Brevet FR2041097A1 — publié le 19710129

En xérographie et en arts connexes, il est courant dé déposer une image telle qu'une image de poudre sur un modèle de charge électrostatique se conformant à un modèle de lumière et d'ombre devant être enregistré ou reproduit. Par exemple, un modèle 5 de charge électrostatique connu en cet art comme une image latente électrostatique xérographique, correspondant à un document, une image est formé sur une surface isolante porteuse d'image. Dans les procédés ëlectrographiques antérieurs, un modèle de charge électrostatique correspondant à des symboles ou caractères alpha-10 numériques est déposé sur un moyen d'enregistrement approprié. Un moyen d'utiliser les modèles de charge' latente électrostatique est par développement avec un matériau de poudre finement divisée, ou toner, qui est amené à adhérer à la surface dans uiiê configuration correspondant au modèle de charge électrostatique. Une mëtho-15 de pour développement de tels modèles-de charge latente utilisée dans cet art a été de répandre en cascade, à travers une surface porteuse de charge, un mélange de révélateur à 2 composants tel que divulgué dans le brevet US N°-2.-618.551. One'autre méthode, quant au dépôt de modèle de poudre correspondant à un -modèle de charge 20 électrostatique, comprend le dépôt de poudre' finement divisée sur le modèle de charge, par un corps porteur allongé et flexible tel que, par exemple, un membre fibreux; divulgué dans le brevet US.N°3.251.706. Il a été constaté que des matériaux de fourrure naturelle, lorsque utilisés.pour membre fibreux de développement 25 ci-dessus décrit, procurent des images satisfaisantes. Néanmoins, les fourrures naturelles se sont montrées coûteuses, -et à certaines occasions inutilisables. De plus, les fourrures naturelles sont en principe indésirables en raison des difficultés rencontrées pour faire face aux normes de contrôle de qualité.. Ceci, du fait 30 quxil n'existe pas de qualité de fourrure•d'animaux types et que la longueur des fibres de fourrure eèt•fonction de la saison de l'âge et de la santé de l'animal, du climat"etc. Les matériaux synthétiques de balais révélés antérieurement, devant remplacer la fourrure naturelle, tels que nylon, acrilan et dynel, ne se 35 sont pas montrés aussi satisfaisants que la fourrure naturelle, lorsque réalisant le transfert de toner sur les modèles de charge latente électrostatique. Selon un aspect de la présente invention, on trouve un appareil pour développement d'un modèle de charge électrostatique 40 latente formé sur une surface de support, comprenant un élément 70 10242 2 2041097 balai ayant une surface fibreuse, lesdites fibres de balai étant un mélange de fibres de matériaux conducteurs et isolants, un moyen pour imprégner l'élément balai' d'une matière poudreuse de développement, ladite surface fibreuse adaptée pour maintenir un maté-5 riau en poudre par. attraction électrostatique'/" pendant l'imprégnation, et adaptée pour relâcher ledit matériau poudreux, pour développement d'une image latente électrostatique, et un moyen pour amener l'élément balai en contact de surface avec la surface support, déposant ainsi le matériau de développement sur ledit modèle 10 de charge latente. Selon un autre aspect de la présente invention, on trouve une méthode de; développement d'un modèle de charge électrostatique latente formé sur une surface support, comprenant les phases suivantes : ' -15 l'imprégnation avec un matériau der développement en poudre d'un élément balai ayant des fibres faites d'un1 mélangé'de fibres conductrices et isolantes adaptées pour maintenir le matériau de développement, par attraction électrostatique, pendant l'imprégnation, et pour relâcher le matériau en poudre pour développement 20 dudit modèle de charge électrostatique, et la mise en surface dé contact de l'élément bâlài avec ladite, surface support déposant par là, le matériau de développement sur ledit, modèle' de charge latente. Un exemple de la présente invention apparaîtra du dessin 25 ci-annexé qui consiste en un seul croquis de l'appareil, utilisant les matériaux de la présenté invention. La technique du développement par badigeonnage pour développement de modèles de charge' latente électrostatique déposés sur un.moyen ést décrite dans le brevet US ci-dessus"mentionné, 30 N°3.251.706. Le choix du matériau de balai fibreux où semblable à utilisér dans le système développateur est basé sur certaines .. caractéristiques mécaniques et électriques. Lés propriétés mécaniques qui dirigent ce choix incluent par exemple, mollesse, dou-. ceur et flexibilité-où s.ouplesse du matériau, de façon que supporté 35 à une extrémité, il puisse balayer le modèle de charge, sans abra-• sion indue du moyen. Une caractéristique'-électrique d'importance capitale est la relation triboélectrique convenable avec la poudre -ou toner. A ce point,• il: est noté "qu'un très petit rhombre de matériaux de choix sont• convènaîîles comme poudrés révélatrices, et • 40 il est généralement désirable de charger ces poudres négativement 70 10242 3 2041097 par électrification de contact avec un balai., pour dépôt sur un modèle de charge de polarité positive. D'autres qualités souhaitables de l'élément balai sont l'absence de constituants de formation de pellicule et d'écume, une durabilitë appropriée, force d1 5 inertie chimique, validité ou disponibilité économique. Il a été observé que le développement de surface solide est rehaussé lorsque la conductivité de la fibre balai ou membre semblable est élevée (ou que la résistivité est basse). La conductivité peut être contrôlée en traitant la surface du matériau fibreux avec des 10 résines, colorants ou revêtements similaires. Lorsqu'on utilise des matériaux autres que la fourrure naturelle, comme la fibre, une caractéristique supplémentaire pouvant influencer le choix du matériau est le gabarit tissé dans lequel les fibres sont fixées, à un membre dorsal, alors que la ri-15 giditë des fibres est fonction de la hauteur et de la densité de la masse, lorsque fixées au membre dorsal. Des tentatives antérieures faites pour utiliser des synthétiques ou matériaux autres que la fourrure animale naturelle pour développement par balai de fourrure, se sont montrées rela-20 tivement sans succès, alors que les caractéristiques désirées de fourrure animale tel que contact triboêlectrique correct de toner haute conductivité et souplesse des fibres n'étaient pas trouvées dans les matériaux antérieurs. On a découvert que les caractéristiques désirées de fourrure animale peuvent se rapporcher d'un 25 matériau composite fibreux comprenant des fibres de matériaux conducteurs et isolants. Les matériaux conducteurs procurent la haute conductivité de la fourrure naturelle, alors que la partie isolante du composite procure le contact triboêlectrique correct et peut procurer la douceur de fibre. Tel que mentionné ci-avant, la con-30 figuration dans laquelle les matériaux fibreux sont fixés au membre dorsal, c'est-à-dire hauteur et densité de la masse, commande ou contrôle la mollesse ou la rigidité du matériau composite fibreux. Les matériaux isolants typiques utilisés dans le nouveau 35 balai fibreux composé de la présente invention comprennent: verre, nylon, polymères acryliques et méthacryliques, polyêthylène, rayonne dacron, orIon, arnel, laine, polyacrylonitriles, polyêthylène terephthalate et d'autres polyesters, polyamides, acétates de vinyle, styrèner polyurëthanes, résine modifiée polycarbonates. 40 Les matériaux conducteurs typiques utilisés dans le nou 70 10242 4 2041097 veau balai composite fibreux comprennent graphite acier, cuivre, laiton, aluminium, nickel, platine, chrome, argent, or. Les matériaux de fibres conducteurs et isolants décrits ci-dessus sont entrelacés et tissés ensemble pour former un balai 5 fibreux composite d'une densité et d'une hauteur déterminées à l'avance. Par exemple, fibres d'acier et de verre, fibres de rayonne et d'acier, fibres de rayonne et de verre, fibres de graphite et de verre, et fibres de graphite et rayonne peuvent être tissées â un membre dorsal commun tel qu'étoffe, métal plastique, etc... 10 Les fibres d'acier et de graphite contribuent efficacement à augmenter la basse conductivité de la rayonne et du verre," permettant ainsi aux fibres de perdre la charge globale y étant formée, pour contra lancer la charge emmenée par la poudre révélatrice, alors que les fibres de rayonne et de verre procurent douceur et contact 15 triboêlectrique correct au balai fibreux composite. Les fibres composites procurent un développement amélioré de zone solide du modèle de charge électrostatique latente et se rapprochent ëtroi-^ tement des caractéristiques de développement de la fourrure naturelle. 20 Les fibres après être fixées, au membre dorsal par une résine êpoxy ou toute autre colle appropriée, peuvent être montées sur un membre support, ou le membre dorsal lui-même peut être le support, pour développer les modèles de charge électrostatique latente, tel que décrit ci-après. 25 Comme décrit ci-avant la rigidité des fibres est fonction de la hauteur et de la densité d'amas, aussi bien que des matériaux formant le balai. Pour cette raison, la hauteur d'amas peut être contrôlée de façon* que la surface sur laquelle le modèle de charge électrostatique est déposé n'est pas usée par le balai, pendant le 30 développement. La hauteur amassée peut être aussi contrôlée de façon qu'une distance déterminée à l'avance est maintenue entre la surface porteuse de charge et le membre supportant les éléments fibreux tel que par exemple, on puisse éventuellement observer la surface support, lorsque les modèles de charge se développent. La 35 manière d'entrelacer les matériaux après un membre dorsal, tel que décrit ci-avant est bienconnue des spécialistes en cet art. Le balai privilégié comprend une combinaison composite de fibres d'acier et de verre. La densité d'amas du composite peut s'échelonner d'environ 46.000 fibres par cm2 à environ 155.000 40 fibres par cm2, la hauteur d'amas peut s'échelonner d'environ 0,7cm 70 10242 5 2041097 à environ 1,9 cm, le pourcentage de fibres d'acier dans ce composite peut s'échelonner de 0,5 % environ à environ 4,20, et le pourcentage de fibres de verre dans ce composite peut donc varier de 99,5 % environ à environ 95.8 %. Il est à noter que bien que 5 le nombre de fibres d'acier dans le composite est relativement petit, la zône de surface des fibres d'acier peut varier d'environ 5 % à environ 60 % de la surface du composite, car le diamètre de la fibre d'acier est plus grand que celui de la fibre de verre. 10 La nature générale de la présente invention ayant été dé crite ci-avant, l'illustration nous sera donnée en se référant aux exemples suivants : EXEMPLE I' Des fibres de verre sont attachées en alignement à un mem-15 bre dorsal, par une résine ëpoxy. Des fibres d'acier sont ensuite fixées à ce même membre, en rangée après chaque troisième rangée de fibres de verre. Le composite comprend 62.000 fibres par cm2 99,3 % desquelles sont des fibres de verre et 0,7 % d'acier. La hauteur d'amas de fibres est de 1 cm. 20 EXEMPLE II Des fibres de verre sont attachées en rangs à un membre dorsal, par une résine époxy. Des fibres d'acier sont ensuite alignées et attachées au membre dorsal après chaque deuxième rang de fibres de verre. Le composite comprend 93.000 fibres par cm2, 25 97,9 % étant des fibres de verre et 2,1 % d'acier La hauteur d'amas de fibre est de- 1,3cm.. EXEMPLE III Des fibres de verre sont alignées et fixées à un membre dorsal (d'appui) par une résine ëpoxy. Des fibres d'acier sont en-30 suite fixées en alignement à ce même membre après chaque deuxième rang de fibres de verre. Le composite comprend 12 4.000 fibres par cm2, 96,4 % desquelles sont de verre et 3,6 % d'acier. La hauteur d'amas.de fibre est de 1,58 cm. Se référant maintenant à l'unique figure, un procédé élec-35 trographique employant la présente invention est divulgué. Il est à noter que la présente invention peut être utilisée dans d'autres procédés, tels que xérographie, et que le membre balai décrit ci-dessus peut être utilisé pour nettoyer le toner déposé sur le tambour xérographique. 40 Tel que montré schématiquement par le dessin un moyen d' 70 10242 5 2041097 enregistrement 62, tel que du papier dont la surface de marche est revêtue d'une mince couche de matière isolante, reçoit une image latente électrostatique au poste, d'enregistrement, par la décharge électrique produite à la tête d'enregistrement 41. La décharge électrique est amorcée par unp impulsion de tension commandée par un dispositif de commande 40 Une électrode d'anpui ou dorsale 43 est associée à la tête d'enrecristrement 41 En général, la tê+-e d'enregistrement 41 est pourvue d'une pluralité d'aicruil-les électriquement isolées l'une de l'autre. Les aiguilles sont excitées par le dispositif de commande 40, pour produire des modèles de charge électrostatique latente sur le moyen d'enregistrement 62, correspondant aux caractères ou symboles alphanumériques. Bien que le moyen d'enregistrement 62 soit illustré avec mouvement relatif à la tête d'enregistrement 41, l'inverse est ëaale-ment applicable. Le modèle de charqe peut être formé par ionisation de l'air entre la tête d'enregistrement 41 et l'électrode d'appui, ou par la mise en contact des aiguilles avec le moyen d'enregistrement 62. Il est à noter que la présente invention est destinée au membre pour développement du modèle de charge électrostatique. Le dépôt de charge sur un moyen d'enregistrement dans un modèle correspondant a des caractères ou symboles alphanumériques, peut être fourni en accord avec des techniques conventionnelles courantes, par exemple,celle divulguée dans le brevet US N°3.289.209. Puis, suite au poste d'enregistrement se trouve la station de développement 39. Une courroie de développement passe autour d'une poulie d'entraînement 46 et une ou plusieures poulies d'entraînement 47. La courroié 49 est pourvue de membres porteurs flexibles et allongés, supportés d'un côté sur un membre d'appui 30 et libre à l'autre extrémité, et situés pour balayer la surface porteuse de charge sur le moyen d'enregistrement 62, tels membres porteurs par exemple, étant des fibres de balai ou autre matériau fibreux ou tous membres allongés similaires, ajustés et disposés pour maintenir, sur leur surface, par action électrostatique, des particules de poudre chargées convenablement, telles poudres étant divulguées dans le brevet US N°2.659.670 qui sont appropriées pour dépôt sur/et développement d'une image latente électrostatique. Il est à noter que le membre de développement ne se limite pas à une configuration de courroie mais pèut être, par exemple, un membre cylindrique ayant des porteurs allongés fixés à sa surface externe 70 10242 7 2041097 tel que divulgué dans le brevet ci-avant mentionné US N°3.251.706, un membre semi-cylindrique ayant des porteurs allongés fixés à sa partie cylindrique, un balai morcelé et différentes autres configurations géométriques. 5 Actuellement, on croit comprendre que le mécanisme de dé veloppement illustré, est comme suit. Un membre balai imprégné de poudre est préparé en faisant passer ce membre dans un approvisionnement de poudre appropriée, la poudre adhérant ainsi au corps allongé porteur, apparaîtraient par attraction électrique, à partir 10 d'électricité engendrée par frottement. Quand le balai imprégné de poudre touche le modèle de charge, sur le moyen d'enregistrement, la charge de préférence, attire la poudre chargée, des fibres de balai, provoquant le dépôt de poudre sur les zones de modèle. Une plaque frappeuse (d'amorçage) 48 est montée pour frapper 15 les fibres de balai avant leur contact avec la surface du moyen d'enregistrement. La plaque frappeuse (d'amorçage) est généralement métallique et électriquement reliée à la terre. On pense que le balai porteur de poudre heurtant la plaque métallique permet une charge uniforme de la poudre. La surface extérieure de la 20 courroie de développement à les caractéristiques d'un balai, et présente une multitude de membres porteurs allongés composés de matières de fibre décrite ci-dessus, se prolongeant à l'extérieur, de la surface de la courroie. Au moins une des poulie telle que par exemple la poulie 46 est de façon souhaitable commandée par 25 force motrice tel qu'illustré par le membre 50 monté sur une base d'appui 51 et adapté pour entraîner la poulie 46, par la courroie 52, faisant fonctionner la poulie 53. Situé à proximité de la trajectoire de parcours de la courroie de dévelopnement 49 se trouve une trémie de distribution de poudre 54, contenant un appro-30 visionnement de poudre révélatrice et adaptée pour distribuer cette poudre révélatrice de façon graduelle au membre de développement 49. Un rouleau d'alimentation du moyen d'enregistrement 61 est adaDté pour alimenter (fournir) Te mo"en d'enregistrement 62 lui faire passer le rouleau juide* 63 et la feuill e de développement 35 49. Après être passé entre ces deux membres le moyen ^'enregistrement 62 peut dépasser un rouleau cruide 64, r>uis de manière désirable passer à travers une station de fixage 65, et autour d'un rouleau guide 68 vers un rouleau de ramassage 69. La station de fixage 65 peut être un moyen approprié pour application dè cha-40 leur, vapeur dissolvante ou semblable à la surface du moyen 70 10245 8 2041097 d'enregistrement, et comme illustre, peut consister en une pluralité de dispositifs de chauffaqe 66 montés à l'intérieur d'un car ter 67, adaptés ainsi pour échauffer la feuille continue de trans fert et pour faire fondre la poudre déposée sur sa surface. Le 5 fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus est comme suit. La surface du moyen d'enregistrement 62 est charaée en la faisant passer sous la tête d'enregistrement 41, et le dispositif de commande 40 pour produire les modèles de charge électrostatique latente correspondants aux svmboles ou caractères alphanumériques. 10 Le moyen d 'enrecristrement 62 passe ensuite à la station de développement 39- Là, la feuille continue de développement 49, avec sa surface balai venant en contact avec le moven d'enregistrement 62, dépose un matériau de poudre finement divisée sur la surface du moyen 62 quittant la station de développement, le moyen d'en-15 registrement 62 emporte maintenant le modèle de poudre qui corres pond au modèle de charge électrostatique sur le moyen d'enregistrement 62. Ce moyen d'enregistrement 62 passe par un dispositif de fixacre approprié 65 et ensuite un rouleau de récupération ou tout autre moyen pour utilisation de l'épreuve résultante- 20 70 10242 9 2041097 REVENDICATIONS 1. Un appareil pour développement d'un modèle de charge élec trostatique latente formé sur une surface support comprenant: un élément balai ayant une surface fibreuse lesdites fi-5 bres de balai étant un mélange de fibres de matières isolantes et conductrices, - un moyen pour imprégner 1'élément balai avec un matériau poudreux.de développement, ladite surface fibreuse adaptée pour maintenir, par attraction électrostatique, le matériau poudreux 10 pendant l'imprégnation et adapté pour relâcher ledit matériau pour développement d'une image latente électrostatique, et un moyen pour amener 11 élément balcii en contact de surface avec la surface support, déposant ainsi le matériau révélateur sur ledit modèle de charge latente. 15 2. L'appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits matériaux fibreux isolants sont choisis parmi le groupe Consistant en verre, rayonne, nylon, orIon, laine et arnel. 3. L'appareil, selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites fibres comprennent du verre. 20 4. L'appareil, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits matériaux fibreux conducteurs sont choisis parmi le groupe consistant en graphite, acier cuivre, chrome, argent et aluminium. 5. Le dispositif, selon la revendication 4, caractérisé par 25 le fait que lesdites fibres conductrices comprennent de l'acier. 6. L'appareil selon les revendications 3 et S, caractérisé par le fait que le pourcentage de fibres d'acier dans le balai composite s'échelonne de 0.5 à 4.2. 7. Une méthode de développement d'un modèle de charge ëlec-30 trostatique latente formé sur une surface support comprenant les phases suivantes : imprégnation avec matériau poudreux de développement d'un élément balai ayant des fibres de balai faites d'un- mélange de fibres conductrices et isolantes adaptées pour maintenir par attrac-35 tion électrostatique, ledit matériau de poudre révélateur, pendant 1'imprégnation et adaptées pour relâcher ledit matériau pour développement dudit modèle de charge électrostatique, et la mise en contact de surface de l'élément balai avec ladite surface-support, déposant ainsi le matériau révélateur sur 40 ledit modèle de charge latente. 70 10242 10 2041097 8. La méthode selon la revendication 8, caractérisée par le fait que lesdites fibres isolantes sont choisies parmi le groupe consistant en verre, rayonne, nylon, orlon, laine et arnel. 9. La méthode selon la revendication 9, caractérisée par le 5 fait que lesdites fibres isolantes comprennent du verre. 10. La méthode selon l'une quelconque des revendications 8 à 10- caractérisée par Te fait que lesdites fibres conductrices sont choisies parmi le qroupe consistant en rrrap>>ite acier, cuivre, chrome; argent et aluminium. 10 11. La méthode, selon la revendication 11, caractérisée par le fait que lesdites fibres conductrices comprennent de l'acier. 12 La méthode, selon 1 es revendications 10 e+- 12, caractéri sée par le fait que le pourcentage de fibres d'acier dans le balai composite s'échelonne de 0.5 à 4.2. . 15