Brevet FR2178257A1 — publié le 19731109

La présente invention concerne un procédé de formation d'image pour une machine de reproduction utilisant des matériaux en rubans ou en feuilles relativement minces. Dans divers procédés industriels, des feuilles relativement minces sont transportées d'un point en un autre. L'imprimerie, l'industrie des revêtements de films, l'industrie de la reproduction, et l'industrie de fabrication de feuilles minces sont des exemples de ces industries faisant appel aux procédés de transport de matériaux en feuilles relativement minces. Dans le cadre de ces industries, les feuilles ont une épaisseur de l'ordre de 3,175 mm (125 millièmes de pouce) ou moins et sont composées soit d'un matériau diélectrique comme le papier ou une matière plastique ou d'un matériau conducteur de l'électricité tel que des bandes de métal. Jusqu'à présent, le transport de feuilles relativement minces présentait certaines difficultés non seulement en raison de l'épaisseur relativement faible du matériau ce qui nécessitait de grandes précautions au niveau de la manipulation, mais surtout en raison des effets électriques correspondant au transport de ces faibles dimensions. Quand les feuilles sont en matériau diélectrique mince, le simple frottement des feuilles contre les divers ensembles de transport et les diverses surfaces de glissement, se traduit, par frottement électrostatique, en une accumulation d'électricité à la surface des feuilles. I1 en résulte une certaine force d'attraction qui fait coller les feuilles de manière genante sur les surfaces de contact. En plus de l'accumulation d'une charge électrique par frottement électrostatique, certains procédés, comme c'est le cas des systèmes de reproduction électrostatique, mettent en oeuvre un système qui établit de manière délibérée une charge électrique uniforme relativement intense à la surface des feuilles. Les forces d'attraction qui accompagnent ces charges sont nettement supérieures à celles qui sont établies par le seul frottement électrostatique et aggravent très nettement le problème de l'adhérence des feuilles. L'adhérence des feuilles chargées sur les surfaces de transport rend relativement difficile le maintien soit d'une charge uniforme soit d'une image électrostatique latente fidèle sur la feuille. Les problèmes relatifs à la formation d'une charge électrique sur les matériaux en feuilles minces ne se limitent pas aux seuls matériaux diélectriques. I1 a été démontré que les feuilles relativement minces conductrices d'électricité ainsi que les matériaux diélectriques en feuilles présentaient un potentiel de contact entre la feuille et le dispositif de transport. La séparation de la feuille de matériau du dispositif de transport se traduit par un étincelage irrégulier et une décharge électrique au point de séparation. Dans certains procédés, un film de matériau sensible aux étincelles est déposé sur la feuille et est dégradé par la décharge.Ceci est particulièrement vrai, par exemple, dans le procédé de revêtement de film d'halogénure d'argent dans lequel l'étin- celage provoque la formation de points non désirés exposés à la lumière et de marques d'étincelles dans l'émulsion. De même, l'étin- celage peut provoquer la formation de formes vivaces de Lichenberg sur les feuilles diélectriques et qui constitueront un fond à toute image électrostatique qui pourra y être obtenue par la suite selon un quelconque système de reproduction électrostatique. Différentes solutions ont été proposées pour réduire les effets néfastes qui accompagnent la formation d'une charge électrique accidentelle et la création d'un potentiel de contact sur des matériaux en feuilles relativement minces. Mais ces solutions n'ont pas donné de résultats pleinement satisfaisants. Dans un de ces procédés, on met en oeuvre un revêtement composé d'un film mince de matériau conducteur d'électricité sur le verso de la feuille, ce qui donne un plan de terre qui est transporté avec la feuille diélectrique. Mais ce système est relativement onéreux et, bien souvent, n'est pas compatible avec les différents procédés utilisant des matériaux diélectriques en feuilles.Dans d'autres procédés, on a utilisé des dispositifs de transport en métal ou en caoutchouc, conducteurs de l'électricité ou des cordons conducteurs suspendus et en contact avec la feuille pour dissiper la charge accumulée. I1 a été, cependant, mis en évidence que ces techniques n' assuraient qu'une dissipation partielle de la charge accumulée sur la feuille et ne donnaient pas les résultats escomptés pour résoudre le problème correspondant au potentiel de contact.De plus, les diverses techniques qui sont principalement utilisées pour faciliter le transport des feuilles en faisant se dissiper une certaine charge indésirable accumulée sur une feuille ont une application limitée parce qu'elles ne peuvent être mises en oeuvre dans des procédés pour lesquels une charge électrostatique est établie de manière délibérée à la surface d'une feuille pour les besoins de la reproduc tion d'une image. Dans ce dernier cas, il n'est pas seulement souhaité d'éviter les inconvénients cités plus haut qui sont associés au transport des feuilles minces, mais il est de plus souhaitable de prévoir un moyen de transfert efficace de la contre-charge sur une feuille de fixation de l'image qui est disposée sur une feuille diélectrique mince en contact avec des surfaces de transport mises à la terre. Aussi, c'est un des objets de la présente invention de fournir un procédé de formation d'images comportant un dispositif de transport perfectionné pour des feuilles relativement minces de matériaux diélectriques et conducteurs d'électricité d'un point à un autre. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de formation d'images comportant un moyen de transport perfectionné qui transporte des feuilles relativement minces de matériaux diélectriques ayant une charge électrique accumulée sur de telles feuilles d'une position à une autre sans dégradation de cette feuille ni d'un film ou d'une image latente électrostatique qui peut y être formée. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de formation d'images comportant un dispositif de transport pour des feuilles relativement minces d'un matériau qui accumule une charge électrique, et qui facilite la séparation du matériau du dispositif de transport. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de formation d'images comportant un dispositif de transport pour du matériau en feuilles relativement minces qui réduise de manière substantielle les inconvénients résultant du potentiel de contact existant entre la feuille et une partie ou une surface de transport. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de formation d'images comportant un moyen de transport perfectionné dans un système de charge électrostatique qui soit adapté au transfert d'une contre-charge sur un film qui est déposé sur une feuille diélectrique relativement mince. Conformément aux caractéristiques générales de la présente invention, un dispositif de transport d'une feuille allongée et relativement mince comprend un tapis conducteur d'électricité et un certain nombre de pièces de contact conductrices, fixées au tapis, faisant saillie et en contact électrique avec ledit tapis. Le tapis est positionné par rapport à la feuille mince pour engager la feuille à des segments séparés des éléments de contact soutenant ainsi et écartant la feuille du tapis lors du transport de la feuille. Des moyens sont prévus pour imprimer un mouvement à la feuille. Grâce à ce dispositif, la feuille est écartée de la surface du corps de transport ce qui évite de manière avantageuse l'adhérence d'une feuille chargée à la surface tandis que les parties de contact, qui sont souples, relâchent chacune individuellement la feuille mince au point d'engagement quand la feuille se déplace. De plus, le contact entre les parties de contact et la feuille fournit une contre-charge au film placé sur une feuille diélectrique mince avec un contact ferme, local et bien défini, ce qui a pour effet d'éviter l'étincelage et la dégradation de la feuille. Ces objets et caractéristiques, ainsi que d'autres qui pourront être mis en évidence, de la présente invention apparattront à la lecture de la spécification suivante et aux plans joints dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique d'un poste de traitement de feuilles ayant un dispositif de transport de feuilles minces conforme à une des formes de réalisation de mise en oeuvre du procédé de la présente invention. La figure 2 est une vue en plan d'un tapis conducteur qui est positionné sur des corps de transport du système de transport de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe le long de la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 4 est une vue schématique d'un appareil de reproduction électrostatique utilisant un système de transport construit conformément au procédé de la présente invention. La figure 5 est une vue schématique d'un appareil de reproduction électrostatique construit conformément à une variante d'une forme de réalisation du procédé de la présente invention ; et La figure 6 représente une variante de l'appareil de reproduction électrostatique de la figure 5. Si on se rapporte maintenant à la figure 1, on trouve un exemple de poste de traitement 10 représenté avec un poste de revêtement de film pour déposer un film de matériau tel qu'un thermoplastique teint sur une feuille 12 de matériau relativement mince. On a exagéré l'épaisseur de la feuille 12, pour plus de clarté. Pendant l'opération de revêtement du film, la feuille se déplace de manière continue et la boue est déposée par une trémie 14 sur la feuille 12 qui se déplace sur la plaque plate 16 sous la trémie. La feuille 12 vient d'une table d'alimentation 18 et passe dans le poste de traitement 10 avant d'aller sur une table de réception ou d'empilage 20. Le transport de la feuille 12 depuis la table 18 jusqu'à la table 20 en passant par le poste 10, est assuré par des cylindres rotatifs 22, 24 et 26 qui sont entratnés par un moteur électrique 28 et par des courroies dtentraSnement 30, 32 et 34, respectivement. La feuille 12 est constituée d'un matériau ayant une épaisseur relativement faible, de l'ordre de 0,635 mm (25 millièmes de pouce) ou moins, et est constituée d'un matériau diélectrique comme le papier provenant de la pulpe du bois ou une matière plastique en feuille, comme le polypropylène. Le matériau diélectrique 12 passe à la surface de la table d'alimentation 18, sur la surface de traitement 16 et est transporté par les cylindres 22, 24 et 26. Le contact de la feuille avec ces parties avait jusqu'ici pour effet de donner naissance à une accumulation d'électricité statique sur la feuille 12. Cette charge établissait des forces qui faisaient adhérer la feuille 12 sur les surfaces lisses des cylindres 22, 24 ou 26 ainsi que sur toutes les autres surfaces intermédiaires, comme la surface 16, et gênaient le transport du matériau entre la table d'alimentation et la table d'empilage.De plus, lors de la séparation de la feuille de la surface 16 dans son mouvement vers la table 20 ou lors de sa séparation de contact avec les tambours 24 et 26, le transport de la feuille 12 se traduisait jusqu'ici par la formation d'étincelles au point de séparation par suite de l'existence d'un potentiel de contact entre la feuille et ces surfaces. Les étincelles donnent des marques peu souhaitables et dégradent le film déposé en surface. Conformément au procédé de cette invention, la feuille transportée relativement mince 12 se déplace en contact avec un certain nombre de pièces saillantes de contact conductrices de l'é- lectricité qui sont en contact électrique avec un tapis conducteur de l'électricité auquel elles sont fixées. Dans la figure 1, un tapis 40 est positionné sur le cylindre 22 auquel il est fixé et avec lequel il tourne. De même, un tapis 42 est positionné sur le cylindre 24 auquel il est fixé, tandis qu'un tapis 44 est positionné sur le cylindre 26 auquel il est fixé. Chacun de ces tapis est en contact électrique avec le cylindre et il est ainsi maintenu au potentiel de masse qui dans le cas habituel est le potentiel électrique des éléments de la machine.Un certain nombre de pièces saillantes de contact conductrices de l'électricité sont représentées sur chacun des tapis au repère nO 50. Ces parties de contact, bien que relativement rigides, ont une certaine résilience et les segments séparés correspondant peuvent être déviés légèrement. Le transport de la feuille 12 se fait donc en mettant en contact la feuille 12 avec ces pièces de contact 50 au lieu de mettre la feuille 12 en contact avec une surface lisse comme c'était le cas auparavant. Pendant le fonctionnement, la souplesse des parties de contact 50 diminue le frottement électrostatique entre la feuille 12 et les pièces d'entratnement et de guindage du système de transport, ce qui permet à la feuille de glisser d'un segment séparé d' une partie à un segment séparé d'une autre partie. De plus, cette forme de transport élimine de manière avantageuse le contact inégal de la feuille 12 avec les pièces d'entratnement et de guidage dans la mesure où les segments séparés de la partie 50 aplatissent les rides de la feuille qui pourraient se former de temps en temps. Ce dispositif écarte la feuille de toute surface lisse et empêche l'inclusion d'air entre la feuille souple 12 et la surface d'entralne- ment ou de guidage.De plus, et conformément à la description détaillée qui est donnée ici plus loin, quand une feuille 12 est chargée de manière délibérée comme ctest le cas dans un système de reproduction électrostatique, les segments séparés des pièces 50 transfèrent la contre-charge sur la feuille diélectrique avec un contact ferme, local et bien défini pendant le processus de charge et pendant le temps de séparation de la feuille du tapis et des pièces de contact, ce qui garantit qu'une charge uniforme ou une image électrostatique demeure fermement et uniformément fixée à la feuille diélectrique. Les figures 2 et 3 illustrent en détail la disposition structurale d'une forme de réalisation de la présente invention d'un tapis et des parties saillantes de contact. Les tapis 40, 42 et 44 sont souples et sont tissés par exemple à partir de fils conducteurs d'électricité comme l'acier inoxydable par exemple. Le matériau comprenant les segments séparés est constitué de fils ou de fibres métallisés par flockage électrostatique ou encore par tissage de ces parties dans le tapis. L'ensemble tapis et pièces de contact ressemble donc à une carpette avec des parties saillantes de contact.Dans un des systèmes préférés, le tapis et les parties saillantes de contact ont une épaisseur totale de 11 ordre de 15,24 mm (0,6 pouce) et une densité de pièces de contact de ltor- dre de 1 x 106 x 2,5 cm au carré environ (1 x 106/in2). Dans un autre système, le tapis et les parties saillantes de contact peuvent être fabriqués en fibre de verre douce métallisée ou recouverte d'oxyde d'étain. L'assemblage du matériau de contact peut hêtre fait dans un premier temps puis être rendu conducteur de l'é- lectricité par dépôt d'aluminium sous vide ou par dépôt métallique électrolytique. L'assemblage du tapis et des pièces de contact peut aussi être fait par tissage des matériaux conduzceurs, du fil d'acier inoxydable très fin, par exemple.Pour obtenir un bon rendement, plus de 10 % des fibres doivent etre métalliques ou métallisées. Dans un autre système, un tapis de tissu présentant des boucles qui constituent les parties saillantes est métallisé et laminé sous forme de mousse de caoutchouc, par exemple. Cependant, le contact électrique est assuré par le tissu métallisé. Un appareil de reproduction électrostatique est illustré à la figure 4. Une feuille relativement mince de matériau diélectrique est fournie sous forme d'une bande continue déroulée de la bobine 60 et enroulée sur la bobine 62. La bande 12 est revetue par un matériau photosensible de rétention d'image et une charge électrostatique uniforme est établie sur ce matériau. La feuille est alors exposée à la lumière de manière à former une image électrostatique latente. Après formation de l'image électrostatique latente, la feuille passe aux postes de développement et de fixation. Un système d'établissement d'une charge uniforme sur la surface 12 et d'exposition de la surface pour donner une image électrostatique latente comprend un corotron 64, une source de lumière avec les lampes 66 et 68, un écran de lumière 69 et un système de lentilles 70.Un système de lampe et de lentilles de ce genre est décrit en détail dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3.584.950 et n" 3.584.952 dont on indique ici la teneur pour pouvoir s'y rapporter. Ces éléments sont montés sur un chariot 72 qui pendant le procédé de formation de l'image se dirige vers la droite (dans le cas de la figure 4). Cet ensemble focalise séquentiellement les éléments de l'image sujet 74, tel qu'un document qui doit etre reproduit et qui est placé sur un support transparent tel qu'une plaque de verre 72, sur la surface photosensible 12. Pendant ce voyage, le corotron 64 établit une charge électrosta tique sur la surface immédiatement avant la focalisation et l'ex- position des éléments de l'image. Pendant ce processus, le mouvement de la feuille 12 peut être arrêté jusqu'à l'achèvement de l'étape image. L'ensemble du corotron et de la lampe et des lentilles revient alors à son point de départ initial pour donner une exposition séquentielle. L'image électrostatique latente qui est ainsi formée sur la feuille 12 va ensuite vers un poste de développement tandis que la partie suivante de la feuille 12 est simultanément dirigée vers le poste image et est positionnée pour l'exposition. Le développement de l'image sur la feuille 12 se fait, par exemple, en appliquant un révélateur liquide polaire sur la feuille à l'aide d'un rouleau 78 qui est mouillé par le réservoir 80.La feuille 12 passe ensuite à un poste d'impression où un agent d'enregistrement comme du papier 82 est mis en contact avec l'image développée et cette image est transférée sur le papier 82. Des moyens peuvent être prévus pour fixer l'image sur la feuille de papier. La bande de papier 82 avec l'image passe en un poste, non représenté, où elle est coupée et stockée ou envoyée vers d'autres dispositifs de traitement, tandis que la feuille 12 est reprise par le cylindre 62. Un appareil de reproduction électrostatique de développement à liquide fait l'objet d'une description détaillée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3.984.043. L'établissement d'une charge électrique sur la feuille 12 de l'appareil de reproduction de la figure 4 se fait à l'aide du corotron 64. La structure et la méthode de fonctionnement d'un corotron sont bien connues dans la technique. D'une manière générale, un potentiel électrique relativement élevé est appliqué entre les parties du corotron et un plan à la terre soutenant la feuille 12 pour fournir un potentiel élevé entre la feuille 12 et le corotron pour déposer une charge sur la feuille. Dans la forme de réalisation de la présente invention illustrée à la figure 4, un plan à la terre est fourni par le tapis conducteur et les parties de contact 84. Les parties de contact sont en contact étroit avec la feuille sur son verso et met la feuille 12 au potentiel de la terre.Quand la feuille avance vers le poste de développement, les cylindres 86 et 88 font avancer la courroie sans fin 84 et avancer la feuille 12. Comme il a été indiqué plus haut, la feuille 12 sera détachée de la courroie sans fin au fur et à mesure de son avance sur le cylindre 88 sans qu'il y ait formation d'étincelles comme dans les systèmes précédents. Le transport de la feuille 12 à travers le poste de développement est encore accru par l'utilisation d'un système d'entrainement 89 qui présente un tapis conducteur fabriqué conformément à la présente invention et mis en place sur ce cylindre pour assurer le contact avec la feuille 12. La figure 5 représente une autre variante de forme de réalisation de la présente invention dans laquelle le tapis conducteur et les pièces de contact restent fixes et dans laquelle une feuille relativement mince passe sur les pièces fixes de contact. Ces éléments de la figure 5 qui assurent les mêmes fonctions que les éléments de la figure 4 portent les mêmes numéros de référence. C'est ainsi, pa exemple, que la feuille 12 comporte 15 ss en poids de phtalocyanine dispersés dans un film liant de polypropylène. La phtalocyanine rend le film photoconducteur et la feuille 12 est auto-porteuse. Un tapis 40 est fixé sur une surface métallique 90, selon tout moyen approprié. Le tapis peut être fixé sur la surface 90 à la terre par des bandes métalliques qui sont disposées le long des bords du tapis et boulonnées sur sa surface. Le contact mécanique entre la surface inférieure de la feuille 12 et les pièces de contact fournit un contact relativement bon et efficace pour le passage de la contre-charge vers le matériau photoréceptif. Une charge électrostatique latente est produite sur le matériau photoréceptif de la même manière que celle qui a été décrite pour la figure 4. Après exposition et formation d'une image électrostatique latente, la feuille 12 avance vers un poste de développement et d'impression, conforme à la description qui en a été faite pour la figure 4. La forme de réalisation de la figure 5 est particulièrement intéressante en ce sens qu'unie contre-charge uniforme est appliquée sur la feuille tandis que avance de celle-ci depuis le poste de réception d'image ne s'accompagne pas d'une perturbation de la charge en raison du point de contact et de la faible résilience des parties de contact. La figure 6 est une variante de appareil de reproduction de la figure 5. Les éléments de la figure 6 qui assurent les mêmes fonctions que ceux des figures 4 et 5 portent les mêmes numéros de référence. La feuille 12, dans la forme de réalisation de la figure 6, et au niveau du poste de formation de l'image, passe au-dessus d'un plateau peu profond 91 accouplé à une pompe à vide 92 par une conduite 94. Un certain vide se forme dans ce plateau et fait que la feuille 12 est bien tendue et maintenue fermement en un plan uniforme.Après exposition et formation d'une image électrostatique latente sur la feuille, comme il a été dit pour la figure 4, les cylindres 96 et 98 qui comprennent chacun un tapis conducteur d'électricité et des parties saillantes de contact, conformes à la présente invention, se mettent à tourner pour faire passer cette partie de la feuille 12 qui porte une image latente, vers le poste de développement et pour faire avancer la portion suivante de la feuille 12 vers le poste image pour exposition. On a donc décrit ici un procédé de formation d'image comportant un dispositif perfectionné de transport de feuilles minces en contact avec une carpette conductrice composée d'un tapis et de parties saillantes de contact qui évite de manière avantageuse l'adhérence de la feuille sur les diverses parties du système de transport, ce qui a pour effet de réduire la formation d'étincelles et de faciliter la manutention. Le procédé de la présente invention a aussi pour effet avantageux d'assurer un transfert effectif de la contre-charge sur des feuilles relativement minces de matériau diélectrique. L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indiquées ci-dessus doit ter compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de formation d'image, caractérisé en ce qu' il comprend les étapes suivantes - établissement d'une charge électrostatique sur une surface photoréceptrice par transport d'une source de décharge à effet corona allongée qui s'étend sensiblement sur une même étendue avec une dimension de la surface dans une direction correspondant généralement avec une deuxième dimension de la surface et proche de la surface ; - formation d'une image électrostatique latente sur la surface chargée par transport le long d'un parcours situé à distance de la surface dans l'une des directions, d'un dispositif de projection pour envoyer une radiation électromagnétique active sous forme d'une configuration d'image sur la surface ; et - développement de l'image par contact de la surface avec un agent révélateur. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de projection est transporté le long du parcours pratiquement juste après le passage de la source d'effet corona. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la source d'effet corona et le dispositif de projection avancent dans la même direction. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'effet corona comprend un corotron. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un objet doit etre reproduit par une image, et reste maintenu en place pendant la reproduction et en ce que le dispositif de projection mobile comporte une série de lentilles.