Brevet FR2005543A1 — publié le 19691212

L'invention concerne une couche conductrice très mince-,; pouvant être suffisamment mince pour être transparente, et une pièce conductrice de grand volume, jouant le rôle de connexion, ui peut être reliée à une source de potentiel ou mise à la terre. Elle trouve notamment son utilisation en 5 électrophotographie. Un grand nombre d'artpareils pour 11 électrophotographie comprennent une couche photoconductrice qu'on éclaire par transparence à travers une couche conductrice. On consultera par exemple le brevet belge - 71P CC° à ce su;:et» Le fonctionnement des ippareils électrophotographiques de ce premier type 10 est essentiellement le suivant : on charge électrostatiquement la couche photoconductrice, pendant aue la couche conductrice sous-jacente est reliée à la terre, puis on expose photographiauement la couche photoconductrice à travers la couche conductrice transparente, ce qui forme ".me image latente de charges sur la couche photoconductrice ; enfin, on développe cette image 15 et on la fixe, avec ou sans transfert sur un autre su-port. On admet généralement que la transparence d'une couche conductrice n'est obtenue que pour une épaisseur très petite. Pour un grand nombre de métaux usuels, on n'obtient de couche transparente que lorsque l'épaisseur de la couche ne dépasse pas vingt nanomètres environ ; néanmoins, certains sels 20 métalliques sont encore transparents pour des couches plus épaisses : néanmoins, même en choisissant les matériaux les meilleurs, la construction des appareils électrophotographiques de ce type exige de fixer une connexion sur une couche d'une épaisseur de cent nanomètres environ, au maxirnun. Suivant le brevet français 1 556 091, on fait simplement cette connexion 25 par serrage entre deux mâchoires, ce qui est très satisfaisant pour les produits électrophotographi-ues flexibles, utilisés dans le procédé décrit ci-dessus. En utilisant une pince métallique, le branchement est fait directe-^ ment sur la pince. Dans la plupart des utilisations, le contact ainsi obtenu est satisfaisant pendant toute l'existence de la couche. Il existe un se-30 cond type de prcc'dés électrophotographiques utilisant line couche conductrice transparente. Dans ces procédés, on expose la couche photoccnductrice à travers la couche conductrice transparente rendant -tue cette couche ïihotvconductrice est soumise à un champ électrioue. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d*Améri:-ue 2 8^5 814 indique de placer une couche photoconductri-35 ce sur une surface isolante, en présence d'un champ électrique. On expose photographiquexent la couche photoccnductrice. r:ui devient conductrice dans les plages exposées, si bien que la différence de potentiel entre la couche phctoconductrice et la surface isolante diminue, ce qui produit un transfert des charges électrostatiques decuis le photoconducteur vers la couche iso-40 lante et donne, en définitive, une image latente de charges sur la surface «AD ORIGINAL7 10255 2 2005543 isolée. Pour ex; oser une couche photoconductrice en présence d'un champ électrique, on fait l'exposition à travers une électrode transparente conductrice. Dans ce cas, la pince du brevet français 1 55& 091 ne donne pas satisfaction : le contact électrique, initialement bon, devient assez vite 5 défectueux, même quand on intercale une pâte conductrice entre la couche mince cc-nductrice et la pince, comme il est prévu à ce brevet, qui indique l'utilisation d'une pâte conductrice à base d'arpent. L'invention permet d'assurer un contact électrique satisfaisant entre une couche conductrice mince, pouvant être suffisamment mince pour être 10 transparente, et un conducteur de plus grand volume. Elle a essentiellement pour objet un élément d'un montage électrique reliant électriquement une couche mince de matière conductrice à une connexion de Érrand volume caractérisé en ce qu'il comprend une feuille de matière semi-conductrice en contact électrique avec la couche mince et électriquement 15 reliée à une connexion. Plus précisément, suivant l'invention, on applique une couche mince de matière semi-conductrice, ayant une certaine plasticité et, avantageusement, une certaine élasticité, contre la couche transparente conductrice, et on maintient un bon contact au moyen de mâchoires qui serrent la couche trans-2C parente à un endroit accessible. Si au moins une des mâchoires est métallique, elle peut servir à assurer le contact électrique avec le reste du montage. On entend ici par matière semi-conductrice une matière pouvant former une plaque ou une couche telle qu'un carré de cette plaque ou couche présente Une résistance, mesurée entre deux côtés opposés, comprise entre 10 q 2 8 25 et 10 Jfi. , avantageusement comprise entre 10 Xlet 10 £*■. Bien entendu, .cette résistance est indépendante du côté du carré servant à faire la mesure, mais dépend de l'épaisseur de la plaque ou couche. On désigne parfois la résist nce superficielle par carré, par le terme "résistivité superficielle". Il existe un certain nombre de matières semi-conductrices utilisables . 30 dans l'invention, telles que les matières servant, par exemple, à faire des emballées antistatiques, à assurer une yrotection contre les. décharges co-rcna dans les épissures à haute tension, etc... Un matériau particulièrement avantageux est le ruban élastc- ère ccr.ducteur pour épissures de câbles, vendu car la firme des Etats-Unis d'Amérique : Insulating '"aterials, Separt-35 ment cf ths Chemical and T'etallurrical Division cf General Electric Company, sous la référence "Irricon S—3", bande 42-0^1. Le -c-jint remarquable dans l'invention est ou'un ser,i-c-:nduateur donne pendant longtemps un bon contact avec des couches minces qui supportent .ies densités de courant présentant des variations relativement grandes, tandis 40 sue les pâtes conductrices de bonne cualité, contenant -de l'arrent, ne BAD ORIGINAL* 69 10255 3 2005543 donnent un contact satisfaisant dans les mêmes conditions que pendant peu de temps. Il semble, d'après lea travaux de. la Demanderesse» que ce phénomène singulier puisse s'expliquer de la manière suivante, sans pour autant limi— 5 ter l'invention à cette application. Les décharges électriques dans la couche conductrice produisent des intensités intantanées d'un ordre de grandeur beaucoup plus élevé dans les procédés électrophotographiques du second type» indiqué ci-dessus, où la couche sert d'électrode de champ que dans les procédés électrophotograrhiques du premier type. On calcule que les den-10 sités de courant atteignent 10 A par centimètre carré. La couche conductrice trè^nince supporte ces densités, mais, quand elle est mise en contact avec un très bon conducteur tel qu'un métal ou que la pâte à base d'argent, la densité de courant sur les points ou lignes de contact devient très grande, si bien que la couche est brûlée localement et que le contact ne se fait 15 plus. La couche conductrice, par suite de sa très faible épaisseur, présente une résistance superficielle par carré intermédiaire, de l'ordre de io4n par exemple. Quand on la met en contact avec une couche semi-conductrice plus épaisse qui présente une résistance superficielle par carré du même ordre, l'équilibre des impédances est mieux assuré, si bien que le courant 20 est transmis par une plus grande surface, la transition entre les deux couches étant moins brutale, si bien qu'on n'observe pas de destruction locale de la couche conductrice. Pour obtenir les meilleurs résultats, et obtenir une transition moins brusque entre les deux couches, la couche semi-conductrice doit avoir une résistance superficielle par carré comprise entre g 25 et 10 -H-, ce qui correspond à peu près à un équilibre de conductivité avec la couche mince conductrice. Pour obtenir les meilleurs résultats, la résistance superficielle par carré de la couche de contact ne doit pas différer 2 de celle ds la couche conductri ce de plus de 10 il par carré. Dans la suite, conformément à l'usage, le terme "conducteur"désigne une 30 matière çui est conductrice sous forme d'un volume relativement épais.Comme on considère ici une couche extrêmement mince, sa résistance superficielle 8 par carré peut atteindre une valeur très grande, de l'ordre de 10.£lou même plus. ÎTéanmoins, certaines matières j.euvpr.t Stre> 'tnnVî^s 'ou scuti-.Ha ayant une épaisseur telle que 1~. moitié du rayonnement qui frappe cette couche la 2 35 traverse, tout en ayant une résistance superficielle de 1C SI par carré, seulement. La relation exist int entre la r'sist.noe superficielle par carré, la transparence et l'épaisseur de ces couches est étudiée au Certificat d'Addition 88 325/1 311 86C. D'autre pari, le terme "semi-conducteur", concernant la matière de liai-40 son, signifie que la résistivité de cette matière est intermédiaire entre BAD ORIGINAL 69 10255 4 2005543 celle d'un corps- habituellement consicéré comme conducteur et celle d'un corps habituellement considéré comme isolant. î'ais, comme on utilise une couche de liaison beaucoup. Mus cpaisse eue la couche conductrice transparente, il peut arriver .-.ue lu. résist-noe jururf: cielle rar carré ne la ccu-5 che serr.i-conductri ce soit ; lus retite eue celle de la couche conductrice transparente. Comme il a été dit, la résistance superficielle par carré de la couche semi-conductrioe doit être comprise entre environ 1C ^0. et environ Q 2 " 8 IC'fL ; cette résistance-est avantageusement comprise entre 1C £1 et 10 CL . Au dessin annexé s 10 - la Fig. 1 représente schéraaticuen.ent un projecteur de microfilm associé à un dispositif électrophotographicue de restitution du document microfilmé, comprenant une couche conductrice transparente reliée électriquement à une source de différence de potentiel : et - la Fig. 2, qui représente, à une très grande échelle, une partie du 15 dispositif électrophotographique associé 'ai projecteur de la Fig. 1, montre le détail de la connexion de cette couche conductrice transparente, suivant un mode de réalisation de l'invention. La partie supérieure de l'appareil, désignée par la référence 11 générale, est un projecteur de microfilm qui projette l'image du document micro-20 filmé sur un ensemble comprenant un support 1 transparent, par exemple, un support de pellicule photographiée, une couche 3 transparente, déposée sur ce support, et une couche 2 photoconductrice, déposée sur la couche 3 conductrice. La couche 2 photoconductrice peut être, par exemple, du type décrit au Certificat d'Addition 86 809/ 1 359 0Ç5> et la couche 3 conductrice trans-25 parente peut être, par exemple, du type décrit au Certificat d'Addition 88 325 / 1 311 86C. Ces documents décrivent, respectivement, des couches photcconductrices contenant, comme agents photoconducteurs, des arylamines et, comme agents sensibilisateurs, des sels de pyryjii.m ou de thiapyryliurr., et des couches conductrices transparentes contenant un sel métallique, tel 30 aue l'iodure d'arrent, disperse dans un liant fi Irnorène, tel que de l'acétate de polyvinyle. Une coi^che £ isolante est placée très près de la couche r-hoto conductri ce. Cette couche S est avantageusement une couche de pol;--éthylène eu de tio:xyde de titane dispersé dans un liant approprié, déposée sur une feuille ? de papier ordinaire. Derrière cette feuille 7 se treuve 35 ur. plateau 9 conducteur. On branche une source T0 de différence de potentiel entre la couche 3 transparente conductrice et le plateau Ç, ce qui produit un champ électrostatique et une différence de potentiel entre la couche 3 et la surfa.ee de la couche 8 isolante. Pendant l'existence de ce champ, en ferme, au n.cyen 40 d'un rayonnement actinique, une image du document à reproduire sur la .. ' BAD ORIGINAL 69 10255 5 2005543 couche.2 photoconductrice au moyen du projecteur 11 de microfilms. Les plages exposées de la couche photoconductrice devienrent conductrices, ce qui augmente la chute de potentiel dans la lame d'air (très grossie aux Fig. 1 et 2) comprise entre la couche . Lctoconductrice et 1^ surfuce de la couche 8 5 isolante, ce oui produit un transfert de charges sur la si:rface de la couche 8. On forme ainsi sur la couche 8, déposée sur le support f de papier, une image latente électrostatique qu'on peut révéler, par exemple, par poudrage. Comme il a été dit, si on se contente d'assurer par serra.-e la connexion 10 de la couche 3 extrêmement mince, le contact électriaue devient rapidement défectueux, même en interposant une couche de pâte, conductrice de l'électricité, à "base d'argent. La Fig. 2 illustre comment.cette connexion est faite, suivant un mode de réalisation de l'invention : une partie de la couche 3 est mise à nu, par 15 élimination de la couche 2 photoccnductrice. Ce résultat peut être obtenu de plusieurs manières, par exemple en dissolvant'une partie de la couche photo conductri ce dans un solvant ne touchant pas la coi-che conductrice. On peut aussi déposer ces couches à la trémie, en utilisant pour la couche photoconductrice une trémie ayant une ouverture un peu plus courte aue pour 20 la couche conductrice transparente. Une petite feuille 6 de matière suffisamment plastique, ayant avantageusement une certaine élasticité et ayant us résistivité intermédiaire entre les matières conductrices et les matières isolantes est placée en face de la partie dénudée de la couche 3. La feuille 6 et la couche 3 sont pressées, en contact intime, l'une contre l'autre au 25 moyen de deux mâchoires 4?5 de serrage. La mâchoire 5* oui porte sur la feuille 6 semi-conductrice est en matière conductrice et est reliée électriquement à la source 1Q. La feuille 6 relie donc électriquement la couche 3 conductrice, assez mince pour être transparente et la connexion formée par la mâchoire 5. 30 Les exemples suivants illustrent l'invention. EXETFLE 1 On construit un appareil conforme à la Fig. t, la connexion fixée à la ccuche 3 conductrice, consistant en une pince avec interposition-de pâte conductrice à l'argent. Vorès cent tirages, on constate brusquement une bais-35 se de qualité des copies, qui deviennent grises et peu derses. Un exaie» de l'appareil montre que le contact entre la rince et la couche 3, plus préci-sèment entre la pâte à l'argent et la ccuche 3»-est devenu défectueux. EXEKPLB 2 ■ ........ On dépose sur une feuille, transparente de polyester, ay-mt 300. x.*75 mm, 40 une couche d'iodure cuivreux dispersé dans un lianjt, ayant une épaisseur bajvoriginal" 69 10255 6 2005543 voisine de TOCnm . On dépose ensuite une couche photoconductrice sur la couche contenant l'iodure cuivreux. On dissout deux bandes de couches photoconductri ces situées à deux extrémités opposées de la feuille, au moyen d'un solvant ne touchant pas la ccuche contenant de l'iodure cuivreux, et on lave 5 avec ce solvant la partie dénudée. Sur chaque partie ainsi dénudée, on dépose une bande de ruban semi-conducteur ayant 25 m;, x 175 mm x 0,15 mm. La résistance superficielle par carré de ce ruban fist de 10^X1.. Des mâchoires métalliques, ayant 6,2 mm d'épaisseur serrent chaque bande sur la couche conductrice. Le contact électrique est établi pour chaque paire de mâchoires 1C métalliques. Le ruban semi-conducteur utilisé est formé d'un ccpolymère cSéthylène et d'acrylate d'éthyle, connu en lui-mlrr.e, contenant du carbone comme charge. Sa composition centésimale pondérale est a;proximativenent la suivante : - Ethylène 50 ? 15 - Acrylate d'éthyle 15 $ - Carbone 35 ^ Cette composition polymère contient aussi un plastifiant formé d'acides stéa-rique et palmitique, d'hydrocarbures aliphatiaues et d'une petite quantité d'un ester de l'acide pht-alioue. 2C Pour étudier la qualité du contact, on fait passer des impulsions électriques à travers ces deux contacts. On mesure la résistance électrique entre les contacts. On fait passer des impulsions de courant, approximativement égales à celles qu'en produit dans un appareil électrophotographique conforme à la Fig. 1. Ces impulsions durent une milliseconde et ont une amplitude 25 àe 0,6 mA ; elles se répètent toutes les secondes. L'essai dure onze jours, ce qui correspond à cent mille impulsions environ. Pendant dix jours, soit pendant environ PO 0CC impulsions, aucune altération du ccr.tact n'est déce- 4 c lable. La résistance mesurée passe de 3j8.10.SÏ. à 1,2.10^X1 pendant la fin de l'essai, néanmoins la valeur finale est encore acceptable. 30 EXEtTIS 3 Des essais faits :vec un appareil de reproduction de microfilms, conforme à la Fi,--. 1 , jaci s muni de connexions suivant au lieu de connexions munies de pâte c.-nductrice, à base d'argent, montrent au'er. fiit 'lus de trois mille tirages sans baisse de s.-u^lité de l'imape obtenue. 35 La matière se::.:!-conductrice de liaison u une épaisseur suffisante et une durée d'existence satisfaisante. 11 est r-référable qu'elle t:ré sente une certaine -'lasticité -our *; -uveir se c- nfcrmer ?. la surface de la ccuche conductrice, même si celle-ci se déferme à l'usa,--'-, si bien que le contact conserve longtemps sa bonne cualité. 40 Bien eue l'invention ait été de cri ".s en c rcidér an+ une couche .ccr.duc- BA£> ORIQIMM. ' 69 10255 2005543 tri ce transparente utilisée con:ire électrode de champ, ceci ne limite pas l'invention. Il est évident, e r. effet, que celle-ci augmente substantiellement la durée des contacts électriques satisfaisants dans des applications analogues,notamment dans le procédé électrophotoprarhique du brevet belge 5 718 CÇ9 / Vi où la couche transparente ccnductrice est reliée à la terre. BAD ORIGINAL 10255 8 2005543 RBVBITDI CATIONS 1 - Composant électrique comprenant une couche mince éventuellement trans parente, de matière conductrice et un organe de connexion électrique, caractérisé er. ce qu'il comprend une feuille de matière semi-conductriœ ayant une résistance superficielle par carré comprise entre 10 fL 8 et 1C\£Î. , en contact électrique par une de ses faces avec la couche de matière conductrice et électriquement reliée au dit organe de con-nexi on. 2 - Composant conforme à le revendication 1, caractérisé en ce que la ma- tiè-; e de la feuille somi-conductrice est souple et avantageusement élastique. 3 — Composant conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il co- prend, en outre, un organe de serrage pour assurer un contact intime de la feuille semi-conductrice et de la couche conductrice. 4 - Composant conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de serrage et l'organe de connexion sont constitués d'une seule pièce sous forme de pince métallique. 5 - Composant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille de matière semi-conductrice est un ruban de matière plastique qui contient une charge conductrice et qui présente une résistance superficielle par carré comprise entre 1o3d et n 1C Si . 6 — Composant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, • caractérisé en ce oue la couche mince de matière conductrice est transparente et est interposée entre un support transparent et une couche photoconductrice propre à l'enregistrement électrophotographique, la feuille de matière semi-conductrice étant au contact d'une surface laissée accessible de la couche conductrice. 7 - Composant conforme à la revendication 6,caractérisé en ce aue les résis tances superficielles par carré de la couche conductrice et de la feuille seci-conductrice différent de moins ii 1C""-»! . 8 - Précédé ie formation d'une ima.-e électrostatique dans lequel on utilise une structure en couches superccsîes comprenant au moins, dans l'ordre : a) une première couche conductrice transparente ; h) une couche -.hotcoonductrice ; o) une couche isolante virtuellement en cntact avec la couche photoco minetrice : et d) une seconde couche conductrice : on relie une source de différence de potentiel électri-ue entre la première et 1" seconde co.-ahes conductri ces, ce oui crée un champ -flec- bad original 10255 trioue à travers 1:". structure en couches superposées, caractérisé en ce qu'on relie la source de différence de potentiel à la couche conductrice transparente er. pressant une feuille tnince de matière se' i—conductrice 3cu.. le et :: :e:..ant élastirue ccn're cette i.ernière couche, er. contact inti~,e fa-ce contre f'-ce, e-4-- -.-l'on i-elie électr-louenent cette feuille à la source de différence de potentiel. BAD ORIGINAL