Brevet FR2034987A1 — publié le 19701218

' 2034987 La présente invention est relative au fixage thermique d'une image formée par une poudre au moins partiellement fusible, déposée sur une surface de support. Elle concerne, plus particulièrement, les procédés de reproduction électrophotographique. 5 Les révélateurs en poudre habituellement utilisés en électrophotographie comprennent un pigment ou colorant et un liant adhésif fusible, le tout étant finement broyé. Une fois l'image de poudre déposée sur le support final,on fixe le pigment ou colorant en fondant au moins partiellement le liant. Il existe trois moyens principaux connus de produire un tel fixage î la fusion par une 10 vapeur, la fusion par contact et la fusion par rayonnement. Dans la fusion par une vapeur, on utilise un liquide qui dissout au moins le liant du révélateur en poudre, mais qui peut aussi dissoudre tout le révélateur, si bien que le liant se soude au support et enrobe l'agent colorant. L'application en continu de ce procédé présente trois défauts : afin d'éviter . 15 un report de l'agent colorant sur les rouleaux d'entraînement et de guidage, on est obligé d'avoir un produit parfaitement sac à la sortie du poste de fixage et on doit recouvrir les rouleaux de transport et de guidage d'une gaine de polytétrafluoréthylène et utiliser un liquide empêchant ce report, tel qu'une huile de silicone ; d'autre part, l'installation doit être étanche, car le 20 liquide utilisé est souvent toxique et/ou malodorant ; enfin, ce liquide est généralement perdu et son renouvellement est une dépense qu'il est souhaitable d'éviter. La fusion par contact présente plusieurs particularités avantageuses, mais elle présente aussi des inconvénients : le chauffage des rouleaux est 25 relativement long, et il faut prévoir une régulation de température soignée pour qu'ils conservent la température optimale. Le report de l'agent colorant sur les rouleaux pose les mêmes problèmes que dans la fusion par une vapeur, et les solutions adoptées sont analogues. Ce procédé demande donc un appareillage très élaboré. 30 Le chauffage par rayonnement, au moyen de lampes infrarouge ou de résis tances bobinées par exemple, permet d'opérer plus rapidement, mais il consomme une grande quantité d'énergie pour porter très rapidement la poudre à la température convenable. Généralement, les éléments chauffants ne fonctionnent pas ou fonctionnent à faible régime quand l'appareil est en attente de fonction-35 nement. Le gros défaut de ce procédé est le risque d'incendie, ce qui nécessite . de prévoir des dispositifs régulateurs de sécurité. D'autre part, il est difficile de régler la vitesse de défilement des épreuves sous les radiateurs, car les parties les plus denses absorbent davantage le rayonnement, s'échauffent davantage et ont tendance à faire charbonner le support, tandis que les traits . 40 fins cèdent leur chaleur au support sous-jacent et n'absorbent pas assez de 70 09217 2034987 chaleur pour une fusion complète du liant. L'invention a pour but de fournir un moyen de fixage thermique des images de poudre du type précité, évitant les inconvénients des divers procédés connus, rappelés ci-dessus. 5 L'invention a essentiellement pour objet un procédé pour fixer par fusion une image de poudre au moins partiellement fusible sur la surface du support de cette image, dans lequel on soumet le support portant l'image à la vapeur d'un liquide, caractérisé en ce qu*on utilise un liquide non solvant de ' la poudre, de point d'ébullition supérieur au point de fusion de la fraction 10 fusible de la poudre et ayant une grande chaleur de vaporisation, si bien qu' oi produit la fusion par l'apport de chaleur créé par la condensation de cette vapeur sur les particules de poudre déposées sur le support. Si le support utilisé est perméable au solvant, le traitement par la vapeur peut se faire à travers l'épaisseur du support ; sinon, il est indispensable de traiter la 15 face du support portant l'image de poudre. L'appareillage décrit, servant à la mise en oeuvre de ce procédé, permet d'opérer sur une bande continue, à grande vitesse de défilement. Suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention,on produit la fusion du liant du révélateur électrostatique en poudre déposé sur un support, de 2o manière à former une image visible, afin de fixer cette image, ce support étant en déplacement par rapport à un poste de fixage par vapeur, en apportant la chaleur nécessaire à la fusion par la condensation d'une vapeur sur le support plus froid que cette vapeur. Le liquide qu'on transforme en vapeur est choisi pour ne pas dissoudre le révélateur, si bien que la finesse de l'image 25 n'est pas altérée ; d'autre part, ce liquide doit avoir une grande chaleur de vaporisation et doit avoir un point d'ébullition plus élevé que le point de fusion du liant du révélateur. L'invention peut être mise en oeuvre avec la plupart des dispositifs connus de traitement d'une bande continue par un produit à l'état de vapeur. En fait, on chauffe le liquide dans un récipient fer» 30 mé, jusqu'à la température d'ébullition, de manière que sa vapeur traverse le plan de déplacement de la bande portant l'image à fixer. La vapeur s'élève dans le récipient, traverse un orifice ménagé dans celui-ci et situé en dessous du support, si bien que cette vapeur touche le support et se condense sur lui en libérant sa chaleur de vaporisation, qui est suffisante pour produire 35 la fusion du liant du révélateur, malgré la vitesse de déplacement de la bande. La vapeur, se condensant, retombe dans le récipient. Si le support absorbe facilement le liquide, il n'est pas nécessaire que tout le liquide soit éliminé du support, parce que le liquide imprégnant le support à la sortie du poste de traitement est sans action sur les particules de révélateur. En d'autres ter-40 mes, l'image est définitivement fixée et peut être manipulée sans risque parti 70 09217 2034987 culier de dégradation, dès sa sortie du poste de fixage, même si le support n'est pas parfaitement sec. Au dessin annexé, les deux figures représentent deux dispositifs permettant la mise en œuvre du procédé suivant l'invention et illustrent la manière 5 dont un support portant une image peut être déplacé par rapport à un liquide qu'on vaporise et comment on peut récupérer le condensât et le renvoyer au réservoir de liquide. Un produit pour l'électrophotôgraphie, sous forme de feuille ou de bande • continue, est formé d'une couche dorsale conductrice et d'une couche photocon-10 ductrice déposée sur cette couche dorsale. Comme il est connu, la couche dorsale peut être, notamment, une feuille métallique ou une feuille conductrice non métallique, telle qu'une feuille de papier conductrice. La couche photo- • conductrice peut comprendre un photoconducteur, tel que de l'oxyde de zinc, dispersé dans un liant. Après l'exposition photographique, une image latente 15 électrostatique «st formée sur la surface de la couche photoconductrice. Quand des particules de développateur, ayant la polarité convenable, sont déposées sur cette surface, celles-ci adhèrent uniquement sur les plages portant ces charges, ce qui révèle l'image. Pour obtenir une image qui soit utilisable, c'est-à-dire une image fermement fixée soit à la couche conductrice, soit à 2o une couche réceptrice de transfert, il est nécessaire de fixer cette image, c'est-à-dire de fixer les particules formant cette image sur le support définitif, ce "qu'on fait généralement par fusion du liant du révélateur. Puisque l'image électrophotographique doit être chauffée à température suffisante pour fondre les particules du liant et les souder sur le support 25 définitif, qui peut être la couche photoconductrice initiale déposée sur une feuille cnnductrice ou bien une feuille ou bande de matière isolante, servant de récepteur de transfert, le liquide qu'on utilise suivant l'invention est essentiellement un liquide qui, par condensation, apporte une quantité de chaleur suffisante pour produire la fusion de ces particules. Par conséquent, ce 30 liquide ne doit pas dissoudre le support, ni les constituants du révélateur ; il doit avoir une grande chaleur de vaporisation et un point d'ébullition supérieur au point de fusion des particules fusibles du révélateur. Parmi les liquides présentant ces caractéristiques, on peut citer l'eau, l'ethylènegly-col et les mélanges d'eau et d'éthylèneglycol, notamment. C'est le point de 35 fusion des particules fusibles du révélateur qui fixe le choix du liquide. L'eau est avantageuse, en association avec un révélateur de composition adéquate, quand on utilise un support en papier ou en matériau similaire, ayant une affinité pour ce liquide. L'avantage est que, dans ce cas, il est peu utile ou inutile de rendre l'installation étanche, puisque le coût du liquide est né-40 gligeable et qu'il n'est ni toxique ni nocif pour l'installation. BAD 4 70 09217 2034987 Dans la description détaillée qui suit, on suppose qu'on fait passer dans un poste de fixage thermique un support portant une image électrophotographique obtenue au moyen d'un révélateur en poudre, la vitesse de défilement étant relativement grande. La quantité de chaleur apportée, d'une part, par la 5 vapeur chaude et, d'autre part, par la condensation de cette vapeur, qui se produit dans un temps très court, suffit à produire une fusion convenable du liant du révélateur. ïl n'est pas absolument indispensable de prévoir une zone de refroidissement à la sortie du poste de fixage î néanmoins, ceci peut êtie . utile, car on élimine ainsi tout risque de report du révélateur sur les rou-10 leaux venant au contact de la surface portant l'image fixée. La température de la chambre contenant la vapeur et celle de la vapeur contenue dans cette chambre varient avec le point d'ébullition du liquide particulier utilisé, par exemple de 100°G environ à 200°C environ suivant qu'on utilise de l'eau ou de l'éthylèneglycol. Comme on l'a dit, le révélateur 15 doit avoir un point de fusion inférieur au point d'ébullition du liquide. Le support 10 (Fig. 1) est formé d'une couche 11 dorsale conductrice de l'électricité et d'une couche 12 de produit ptatoconducteur, une image 13 de poudre de révélateur électrophotographique étant déposée sur la surface de la couche 12. Le support 10 peut aussi être formé d'Un matériau isolant sur une 2o surface duquel une image de poudre, formée de particules de révélateur électrophotographique, a été déposée par transfert. Le support 10 peut être foraé d'une feuille unique portant une au plusieurs images, mais ce peut être aussi une bande continue portant une pluralité d'images, disposées longitudinalement et/ou transversalement. 25 Un récipient 15 contient un liquide l^chauffé à la température voulue par un élément 17 chauffant, qui peut être une plaque chauffante ou tout autre dispositif équivalent. Le récipient 15 est obturé jar un bouchon 18, présentant un trou 19 débouchant au voisipage du trajet du support 10. Le support 10 est déplacé au dessus du récipient 15, au voisinage du trou 19, au moyen d'un 30 dispositif transporteur non représenté et en dehors de l'invention, et est maintenu très près de l'orifice 20 de la surface externe du bouchon 13, au moyen des rouleaux 21, 22. On a représenté à la Fig. 1 l'image 13 sur la face du support 10 qui regarde la face 18. Si ce support 10 m'absorbe pas facilement les liquides, c'est 35 à«dira s'il est imperméable aux liquides, d'une manière générale, l'image doit être du côte de la fente 19 pour obtenir une fixation satisfaisante du révélateur, par fusion. En ce cas, le support 10 peut contenir une feuille métallique dotsaiû 3fc une couche de produit photoconducireur. D'autre part, le liquide n& doit pas être un solvant du liant résineux dans lequel le photoconducteur est 40 retenu, et le condensât peut être momentanément éliminé de manière â pouvoir BAD ORIGINAL 70 09217 5 2034987 être utilisé à nouveau, après circulation en circuit fermé. Si le support 10 est en papier, recouvert d'une image de poudre déposée par un procédé électrophotographique, ce peut être l'une ou l'autre face du support 10 qui se trouve en face de la fente 19. En effet, un support en papier est normalement perméa-5 ble aux liquides, si bien que l'image peut être disposée du côté du bouchon 18 ou bien du côté opposé et que le condensât peut être récupéré par essorage, sur la face portant l'image ou sur la face opposée, de manière à pouvoir être utilisé à nouveau. Comme décrit précédemment, le liquide 15 est chauffé et maintenu à sa 10 température d'ébullition, en fournissant ainsi une vapeur chaude qui vient toucher la surface du support 10 en face du bouchon 13. Quand la vapeur vient frapper cette surface, elle se condense, en libérant sa chaleur de vaporisation sur la surface; une plus petite quantité de chaleur est également libérée quand le liquide condensé se refroidit jusqu'à la température d'équilibre à la sur-15 face de contact entre le support et le liquide. Si une quantité suffisante de vapeur est disponible, elle continue à se condenser jusqu'à ce que la température du support soit égale à celle de la vapeur qui ast, elle-même aussi élevée que la température d'ébullition du liquide 15. Cette chaleur est suffisante . pour produire la fusion des particules de révélateur sur la surface du support, 20 quelle que soit la face (portant l'image ou ne portant pas lriaage) qui est en face du bouchon 18. Autrement dit, la chaleur est suffisante pour obtenir une bonne fusion si la vapeur frappe directement l'image ou si elle frappe directement le support. On a trouvé qu'on obtient une bonne fusion quand la vitesse de défilement du support est comprise entre 1,20 m/s ét 3,30m/s; le support 25 défile alors devant la fente 19 pendant environ 1/8 à 1/30 de seconde. A une telle vitesse, le support n'atteint pas la température de fusion dans toute son épaisseur. Dans l'appareil de la Fig. 2, on fait passer un support 10, du même type que celui qu'on a décrit à propos de la Fig. 1. Le liquide 30 est contenu dans 30 un récipient 31 et est dirigé vers le support 10 à travers un poste 32 de chauffage par une mèche 33. Le poste 32 comprend essentiellement un bloc 34 qui contient aussi des éléments 35 chauffants, dont le fonctionnement est réglé par un thermostat 36 ; dans le bloc 34 est ménagée une cavité 37, formant une sorte de puits, au dessus de Laquelle le support 10 se déplace en passant sur un 35 rouleau 38 en amont du poste 32 et entre deux rouleaux 39, 40 en aral du poste 41 de refroidissement situé'immédiatement à la sortie du poste de chauffage. Habituellement, la cavité 37 est obturée par yn couvercle 42, des ouvertures étant ménagées pour l'entrée et la sortie du support 10. Le tube 43 relie le poste de refroidissement au récipient 31. Un dispositif 44 assurant le réglage 40 du niveau est également relié au récipient 31 et maintient constante la hauteur bad original 70 09217 6 2034987 du liquide dans ce récipient. Le bloc 34 et le couvercle 42 peuvent être construits en matériaux peu conducteurs de la chaleur ou bien peuvent être doublés d'un tel matériau. Comme le dispositif représenté à la Fig. 1, celui de la Fig. 2 peut re-5 cevoir un support portant l'image 13 sur la face tournée vers le générateur*de vapeur, c'est-à-dire vers le liquide 30 et vers la mèche 33, ou bien sur la face opposée. Il est évident que la vapeur agit pour fixer l'image sur le support exactement comme dans l'appareil de la Fig. 1. Le"support est ensuite "refroidi dans le poste 41 de refroidissement. Les rouleaux 39,40 servant non 10 seulement au guidage, mais encore à l'essorage du support, Le liquide d'essorage étant renvoyé au réservoir par Le tube 43. BAD ORIGINAL 70 09217 7 2034987 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour fixer par fusion une image de poudre au moins partiellement fusible sur la surface du s ipport de cette image, dans lequel on soumet le support portant l'image à la vapeur d'un liquide, caractérisé en ce qu'on 5 utilise un liquideron solvant de la poudre, de point d'ébullition supérieur au point de fusion de la fraction fusible de la poudre et ayant une grande chaleur de vaporisation, si bien qu'on produit la fusion par l'apport de chaleur créé par la condensation de cette vapeur sur les particules de poudre déposées sur le support. 10 2 - Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on expose la face du support qui porte l'image aux vapeurs du dit liquide. 3 « Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on expose la face du support qui ne porte pas d'image aux vapeurs du dit liquide. 4 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, carac-15 térisé en ce que le dit liquide est l'éthylèneglycol. 5 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dit liquide est de l'eau. 6 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on chauffe jusqu'à son point d'ébullition un liquidé qui ne 2o dissout aucun constituant de la poudre formant l'image, qui présente un point d'ébullition supérieur au point de fusion du plus fusible des constituants de la poudre, et qui présente une grande chaleur de vaporisation et qu'on soumet 1£ surface portant l'image du support en défilement continu directement aux vapeurs du dit liquide. 25 7 - Application d'un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on traite une image obtenue par électrophotographie.