwszych pracach wykazywaly zla jakosc tryboelektryczna.2 81013 Przy odtwarzaniu odbitek o duzym kontrascie, takich jak listy, rysunki na kalce i podobne, wymagane jest dobranie tonera i nosnika tak, by mialy duzy wzajemny stopien elektryzacji. Stopien elektryczacji w wiekszosci przypadków zalezy od odleglosci pomiedzy ich wzglednymi pozycjami w szeregach tryboelektrycznych.Jednakze, gdy porównywalne w inny sposób proszki elektroskopowe i substanqe nosne usuwaja sie wzajemnie w szeregach tryboelektrycznych z uwagi na zbyt duze odleglosci, wówczas uzyskane obrazy sa bardzo slabe, poniewaz sily przyciagania pomiedzy nosnikiem i czastkami tonera wspólzawodnicza z silami przyciagania pomiedzy utajonym oDrazem elektrostatycznym i czastkami tonera. Chociaz gestosc optyczna obrazu mozna poprawic przez zwiekszenie zawartosci tonera w mieszaninie wywolujacej, to jednak pociaga to za soba niepozadane osadzanie sie tonera w obszarach tla jak równiez wystepuje zwiekszone zbijanie sie srodka tonujacego, gdy mieszanina wywolujaca jest przedawkowana.Mozna zwiekszyc poczatkowy ladunek elektrostatyczny plyty w celu poprawienia gestosci optycznej obrazu proszkowego, lecz ladunek plyty powinien z reguly byc duzo wyzszy w porównaniu z silami odciagaja¬ cymi toner od czastek nosnika. Nadmiernie duzy ladunek elektrostatyczny plyty jest nie tylko niepozadany z powodu duzego zuzycia proszku, niezbednego do utrzymania plyty elektrostatograficznej przy wysokich potencjalach lecz takze ze wzgledu na to, ze wysoki potencjal powoduje raczej przyleganie czastek nosnika do powierzchni plyty elektrostatograficznej a nie tylko przesuwanie sie i zejscie z powierzchni plyty elektrostato¬ graficznej. Przyleganiu czastek nosnika do uzywanych wielokrotnie powierzchni elektrostatograficznych towa¬ rzyszy czesto zanik druku i intensywne przeniesienie czastek nosnika. Problemy intensywnego przenoszenia nosnika sa szczególnie istotne, gdy wywolywacz stosuje sie w maszynach pokrywajacych o stalym polu, gdzie nadmierne ilosci czastek tonera usuwa sie z czastek nosnika, pozostawiajac w ten sposób wiele czastek nosnika pozbawionych czastek tonera. Ponadto przyleganie czastek nosnika do uzywanych wielokrotnie powierzchni sprzyja powstawaniu niepozadanych rys na powierzchni podczas przenoszenia obrazu oraz podczas czyszczenia powierzchni plyty.Oczywistym, jest ze wiele substancji posiadajacych inne wlasciwosci pozwalajace na zastosowanie ich jako czastek nosnika nie nadaje sie do tego celu, poniewaz posiadaja zbyt wysoka wartosc tryboelektryczna. Pozadana wartosc tryboelektryczna dla typowej elektrostatografii mierzona w mikrokulombach na gram tonera powinna wahac sie w granicach od 8 do 30. Reasumujac, wartosc tryboelektryczna substancji nosnej nie powinna byc znacznie podwyzszana przez zawartosc wilgoci w otoczeniu, poniewaz zjawisko to moze obnizac jakosc druku przy wiekszej wilgotnosci oraz komplikowac konstrukcje i dzialanie maszyny.Celem wynalazku jest opracowanie nosnika wzglednie odpornego na scieranie sie i posiadajacego lepsze wlasnosci tryboelektryczne oraz wzglednie duza gestosc, a zwlaszcza jego rdzenia umozliwiajacego uzyskanie wiekszej przyczepnosci substancji pokrywajacej nosnik, tak by powloka nosnika nie oddzielala sie podczas wywolywania od rdzenia. Cel wynalazku osiagnieto przez to, ze rdzen nosnika* zawiera 95,0 do 99,0 czesci zelaza, 0,1 do 2,0 czesci wegla, 0,5 do 2,0 czesci manganu, 0,5 do 2,0 czesci krzemu, 0,03 do 0,1 czesci glinu, 0,01 do 0,05 czesci fosforu i 0,02 do 0,05 czesci siarki.Jedna z pozadanych wlasciwosci substancji rdzeniowych tego typu jest mala porowatosc, wzmacniajaca i dajaca wieksza przyczepnosc powlok polimerów. W wyniku wzrastajacej przyczepnosci splimeryzowane, pokryte nosniki, zawierajace powyzsza substancje rdzeniowa posiadaja dluzszy czasokres trwalosci i mniejsza tendencje do rozdrabniania sie. Szczególnie dobra przyczepnosc powlok nosnikowych do substancji rdzeniowej wykazuje rdzen nosnikowy zawierajacy 96,0 do 98,0 czesci zelaza 0,85 do 1,5 czesci wegla, 0,9 do 1,2 czesci manganu, 0,9 do 1,2 czesci krzemu, 0,035 do 0,045 czesci glinu, 0,015 do 0,05 czesci fosforu i 0,03 do 0,05 czesci siarki. Optimum przyczepnosci powloki nosnika do substancji rdzeniowej otrzymuje sie dla nastepujacego skladu rdzenia nosnikowego: 96,9 czesci zelaza, 1,0 czesci wegla, 1,0 czesci manganu, 1,0 czesc krzemu, 0,04 czesci glinu, 0,015 czesci fosforu i 0,035 czesci siarki.Czastki pokrytego nosnika wedlug wynalazku wykazuja minimalna gestosc wynoszaca 7,0 g/cm3 i daja obraz wysokiej jakosci w szerokim zakresie zawartosci wilgoci w otoczeniu.Wraz z substancja rdzenia nosnika wedlug wynalazku stosowac mozna odpowiednie substancje pokrywaja¬ ce nosnik. Typowe substancje pokrywajace nosnik zawieraja naturalna zywice, zywice termoplastyczna lub czesciowo utwardzona zywice termoutwardzalna. Typowymi naturalnymi zywicami sa: kauczuk, kalafonia, kopal, damara, smocza krew, styraks jalapa i ich mieszaniny. Typowymi termoplastycznymi zywicami sa: poliolefiny takie jak polietylen, polipropylen, chlorowany polietylen i chlorosulfonowany polietylen, poliwinyle i poliwinilideny takie jak polistyren, polimetylostyren, polimetylometakrylan, poliakrylonitryl, polioctan winylu, polialkohol winylowy, poliwinylobutyral, polichlorek winylu, poliwinylokarbazol, poliwinyloetery i poliwinylo- ketony, fluoropochodne weglowodorów takie jak policzterofluoroetylen, polifluorek winylu, polifluorek winili- denu i politrójfluorochloroetylen, poliamidy takie jak polikaprolaktam i poliheksametylenoimid kwasu adypino- wego, poliestry takie jak politereftalan etylenowy, poliuretany, polisiarczki, poliweglany oraz ich mieszaniny. Do y81013 3 typowych termoutwardzalnych zywic naleza zywice fenolowe takie jak fenolowo-formaldehydowe, furfuralowe i rezorcynolowo-formaldehydowe, zywice aminowe takie jak mocznikowo-formaldehydowe i melaminowo-for- maldehydowe, zywice poliestrowe, zywice epoksydowe oraz ich mieszaniny. Szczególnie polecany jest ze wzgledu na swoje bardzo, dobre wlasnosci tryboelektryczne styreno-n-butylornetakrylan.Substancja rdzenia nosnikowego wedlug wynalazku moze byc pokryta substancja zywicowata za pomoca tradycyjnej techniki powlekania nosnika. Odpowiednio barwione substancje tonera elektroskopowego mozna takze zastoaowac razem z nosnikami wedlug wynalazku. Do typowych srodków tonujacych naleza zywica kopa- Iowa, zywica sandaraka, kalafonia, zywice kumaronowo-indenowe, asfalt, uintaite (blyszczacy czarny asfalt), zywice fenolowo-formaldehydowe, zywice fenolowo-formaldehydowe zmodyfikowane kalafonia, zywice meta- krylowe, polistyrenowe, polipropylenowe, epoksydowe, polietylenowe oraz ich mieszaniny. / Wybór substancji, która ma byc zastosowana jako srodek tonujacy zalezny od zdolnosci jej przyczepnosci do czastek nosnika w szeregach tryboelektrycznych oraz od tego o jakim ladunku obraz ma byc wywolany.Czastki substancji tonujacej posiadaja srednia wielkosc srednicy czastki wahajaca sie miedzy 1 do 30 mikronów.Srodek tonujacy zawierajacy kopolimer styrenowo-n-butylornetakryIowy, pol iwinylobutyrai jest szczególnie • polecany ze wzgledu na jego bardzo dobre wlasnosci tryboelektryczne oraz gleboka czern barwy. Srednica czastki pokrytego nosnika powinna wynosic od okolo 50 do 1000 mikronów, gdyz czastki nosnika posiadaja wtedy dostateczna gestosc optyczna i bezwladnosc, w celu unikniecia przylegania do elektrostatycznych obrazów podczas procesu wywolywania kaskadowego. Przyleganie czastek nosnika do powierzchni bebnów kserograficznych jest niepozadane, poniewaz na powierzchni w czasie przenoszenia obrazu i etapu oczyszczenia bebna tworza sie glebokie rysy, szczególnie gdy czyszczenie odbywa sie za pomoca tkanin czyszczacych. Zanik druku wystepuje takze wtedy, gdy czastki nosnika przylegaja do kserograficznych powierzchni zawierajacych obraz. Ogólnie, zadowalajace rezultaty uzyskuje sie przy stosowaniu 1 czesci srodka tonujacego naokolo 10do 200 czesci wagowych nosnika.Zestawy wywolywaczy wedlug wynalazku moga sluzyc do wywolywania utajonych obrazów elektrosta¬ tycznych na jakiejkolwiek powierzchni posiadajacej utajony obraz elektrostatyczny wlacznie 2 typowymi powierzchniami fotoprzewodzacymi. Do znanych substancji fotoprzewodzacych naleza szlisty selen i organiczne lub nieorganiczne fotoprzewodniki osadzane na fotoprzewodzacym podlozu.Nastepujace przyklady opisuja i porównuja metody otrzymywania substancji wywolujacych wedlug wynalazku oraz ich zastosowanie do wywolywania utajonych obrazów elektrostatycznych. Podane procenty sa wagowymi, o ile nie zaznaczono inaczej.Przyklad I. Mieszanine wywolujaca otrzymuje sie przez zmieszanie jednej czesci srodka tonujacego zawierajacego kopolimer styren-n-butylometakrylanu, poliwinylobutyral i posiadajacego srednia wielkosc czastki okolo 10 do 20 mikronów, z okolo 300 czesciami substancji nosnikowej. Substancja nosnikowa zawiera okolo 200 czesci substancji rdzeniowej pokrytej powloka zywicowa utworzona z mieszaniny 40 czesci kopolimeru octanu winylu z chlorkiem winylu, 8 czesci zywicy fenoloformaldehydowej, z fenolofurfurolowa i 8 czesci zywicy fenoloformaldehydowej. Substancja rdzeniowa zawiera 96,6 czesci zelaza; 1 czesc wegla, 1 czesc manganu, 1 czesc krzemu, 0,04 czesci glinu, 0,15 czesci fosforu i 0,35 czesci siarki. Mieszanine wywolujaca nanosi sie kaskadowo na powierzchnie zawierajaca dodatnio naladowany obraz elektrostatyczny. Wywolany obraz przenosi sie elektrostatycznie na arkusz papieru, z którym ulega on stopieniu przez podgrzewanie.Uzyskany obraz jest zwarty i ma tlo wolne od osadów srodka tonujacego.Po wywolaniu kilkuset obrazów substancje nosnikowa poddano badaniom. Wykazaly one, ze substancja pokrywajaca rdzen nosnika nie ulega zluszczaniu sie, oddzielaniu ani innym uszkodzeniom.Przyklad II. Powtórzono przyklad I z zastosowaniem mieszaniny pokrywajacej nosnik utworzonej z 40 czesci zywicy chlorku winylidenu, 16 czesci zywicy fenoloformaldehydowej z fenolofurfurolowa i 16 czesci zywicy fenoloformaldehydowej, oraz substancji rdzeniowej zawierajacej 95 czesci zelaza 0,1 czesci wegla, 0,6 czesci manganu, 0,5 czesci krzemu, 0,03 czesci glinu, 0,01 czesci fosforu i 0,02 czesc i siarki. Otrzymano takie same wyniki jak opisane w przykladzie I.Przyklad III. Powtórzono przyklad I z zastosowaniem mieszaniny pokrywajacej nosnik utworzonej z 60 czesci melaminowej zywicy termoutwardzalnej, 40 czesci poliwinylowej zywicy i 5 czesci czarnego barwnika, oraz substancji rdzeniowej zawierajacej 99 czesci zelaza, 2 czesci wegla, 2 czesci manganu, 2 czesci krzemu, 0,1 czesci glinu, 0,05 czesci fosforu, 0,05 czesci siarki. Uzyskano efekty podobne do opisanych w przykladzie I.Przyklad IV. Powtórzono przyklad I z zastosowaniem mieszaniny pokrywajacej nosnik utworzonej z 40 czesci polimeru butadienu, 8 czesci zywicy fenoloformaldehydowej oraz 8 czesci zywicy fenoloformaldehy¬ dowej z fenolofurfurolowa, oraz substancji rdzeniowej zawierajacej 97,0 czesci zelaza, 0,95 czesci wegla, 1,06 czesci manganu, 1,05 czesci krzemu, 0,04 czesci glinu, 0,03 czesci fosforu i 0,04 czesci siarki. Uzyskano wyniki bardzo podobne do opisanych w przykladzie I.4 81 013 PL PL PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Nosnik do wywolywacza elektrostatycznego zawierajacy substancje rdzeniowa i powloke zywicowa, zna¬ mienny t y m, ze substancja rdzeniowa zawiera od 95,0 do 99,0 czesci zelaza, od 0,1 do 2,0 czesci wegla, od 0,5 do 2,0 czesci manganu, od 0,5 do 2,0 czesci krzemu, od 0,03 do 0,1 czesci glinu, od 0,01 do 0,05 czesci fosforu i od 0,02 do 0,05 czesci siarki. ftac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL PL PL