Brevet FR2010913A1 — publié le 19700220

Dans le procédé de xéropraphie, par exemple,c-omme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2.297.691 on applique une charge électrique uniforme sur la surface d'un cliché xérographique présentant une couche de matière isolante photoconductrice sur un support conducteur et on ltexpose ensuite au sujet ou document à reproduire, habituellement par des techniques de projection classiques. Cette exposition décharge les zones du cliché conformémenti l'intensité du rayonnement qui les atteint et crée ainsi. une image latente électrostatique sur ou dans la couche photoconductrice. Le développement de l'image latente est effectué au moyen d'une matière finement divisée présentant une charge électrostatique, comme une poudre électroscopiquequi est mise en contact superficiel avec une couche photoconductrice et y est maintenue électrostatiquement suivant une configuration correspondant à l'image latente électrostatique. Ensuite, l'image de poudre xérographique développée est habituellement transférée sur une surface de support sur laquelle elle peut Autre fixée par nus importe quel moyen approprie. Dans un appareil automatique utilisant les principes de xéro- graphie, il est courant d'utiliser un cliché xérographique sous la forme d'un tambour cylindrique qui est mis continuellement en rotation pour être soumis à des opérations successives comprenant une charge, une exposition, un développement et un transfert. Au cours- du cycle de fonctionnement, des copies sont- reproduites sur une surface de support et après le transfert, le cliché est nettoyé avant entre réutilisé.Il est courant de charger le cliché xérographique par une effluve de polarité positive au moyen d'un dispositif générateur d'effluves ayant une électrode qui, lorsqu'elle est alimentée, en potentiel supérieur au seuil de production d'effluves, produit une émission d'ions en couronné qui se déposent uniformément sur la surface du cliché. -Des exemples typiques de ce dispositif générateur d'effluves utilisés jusqu'ici sont ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 2.777.957 et N 2.836.725, chacun d'eux comprenant d'une façon générale, un ou plusieurs fils forjnarit des électrodes qui sont supportés relativement près de la surface à charger.Un écran métallique mis à la masse, entoure en général, une électrode à l'exception dtune ouverture par laquelle la charge est émise et qui est destinée à attirer émission en excès qui en émane, afin de maintenir-le courant appliqué au cliché xérographique à un niveau susceptible de ne pas surcharger-le cliché.- 'tes-incon- vénients des générateurs d'effluves de la technique antérieure résident dans le fait que L'écran ou autres éléments environnants consomment jusqu'à 84 % de la totalité du courant de charge, tandis que seuls les 16 % restant ont pour effet d'appliquer une charge de la façon voulue à la surface réceptrice comme un cliché xérographique. La présente invention concerne un dispositif perfectionné générateur d'effluves pour appliquer une charge électrostatique à une surface réceptrice. l'appareil générateur d'effluves de la présente invention est capable-d'une dissémination beaucoup plus efficace de l'émission d'efflaves,de manière à utiliser un pourcentage important du courant de charge pour 11application d ta charge à la surface réceptrice par rapport à la quantité de- courant détournée vers l'écran. On y parvient en utilisant une électrode en "Nylon" ou matière isolante analogue entre le fil métallique générateur d'effluves et la partie fermée de ltécran. Les charges,qui se rassemblent sur l'élec- trode isolante et émanant du fil métallique générateur'd'effluves, ont un effet réfléchissant ou directeur qui peut augmetter l'efficaci- té de la charge de l'ordre de 40 %. Par conséquent, la présente invention a notamment pour objet: - un nouveau dispositif générateur d'effluves pour appliquer une charge électrostatique à une surface réceptrice ;' - un dispositif générateur d'effluves capable d'un meilleur rendement et d'une plus grande efficacité en fonctionnement,de façon qu'une proportioin/sensiblement plus grande de a totalité du -courant soit efficacement utilisée pour appliquer une charge à une surface réceptrice - un dispositif générateur,d'effluves qui utilise une électrode faite en une matière isolan-te pour avoir un effet directeur qui augmente l'efficacité de charge du dispositif ;; - un dispositif générateur d'effluves, destiné à être utilisé dans une machine xérographique automatique, dont le fonctionnement est sensiblement plus économique que, celui des ensemDes analogues de la technique antérieure. D'autres avantages et caractéristiques de l'intention ressor tirent de la description. qui va suivrr, faite en- regard'du dessin. annexé et donnant à titre explicati; mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l t invention. Sur ce dessin la figure 1 est un schéma d'un appareil typique suivant la présente invention la figure 2 est une élévation de cEté d'un dispositif de charge à effet corona construit suivant l'invention la figure 3 est une vue par dessous du dispositif la figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 1 ; et la figure 5 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté une tireuse xérographique automatique, du type fonctionnant en continu, utilisant,dans une application typique donnée à titre illustratif, un cliché sérogra- phique cylindrique et un dispositif de charge d'un type qui sera décrit plus en détail ci-après. Le cliché xérographique cylindrique 19 se compose d'une couche de matière photoconductrice 22, comme du sélénium vitreux, sur un support conducteur 21 par exemple en aluminium. La matière photoconductrice 22 est sensibilisée avant l'expo- sition au moyen d'un dispositif générateur d'effluves 26 ou à effet corona, qui comprend une nouvelle électrode isolante 28 de la présente invention et qui est excité- par une source appropriée 27 de potentiel élevé. le cliché ou tambour xérographique, lorsqu'il fonctionne, tourne à une vitesse uniforme dans le sens indiqué par la flèche,de façon qu'après que des parties de la périphérie du tambour sont passées en regard de l'ensemble de charge 26, et ont été uniformément chargées, elles passent sous un projecteur 29 ou autre dispositif destiné à exposer le cliché chargé à l'image à copier, en produisant ainsi une image latente électrostatique suivant une configuration correspondant à l'image lumineuse projetée depuis l'original sur la surface du tambour. A mesure que la surface du tambour continue à se déplacer, l'image latente électrostatique passe en regard d'un poste de développement 30 qui est du type à développement en cascade et qui comporte un récipient externe au couvercle 31,ainsi qu'une auge à sa base contenant une réserve de matière révélatrice 32. Cette dernière est ramassée au fond du récipient 31 et est versée en cascade sur la surface du tambour par une série de godets 33, fixés à une courroie transporteuse sans fin commandée 34. La matière révélatrice 32 comprend un mélange révélateur à deux composants contenant des particules de marquage colorées, finement divisées, d'une matièricolorante et des perles beaucoup plus grossières d'un véhicule. les perles du véhicule servent à la fois à désagréger la matière colorante, et à la charger en fonction des positions relatives de la matière colorante et du véhicule dans la série tribo-électrique.Lorsque les perles du véhicule auxquelles s'accrochent les particules de la matière colorante sont versées en cascade sur la surface du tambour, le champ électrostatique émanant de la configuration de charge sur le tambour enlève les particules de matière colorante des perles du véhicule et les attire pour développer l'image. Les perles du véhicule,ainsi que les particules de matière colorante non utilisées pour développer l'image, retombent ensuite dans le récipient 31 et l'image développée est amenée au contact d'une bande de copie 36 qui est pressée contre la surface du tambour entredeux rouleaux fous 37,de façon qu'elle se déplace à la même vitesse que la périphérie du tambour. Un ensemble de transfert 38 est placé au-dessous de la bande et à une légère distance de cette dernière entre les rouleaux 37.Cet ensemble est de m8me nature que le mécanisme 26 de charge du cliché et fonctionne suivant le principe de décharge à effet corona. Le dispositif de transfert est également connecté à la source de potentiel élevé de même polarité que celle utilisée pour le dispositif de charge,de sorte qu'iL dépose une charge sur le verso de la bande 36 qui est de m8me polarité quota charge appliquée au tambour et de polarité opposée à celle des particules de charge utilisée pour développer l'image. Cette charge appliquée au verso de la bande 36 attire les particules dqiatière colorante depuis le tambour,en surmontant la force d'attraction existant entre les particules et la charge du tambour.Il convient de noter qu'on peututiliser de nombreuses autres techniques de développement avec la présente invention. Après le transfert de l'image de matière colorante sur la bande .36, cette dernière passe sous un ensemble de fixation 39, qui fait fondre l'image de matière colorante sur la bande 36 pour la fixer défini cas, on tivementSans le présent /a représenté un dispositif de fixation du type à chauffage, cependant, on peut également utiliser d'autres techniques connues dans le domaine xérographique, consistant par exemple à soumettre l'image de matière colorante à une vapeur de solvant, etc.Après la fixation, la bande est enroulée sous forme d'une bobine 41 analogue à la bobine 40 de laquelle elle a été initialement déroulée, tandis que le tambour continue à tourner en passant sous une brosse de nettoyage 42, qui le prépare en vue d'un nouveau cycle de fonctionnement. Des caches appropriés, étanches à la lumière, sont prévus dans le système pour empocher les rayons lumineux d'atteindre la surface du tambour, hormis ceux utilisés pour la projection de l'image, pendant la durée de la rotation du tambour, tout de suite avant la sensibilisation par le dispositif générateur d'effluves 26 jusqu'après le passage de la surface du tambour en regard du poste de développement 30. En se référant maintenant à la figure 2, on a représenté en élévation latérale un dispositif de charge à effet corona conçu suivant la présente invention. En se rapportant plus précisément auidessins, sur lesquels les mimes numéros de référence désignent les mimes pièces sur les diverses figures, la structure représentée, qui est donnée à titre d'exemple d'une forme de réalisation pratique, consiste en une enveloppe formant écran, mise à la masse, de préférence en aluminium ou en acier inoxydable. L'écran a une section droite généralement en forme d'U renversé et présente une paroi supérieure 50 et des parois latérales 52 qui sont perpendiculaires à la paroi supérieure 50. Dans la forme de réalisation de l'invention représentée sur la figure 4, les parois latérales 52 se terminent par des parties convergentes 54 dont chacune est disposée suivant angle d'environ 45 par rapport à sa paroi latérale 52, et qui sont espacées pour former une ouverture ou sortie 56 de décharge à effet corona, à la base,ayant une largeur d'environ 12,7 mm, tandis que le numéro de référence 58 désigne un fil métallique à haute tension en n'importe quelle matière convenable, insensible à la corrosion, comme l'acier inoxydable, un alliage de platine, etc, ayant une surface externe uniforme et un diamètre d'environ 0,089 mm. le fil métallique 58 est tendu entre des blocus60 et 62 en une matière isolante appropriée et est fixé à ces derniers, ces blocs étant disposés entre les parois latérales 52 et étant fixés aux extrémités de l'écran par des vis de fixation appropriées 64, traversant la paroi supérieure et vissées dans les blocs isolants, ou de n'importe quelle autre façon convenable, un doigt conducteur 66 étant fixé au bloc isolant 62 et une extrémité du fil métallique 58 étant fixée audit doigt 66 en 68, comme représenté, le doigt 66 étant disposé de façon à toucheùne barre conductrice appropriée transportant un courant à haute tension, comme c'est habituellement le cas dans ce type de dispositif.L'autre extrémité du fil conducteur 58 est fixée au bloc isolant 60 par une goupille 70, tandis qu'une plaque conductrice 72, fixée à l'extrémité adjacente de la paroi supérieure 50 par un boulon 74, présente une partie terminale 76 qui est mise à la masse dtune façon convenable par un conducteur avec lequel le doigt 76 vient en contact. La forme de section droite de l'écran du fil matallique générateur d'effluves ntest pas nécessairement limitée à une configuration rectangulaire. Cette forme est préférée pour une question de facilité de fabrication et de montage. Evidemment, on pourrait utiliser une forme circulaire ou analogue, à condition qu'elle permette de suspendre le fil métallique générateur d'effluves sensiblement le long de son axe longitudinal et qu'elle présente une fente longitudinale d'une largeur susceptible d'empocher un dép8t excessif des ions sur le cliché, en fonction de la vitesse et de L'espacement du cliché par rapport à la fente pendant une opération de charge.Il convient de noter que l'utilisation d'un écran est facultative,comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2.777.957 > et que le fil conducteur,avec ltélectrode 28, pourrait charger le cliehé 19. Selon les nouvelles caractéristiques de l'invention, une électrode 28 en matière isolante, qui peut comprendre des matières polymères isolantes, comme le "Nylon", des substances polyacryliques, une résine de phénbl et de formaldehyde, des polycarbonates, des silicones, etc, est placée entre le fil métallique 58 et la paroi supérieure 50 et szetend le long du fil 59, T8électrode 28 est relié par chaque extrémité aux blocs scIants 60 et 62 de ntimporte quelle façon convenable. l'électrode 28 peut avoir des formes géométriques différentes de la forme semi-cylindrique représentée sur la figure 4. Par exemple, l'électrode 28 peut entre en forme de "C" renversé, comme on le voit sur la figure 5, sur laquelle le fil métallique générateur d'effluves 58, est partiellement entouré par ltélectrode 28, ou même entouré eigrande partie. En fonctionnement, lorsque le potentiel appliqué entre le fil métallique 58 et le cliché xérographique 19 représenté sur la figure 1 dépasse la valeur de seuil de l'intervalle d'air compris entre eux, une émission du type à effet corona, consistant en un certain nombre de mollécules d'air ionisé, est produite. le potentieMpositif 27 appliqué entre le fil métallique et le cliché provoque une circulation des ions vers le cliché et en direction de l'écran. l'élément isolant 28 se charge sensiblement en même potentiel que celui apparaissant au fil métallique 58 et par conséquent, il a pour effet de repousser les ions circulant dans sa direction et de les diriger vers la surface réceptrice 22. La résistivité électrique relative de l'isolant 28 est importante. Par exemple, une matière- ayant une résistivité de in15 ohm-centimètresa un meilleur effet directeur, lorsqu'on l'utilise dans l'invention, qu'une matière ayant une résistivité de 105 ohm-centimètres,en supposant que l'écran soit mis à la masse. Si l'élément isolant est "flottant" du point de vue électrique, sa conductivité est moins importante.L'utilisation d'une électrode 28, de forme et de dimension analogues à celles représentées sur les figures 4 et 5, augmente le courant générateur d'effluves vers la surface 22 d'environ 40 %, en comparaison des diSpositifs générateurs d'effluves de la technique antérieure. Il convient de noter, en se référant à la figure 5, que l'effet de l'écran sur émission des effluves engendrée par le fil métallique 58, diminue à mesure que la dimension de ltélectrode 28 augmente, jusqu'au point d'entourer entièrement le fil métallique. La forme géométrique de l'électrode est tellqu'elle constitue essentiellement un réflecteur et en plaçant correctement le fiiétallique, on obtient une meilleure direction ou focalisation des ions sur la surface du cliché 19. A cause de cette possibilité de maintenir unigrarde efficacité du courant générateur d'effluves, l'ensemble peut entre utilisé plus près du seuil d'émission avec des effluves que précédemment,seuLl qui apparat d'une façon typique/ un fil métallique de 0,089 mm à environ 3600 volts pour une décharge positive à effet corona. Dans l'appareil de forme ramassée décrit,il est possible d' utiliser plusieurs ensembles de charge qui améliorent l'application d'une charge uniforme pour obtenir de plus grandes densités de courant d'émission d'effluves plus uniformes sur la surface réceptrice. Naturellement l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et ltesprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif générateur d'effluves pour appliquer une charge à une surface réceptrice, caractérisé en ce qu'il comprend en combi naison (a) un dispositif pour engendrer une décharge à effet corona et placé à distance de ladite surface et parallèlement à celle-ci, (b) un dispositif pour eonnecter le dispositif de décharge à effet corona à une source de potentiel convenable et, (c) un élément isolant situé au voisinage du dispositif. de décharge à effet corona, l'élément isolant se chargeant sensiblement au potentiel appliqué au dispositif de décharge à effet carona;de manière à repousser vers la surface la partie de la décharge dirigée vers ledit élément. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément isolant entoure partiellement le dispositif de décharge à erfet corona. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émément isolant entoure sensiblement le dispositif de décharge à effet corona. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément est en un polymère isolant. 5. Appareil selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que ledit élément isolant est plaçé par rapport au dispositif de décharge à effet corona, de façon à avoir des effets optimaux de direction et de focalisation. 6. Appareil selon l1une des revendications précddentes, caractérisé en ce que 11 élément isolant est "flottant9! du point de vue électrique. 7. Appareil xérographique comprenant un tambour xérographique, présentant une couche photoconductrice sur un substrat conducteur, et un moyen pour-fairvtourner continuellement le tambour en regard de plusieurs postes de traitement, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de décharge à effet corona selon l'une des revendications précédentes pour appliquer une charge électrostatique à la surface du tambour. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend (a) un écran conducteur présentant au moins deux parois électriquement isolantes fixées l'une à l'autre et à distance l'une de l'autre, (b) un dispositif pour supporter l'écran à peu de distance de la surface photoconduetrice du tambour, le dispositif de décharge à effet corona comprenant une électrode de décharge à effet corona stétendant d'une façon générale longitudinalement entre les parois de l'écran et qui est sensiblement entourée par ce dernier et se trouve au voisinage d'une ouverture longitudinale de 1'écran pour permettre de diriger les ions produits par la décharge du type effet corona vers la couche photoconductrice, l'élément isolant prétendant d'une façon générale longitudinalement entre les parois de l'écran et étant reliées entre elles et situées entre l'électrode et la partie fermée de l'écran.