Brevet FR2207300A1 — publié le 19740614

La présente invention concerne un applicateur de révélateur pour la surface photoconductrice d'une machine à copier électrostatique. Dans une machine à copier électrostatique d'un type connu, une surface photoconductrice organique isolée est d'abord uniformément chargée par unedécharge ionisante dans un dispositif chargeur à effluve luminescente à un potentiel d'environ 800 volts, et cette surface est ensuite exposée à l'image lumineuse dérivée de l'original à copier. La surface photoconductrice devient conductrice dans les zones frappées par la lumière et la charge électrostatique de ces régions est évacuée Qu supprimée. Du fait de cette exposition, une image électrostatique -latente est formée sur la surface organique photoconductrice et reproduit par des régions chargées non visibles les images opaques correspondantes de l'original.La surface photoconductrice organique est ensuite développée par un régulateur convenable pour produire une copie de lcoriginal visible et pouvant être transférée. Les particules du révélateur, contenues dans un véhicule liquide, adhèrent aux régions chargées de la surface photoconductrice. Malheureusement, en raison des caractéristiques de décharge d'une surface organique photoconductrice, des zones n'ayant pas reçu l'image retiennent une certaine charge après leur exposition à la lumière. Une charge statique résiduelle d'environ 100 volts subsiste dans ces zones de fond, de sorte que des particules du révélateur appliquées à la surface photoconductrice adhèrent dans ces zones. Par suite, au moment du développement, des zones de fond de la copie apparaissent grisâtres et un contraste reproduit de façon exacte ne peut pas être obtenu. Comme il est expliqué dans la demande de brevet des Etats Unis d'Amérique n" 213 855 du 20 Décembre 1971, des essais ont montré qu'une décharge initiale d'environ 800 volts à environ 100 volts nécessite une exposition d'environ 32,3 lux-seconde. Cependant, la décharge d'un photoconducteur organique à environ 10 volts nécessite une exposition d'environ 130 lux-seconde. La décharge complète d'un photoconducteur organique nécessite l'exposition de la matière d'une façon démesurée. Pour obtenir une telie décharge, la durée d'exposition devrait être tellement longue, ou bien le système optique tellement important, ou encore les deux que la réalisation d'un système de copie électrostatique utilisant un photoconducteur organique serait entièrement impraticable. En connaissant les problèmes existant avec l'utilisation des photoconducteurs organiques dans un système de copie électrostatique, il a été développé suivant la technique antérieure des procédés suivant lesquels un champ électrique est appliqué pour contrecarrer l'effet du potentiel de fond sur le photoconducteur organique, tout en développant en même temps de façon adéquate les zones désirées de l'image. Pour l'établissement de ce champ opposé, une tension de polarisation est appliquée entre un support conducteur portant le photoconducteur organique et une électrode conductrice d'application.Bien que l'application de ce champ cpposé de la façon décrite ci-dessus ait eu initialement l'effet satisfaisant de supprimer le potentiel de fond dans lephotoconducteur, il en est résulté l'accumulation de particules de révélateur sur l'électrode, de sorte que le système devient inefficace et que la qualité des copies produites est rapidement détériorée. La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 213 855 précitée décrit une combinaison pour le nettoyage continu de l'-électrode de polarisation afin d'enlever les particules de révélateur qui autrement resteraient collectées du fait du potentiel de polarisation. Suivant une technique antérieure, il a aussi été considéré un système pour neutraliser le potentiel de-fond sans encrassement d'une électrode de polarisation, dans lequel une tension de champ d'opposition est aussi appliquée entre l'électrode de la cuve de révélateur et le support conducteur portant une surface photoconductrice. Cependant, ce système fonctionne seulement quand la tension résiduelle présente dans les régions de l'image électrostatique latente existe sur 3600 de la surface photoconductrice du tambour. Malheureusement, cette condition existe rarement du fait qu'une partie pouvant avoir jusqu'à 90" de la surface du tambour est un secteur miroir de retour qui ne reçoit pas de charge par effluve. Dans des conditions normales de fonctionnement, le secteur miroir de retour est au potentiel- de la terre tandis que la surface photoconductrice porte une tension résiduelle dans les zones de fond ayant pas d'image. La-rotation du secteur miroir de retour devant l'électrode de polarisation de la cuve de révélateur provoque le dépôt des particules de révélateur sur ce secteur. La tension de champ opposé à laquelle l'électrode de polarisation est élevée peut être coupée pendant cet intervalle, mais elle doit à nouveau être appliquée quand le bord de tête de l'image électrostatique latente portée par la surface photoconductrice du tambour pénètre dans le poste de développement.Comme le secteur miroir de retour peut occuper jusqu'à 90" de la surface courbe du tambour, le bord de tête de l'image électrostatique latente pénètre toujours dans le poste de développement pendant qu'une partie du secteur miroir de retour est encore dans le poste de développement. Par suite, le rétablissement de la tension de champ d'opposition à ce point provoquera le dépôt de particules de révélateur sur l'électrode de polarisation. I1 a été maintenant trouvé un procédé et un dispositif pour neutraliser l'effet du potentiel résiduel dans les régions de fond d'un photoconducteur organique en utilisant une électrode produisant un champ d'opposition sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un dispositif de nettoyage de l'électrode. L'invention permet la reproduction authentique du contraste de l'original sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un dispositif de nettoyage de l'électrode, compliqué et relativement inaccessible. La présente invention a par suite pour objet un applicateur de révélateur utilisé avec une surface photoconductrice organique d'image, ainsi qu'une machine à copier électrostatique comportant cet applicateur. L'invention a aussi pour objet un applicateur de révélateur suppriment pratiquement l'effet du potentiel de fond sur une surface photoconductrice organique portant une image. L'invention a aussi pour objet un applicateur de révélateur ne nécessitant pas d'appareil de nettoyage pour empêcher l'accumulation des particules de révélateur sur l'électrode de polarisation de l'applicateur. L!invention a aussi pour objet un applicateur de révélateur pour une surface photoconductrice organique d'image produisant des copies nettes avec un contraste authentique pendant une période relativement longue d'utilisation. D'une façon générale, l'invention utilise une source de tension en courant continu et des circuits associés qui appliquent à une électrode de polarisation, contenue dans une cuve à révélateur liquide, et au secteur du miroir de retour d'une partie de la surface du tambour d'une machine rotative à copier, un potentiel qui neutralise le champ résiduel dans les ragions du fond de la surface photoconductrice chargée et exposée. Cette combinaison supprime l'effet indésirable des charges résiduelles sur les zones noyant pas d'image de la surface photoconductrice. L'invention supprime la nécessité d'un nettoyage continu de l'éléctrode de polarisation pour enlevér les particules de révélateur qui autrement seraient collee- tées sur cette électrode sous l'influence du potentiel de polarisation seul. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus par ticulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure l représente schématiquement une machine à copier électrostatique comportant un applicateur de révélateur selon un mode de mise en oeuvre de l'invention - la figure 2 représente graphiquement la caractéristique de décharge d'un photoconducteur organique typique; et - la figure 3 est une vue schématique en perspective du tambour et du poste de développement d'une machine à photocopier selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. Les figures 1 et 3 représentent une machine à copier électro statique 10 comportant un applicateur de révélateur selon l'invention et qui comporte un tambour 12 monté pour tourner dans le sens indiqué par la flèche A de la figure 3 sur un arbre 14 représenté sur la figure 1. Le tambour 12 porte un film 16 d'une matière photocondùctrice convenable, qui peut être, par exemple, un photoconducteur organique, le tambour portant aussi un secteur miroir de retour non photosensible 15 qui peut occuper Jusqu'à 1800 de la surface courbe. L'intérieur 13 du tambour est en matière conductrice sur laquelle est formée la couche photoconductrice. Ce support conducteur 13 est isolé du secteur miroir de retour et du film 16 par une couche d'isolant 17.De plus, des bandes circulaires de matière isolante forment des bords isolants 19 le long des bords du tambour 12 sur la cir conférence du tambour entre les bords du secteur miroir de retour 15. Pendant le fonctionnement de la machine 10, quand le tambour 12 tourne, la surface 16 circule devant une source d'exposition pour effa cement 18 dont la lumière supprime toute charge subsistant sur la surface du fait d'un fonctionnement précédent. Le tambour 12 fait passer la surface 16 devant un système à décharge d'effluve 20 d'un type connu qui établit une charge électrostatique prédéterminée sur le film photoconducteur 16. Après réception de la charge, le film passe devant un système d'exposition 22 qui expose le film à une configuration de lumière dérivée de l'original à copier, de sorte que la charge de surface disparate dans les zones ne devant pas avoir d'image, tout en étant retenue dans les zones devant être développées. Le secteur miroir de retour 15 de la surface du tambour 12 est une région conductrice mais non photosensible qui tourne devant le système d'exposition optique 22 pendant le temps au cours duquel le miroir de balayage du système d'exposition optique revient à sa position initiale en préparation pour une nouvelle opération. Le secteur miroir de retour est normalement utilise pour démarrer automatiquement le chargeur à décharge d'effluve 20. Le secteur miroir de retour peut aussi avoir une longueur telle qu'il tourne convenablement devant le chargeur 20 pendant le temps nécessaire pour que le courant d'effluve ait augmenté jusqu'à son seuil de fonctionnement. Le secteur miroir de retour ne reçoit ainsi aucune charge de l'effluve. Après le système d'exposition 22, la surface 16 portant l'image électrostatique latente passe devant le système de développement 24 qui applique un révélateur à la surface du film 16 pour développer l'image. Le système 24 peut être, par exemple, du type décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 155 108 du 21 Juin 1971, dans lequel le révélateur appliqué par le système 24 est formé par un révélateur en particules de colorant collant dans un véhicule convenable. Le poste révélateur comporte une cuve 28 qui contient une charge de révélateur liquide pour l'application à l'image électrostatique latente, et une gouttière de trop-plein 26 qui collecte le révélateur liquide en excédent tombant de la surface photoconductrice. Du papier ou un autre matériau d'un rouleau 30 traverse un dispositif chauffant 32 pour passer sur un rouleau de renvoi 34 et être pressé en contact sur la surface du film 16 par des rouleaux de pression 36 et 38. Quand le liquide révé-lateur collant quitte le poste de développement, il vient en contact avec le papier appliqué sur la surface du film 16. Comme le révélateur collant a un plus grand pouvoir d'adhérence sur la surface du papier que sur la surface du film photoconducteur, l'image est transférée au papier. Après réception de l'image, le papier passe sur des rouleaux de guidage 40 et 42 vers la sortie de l'appareil. Comme il est expliqué plus en détail dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 155 108 précitée, une cisaille peut couper la copie à la longueur voulue. Pendant l'utilisation, la machine 10 produit une copie par tour du tambour 12. L'appareil pour développer des images électrostatiques décrit dans la demande brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 212 155 du 27 Décembre 1971 ou un appareil équivalent est utilisé pour alimenter en particules de colorant collant révélateur dans un véhicule la cuve de développement 28 de l'appareil applicateur de révélateur 24,cette cuve étant reliée à l'appareil d'alimentation par des conduits 48 et 50. Le système d'alimentation et de circulation du révélateur n'est pas représenté sur la figure 1, parce qu'il ne fait pas partie de la présente invention. Comme il a été indiqué ci-dessus, la machine 10 pour laquelle peut titre utilisé un applicateur de révélateur selon la présente invention, utilise un photoconducteur organique 16 sur lequel est formée une image latente. La figure 2 représente une courbe de décharge idéalisée d'un photo conducteur organique typique. Sur la figure 2, la tension initiale à laquelle le film est chargé est indiquée en ordonnées et l'exposition à la lumière en lux-seconde est représentée à une échelle logarithmique en abscisses. Comme le montre la figure 2, quand le film est initialement chargé à environ 800 volts, 32,3 luxsecondes d'exposition sont nécessaires pour décharger le film jusqu'à environ 100 volts.La décharge supplémentaire du film jusqu'à environ 10 volts nécessite 130 lux-seconde d'exposition. I1 sera remarqué aussi d'après la courbe caractéristique que l'exposition d'une durée extrêmement longue est nécessaire pour décharger complètement le film. Une tension est appliquée selon l'invention au secteur miroir de retour conducteur 15 du tambour 12 et à une électrode 29 positionnée dans la cuve 28 de l'applicateur de révélateur, de la façon décrite ci-après, cette tension relevant en fait les abscisses du graphique de la figure 2 pour neutraliser l'effet de la charge résiduelle subsistant sur les zones sans image de la surface photoconductrice après une exposition.Par exemple, cette tension peut être appliquée pour élever les abscisses jusqu ' au niveau indiqué par la droite en tirets de la figure 2, par suite pour permettre une exposition de 32,3 lux-seconde seulement pour développer l'image électrostatique latente avec un contraste reproduit avec-authenticité. La présente invention utilise un circuit qui maintient le secteur miroir de retour au même potentiel que celui auquel est élevée l'électrode de polarisation pour qu'aucune particule de colorant révélateur ne se dépose sur l'électrode de polarisation pendant le passage du secteur miroir de retour à travers le poste de développement. De cette façon, il n'est pas nécessaire que la tension à laquelle ltélectrode de polarisation est élevée soit coupée quand le secteur miroir de retour pénètre dans le poste de développement, et il n'est pas nécessaire de rétablir ensuite cette tension quand le bord de tête de l'image électrostatique latente pénètre dans le poste de développement, ce qui provoquerait l'encrassement de l'électrode. La valeur de la tension de polarisation est fonction de la forme de l'électrode 29, de la distance de cette électrode et de la valeur du champ résiduel. Pour un mode de réalisation particulier-, elle est facile à déterminer expérimentalement par réglage de la tension de polarisation jusqu'à obtenir une copie ayant un fond propre. Suivant un exemple spécifique, pour la forme de l'électrode représentée, avec une distance entre l'électrode et la surface du tambour de 0,76 mm et un potentiel de charge résiduelle de fond d'environ 50 à 70 volts, une tension de polarisation de 100 volts produit une copie n'ayant pratiquement pas de dépôt de fond. Pendant les essais, la surface du tambour a été chargée négativement par une source de courant d'effluve de 5,5 kV, les copies circulant à une vitesse de 13,7 m/mn. Quand la charge par effluve est négative, la tension de polarisation est négative. L'électrode 29 et des contacts électriques espacés 31a et 31b sont connectés à une borne d'une source de tension en courant continu 56. Les contacts ou balais 31a et 31b sont placés à côté du bord d'arrivée et du bord de sortie de la gouttière de trop-plein 26 sous le bord du tambour tournant 12 pour être en contact avec celui-ci de la façon représentée sur la figure 3. Un contact 31c aussi en contact avec le bord du tambour est situé à côté du bord d'entrée du chargeur à effluve 20. Le contact 31c assure que la tension de polarisation soit appliquée au secteur 15 pendant son passage devant le chargeur 20 pour empêcher l'établissement d'une charge sur le secteur miroir s'il est isolé électriquement.De cette façon, il est assuré que le secteur miroir de retour communique continuellement avec la borne négative de la source de tension 56 pendant la rotation du secteur à travers la zone de déve loppement. La surface photoconductrice 16 du tambour 12 ne reçoit aucune tension supplémentaire de la source 56 parce qu'elle est isolée de celleci par la bande isolante circulaire 19. L'autre borne de la source de tention 56 est connectée au support conducteur portant le photoconducteur organique par un contact 33. Quand le secteur miroir de retour 15 tourne devant le poste de développement, il est connecté en parallèle avec l'électrode 29 de la cuve à la borne négative de la source de tension 56. Le secteur miroir de retour et l'électrode de la cuve de révélateur sont ainsi portés au meme potentiel pendant la durée de transit du secteur miroir de retour à travers le poste de développement. La valeur de cette tension est réglée pour neutraliser le champ résiduel existant dans les zones sans image de la surface photoconductrice. De cette façon, aucun champ électrique n'existera entre le secteur miroir de retour 15 et l'électrode 29 de la cuve pendant le passage du secteur miroir de retour à travers le poste de développement et, par suite, des particules du révélateur ne seront attirées ni par l'électrode, ni par le secteur miroir de retour. Le tambour 12 est combiné pour que la superficie totale de la surface photoconductrice 16 située entre les bords formant les limites du secteur miroir de retour 15 soit chargée et soit ensuite exposée à l'image lumineuse dérivée de l'original. Après l'exposition, une tension résiduelle subsiste sur les zones de fond de la surface p'botrductrice, comme il a été expliqué ci-dessus.L'électrode 29 de la cuve de sXvélateut peut hêtre portée à un potentiel de champ opposé prédétermtné,, ou bien le potentiel de champ opposé peut etre varié en fonction de la tension rési- duelle présente sur les zones de fond de la surface photoconductrice La neutralisation du champ résiduel peut être commandée automatiquement par un détecteur de champ de charge de surface 52 placé devant la zone sans image de la surface photoconductrice à côté du bord isolant 19 do tambour 12, cette zone recevant la charge par effluve et étant ensuite déchapBée par exposition P la lumière.Le détecteur de charge 52 est connecté en série avec un amplificateur à courant continu à impédance élevée 54 qui est sujet à une excursion à partir de zéro et qui est isolé des champs électriques de dispersion. La sortie de l'amplificateur 54 commande le champ d'opposition produit par la source 56 pour qu'il concorde avec celui mesuré par le détecteur de charge de surface 52 et ce potentiel est appliqué à l'élec- trode 29 et au secteur miroir de retour 15.En variante, ltaxplificateur 54 peut faire partie d'un circuit mesurant la différence entre le champ d'opposition engendré par la source 56 et le champ résiduel mesuré par le détecteur de charge de surface 52 pour régler la tension de 1"électrode 29 et du secteur miroir de retour 15 pour obtenir la neutralisation du champ résiduel. Le secteur du miroir de retour n'est pas =iatenu'pendant le tour complet du tambour au meme potentiel que l'électrode de la cuve à révé- lateur. La tension appliquée au secteur du miroir de retour o'a besoin d'être identique à celle de l'électrode de la cuve que pendant que le secteur du miroir passe à travers le poste de développement. Le secteur miroir de retour est mis à la terre pendant qu'il tourne devant le chargeur â effluve afin que le courant d'effluve ne modifie pas la tension appliquée en courant continu. Le changement de la tension appliquée au secteur miroir de retour peut être facilement effectué au moyen de commutateurs combinés de façon appropriée. Cependant, en cas d'utilisation d'une source de tension de faible impédance, cette commutation devient inutile parce qu'un courant d'effluve d'une valeur d'environ 10 milliampères est trop faible pour influer sur la source de tension continue. Il apparatt ainsi que les buts de l'invention sont atteints en utilisant une combinaison pour empêcher le dépôt de particules colorantes de révélateur sur les régions de fond sans image d'une surface photoconductrice en neutralisant le champ résiduel subsistant sur ces régions après l'exposition à la lumière de la surface. Ce résultat est obtenu en maintenant une électrode de polarisation et un secteur miroir de retour de la surface photo conductrice d'un tambour à un potentiel établissant un champ en opposition neutralisant le champ résiduel dans les zones sans image du photoconducteur. De ce fait, il n'existe pas de champ électrique résultant entre l'électrode de polarisation et le secteur miroir de retour ou les zones sans image de la surface photoconductrice quand celle-ci passe en face de l'électrode de polarisation et, par suite, les particules de révélateur n'adhèrent pas. Cette combinaison supprime la nécessité de nettoyer continuellement l'électrode de polarisation. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Machine à copier électrostatique avec dispositif pour empêcher le développement de zones de fond de potentiel électrique résiduel dans une image électrostatique latente, caractérisée par un élément ayant une première partie de surface photoconductrice pour recevoir l'image électrostatique latente et une seconde partie de surface conductrice, un dispositif de développement pour appliquer un révélateur sur la surface, un dispositif pour déplacer les parties de la surface par rapport au dispositif de dével6p pement et contre ce dispositif, une électrode de polarisation associée au dispositif de développement, un dispositif pour appliquer une tension à l'électrode de polarisation et un dispositif pour appliquer cette tension à la seconde partie de la surface pendant son mouvement à côté du dispositif de développement. 2. Machine à copier selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'élément est un tambour tournant dont la surface porte la première partie de surface photoconductrice et un isolant isole la première partie de surface photoconductrice de la seconde partie de surface conductrice. 3. Machine à copier selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le dispositif de développement comporte des moyens pour contenir une certaine quantité de révélateur, des moyens pour appliquer le révélateur sur l'image latente et des moyens pour monter l'électrode de polarisation dans le dispositif de développement. 4. Machine à copier selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée par deux contacts électriques connectés en parallèle avec l'électrode de polarisation et disposés à côté du bord d'entrée et du bord de sortie du dispositif de développement pour venir en contact avec la seconde partie de surface conductrice du tambour. 5. Machine à copier selon la revendication 4 caractérisée par un détecteur de charge de surface disposé à côté du tambour tournant pour mesurer le potentiel résiduel de fond d'une zone chargée et exposée de la partie de surface photoconductrice, et un dispositif de commande de la tension répondant au signal sortant du détecteur pour commander la tension appliquée par la source de tension à l'électrode de polarisation et à la partie de surface conductrice quand son pourtour est en contact avec l'un des contacts électriques pendant son passage à travers le dispositif de développement. 6. Machine à copier selon la revendication 5 caractérisée en ce que le détecteur de charge de surface mesure la valeur absolue du potentiel de fond, et le dispositif de commande de la tension ajuste la tension appliquée à l'électrode de polarisation et à la seconde surface conductrice à la veleur du potentiel mesuré. 7. Machine à copier électrostatique caractérisé par un tambour ayant une partie support conductrice, une matière photoconductrice sur cette partie, une partie conductrice de l'électricité, et des moyens pour isoler la partie conductrice du support et de la matière photoconductrice. 8. Machine à copier selon la revendication 7 caractérisée en ce que la matière conductrice est un photoconducteur organique. 9. Machine à copier électrostatique caractérisée par un élément ayant une partie de surface photoconductrice et une partie de surface conductrice, un chargeur pour appliquer une charge à une surface circulant à côté du chargaur, un dispositif d'exposition optique pour projeter sur la surface chargée une image pour produire une image latente électrostatique sur cette surface, un dispositif de développement pour appliquer un révélateur sur cette surface afin de développer l'image latente électrostatique, une électrode associé;R:: au dispositif de développement, un dispositif pour appliquer une tension à l'électrode, un dispositif pour entrainer l'élément pour faire passer successivement les parties de la surface devant le chargeur, devant le dispositif d'exposition et devant le dispositif -de développement, et un dispositif pour appliquer cette tension à la partie de surface conductrice pendant son mouvement devant le dispositif de développement. 10. Machine à copier selon la revendication 9 caractérisée en ce que la partie de surface photoconductrice est formée par un photoconducteur organique, ce photoconducteur organique conservant une tension résiduelle de fond après l'exposition et la tension appliquée à l'électrode de polarisation étant sensiblement égale à la ension résiduelle de fond @@@@ @@ @@ @@ @@@@@. 11. Machine à copier selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée par un dispositif chargeur à décharge d'effluve positionné à côté de l'élément et un premier contact électrique connecté en parallèle avec l'électrode de polarisation et posi tionné à côté du bord d'entrée du dispositif chargeur pour venir en contact avec la seconde partie de la surface du fait du mouvement de celle-ci. 12. Machine à copier selon la revendication 11 caractérisée par un second et un troisième contact électrique, connectés en parallèle avec l'électrode de polarisation, et positionnés respectivement à cette du bord d'entrée et du bord de sortie du dispositif de développement pour être en contact avec la seconde partie de la surface pendant le mouvement de celle-ci.