Brevet FR2000379A1 — publié le 19690905

La présente invention concerne un appareil d'enregistrement électrostatique et en particulier un dispositif d'enregistrement électrostatique comportant un moyen amélioré pour éliminer le colorant dit "toner" résiduel subsistant sur la surface de l'agent d'enregis trement 5 électrostatique après le transfert de l'image* Il est bien connu d'enregistrer électrostatiqueraent une image visible que l'on désire obtenir sur une surface d'enregistrement électrostatique ou une feuille d'enregistrement présentant une couche superficielle diélectrique mince et uniforme, en appliquant un potentiel 10 entre des électrodes d'impression ou en forme d*aiguilles disposées au voisinage de la feuille d'enregistrement de manière à former une image électrostatique latente et à soumettre l'image électrostatique latente à un pigment ou à un colorant, appelé "toner". Ce procédé est généralement appelé procédé direct et il est largement utilisé dans la trans-15 mission d'une information visible, telle que des chiffres, des lettres et des caractères. Ce procédé de l'art antérieur est relativement coûteux du fait que la surface d'enregistrement électrostatique doit être formée sur la feuille d'enregistrement elle-même0 Un dispositif de transmission de l'information a été utilisé 20 dans les années récentes dans lequel une information visible constituée par divers chiffres, lettres et caractères, est transmise sous forme d'un signal électrique qui est à nouveau transformé en une image visible à la station de réception ~u moyen d'un appareil d'enregistrement électrostatique» Dans 1eappareil d'enregistrement de ce type, la feuille 25 d'enregistrement est utilisée principalement pour fournir temporaire-sent une information visible» L'utilisation d'un papier d'enregistrement qui comporte une surface d?erireyistresnent électrostatique coûteuse comme ci-dessus décrit n'est pa$3 de ce faits économique» De plus, une information visible reçue au posta de réception de l'information ne 30 peut être reproduite sur une feuille --"l'enregistrement voulue» Uh dispositif de transmission de l'information utilisant un dispositif -iîerîregistreaîent électrostatique utilise de ce fait un dispositif dit du type transfert capable dienregistrsr une information visibla aux êas feuilles ordinaires choisies à volonté sans nécessiter 35 ces îfs-ttillss J9^nrsgi£".rsiaert type ci«dsssus décrit» Le dispositif du type \rf.2jfer comprend ui noy-*?n d'-snrôgistrssjenf électrostatique ou une cc-iixïoie «ans fin qui circule rour affectusr successivement sous forae dîun -ïyclcs la f: .rl lu -is v?*loppanent î»t le transfert d'une irsage «Isetros ta 40 étanr. casm p&x une c-surroi« BAD ORIGINAL 69 00722 2000379 laquelle a été déposé un film d*une résine diélectrique0 La formation de. 1«image électrostatique latente est assurée par axemple en appliquant un potentiel électrique représentant un signal d3information entre des électrodes aiguilles disposées en contact avec 5la surface de la courroie sans fin et en faisant apparaître une charge électrique sur la surface de la courroie sans fin par une décharge Corona» L'image électrostatique latente ainsi formée est développée en amenant une fine poudre de fer portant un toner, un pigment en particules ou un colorant enduit avec un matériau résineux, à être en contact 10 avec la surface de la courroie sans fin au moyen d'une brosse magnétique et en permettant au toner d'être attiré sur la seule image latente. L,iffiaqe ainsi développée est transférée sur une feuille ordinaire en mettant la feuille en pression avec intervention d'un champ électrique» Du toner en excès reste cependant sur la surface de la 15 courroie sans fin après le transfert de l'image de sorte que ce toner restant doit être complètement éliminé pour permettre les opérations cycliques suivantes d'enregistrement électrostatique. Le toner rémanent ou résiduel devait jusqu'ici être retiré de la surface du moyen d'enregistrement électrostatique ou de la courroie 20 sans fin en faisant tourner à haute vitesse une brosse cylindrique en contact avec la dite surface pour' chasser par essuyage le toner rési« duel de la dite surface de la courroie sans fin, la dite brosse cylindrique étant positionnée en arrière d'un poste de transfert et sa sur» face étant constituée par un matériau poilu doux, tel que de la peau ds 25 lapin, et en amenant le toner à être collecte sur un filtre au aoy-an d'un dispositif à vide. La brosse doit cependant être fréquemment remplacée étant donné que son action décroît par accumulation de toner sur sa surface poilue» De plus» le dispositif à vide produit un bruit lorsqu'il fonctionne 30 pour s'opposer â la dispersion du toner. Outre le procédé de développement a s^c ci«dessus décrit, on utilise maintenant très largement un procédé de développement â I 'hnrai-de mettant en oetivre un liquide diélectrique dans lequel est dispersé un toner.étant donné que le toner peut être traité facilement» Cepen~ 35 fiant, le procédé pour essuyer ou éliminer le toner tel que ci-dessus décrit, n'est pas applicable au traitement du toner dans le procédé ce développement liquide. La présente invention a3 en conséquence, pour objet,de fou;air •-ja dispositif d'enregistreraent électrostatique améliore «emportant i 40 toyen d'sssuvaas capable d'essuyer le tu>»er re^iduel présent siu *>?• BAD ORfGiNÀL. 69 00722 2000379 moyen d'enregistrement électrostatique après le transfert d'une image développée avec une poudre ou un liquide et qui est utilisable de façon répétée grâce à un procédé de nettoyage. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dis-5 positif d,enregistrement électrostatique amélioré dans lequel le nettoyeur liquide utilisé pour nettoyer le dispositif d'essuyage qui porte le toner résiduel enlevé du moyen d,enregistrement après le transfert de l'image, est purifié pour permettre un usage répété. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la 10 description détaillée faite ci«après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels t Fig. 1 est une vue en élévation frontale et coupe partielle d' un mode de réalisation de la présente invention; Fig. 2 est une vue en perspective aggrandie montrant une modi-15 fication du filtre représenté dans la figure lj Fig. 3 est une vue en élévation frontale et coupe partielle d* une modification du moyen de nettoyage du toner résiduel représenté dans la figure 1 et, Fig. 4 est une vue semblable à la figure 3 illustrant une autre 20 modification du moyen de nettoyage. Dans la figure 1, la référence lO désigne un moyen d'enregistrement électrostatique sans fin passant sur une paire de cylindres métalliques 11 et 12. Le moyen d'enregistrement électrostatique 10 comprend une courroie sans fin en caoutchouc conducteur usuelle lOa et 25 un film résineux diélectrique 10b qui adhère sur la surface externe de la courroie de caoutchouc sans fin lOa, le dit film lOb constituant la surface d'enregistrement électrostatique. Le film résineux diélectrique lOb peut, de la manière usuelle, être constitué par exemple en téréphta late de polyéthylène, en polycarbonate ou en chlorure de polyvinyle. 30 Les cylindres 11 et 12 sont entraînés en synchronisme par un moteur (non représenté) dans la direction des flèches. Comme cela est bien connu, une pluralité d'électrodes 14 en forma d'aiguilles espacées les unes des autres par des isolateurs 13 sont disposées au voisinage de la surface d'enregistrement du moyen 35 d'enregistrement électrostatique. Les électrodes 14 en forme d'aiguille sont connectées à une source de signaux (non représentées) pour être alimentées sélectivement avec des signaux électriques. La surface d* enregistrement du milieu d'enregistrement électrostatique ÎO est chargé par l'électrode aiguille 14 qui reçoit le signal pour former sur la 40 dite surface l'image électrostatique voulue. h' t * i/V 69 00722 4 2000379 Un moyen de développement est prévu en aval des électrodes aiguilles 14 et comprend un réservoir de développement 15 pour emmagasiner un agent de développement liquide dans lequel est dispersé un toner contenant, comme cela est bien connu, un pigment ou un colorant et un 5cylindre de développement 16 dont la partie inférieure est immergée -dans la masse de l'agent de développement liquide A» Le cylindre de développement 16 comporte un noyau 17 monté de manière à pouvoir tourner en continu et sa surface périphérique est recouverte avec un matériau plastique en mousse spongieuse 18 capable d'absorber le liquide. 10Le matériau plastique en mousse 18, lorsqu'il est immergé dans l'agent de développement liquide, transporte le toner dispersé dans celui-ci pour l'alimenter à la surface d'enregistrement du moyen d'enregistrement électrostatique 10, en coopérant successivement avec la surface d'enregistrement et il permet de cette manière de développer l'image latente 15 électrostatique sur le moyen d'enregistrement. Un moyen de transfert est prévu au-delà du dit cylindre de développement 16. Comme cela est bien connu, un cylindre de transfert 19 est prévu de telle manière qu'il soit constamment sollicité contre la surface du cylindre 11 supportant le moyen d'enregistrement 10 qui 20passe entre eux, au moyen de ressorts non représentés. Entre le dit cylindre de transfert 19 et le moyen d'enregistrement ÎO est engagée une feuille de transfert 21 enroulée sur une bobine d'alimentation ÎO. La feuille de transfert est entraînée vers le cylindre 11 par le cylindre de transfert 19 qui tourne en synchronisme avec le cylindre 11 et 25 elle est reprise par une paire de cylindres d'entraînement 22 après que le transfert de l'image formée sur le moyen d'enregistrement électrostatique ait eu lieu. On peut, comme cela est bien connu, créer entre le cylindre de transfert 19 et le cylindre 11 un champ électrique au moyen d'une source non représentée, champ qui soit approprié à la po-30 larité du toner chargé pour aider au transport du toner sur la feuille de transfert. Le toner résiduelf présent sur le moyen d'enregistrement électrostatique 10 après transfert de l'image, doit être complètement éliminé de celui-ci pour les enregistrements électrostatiques cycliques 35 suivants. A une certaine distance du cylindre de transfert 19 est ainsi prévu un moyen pour éliminer le toner résiduel, moyen qui constitue la caractéristique principale de la présente invention. Plus en détail, une brosse rotative 25 est disposée en contact avec la surface d'enregistrement en un point en amont des électrodes 40 aiguilles 14 et en aval c!uposte de transfert de l'image. La dite brosse 69 00722 s 2000379 rotative comprend un cylindre métallique 24 et un moyen d'essuyage ou un élément formant brosse 25 qui est collé sur la surface périphérique du dit cylindre métallique 24, la dite brosse 23 ayant une surface munie d'un certain nombre d'éléments à poil court tels que du velours. 5 L'élément de brosse 23 est placé dans un réceptacle 26 contenant un nettoyeur liquide B et il est entraîné en rotation de manière à se déplacer dans la direction opposée à la direction de circulation du moyen d'enregistrement* Le réservoir 26 est constitué par une première chambre 27 dans laquelle est montée la dite brosse rotative 25 et une se-10 conde chambre 28 qui communique avec la partie inférieure de la dite première chambre. Dans la dite seconde chambre est montée une pompe 30 comportant une canalisation d'aspiration 29 dont l'orifice d'aspiration est disposé dans la masse du nettoyeur liquide et dont la canalisation d'éva-15 cuation 31 s'étend vers le haut et aboutit à une buse 33. La buse 33 traverse la paroi de la première chambre 27 avec son extrémité avant disposée au voisinage de l'élément de brosse 23. Dans la partie inférieure de la première chambre 27 est disposé un filtre remplaçable 34 qui comprend une paire d'électrodes 35 et 36 20 constituées chacune, par exemple, par un réseau de fils dont le nombre de mailles va de plusieurs à 200 et un matériau diélectrique poreux spongieux 37 ayant une épaisseur comprise entre 1 et 300 mm inséré entre les dites électrodes 35 et 36, les dites électrodes recevant un potentiel compris entre 200 et 2000 volts fourni par une source de courant 25 continu (non représenté). Comme cela sera décrit plus en détail ci-après, le nettoyeur liquide,dans lequel est dispersé un toner,se trouvant dans la première chambre 27, est purifié par le filtre 34 pour amener le toner à être capté par le filtre 34 et le nettoyeur liquide purifié est ensuite alimenté à la seconde chambre 28. Le nettoyeur liquide est 30 constitué par un liquide incapable de dissoudre le toner mais dans lequel le toner peut être facilement dispersé. Des exemples de liquide utilisable sont les hydrocarbures de la série paraffinique, le tétrachlorure de carbone et le fréon. Le fonctionnement du dispositif de la présente invention est 35 le suivant. Tout d'abord, les rouleaux 11 et 12 sont entraînés en rotation dans la direction des flèches pour amener le moyen d'enregistrement 10 à circuler en continu dans la même direction. Un signal électrique, habituellement un potentiel continu négatif, est envoyé sélectivement aux électrodes aiguilles 14 qui produisent à leur pointe une 40 décharge Corona pour amener le film résineux diélectrique 10b ou la 69 00722 6 2000379 surface d'enregistrement électrostatique du moyen d'enregistrement ÎO, à être chargé avec un potentiel négatif de manière à former une image électrostatique latente. Le moyen d'enregistrement 10 portant la dite image électrostatique latente se déplace et arrive au cylindre de déve-5 loppement 16, Le cylindre de développement 16 tourne dans la direction de la flèche de sorte que le matériau plastique sous forme de mousse vient en contact avec la surface d'enregistrement électrostatique pour alimenter l'agent de développement liquide A à celle-ci. Un toner chargé positivement,transporté par l'agent de développement liquide, est 10 attiré vers la charge négative de l'image électrostatique latente pour former une image visible. Le moyen d'enregistrement électrostatique 10 portant l'image visible, se déplace en continu vers le cylindre de transfert 19 où la feuille de transfert 21 provenant de la bobine d'alimentation 20 est 15 maintenue sous pression contre le moyen d'enregistrement électrostatique positionné sur la surface périphérique du cylindre 11,ce qui amène 1* image visible sur la surface d'enregistrement à être transférée sur la feuille de transfert avec l'aide du champ électrique négatif formé dans le voisinage, La feuille de transfert 21 portant l'image ainsi trans-20 férée est reprise par les cylindres d'entraînement 22 et coupée si nécessaire à la dimension voulue, ' Après le transfert de l'image, la surface d'enregistrement sur laquelle se trouve du toner résiduel progresse jusqu'à la brosse rotative par suite de la rotation des cylindres 11 et 12, La brosse rota-25 tive 25 tourne dans la direction opposée à celle dans laquelle circule le moyen d'enregistrement électrostatique, comme représenté par une flèche, et l'élément de brosse 23 contacte la surface d'enregistrement et essuie le toner résiduel qui s'y trouve. Les poils courts de l'élément de brosse 23 doivent, de préférence, être suffisamment souples 30 pour ne pas endommager la surface d'enregistrement, mais ils doivent être assez rigides pour ne pas se coucher lorsqu'ils sont soumis au nettoyeur liquide B, La hauteur des poils doit être comprise entre 0,5 et 10 mm et, de préférence, entre 1 et 2 mm. Si on le désire, des poils peuvent être plantés directement sur la surface du cylindre métallique 35 24. La pompe 30 est entraînée pour amener le nettoyeur à s'écouler par la canalisation d'évacuation 31 et à être éjecté depuis la tuyère 33, ce par quoi le toner déposé sur l'élément formant brosse 23 est rincé et dispersé dans le nettoyeur B« Etant donné que le liquide net-40 toyeur B est mis en circulation par l'action de la pompe 30 à travers 69 00722 7 2000379 la seconde chambre 28, la pompe 30, la tuyère 33 et la première chambre 27, il est filtré et purifié par le filtre 34 avant de s'écouler dans la seconde chambre 280 A savoir, le toner chargé positivement est complètement capté par le matériau diélectrique poreux 37 tout en étant 5 attiré vers celle des électrodes 35 et 36 qui est négative, de sorte que le nettoyeur liquide purifié peut être envoyé à la seconde chambre 28 pour pouvoir être réutilisé. Le moyen d'enregistrement 10 dont le toner résiduel a été éliminé par la brosse rotative 25 est à nouveau utilisé pour un autre cycle 10 d'enregistrement électrostatique. La majeure partie du liquide de nettoyage versé sur l'élément de brosse 23 tombe dans le réservoir 26 parce que les poils courts éliminent bien le liquide. Etant donné que l'élément de brosse 23 arrivant sur la surface d'enregistrement est maintenu humide par le nettoyeur liquide, il est très efficace pour l'élimination 15du toner résiduel pendant le cycle suivant. Ce procédé est ainsi applicable également au procédé de développement à sec dans lequel on utilise un toner sec. En pratique, des électrodes de décharge (non représentées) peuvent de préférence être prévues pour éliminer la charge qui subsiste sur la surface d'enregistrement électrostatique après éli-20®ination du toner résiduel et avant le cycle opérationnel suivant. Un cylindre auxiliaire (non représenté) peut être prévu en contact avec la brosse rotative 25 avec interposition du moyen d'enregistrement, de manière à contrôler la pression de contact entre la brosse rotative 25 et le moyen d'enregistrement ÎO. De plus, un potentiel négatif peut 25être appliqué sur la brosse 25 pour accélérer l'élimination du toner résiduel. Un filtre 38 ayant la construction représentée dans la figure 2 peut être utilisé au lieu du filtre 34. Le filtre 38 comprend une pluralité de plaques électrodes 39 espacées et parallèles et des élé-30ments 40 en un matériau diélectrique poreux, insérés chacun entre deux plaques électrodes adjacentes. Des plaques électrodes alternées 39 forment un groupe entre lequel est appliqué un potentiel. Le filtre 38 ainsi constitué présente l'avantage qu'il ne constitue pas un obstacle à l'écoulement de l'agent de nettoyage liquide par comparaison avec les 35électrodes 35 et 36 du mode de réalisation précédent. La figure 3 représente une modification du moyen pour éliminer le toner résiduel, qui constitue la caractéristique essentielle de la présente invention. D'une façon similaire au mode de réalisation précédent, l'agent 40de nettoyage liquide B est contenu dans un réservoir 26 comportant une 69 00722 8 2000379 première chambre 27 et une seconde chambre 28 qui communiquent entre elles à la partie inférieure et une pompe 30 placée dans la dite seconde chambre 28 avec sa canalisation d'aspiration 29 immergée dans 1* agent de nettoyage liquide. Au dessus de la première chambre 27 est 5 positionné un cylindre 42 qui tourne dans la direction de la flèche, c'est-à-dire une direction opposée à celle du mouvement de la surface 10 d'enregistrement électrostatique, le dit cylindre 42 comportant un dispositif de nettoyage ou un matériau souple 41,spongieux ou du type du feutre,d'adsorption du liquide,qui est collé sur la surface péri-10 phérique du cylindre 42 en contact face à face avec la surface d'enregistrement du moyen d'enregistrement électrostatique» Au voisinage du dit matériau souple 41 est disposée l'extrémité ouverte d'une tuyère 33 connectée à la canalisation de refoulement 31 de la pompe 30. A la partie inférieure du cylindre 42 se trouve un cylindre 43 qui est monté 15 à rotation de manière que le cylindre 43 s'enfonce partiellement dans le dit matériau souple 41 de manière à constituer un moyen de pression et qui coopère par sa surface périphérique avec un élément en forme de palette 44. Le toner qui peut rester sur la surface d'enregistrement après 20 le transfert de l'image est essuyé par le dit matériau souple 41 et il est ensuite rincé par l'agent de nettoyage alimenté depuis la tuyère 33. Cependant, une partie du toner résiduel reste encore sur le matériau souple, ensemble avec l'agent de nettoyage liquide,, Lorsque le cylindre 42 tourne, le matériau souple 41 contenant l'agent de nettoyage est 25 pressé entre les cylindres 43 et 42, de sorte que l'agent de nettoyage contenant le toner qui subsiste encore, se trouve exprimé du matériau souple de manière à éliminer complètement le toner du matériau souple. L'agent de nettoyage liquide restant sur la surface du cylindre 43 avec le toner est évacué de celle-ci par l'élément 44 en forme de palette 30 et est ainsi empêché d'être entraîné sur toute la périphérie du cylindre 43. Le matériau souple 41 est plus ou moins humide après avoir été exprimé, ce qui est efficace pour l'opération suivante d'élimination du toner. Une modification supplémentaire du moyen pour éliminer le toner 35 résiduel est représenté dans la figure 4 dans laquelle les parties correspondantes sont désignées par les mêmes références que dans la figure 3 et ne sont pas décrites. Dans la modification représentée, le moyen de nettoyage comprend une pluralité de cylindres 45 et une courroie 46 en un saatériau 40 souple absorbant 1'eau, tel que de l'éponos ou du feutre, qui passe sur 69 00722 9 2000379 les dits cylindres 45, la dite courroie étant en contact avec la surface d'enregistrement du moyen d'enregistrement électrostatique et progressant dans la direction de la flèche sous l'action des dits cylindres 45o Entre deux cylindres 45 adjacents, à savoir celui sur la gau-5 che et celui positionné dans la partie inférieure respectivement de la figure, sont montés une paire de cylindres de pression 47 entre lesquels la courroie passe en étant pressée» Le toner résiduel essuyé par la courroie souple 46 est rincé par l'agent de nettoyage liquide provenant de la tuyère 33 et il est 10 de plus éliminé, ensemble avec l'agent de nettoyage liquide, de la courroie souple 46 lorsque la courroie est exprimée par les dits cylindres 47. 69 00722 2000379 REVENDICATIONS 1»- Un appareil d'enregistrement électrostatique comprenant un moyen mobile d'enregistrement électrostatique comportant une surface d'enregistrement électrostatique, un moyen pour fournir une image la— 5 tente électrostatique sur la dite surface d'enregistrement électrostatique, un moyen de développement pour alimenter un toner sur la dite image électrostatique latente, un moyen pour transférer 1'image,développée sur la dite surface d'enregistrement électrostatique>sur un autre matériau et des moyens pour éliminer le toner résiduel présent 10 sur la dite surface d'enregistrement après le transfert de ltimage,caractérisé en ce que le moyen pour éliminer le toner résiduel comprend un dispositif d'essuyage balayant la dite surface dtenregistrement pour essuyer de celle-ci le toner résiduel, une tuyère pour envoyer un agent de nettoyage liquide sur le dispositif d'essuyage, un réservoir pour 15 emmagasiner l'agent de nettoyage liquide qui est projeté par la tuyère et dans lequel est dispersée une certaine quantité du toner déposé sur le moyen de nettoyage, des moyens pour faire circuler 1'agent de nettoyage liquide pour l'alimenter à la dite tuyère et un filtre pour éliminer le toner dispersé dans l'agent de nettoyage liquide. 20 2.- Un appareil d'enregistrement électrostatique selon la re- I vendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'essuyage balaie la surface d'enregistrement électrostatique dans la direction opposée à celle du mouvement de la dite surface d'enregistrement, 3.» Un appareil d'enregistrement électrostatique selon la re-25 vendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'essuyage est constitué par une brosse rotative comportant en surface un certain nombre d'éléments à poil court» 40- Un appareil d'enregistrement électrostatique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'essuyage est constitué 30 par un matériau absorbant souple et un moyen de pression exprimant du dit moyen d'essuyage l'agent de nettoyage liquide projeté par la tuyère, 5,- Un appareil d'enregistrement électrostatique selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif d'essuyage comporte un arbre rotatif avec, sur la périphérie de cet arbre, le matériau 35 absorbant souple, le moyen de pression étant constitué par un rouleau et le matériau souple passant entre l'arbre rotatif et le rouleau, 6,- Un appareil d'enregistrement électrostatique selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif d'essuyage comporte une pluralj..^ de cylindres et un matériau souple absorbant en forme de 40 courroie mt sur les dits cylindres, 1s noyen de pression compor 69 00722 " 2000379 tant une paire de cylindres entre lesquels passe la dite courroie. 7«~ Un appareil d'enregistrement électrostatique selon les revendications 1 ou 4 caractérisé en ce que le filtre comporte une pluralité d'électrodes et des matériaux diélectriques poreux insérés entre 5 deux électrodes adjacentes, une tension continue étant appliquée sur les électrodes.