Brevet FR2503407A1 — publié le 19821008

Dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique Serial n' 149 537 déposée par la demanderesse, l'image électrostatique latente est développé par électrophorèse de particules de révélateur ("toner") à travers un support liquide qui est un hydrocarbure paraf- finique léger non toxique. L'image humide fraîchement développée est ensuiLe transférée sur une feuille de support à travers un espace d'air. Dans la technique antérieure, une partie du support liquide dans les zones ne formant pas l'image est absorbée par la feuille de support et doit être séchée, ordinairement par la chaleur. Ceci évapore des hydrocarbures dans l'atmosphère ambiante et la quantité évaporé e admise est strictement réglementée par la loi. Ceci réduit la vitesse à laquelle on peut faire fonctionner une machine à copier électrostatique. Un support liquide du type hydrocarbure paraffinique léger non toxique>tel que l'isopar G de la société Exxon Corporationest l'un des hydrocarbures aliphatiques liquides utilisés dans la composition. La mise en contact d'une feuille de support avec l'image fralchement développée provoque des bavures, des taches ou un écrasement de l'image développée. Ceci réduit le pouvoir de résolution. Ensuite, également, la charge des particules de révéla- teur est opposée à la charge de l'image électrostatique latente. Cette disposition est telle dans la technique antérieure que le papier tend à coller sur la surface piitoconductrice, ou isolante, sur laquelle l'image est développée. Ceci produit des difficultés pour séparer la feuille de support portant l'image développée de la surface photoconductrice. La feuille de support habituelle est le papier, et le contact répété du papier avec une image développée humide laisse des fibres de papier sur la surface photoconductrice. Comme toute l'image développée est rarement transférée sur la feuille de support, les fibres de papier contaminent le liquide de dévelop- pement. La demanderesse a découvert, comme indiqué dans les demandesde brevets Ser n0 149 537 (identifiée ci-dessus) et 249 336, que l'on peut éviter ces inconvénients en écartant la feuille de sup- port du photoconducteur pour former un espace et en faisant passer l'image fraîchement développée dans l'espace entre le photoconducteur et la feuille de support en plaçant une charge au dos de la feuille de support au moyen d'une effluve ou analogue. Dans la demande de brevet des Etats-Unis J'Anérique 149 537, la demanderesse décrit un procédé pour transférer à travers un espace des images fraîchement développées par un liquide. La demanderesse décrit des procédés pour former un espace en formant sur la feuille de support des protubérances qui évitent le contact de la majeure partie de la feuille de support avec l'image fraîche- ment développée, en déformant la feuille ou par une -autre technique. Dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique Serial n0 249 336, la demanderesse décrit un autre moyen de mettre en oeuvre ce procédé. On dispose des particules d'écartement pour former l'espace désiré entre le substrat photoconducteur portant l'image électrostatique fraîchement développée et la feuille en les plaçant sur l'image déve- loppée ou en formant des protubérances d'écartement sur la surface photoconductrice, ou isolante, sur laquelle est formée l'image électrostatique latente. La demanderesse a découvert selon l'invention que l'on peut obtenir sensiblement le même résultat par un autre moyen, à savoir en dispersant dans la composition de révélateur selon l'in- vention des particules d'écartement adaptées pour empocher le contact de la feuille de support avec l'image fraîchement développée, de sorte que ces particules sont dispersées dans les zones de l'image développée et les zones du fond, formant ainsi l'espace désiré sur lequel on souhaite qu'ait lieu le transfert de l'image électrosta- tique latente développée. L'invention concerne une composition améliorée pour développer des images électrostatiques latentes par développement par un liquide, dans lequel on forme un espace à travers lequel se pro- duit le transfert. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 915 874 décrit un révélateur liquide à utiliser dans le développement d'une image électrostatique latente et ensuite son transfert sur une feuille de support par contact entre la feuille de support et l'image développée, dans lequel on augmente le pouvoir de résolution en empochant l'écrase- ment des particules de révélateur formant l'image développée. On y parvient en mettant en suspension de fines particules qui sont plus dures que les particules de révélateur dans le support liquide qui est l'un quelconque des hydrocarbures aliphatiques liquides connus que l'on utilise pour former les particules de révélateur en suspen- sion dans un support liquide diélectrique de la tecbnique cé:ieure. Les fines particules anti-écrasement utilisées dans ce brevet sont des matières inorganiques telles que des billes de verre, de l'oxyde de zinc, du dioxyde de titane, de la silice et les analogues. Les fines particules inorganiques ont un diamètre moyen de 1 à 15 p. Ce brevet des Etats-Unis d'.mérique donne une bonne idée de la technique antérieure par rapport à la présente invention en indiquant qu'au-dessus d'un diamètre de 15 P des fines particules dures, il y a une augmentation des taches blanches qui détruisent l'image et le pouvoir de résolu- tion. Il n'y a pas de description de l'utilisation de particules d'écartement de si grande dimension pour empêcher le contact entre la feuille de support et l'image développée pour former un espace. Les "taches blanches" mentionnées dans ce brevet sont des "lacunes" dans l'image transférée. Les particules "fines" de ce brevet ont un diamètre égal ou inférieur à celui des particules de révélateur, de sorte qu'il y a contact entre l'image développée et la feuille de support sur laquelle l'image est transférée. L'invention concerne en général un liquide de sup- port comprenant un hydrocarbure aliphatique à bas point d'ébullition tel qu'Isopar G comme composant liquide de la composition. C'est une fraction étroite d'hydrocarbures isoparaffiniques ayant un point initial de distillation de 1590C et un point de fin de distillation de 1740C. Il a un point d'éclair d'environ 380C. On peut utiliser des hydrocarbures aliphatiques liquides de plus haut point d'ébul- lition tels qu'Isopar M (nom de marque de la société Exxon Corpora- tion), ou des huiles minérales légères telles que Marcol 52 ou Marcol 62 (nom de marque de la société Humble OilS Refining Company). On disperse des particules de pigment finement broyé qui sont chargées. Ces particules chargées sont adaptées pour développer une image électrostatique latente par électrophorèse. On dissémine également dans le liquide de support servant pour former l'espace des particules d'écartement plus grosses pour empêcher que l'image fraîchement deve- loppée ne vienne en contact avec la feuille de support, ces par- ticules d'écartement formant un espace d'air entre la feuille de support et le photoconducteur. La dimension des particules d'écarte- ment n'est pas supérieure à 70 microns et pas inférieure à 20 microns. Les particules de révélateur Chargées de la composi- tion selon l'invention ont un faible rapport charge/masse, de sorte qu'elles forment une image développée qui est moins compacte, ou moins cohérente, et relativement plus pelucheuse et plus épaisse que les images développées de la technique antérieure. Ceci est une caracté- ristique que personne n'a observée jusqu'à présent. Les taches blanches,ou lacunes dans l'image transférée observées d'après ce brevet lorsque les "fines particules" atteignent un diamètre de plus de 15 microns, sont provoquées en partie par son image développée compacte ou fortement visqueuse..Àucua igciiste A.di.S i; te':rnioue antérieure n'a indiqué une canposition 1 i tic dèvelopyement capable de développer une image é]ectrost;,tique latente transférable à travers un espace entre l'image et une feuille de support. On obtient selon l'invention le faible rapport cliarge/masse des parti- cules de révélateur avec une dimension moyenne des particules de révélateur supérieure à celle des particules de révélateur habituel- lement utilisées dans la technique antérieure. L'invention a pour objet une composition de dévelop- pement comprenant un liquide de support, dont l'utilisation réduit la quantité de liquide de support qui est évaporéeà partir d'une feiille sur laquelle est transférée une image développée. Un autre objet de l'invention est une composition liquide de développement améliorée, adaptée pour former un espace d'air entre la surface portant l'image électrostatique développée et une feuille de support sur laquelle l'image développée est trans- férée. Un autre objet de l'invention est une composition liquide de développement dans laquelle un espace d'air est formé entre un photoconducteur portant une image électrostatique développée et le matériau en feuille, qui empêche les bavures, les taches ou l'écrasement de l'image développée au cours de son transfert du photoconducteur sur le matériau en feuille. Un autre objet de l'invention est une composition liquide de développement dans laquelle le développement produit une échelle de gris. Un autre objet de l'invention est une composition liquide de développement dont l'utilisation permet de transférer une image électrostatique développée d'une surface isolante sur des papiers plus grossiers. Un autre objet de l'invention est une composition liquide de développement dont l'utilisation permet le transfert d'une image électrostatique développée sur des feuilles non absorbantes telles que celles faites en nitrate de cellulose, en acétate de cel- lulose, en esters d'hydroxy-cellulose ou les analogues. Un autre objet de l'invention est un liquide de développement dans lequel les traits fins sont reproduits avec une densité plus grande. Un autre objet de l'invention est un liquide de développement qui produit des copies de pouvoir de résolution accru sur une feuille de support. Le mode de mise en oeuvre préféré de l'invention comporte l'utilisation d'un hydrocarbure aliphatique liquide à bas point d'ébullition comme indiqué ci-dessus. Ces liquides sont de bons isolants, ayant une résistivité de 10 ohms.cm ou plus. Les liquides de développement de la technique antérieure contiennent des particules pigmentées de dimension colloïdale en suspension dans le liquide de développement. Ces particules peuvent être chargées dans leur procédé de préparation ou bien elles peuvent être chargées avec un dispositif de charge qui leur donne la polarité désirée. Bien que la technique antérieure spécifie que les particules de révélateur peuvent être de dimension variable, le rapport charge/masse est toujours élevé. Dans la préparation de la composition liquide de développement selon l'invention, on utilise n'importe quelles particules pigmentées de l'art antérieur,mais en s'assurant qu'il y a un faible rapport charge/masse. On utilise à cet effet des parti- cules de révélateur de plus grande dimension,de l'ordre de grandeur de 3 à 7 microns. La demanderesse a observé qu'un faible rapport charge/masse permet aux particules de révélateur de former des amas (ou houppes)qui sont faiblement associésmais peuvent être facilement dissociés lorsque l'on agite le liquide de développement. Ces amas sont des unités amorphes qui sont formées par des particules de révélateur faiblement associées et se situent dans la gamme de dimen- sion de l'ordre de 8 microns jusqu'a 20 microns. La demanderesse a trouvé qu'il est très difficile de vérifier la dimension des amas désirés, spécialement pendant leur comportement en présence d'un champ électrique. La microscopie optique ne se prête pas à l'examen du développement électrophotographique d'images. Dans la plupart des systèmes pour le développement d'images électrostatiques latentes, le révélateur est agité par pompage depuis un réservoir jusqu'à une zone de développement et en retour vers le réservoir. Cette agitation maintient les particules de révélateur disséminées dans le liquide de support. La faible floculation des particules de révélateur observée par la demanderesse indique qu'il y a un faible rapport charge/masse, qui est un élément nécessaire de l'invention. Si l'on utilise un révélateur comprenant un liquide diélectrique et de grosses particules de révélateur ayant un faible rapport charge/masse pour développer une image électrostatique latente, l'image développée sera moins cohérente, moins dense et de viscosité plus faible que les images développées avec des révélateurs de l'art antérieur qui sont bien connus de la demanderesse. La production d'une image développée moins cohérente ou plus pelucheuse est line des caractéristiques qui permet d'atteindre les buts de l'invention avec le degré d'excellence désiré. Cela ne veut pas dire que l'invention ne puisse pas être mise en oeuvre de manière moins efficace lorsqu'on augmente la cohésion de l'image développée. Dans les machines à photocopier, des dispositifs sont prévus pour réduire la quantité de liquide de développement sur l'image développée. Ceci peut s'obtenir par un dispositif égaliseur, un dispositif doseur tel que des rouleaux inversés ou un dispositif à raclette. La quantité de particules de révélateur que l'on utilise selon l'invention peut varier entre 0,1 et 10 % en poids,par rapport au liquide de support. Ceci s'oppose à la gamme habituelle de concen- trations du révélateur d'environ 0,1 à 2 % en poids de particules de révélateur, par rapport au liquide de support. Si le développement est lent, on peut utiliser la limite supérieure de concentration de révélateur mais on ne peut ordinairement pas dépasser la limite supérieure de 2% sans provoquer un changement de coloration des zones du fond. Le procédé selon l'invention permet d'utiliser jusqu'à % en poids de particules de révélateur, par rapport au liquide de support, puisque l'inaoe est transférée à travers un espace d'air et il n'y a pas de changement de coloration des zones du fond. Ceci permet de faire finctionner à une vitesse beaucoup plus élevée une machine à copier utilisant la composition de développement selon l'invent ion. Après avoir déterminé la dimension appropriée des particules de révélateur dans le support liquide spécifique, et en prenant en ccmpte la composition des particules de révélateur de manière à former des ama s facilement dissociés, on peut fournir dans le liquide des particules d'écartement dort le rôle est de former un espace entre l'image développée et la feuille de support sur laquelle l'image doit être transférée. On mesure cet espace depuis la surface isolante portant l'image jusqu'à la surface sur laquelle l'image doit être transférée, puisque cet espace est facile- ment déterminé par les particules d'écartement. L'épaisseur maximale d'une image développée est ordinairement de moinrs de 20 microns, de sorte qu'il y a un espace entre la surface de l'image et la surface de la feuille qui doit recevoir l'image transférée. Le diamètre des particules d'écartement peut varier de 20 à 70 microns, la dimension préférée étant comprise entre 30 microns et 40 microns. Ceci assure qu'il y ait un espace d'air entre le dessus de l'image développée et la feuille de support sur laquelle l'image doit être transférée. On détermine ensuite la concentration des particules d'écartement dans le liquide de support. On l'effectue empiriquement en ajoutant successivement des quantités de particules d'écartement au liquide de support et en l'étalant sur un tambour photoconducteur non chargé en faisant tourner le tambour. On observe ensuite la distance interparticulaire entre les particules d'écartement. Cette distance doit être de 4 mm ou moins. Les particules d'écartement sont distribuées uniformément sur le tambour photoconducteur qui n'a pas été chargé. Les particules d'écartement peuvent être faites en une matière appropriée quelconque qui est insoluble dans le liquide de support. Des matières caractéristiques sont les résines synthétiques telles que les polyacrylates, le polyméthacrylate de méthyle, le poly- éthylène haute densité, les polycarbonates, les amidons naturels, etc. On peut même utiliser des billes de verre si elles ne sont pas brisées, puisqu'elles seraient alors trzs abrasives. Les zones de l'image ont tendance à capter les particules de révélateur à un degr.- plus grand que l-s zones du fond. La demanderesse a trouvé que la forme préférée des particules d'écartement, du point de vue de l'abrasion, est la forme sphérique puisque ces particules tendent à rouler ou a s 'écouler plus facilement et ont donc mains tendance à ray.er le photoconducteur que d'autres formes de particules. Les matières cristallines dures sont fortement abrasives et usent rapidement la surface sensible du photoconducteur. Les particules d'écartement doivent résister à la station de nesure. La demanderesse a trouvé que la forme préférée globale est une pyramide à quatre côtés c'est-à-dire un tétraèdre qui a une base triangulaire et trois faces triangulaires. Cette forme a l'avantage que, quelleque soit son orientation, elle offre le même écartement entre le photoconducteur et la feuille de support; autrement ditle photoconducteur supporte toujours la base et la feuille de support est toujours supportée par un sommet. La quantité de particules d'écartement peut varier de 0,1 à 10% en poidspar rapport au liquide de support. Il est entendu pour l'homme de l'art que le poids spécifique de la plupart des matières dont sont faites les particules d'écartement est supé- rieur au poids spécifique du liquide de support et qu'elles tendent à se déposer rapidement. Le pourcentage réel de particules d'écarte- ment en circulation à un moment donné est difficile à déterminer, sauf par la méthode empirique qui a été indiquée plus haut. La plupart des systèmesentraînent leliquide à partir du fond d'un réservoir et les particules d'écartement tendent à se rassembler rapidement vers ce fond. La concentration des particules d'écarte- ment, que l'on détermine empiriquement, produit toujours une distance interparticulaire de moins de 4 mm dans les zones du fond. Si les particules ont une forme tétraédrique, très peu de celles-ci sont perdues et entraînées par l'image transférée. On notera que la composition selon l'invention permet d'atteindre les buts recherchés. On a proposé une composition de développement comprenant un liquide de support, dont l'utilisation réduit la quantité de liquide de support qui est transféré sur le matériau en feuille et par conséquent évaporéeà partir de celui-ci après le transfert de l'image. On forme selon l'invention un espace d'air indépendamment de l'appareil particulier ou autre dispositif comme indiqué dans les demandes de brevets mentionnées ci-dessus. L'utilisation de la composition selon l'invention évite les bavures, les taches et l'écrasement de l'image développée, augmente le pouvoir de résolution et produit une échelle de gris. En outrela composition selon l'invention permet de transférer les images électrostatiques développées sur une feuille de support non absorbante et peut pro- duire des images de plus forte densité qu'il n'était possible jusqu'à présent avec les images développées dans un liquide. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements sans toutefois s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention. REVEND ICATIONS 1. Composition pour le développement d'images électro- statiqueslat*ntes, caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison un liquide de support diélectrique, des particules de révélateur chargées dispersées dans ce liquide et des particules d'écartement ayant leur plus faible diamètre supérieur à 20 microns et leur plus grand diamètre inférieur à 70 microns, disséminées dans le liquide de support. 2. Composition pour le développement d'une image électro- statique latente sur une surface isolante, caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison un liquide de support diélectrique, une quantité de particules de révélateur chargées dispersées dans ledit liquide et une quantité de particules d'écartement ayant leur plus petit diamètre supérieur à la hauteur de ladite image développée et leur plus grand diamètre inférieur à 70 microns, disséminées à travers le liquide de support. 3. Composition pour le développement d'images électro- statiques latentes caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison un liquide de support diélectrique, des particules de révélateur chargées dispersées dans ce liquide, lesdites particules de révéla- teur ayant un faible rapport charge/masse, et des particules d'écar- tement ayant leur plus faible diamètre supérieur A 20 microns et leur plus grand diamètre supérieur à 70 microns, disséminées dans ledit liquide de support. 4. Composition pour le développement d'images électro- statiques latentes caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison un liquide de support diélectrique, des particules de révélateur dispersées dans ce liquide et des particules d'écartement tétraédriques ayant leur plus petite dimension supérieure à 20 microns et leur plus grande dimension inférieure à 70 microns, disséminées dans le liquide de support. 5. Composition pour le développement d'images électro- statiques latentes, caractérisée en ce qu'elle contient en combi- naison un hydrocarbure aliphatique comme support contenant en dis- persion des particules de révélateur chargées, lesdites particules ayant un faible rapport charge/masse, pour leur permettre de former des amas, et des particules d'écartement ayant leur plus faible di- mension supérieure à 20 microns et leur plus grande dimension infé- rieue_,0 microns, lesdites particules d'écartement ayant la forme d'jt1 tétraedre. 6. Composition pour le développement d'images électro- statiques latentes, caractérisée en ce qu'elle contient en combi- naison un liquide de support isolant contenant en dispersion des particules chargées de révélateur, lesdites particules de révéla- teur ayant u.- faible rapport charge/m2sse pour leur permettre de farmer:!_s amas, e: des particules D'écarterment ayant leur plus petit di. mStre supérieur à la hauteur d'une inmae lectrostatique déveioppJe traitée par ladite composition et leur plus grand dia- mètre inférieur à 70 microns. 7. Composition pour le développement d'images électro- statiques latentes, caractérisée en ce qu'elle contient en combi- naison un liquide de support isolant, contenant en dispersion des particules de révélateur, lesdites particules de révélateur ayant un diamètre moyen de 5 microns et un faible rapport charge/masse pour leur permettre de former des amas, et des particules d'écar- tement disséminées dans ledit liquide de support ayant leur plus faible diamètre supérieur à 20 microns et leur plus grand diamètre inférieur à 70 microns. 8. Composition pour le développement d'images électro- statiques latentes, caractérisée en ce qu'elle contient en combi- naison un liquide de support diélectrique contenant en dispersion des particules de révélateur, lesdites particules de révélateur ayant un fible rapport charge/masse de manière à leur permettre de former des amas, et des particules d'écartement ayant leur plus faible diamètre supérieur à 20 microns et leur plus grand diamètre inférieur à 70 microns disséminées dans ledit liquide de support, lesdites particules d'écartement étant présentes dans ladite composition en quantité appropriée pour mouiller une surface portant une image électrostatique latente de manière que la distance interparticulaire soit de 4 mm ou moins. 9. Composition pour le développement d'images électro- statiques latentes,caractérisée en ce qu'elle contient en combinai- son un liquide de support diélectrique, contenant en dispersion des particules de révélateur, lesdites particules de révélateur avant un faible rapport char-e!nasse pour leur permettre de former des amas. et des particules d'écartement ayant leur plus faible diamètre supé- rieur à 20 microns et leur plus grand diamètre inférieur à 70 microns disséminées dans ledit liquide de support, lesdites particules d'écartement étant présentes dans ladite composition en quantité appropriée pour mouiller une surface portant une image électrostatique latente de telle sorte que la distance interparticulaire soit de 4 mm ou moins, lesdites particules d'écartement ayant la forme d'un tétraèdre. 10. Composition pour le développement d'images électro- statiques latentes, caractérisée en ce qu'elle contient en combinai- son un liquide de support diélectrique contenaut en dispersion des particules de révélateur, lesdites particules de révélateur ayant un diamètre d'environ 5 microns.et ayant un faible rapport charge/masse de manière à leur permettre de former des amas, et des particules d'écartement ayant leur plus faible diamètre supérieur à 20 microns et leur plus grand diamètre inférieur à 70 microns, disséminées dans ledit liquide de support, lesdites particules d'écartement étant présentes dans ladite composition en quantité appropriée pour mouiller une surface portant une image électrostatique latente de manière que la distance interparticulaire soit de 4 mm ou moins, lesdites particules d'écartement ayant la forme d'un tétraèdre.