Brevet FR2009980A1 — publié le 19700213

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs de fusion à chaud et, en particulier, un appareil perfectionné servant à fixer des images de poudre ou pigment électroscopique sur un support. 5 L'invention concerne de manière plus spécifique un appareil de fusion à chaud par rayonnement perfectionné. Bien que l'invention soit considérée comme étant d'application générale, elle est particulièrement utile pour fixer par fusion des images de pigment résineux électroscopique sur dés feuilles de support 10 ou de copie sur lesquelles l'image a été appliquée par dépôt de pigment électroscopique sur une image électrostatique latente. Par exemple, dans le procédé électrographique, une feuille de matière isolante,habituellement du papier, sur un support 15 conducteur, reçoit sur sa surface une charge électrostatique qui est conforme à un motif de charge désiré, créant ainsi une image électrostatique latente . Le développement de l'image latente s'effectue à l'aide de révélateurs qui comprennent, en général, un mélange .d'une 20 poudre à base de résine appropriée pigmentée ou teinte, appelée ci-après pigment, et d'un véhicule granulaire qui sert à produire des charges tribo-électriques sur la poudre de pigment et à véhiculer cette poudre. D'une manière plus spécifique, la fonction du véhicule est d'assurer une maîtrise mécanique du pigment 25 ou d'entraîner le pigment vers la surface d'une image et simultanément d'assurer une homogénéité presque complète de la polarité de la charge. Au cours du développement de l'image, la poudre ou pigment est amenée en contact superficiel avec la feuille et est maintenue sur celle-ci par les forces électrostatiques selon un 30 motif correspondant à l'image électrostatique latente. Divers procédés de développement bien connus des spécialistes sont décrits dans les brevets américains n° 2.618.551 accordé à L. G. Walkup et 2.874.063 accordé à H.G. Greig. Après développement, l'image est normalement fixée sur la feuille électrographique par 35 tout moyen approprié, par exemple par fusion à chaud. On peut utiliser divers types de pigments électrosed-piques finement divisés pour développer les images électrostatiques latentes. Cependant, on a trouvé qu'il est préférable de développer des images de copie au trait à l'aide d'une poudre 40 ou pigment fait de l'une quelconque de diverses résines thermo- 8A0 ORIGINAL 17190 2 2009980 plastiques pigmentées qui ont été . spécifiquement mises au point à cet effet. Divers pigments sont vendus dans le commerce et sont mélangés de façon spécifique pour produire des images denses et nettes, et possèdent des caractéristiques permettant un 5 entreposage et des manipulations aisés. Ces pigments sont mélangés de façon à pouvoir être fixés sur la surface d'un support ou d'un substrat, soit par fusion à chaud, soit à l'aide de vapeurs, selon Implication particulière à laquelle ils sont destinés Les particules de pigment (résine) se ramollissent et arrivent à 10 coalescence lorsqu'on les chauffe ou lorsqu'on les plastifie à l'aide d'un solvant de sorte qu'elles deviennent poisseuses ou adhésives et qu'elles adhèrent facilement à la surface de la feuille de papier.- Par le terme "rendu adhésif", on entend l'état des par-15 ticules de pigment, lorsqu'elles sont chauffées ou plastifiées à l'aide d'un solvant de manière à se ramollir et à se fondre les unes dans les autres par coalescence ainsi que l'état dans lequel elles deviennent poisseuses et adhèrent facilement à d'autres surfaces.- Bien que cet état exige nécessairement 20 que les particules se fondent ou s'écoulent les unes dans les autres pour effectuer une fusion complète, on comprendra que le degré de cet écoulement ne suffit pas pour dépasser la limite du motif selon lequel les particules sont groupées. Afin de faire fondre des images résineuses faites des 25 résines pigmentaires pulvérulentes actuelles du commerce, il faut chauffer le pigment et la feuille de papier sur laquelle il doit être fondu à une température relativement élevée, par exemple environ 162,5°C. Il est toutefois peu souhaitable de chauffer la feuille de papier à une température sensiblement 30 supérieure à 190,5°C en raison de la tendance du papier à changer de couleur aux températures élevées. On sait depuis longtemps que l'un des procédés les plus rapides et les plus positifs pour appliquer de la chaleur en vue de faire fondre l'image de pigment sur une feuille de papier 35 consiste à amener l'image de pigment en contact direct avec une surface chaude, par exemple une platine chauffée. Cependant, comme l'image de pigment est rendue adhésive par la ehaleur, une partie de cette image posée sur la feuille adhère à la surface de la platine chauffée de telle sorte que lorsque la feuille 40 suivante est placée sur la surface chauffée, l'image adhésive original 69 17190 3 2009980 en partie enlevée de la première feuille est transférée sur la feuille suivante ce qui provoque l'apparition décalée de la première image sur le second substrat. Le décalage de la poudre de pigment sur la surface de contact chauffée a conduit à mettre 5 au point des dispositifs de fixage à pression et à chaud perfectionnés du type décrit dans le brevet américain n° 3.268.351 accordé à VJ.G. Van Dorn. Quoique le procédé et l'appareil décrits dans le brevet précité, aient permis d'éviter de manière satisfaisante le problème du"décalage ", cet appareil est onéreux et 10 prend une place appréciable dans une machine automatique. Un autre appareil utilisé pour fixer les images de pigment sur un substrat comprend des dispositifs de chauffage par rayonnement et des réflecteurs. Ces dispositifs de chauffage par rayonnement du type décrit dans le brevet américain n° 2.965.868 accordé à 15 R.W. Eichler, avec des réflecteurs, ont l'inconvénient de provoquer une fusion non uniforme du pigment en poudre sur le substrat en raison du manque d'uniformité des éléments de chauffage par rayonnement situés à l'intérieur du réflecteur, qui provoquent des points chauds localisés ainsi que des zones où le pig-20 ment est insuffisamment fixé sur la surface de support. Cela étant, l'invention a notamment pour buts de procurer : tin appareil de fixage perfectionné d'un pigment électroscopique; 25 un appareil de fusion par rayonnement perfectionné grâce à la suppression de tout fixage non uniforme du pigment électroscopique sur un substrat; un fixage uniforme amélioré d'un pigment électroscopique sur un substrat en déplaçant l'élément de chauffage par rayon-30 nement par rapport à la surface du substrat; un appareil de fixage perfectionné par la fusion uni-.forme du pigment électroscopique sur une feuille de papier maintenue dans une configuration courbe ou semi-cylindrique. Ces buts et avantages de l'invention ainsi que d'au-35 très encore sont atteints à l'aide de plusieurs éléments de chauffage par rayonnement disposés en arc de cercle et supportés sur un plateau tournant de sorte que les divers éléments chauffants sont.disposés continuellement près d'une feuille de papier en mouvement qui porte une image de pigment électroscopique non 40 fondue. . 17190 4 2009980 D'autres buts et. avantages de l'invention ressorti-ront clairement de la description détaillée donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : 5 • la Fig. 1 est une vue en perspective d'un émetteur- récepteur de phototélégraphie électrographique automatique auquel l'invention a été incorporée;. la Fig. 2 est une vue schématique mécanique de l'appareil représenté à la Fig. 1, les capots étant enlevés pour mon-10 trer clairement l'intérieur; la Fig. 3 est une vue en élévation de face à plus gran de échelle de l'appareil de fusion utilisé dans l'émetteur-récep teur de phototélégraphie dans le sens d'avancement du papier; la Fig. 4 est une vue en élévation verticale de l'ap-15 pareil représenté à la Fig. 3 suivant la ligne 4-4; la Fig. 5 est une vue en perspective de l'appareil de développement et de l'appareil de fusion suivant l'invention," une feuille de papier passant entre ces deux appareils . Comme le montre la Fig. 1, l'émetteur-récepteur de 20 phototélégraphie électrographique automatique 100 comprend une platine de support interne 500 présentant une surface semi-cylindrique convexe qui s'étend axialement et une platine de support externe 550 présentant tine surface semi-cylindrique concave qui s'étend axialement, les deux platines délimitant un passage 25 courbe à travers lequel avance une feuille de papier. Un appareil 700 comprenant un dispositif de balayage optique tournant et une tourelle d'enregistrement électrographique est disposé près du passage pour former un poste de balayage et d'enregistrement positionné axialement le long des deux surfaces semi-30 cylindriques sur lesquelles passe la matière de pa-jpier. Lorsqu'on désire transmettre des informations graphiques présentes sur la feuille de papier, on fait avancer la feuille vers le poste de balayage 700 où des si-35 gnaux électriques représentant les informations graphiques de cette feuille sont produits à mesure que le dispositif de balayage optique parcourt ces informations graphiques. Lorsque l'on désire recevoir des informations d'un endroit situé à distance, la partie d'enregistrement de la tourelle-produit sélectivement 40 des motifs de charge électrostatique sur la feuille de papier 17190 5 2009980 lorsque celle-ci est entraînée dans le passage au poste d'enregistrement ou de balayage en réponse aux signaux électriques reçus par l'enregistreur et représentant les informations graphiques que l'on désire faire apparaître sur la feuille. 5 Après avoir formé une image électrostatique latente sur la feuille de papier par le dépôt sélectif de motifs de charge électrostatique sur cette feuille, on rend visibles les motifs de charge représentant les informations graphiques, à l'aide d'un appareil de développement 400 utilisant un pigment électroscopique 10 qui dépose uniformément une certaine quantité de pigment sur la surface chargée de la feuille de papier portant l'image électrostatique latente. Après avoir rendu l'image latente visible, on fixe l'image de pigment à demeure sur la surface de la feuille de papier pour obtenir une copie phototélégraphique des informations 15 graphiques en question. Aux fins du présent mémoire, on se référera principalement à l'utilisation d'un émetteur-récepteur de phototélégraphie dans le mode réception bien que cet émetteur-récepteur puisse évidemment fonctionner comme émetteur et comme récepteur. 20 Lorsque l'émetteur-récepteur de phototélégraphie électrographique automatique 100 est mis en oeuvre dans le mode réception, des feuilles de papier 105 sur lesquelles les informations graphiques doivent être reproduites, sont placées dans la machine dans un plateau 102 situé à l'avant de la machine et directement en dessous 25 d'un secondpLateau 101 utilisé lorsque l'émetteur-récepteur est mis en oeuvre dans le mode émission. Les feuilles de papier 105 sont entraînées à partir du plateau 102 à l'aide d'un distributeur automatique et sont transportées dans le passage délimité entre la platine intérieure 500 et la platine extérieure 550 à l'aide 30 d'un transporteur de feuilles désigné dans son ensemble par 350. Les feuilles sont entraînées vers l'avant dans le passage entre les platines interne et externe 500 et 550, puis vers la zone du dispositif de balayage-récepteur par un mécanisme d'entraîne-35 ment 600. Au niveau de la tourelle de balayage et de réception 700, dès la réception d'impulsions de commande électriques appropriées, le mécanisme d'entraînement 600 quitté la feuille et un mécanisme d'entraînement pas à pas 650 est amené en prise avec cette feuille pour le faire avancer à une vitesse réglée 40 en regard du dispositif de balayage-récepteur 700. 17190 6 2009980 Les informations sont reproduites sur la feuille de papier 105 à l'aide d'un style d'enregistrement électrographique monté sur la tourelle tournante 700 de manière à tourner 5 avec elle et à charger sélectivement une fraction de la surface de la feuille de papier, en réponse aux signaux de commande électriques, à mesure que la feuille avance par-dessus. Les informations que l'on désire reproduire sur la feuille de papier 10 5, sont reçues par l'appareil émetteur-récepteur, décodées 10 par des circuits électriques appropriés et utilisées pour exciter le style d'enregistrement électrographique dans la tourelle 700. En réponse à ces impulsions de commande électriques, la feuille 105 est chargée par voie électrographique de motifs d'image correspondant aux informations reçues par l'appareil 15 émetteur-récepteur. Dès l'achèvement du processus de reproduction, la feuille de papier 105 est entraînée vers l'avant par le mécanisme d'entraînement pas à pas 650 au-dessus d'un dispositif de développement à brosses magnétiques 4.00 où le 20 motif de charge électrostatique latente présent sur la feuille est rendu visible par application des particules de pigment électroscopique qui adhèrent à la feuille de papier dans les zones chargées de celle-ci. Lorsque l'image électrostatique latente sur la feuille de papier a été rendue visible à l'aide 25 du pigment électroscopique, la feuille de papier est à nouveau avancée le long du trajet courbe vers un appareil de fusion 800 où les particules de pigment électroscopique sont fondues sur la feuille pour créer une copie permanente des informations graphiques reproduites sur la feuille 105 . Lorsque l'image de 30 pigment a été fixée sur la feuille 105, ce'tte feuille est amenée à un transporteur de feuilles 900 d'où elle est évacuée de la machine dans le plateau récepteur 103 situé à l'avant de 1'émetteur-récepteur. L'appareil de fusion 800 comprend plusieurs éléments 35 chauffants 350 montés sur un plateau de support 810 fixé à un arbre 815 de manière à tourner avec lui. Le plateau de support 810 est un élément circulaire 811 en une matière électriquement 69 17190 7 2009980 isolente sur lequel sont montés deux anneaux conducteurs concentriques 812 et 813 destinés à coupler électriquement les éléments chauffants 850 à une source de courant appropriée à l'aide de deux balais 822 supportés par le bras 801, chaque balai étant .5 en contact avec un des anneaux 812 ou 813. L'arbre 815 sur lequel les éléments chauffants 850 sont montés, tourillonne dans un bras 801 et dans une tôle de bâti 802 pourvus de paliers appropriés 803 et l'appareil de développement 4°° est fixé à son extrémité opposée de sorte que l'appareil de fusion 800 et l'appa-10 reil de développement 400 tournent à la même vitesse et déterminent un trajet d'alimentation en substance continu grâce à quoi l'image électrostatique latente est d'abord développée par application d'un pigment et ce pigment est ensuite fixé à demeure sur la feuille de papier à l'aide de l'appareil de fusion. La 15 rotation de l'appareil de fusion et de l'appareil de développement est assurée par un moteur MQT-1 qui entraîne une courroie de distribution 817 autour d'un pignon 816 calé sur l'arbre 815. A mesure que l'arbre 815 est entraîné, l'appareil de fusion SOO et l'appareil de développement 400 sont entraînés en 20 rotation près du trajet du papier de manière.que les éléments chauffants 850 passent près de l'image de pigment développée sur la feuille de papier lorsque celle-ci avance selon un trajet semi-cylindrique en regard des éléments chauffants tournants. Les éléments chauffants 850 comprennent plusieurs éléments chauf-25 fant par rayonnement 855 comportant des fils métalliques de ni-chrome 856 enroulés autour de tiges de quartz courbées 857 et connectés aux anneaux de contact concentriques 811 et 812 afin d'être alimentés par la source de courant électrique qui y est connectée. Les tiges de quartz 857 sont fixées à une extrémité 30 dans des attaches 853 et sont supportées par deux blocs isolants en graphite 858, leur extrémité opposée pouvant se déplacer librement dans un des blocs de graphite 858 pour tenir compte de la dilatation et de la contraction thermique. Deux culasses 851 sont installées de part et d'autre des éléments de chauffage par 35 rayonnement 855 pour les protéger contre toute rupture. Une plaque postérieure 852 supportée par les culasses 851 procure une surface reflectrice pour augmenter l'efficacité de l'énergie rayonnante dirigée à partir des éléments chauffants 855 vers la feuille portant l'image développée. 40 En fonctionnement, à mesure qu'une feuille de 69 17190 8 2009980 papier est entraînée vers l'avant par les rouleaux d'avancement pas à pas 650 en vue de fixer une image de pigment à demeure sur cette feuille, les éléments chauffants 850 tournent près de la feuille dans un sens transversal au trajet de 5 l'image de pigment de sorte que l'image est exposée aux éléments en mouvement pour compenser un chauffage non uniforme dû aux irrégularités des conducteurs 856 ou des bobinages entourant les tiges de quartz 857. De plus, en déplaçant les éléments chauffants, on fait circuler une masse d'air chaud uniforme autour de 10 la feuille de papier portant l'image, éliminant ainsi tout accroissement de chaleur localisée ainsi que les difficultés qui y sont associées et que l'on rencontre dans les appareils de fusion par rayonnement connus. Bien entendu, l'invention n'est en aucune manière limi-15 tée aux détails d'exécution décrits auxquels divers changements et modifications peuvent être apportés sans sortir de son cadre. 69 17190 9 2009980 I E V S E D I C A I I 0 li S . 1.- Appareil servant à fixer à demeure tire image du pigment électroscopique sur une feuille de papier à laquelle le pigment adhère électrostatiquement, caractérisé en ce qu'il 5 comprend : un dispositif pour faire passer une feuille portant une image de pigment électroscopique qui y est attachée électrosta-tiquement selon un trajet déterminé tout en la maintenant dans une configuration courbe, 10 un dispositif de chauffage disposé le long du trajet en contact thermique avec celui-ci pour fixer l'image de pigment électrostatique à demeure sur la feuille , un dispositif pour déplacer le dispositif de chauffage en un trajet sans fin transversal au trajet suivi par la feuille 15 en mouvement. 2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comprend plusieurs éléments chauffants supportés de manière à pouvoir tourner près du trajet suivi par la feuille et en travers de celui-ci. 20 3«- Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caracté risé en ce que les éléments chauffants comprennent plusieurs éléments de chauffage par rayonnement résistifs. 4.- Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont fixés à une extrémité et 25 montés à coulisse à l'autre extrémité de sorte qu'ils peuvent se dilater et se contracter sous l'action de la chaleur produite. 5.- Appareil suivant la revendication 3 ou 4> caractérisé en ce que les éléments chauffants sont supportés entre deux culasses disposées transversalement au trajet de la feuille de 30 papier entre ce trajet et un réflecteur disposé parallèlement à ce trajet. 6.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les éléments de chauffage résistifs comprennent des filaments de nichrome bobinés chacun 35 sur une tige en quartz courbe. 7.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont supportés de manière à pouvoir tourner à distance les uns des autres pour amener la feuille de papier thermiquement et cycli- 40 quement en contact avec l'énergie rayonnante afin de produire 8AD ORIGINAL 69 17190 10 2009980 un courant d'air autour d'elle. 8.- Procédé pour fixer à demeure des images de pigment électroscopique sur une feuille de papier à laquelle le pigment adhère électrostatiquement, caractérisé en ce que : 5 on fait avancer une feuille de papier portant une image de pigment électroscopique qui y adhère électrostatiquement selon un trajet prédéterminé. on amène la feuille à prendre une configuration semi-cylindrique pendant son avancement, 10 on fait passer un dispositif de chauffage dans un trajet sans fin transversal au trajet prédétermine de la feuille et en contact thermique avec celui-ci pour fixer l'image de pigment à demeure sur la feuille. 9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en 15 ce que pour faire passer un dispositif de chauffage selon un trajet sans fin transversal à l'avancement prédéterminé de la feuille, on fait tourner un dispositif de chauffage autour d'un axe parallèle au trajet de la feuille pour amener celle-ci cycliquement et ther-miquement en contact avec le dispositif de chauffage et pour pro- 20 duire un courant d'air chauffé autour de ce dispositif. 10.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le mouvement de rotation d'un élément chauffant autour d'un axe parallèle au trajet de la feuille amène celle-ci cycliquement et thermiquement en contact avec l'énergie rayonnante. 25 11.- Feuille de papier ou l'équivalent portent une image de pigment électroscopique qui y est fixée par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10. . OR/GfNAL