Brevet FR2030412A1 — publié le 19701113

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, au développement d'images électrostatiques formées sur des milieux diélectriques et, en particulier, à un dispositif de développement à révélateur liquide destiné à être utilisé dans des appareils de 5 prise de vue et de reproduction électrostatiques et électrôphoto-graphiques. Lors de l'enregistrement électrostatique ou électrophotographi-que, des images électrostatiques sont formées par dépôt d'une charge suivant des configurations prédéterminées sur un milieu diélectrique 10 au moyen, soit de styles conducteurs, soit de plaques photoconductrices. Le milieu chargé est ensuite développé, c'est-à-dire que les configurations de charge sont rendues visibles par application d'un révélateur sec ou liquide qui contient des particules opaques, par exemple de graphite, présentant une charge opposée. Les particu-15 les de révélateur sont attirées vers le milieu diélectrique par les configurations de charge puis sont fixées par application de chaleui; par évaporation d'un solvant ou par un autre procédé approprié. En pratique, l'application d'un révélateur liquide aux surfaces chargées de milieux diélectriques s'effectuait jusqu'à présent 20 d'un grand nombre de manières différentes à l'aide de toute une variété d'appareils, par exemple au moyen de canaux d'encrage fendus comme décrit dans le "brevet des Etats-Unis d'Amérique ÏT° 3.392.706, par pulvérisation et immersion du milieu dans le révélateur comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique H° 3.359-945, ou au 25 moyen de courroies portant des dessins en relief formés de traits fins ou de points comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique ïï° 3.084.043. Bien que chacun des appareils ou procédés mentionnés ci-dessus puisse généralèment fournir des épreuves satisfaisantesr des problè-30 mes relatifs notamment, à une humidification excessive du papier et à l'absence d'une contre-électrode convenable nécessaire dans les applications impliquant une faible densité de charge, se sont posés dans le cas des encreurs à fente, une maculation et l'apparition d' un grisé de fond au verso du milieu diélectrique et sur les zones 35 du recto de celui-ci portant les images ont été constatées lors de la mise en oeuvre des techniques d'immersion totale et une alimentation insuffisante en produit révélateur est susceptible de se produire dans le cas de la technique de la courroie en relief, en par- - 70 04583 2 2030412 tieulier si elle est utilisée dans des applications électrophotographiques impliquant une faible densité de charge. L'invention, qui sera décrite plus loin de façon plus détaillée, s'est avérée capable de satisfaire, en particulier en électro-5 photographie, aux besoins de développement rapide d'épreuves très contrastées sans humidification indésirable ni formation d'un grisé de fond au verso, ainsi que dans les zones du recto du milieu diélectrique sur lesquelles les images électrostatiques sont formées. Pour éviter l'apparition d'un grisé sous l'action de révélateurs de 10 forte densité, on utilise généralement des révélateurs classiques présentant une concentration de 0,5 à 1 fo soit 10~^ g/om3 en particules de graphite colloïdal avec un fort débit de circulation. Suivant l'invention, on a trouvé qu'une toile métallique à mailles fines en métal conducteur permet de réaliser un dispositif 15 et un procédé nouveaux simples et rapides, permettant d'amener davantage de révélateur frais classique de densité relativement faible que par le passé sur la surface de support d'image d'un milieu diélectrique lors du développement des images électrostatiques formées sur ce milieu. Ce résultat est obtenu sans humidification ex-20 cessive de la surface de formation d'images, ni du verso du milieu diélectrique et ceci, avantage encore plus important, sans augmentation de la distance entre ce milieu et la contre-électrode. Dans un mode de réalisation particulier, la toile métallique est enroulée sur elle-même de manière à former un cylindre, que 1' 25 on fait tourner partiellement dans un réservoir de révélateur liquide usuel, tel que le révélateur connu sous la désignation commerciale de "Hunt 27-10" fabriqué par la Philip Hunt Co.,: Palisades Park, New Jersey, E.U.A.. Le révélateur est entraîné par la toile métallique, par effet capillaire, ou sous l'action de la tension superfi-30 cielle, et est amené au point de contact entre le cylindre et le milieu diélectrique. Dans le mode de réalisation préféré, le milieu diélectrique est constitué par du papier conducteur revêtu d'un diélectrique. L'image électrostatique formée sur le papier revêtu de diélectrique provoque alors par attraction électrostatique, un dé-35 pot sur elle-même des particules opaques du révélateur avec un contact réduit au minimum ou même nul entre le papier et•le liquide lui-même, bien que le contact intime soit maintenu avec la toile métallique conductrice. De cette manière, l'excès de révélateur en 70 04583 3 2030412 traîné, soit de la manière qui vient d'être décrite, soit par l'utilisation dans le cylindre de moyens supplémentaires de distribution, s'écoule sur la surface intérieure du cylindre, ce qui évite toute humidification excessive du papier. Dans certains cas, il peut être 5 préférable de faire tourner le cylindre en sens inverse du sens de déplacement du papier pour augmenter la quantité de r-'vélateur mise en jeu. Pour les mêmes raisons, et pour assurer une application encore plus importante de particules de révélateur sur la surface de sup-10 port d'image, on peut aussi utiliser, suivant un autre mode de réalisation de l'invention, une toile métallique plane maintenue tendue par un cadre rigide avec une certaine inclinaison par rapport à l'horizontale, l'extrémité inférieure de la toile métallique inclinée est placée dans un réservoir de révélateur liquide. Un dis-15 tributeur de liquide tubulaire perforé est monté sur la surface supérieure de l'extrémité supérieure de la toile métallique et est maintenu en communication avec le révélateur contenu dans le réservoir. Par des moyens convenables, le révélateur est pompé à partir du réservoir vers le distributeur tubulaire perforé. le révélateur 20 s'écoule jusqu'aux parties supérieures de la toile métallique et à travers celles-ci puis redescend vers le réservoir sur la surface inférieure de la toile métallique en regard de la surface de support d'image du papier revêtu de diélectrique. De cette manière, une quantité pratiquement illimitée de révélateur frais classique de 25 densité relativement faible peut être mise en jeu pour assurer le développement, même des images les plus sombres, dans des conditions de densité de charge extrêmement faible, èt ceci sans augmenter la distance entre le papier et la contre-électrode. Compte tenu de ce qui précède, l'invention a principalement 30 pour objet un appareil nouveau et rapide permettant le développement d'images électrostatiques. Suivant l'une des caractéristiques principales de l'invention, pour réaliser un tel appareil, on utilise une toile métallique capable de transporter le révélateur jusqu'à la surface de support d' 35 image électrostatique d'un milieu diélectrique. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : 70 04583 4 2030412 la Fig. 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de l'invention; la Fig. 2 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de l'invention; 5 la Fig. 3 est une vue en perspective du cylindre de la Fig. 1 ; la Fig. 4 est une vue en élévation latérale suivant la ligne 4-4 de la Fig.2; la Fig. 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la Fig. 2. 10 On va tout.d'abord examiner la Fig. 1, sur laquelle est repré senté un premier mode de réalisation de l'invention qui peut être utilisé pour le développement d'images électrostatiques suivant un -mode manuel, ou en combinaison avec un mécanisme d!avance automatique du papier. Bien qu'il convienne parfaitement pour le développe-15 ment d'images électrostatiques formées par n'importe quel procédé sur n'importe quel type de milieu convenable, un appareil fabriqué conformément à l'invention peut être considéré comme offrant une efficacité optimale pour le développement d'images produites par un procédé électrophotographique sur du papier conducteur revêtu d'un 20 diélectrique. La raison de cette efficacité remarquable dans ce domaine particulier est la faible densité de charge des images obtenues par électrophotographie et la nécessité résultante de procéder à un développement poussé de ces images sans aucun développement du fond. Comme il est bien connu dans le processus de développement d' 25 images électrophotographiques, une contre-électrode est nécessaire pour modifier la configuration de champ électrique de l'image latente et renforcer ce champ. Or, d'autres procédés qui permettraient une plus forte circulation de révélateur n'obtiennent ce résultat qu'aux dépens de la contre-électrode, c'est-à-dire en augmentant la 30 distance entre cette électrode et le milieu de support d'image. En conséquence, on prévoit suivant l'invention, comme représenté sur la Fig. 1, une toile métallique à mailles fines 1 en métal conducteur tel que du cuivre ou de l'acier inoxydable. La toile métallique 1, qui comporte par exemple 16 à 24 et de préférence 20 35 mailles au centimètre, est maintenue tendue par un cadre rigide 2 suivant une certaine inclinaison par rapport à l'horizontale assurée par un support 3. L'extrémité inférieure de la toile métallique 1 est maintenue dans un réservoir 4 qui, lors de l'utilisation de 10 04583 5 2030412 l'appareil, est rempli jusqu'à un niveau convenable d'un révélateur liquide usuel désiré 14 qui peut être par exemple le révélateur Hunt 27-10 fabriqué par la Société sus-indiquée. Un révélateur convenable pouvant être utilisé pour développer des images électrosta-5 tiques d'une charge donnée est formé de particules présentant une charge opposée, par exemple de graphite, maintenues en suspension colloïdale dans une base liquide ou dans un solvant. La concentration en particules de graphite colloïdal du révélateur est par exem-pie de 0,5 à 1 fo, soit 10 g/cm3. La limitation de la densité du 10 révélateur est destinée à éviter l'apparition d'un grisé de fond et exige à son tour une circulation plus intense du révélateur pour assurer le développement complet, c'est-à-dire la neutralisation complète de la charge de l'image, en un temps aussi court que pos-. sible. A l'extrémité supérieure de la toile métallique 1 est prévu 15 un tub erforé 10 destiné à arroser la toile métallique 1 de révélateur 14. Une pompe 11, en communication avec le révélateur 14 contenu dans le réservoir 4, fait circuler ce révélateur qu'elle aspire dans le réservoir 4, à travers des conduites 12 et 13, jusqu'au tube perforé 10. Le nombre et le diamètre minimaux des perforations 20 ainsi que la pression minimale de la pompe sont déterminés de telle façon que la partie supérieure de la toile métallique 1 soit maintenue largement inondée de révélateur 14. Lors de l'utilisation de l'appareil, la toile métallique 1 étant maintenue au potentiel de masse habituel ou à un autre poten-25 tiel convenable quelconque fourni par une source non représentée, le révélateur 14 est refoulé par la pompe à travers toute la longueur du tube perforé 10 et arrose la partie supérieure de la toile métallique 1 sur toute la largeur. Jusqu'à une courte distance du tube perforé 10, pratiquement 30 la totalité du révélateur 14 traverse la toile métallique 1 sous l'effet de la pesanteur, puis s'étale par effet capillaire et sous l'action de la tension superficielle, vers le bas, le long du côté inférieur de la toile métallique 1, jusque dans le réservoir 4. Bien que, comme on le comprendra aisément, la surface supérieure de 35 la toile métallique soit humidifiée par le liquide révélateur, la majeure partie de celui-ci s'écoule sur la face inférieure de ladite toile métallique, ce qui permet d'établir un contact très intime entre cette dernière et le papier revêtu de diélectrique. 70 04583 6 2030412 Au cours du processus de développement, un milieu de support d'image électrostatique convenable, tel que, par exemple, un papier conducteur 50 revêtu d'un diélectrique comme représenté sur la Fig. 5, est placé, face tournée vers le bas, sur la toile métallique 1. 5 L'image qui présente une charge déterminée attire les particules présentant une charge opposée à partir du révélateur 14. Comme on l'a constaté et comme il est évident d'après ce qui précède, un contact minimal est maintenu en permanence entre le milieu de support d'image posé sur la surface supérieure de la toile métallique 1 et 10 le liquide révélateur 14 qui s'écoule sur la surface inférieure de cette toile. En d'autres termes, on peut faire circuler des quantités beaucoup plus grandes de révélateur 14 sous la toile métallique 1 sans qu'il en résulte une augmentation appréciable de la quantité de liquide venant en contact avec le milieu de support d'image. 15 En conséquence, grâce à l'invention, le verso du milieu de support d'image reste sec, ce qui élimine la nécessité d'une imperméabilisation de ce milieu à l'égard de l'eau ou du solvant, et la surface de support d'image elle-même s'avère moins sujette à l'apparition d'un grisé de fond, ce qui a pour effet d'améliorer consi-20 dérablement les contrastes entre les zones de l'image et les zones situées en dehors de celle-ci. L'image elle-même, en dépit de sa faible densité de charge, est complètement développée, comme on peut le constater, en une période plus courte que par le passé. Sur les Fig. 2 et 3 est représentée une version automatisée de 25 l'appareil suivant l'invention dans laquelle la toile métallique à mailles fines de la Fig. 1 est enroulée sous la forme d'un cylindre 20 et maintenue tendue au moyen de moyens rigides 21 comprenant, par exemple, une paire de plaques d'extrémité 22 et un ou plusieurs disques intermédiaires 23. Le cylindre 20 est muni d'une paire de 30 tourillons 24 s'étendant axialement et montés librement dans un ensemble 25 comprenant un réservoir 4 comme partie de base. Au moins l'un des tourillons 24 du cylindre 20 porte une roue dentée 30 entraînée au moyen d'une courroie ou d'une chaîne 31 par un moteur 32 monté sur la partie supérieure de l'ensemble 25. Deux rouleaux d' 35 entrée 33 d'avance du papier et deux rouleaux de sortie 34 contribuant également à assurer l'avance du papier, sont maintenus en place dans l'ensemble 25 par des moyens convenables quelconques, tels que par exemple des ressorts 35 disposés de part et d'autre du cy 70 04583 7 2030412 lindre 20. les rouleaux d'entrée 33 sont précédés d'un autre rouleau 36 accouplé au rouleau 33 inférieur au moyen d'une ou plusieurs courroies 37. le rouleau 36 et la ou les courroies 37 assurent une avance convenable du papier de support d'image entre les rouleaux 5 d'avance d'entrée 33 à partir d'un plateau d'alimentation en papier 38. Chacune des paires de rouleaux 33 et 34 est entraînée par un moteur 40 monté, en un point opposé en diagonale au moteur 32, sur la partie supérieure de l'ensemble 25. On va maintenant examiner la Fig. 4, sur laquelle est repré-10 senté l'ensemble d'entraînement des rouleaux 33,34. Le rouleau inférieur de chacune des paires 33,34 est muni d'un pignon 41 et est entraîné ar l'intermédiaire de courroies ou de chaînes 42,43 par le moteur 40. Il est prévu un pignon fou 44 en un point intermédiaire entre les poulies 41 pour assurer la reprise du "mou" éventuel 15 de la courroie 42. Comme représenté sur les Fig. 2 et 4, il est en outre prévu, en plus des rouleaux mentionnés ci-dessus, trois autres rouleaux 45 sur lesquels roule la partie supérieure du cylindre 20, pour assurer un contact convenable entre la surface du support d'image d'un 20 papier 50 et le cylindre 20 lorsque le papier 50 passe entre ces rouleaux supplémentaires et le cylindre. Lors de l'utilisation de l'appareil, au moment où le papier 50 passe entre le cylindre 20 en rotation et les rouleaux 45, le révélateur 14, précédemment entraîné par effet capillaire ou sous l'ac-25 tion de la tension superficielle entre ce révélateur et la toile métallique à mailles fines 1, est amené en contact intime avec le papier 50. S'il a été chargé d'une image électrostatique d'une polarité donnée par des moyens convenables quelconques comme mentionné précédemment, le papier 50 attire, par effet électrostatique, les 30 particules opaques, de charge opposée, du révélateur 14. De la manière déjà décrite à propos du mode de réalisation de la Fig. 1, 1' excès de révélateur 14 présent sur la surface extérieure du cylindre 20 a traversé la toile métallique 1 par gravité au moment où le cylindre entraîne, dans sa rotation, di^évélateur frais jusqu'au 35 point de développement. Bien entendu, diverses autres dispositions peuvent être adoptées sans qu'on s'écarte pour cela du domaine de l'invention. Par exemple, bien qu'il soit représenté sur les dessins comme tournant . 70 04583 8 2030412 dans un sens tendant à faciliter le mouvement du papier 50, le cylindre 20 peut être entraîné en rotation dans un sens opposé au sens de déplacement du papier 50. Dans ce cas, la petite quantité de révélateur qui adhère nécessairement à la surface extérieure du 5 cylindre 20 se comporte comme un lubrifiant éliminant les effets nuisibles du frottement entre le papier 50 et le cylindre 20. On peut également prévoir des moyens de distribution du révélateur supplémentaires, non représentés, à l'intérieur du cylindre 20, ces moyens pouvant être, par exemple, un tube perforé 10 du type repré-10 senté sur la Fig. 1, pour amener du révélateur frais au cylindre 20 plus près du .premier point de développement. Selon une variante, un niveau de révélateur 14 plus élevé peut être maintenu dans le réservoir 4. Il va de soi que d'autres modes de réalisation comportant par 15 exemple des courroies sans fin, etc.., peuvent être également envisagés. 70 04583 9 2030412 Revendications 1 - Appareil de développement permettant de rendre visibles des images latentes électrostatiques formées sur un milieu diélectrique, du type comportant des moyens pour développer ces images 5 par application d'un révélateur liquide contenant des particules chargées sur'la surface de support d'image dudit milieu, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une toile métallique à mailles fines en métal conducteur capable de transporter le révélateur liquide jusqu'à la surface de support d'image d'un milieu 10 diélectrique et un moyen d'alimentation en révélateur capable d'alimenter la toile métallique à mailles fines en révélateur pour remplacer les particules chargées qui se déposent au cours du développement des images électrostatiques. 2 - Appareil de développement suivant la revendication 1, ca-15 ractérisé en ce que la toile métallique à mailles fines est enroulée en cylindre et en ce que le moyen d'alimentation en révélateur est un réservoir capable de contenir une réserve de révélateur liquide, l'appareil étant en outre caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire défiler la surface de support d'image du mi- 20 lieu diélectrique, face contre face, devant le cylindre, et des moyens pour faire tourner au moins une partie du cylindre dans le révélateur contenu dans le réservoir, de manière à entraîner du révélateur et à le transporter au point de contact entre le milieu diélectrique et le cylindre pendant le défilement devant ce dernier 25 dudit milieu diélectrique. 3 - Appareil de développement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement en rotation du cylindre comprend des organes capables d'imprimer à la surface du cylindre un mouvement dê sens opposé à celui qui est imprimé au milieu di- 30 électrique par les moyens transporteurs précités, de manière à augmenter les quantités de révélateur mises en jeu. 4 - Appareil de développement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la toile métallique à mailles fines est maintenue inclinée et tendue au moyen d'un cadre rigide, de manière à 35 former une surface plane sur laquelle la surface de support d'image du milieu diélectrique peut être posée, et en ce que le moyen d'alimentation en révélateur comprend un réservoir capable de contenir une réserve de révélateur, l'appareil étant en outre caractérisé en 70 04583 10 2030412 ce qu'il comprend des moyens pour maintenir la toile métallique inclinée d'un angle prédéterminé par rapport à l'horizontale, l'extrémité inférieure de la jboile métallique étant maintenue à l'intérieur du réservoir, un organe tubulaire perforé disposé transversalement 5 à l'extrémité supérieure de la toile métallique inclinée pour assurer une distribution du révélateur sur toute la surface de cette toile et des moyens de communication avec le réservoir et avec l'organe tubulaire perforé pour transporter du révélateur à partir du réservoir jusqu'à cet organe. 10 5 - Appareil de développement suivant la revendication 4, ca ractérisé en ce que la majeure partie du révélateur distribué par l'organe tubulaire perforé à la toile métallique inclinée et non de la face inférieure de cette toile, s'écoule le long de cette face inférieure. 15 6 - Appareil de développement suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce que la toile métallique à mailles fines se présente sous la forme d'une courroie sans fin. 7 - Appareil de développement suivant l'une quelconque des 20 revendications précédentes, caractérisé en ce que la toile métallique comporte 16 à 24 mailles par centimètre. 8 - Appareil de développement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le révélateur présente une concentration de 0,5 à 1 ^ en particules de graphite 25 colloïdal. - _