Brevet FR2241103A1 — publié le 19750314

La présente invention se rapporte en général à l'électro- photographie, et elle concerne plus particulièrement la création d'un système à pellicule électrophotographique, pouvant former une image visible de l'enlèvement électrniquement amorcé d'une particule, en l'absence d'un traitement de virage. Dans les procédés électrophotographiques connus,une image latente électrostatique est formée sur la surface d'un élément photoconducteur. L'élément photoconducteur est initialement chargé sur toute sa surface, lorsqutil est dans l'obscurité, la charge étant retenue en isolant de façon appropriée l'élément contre une fuite, mais la rétention de cette charge dépend du caractère physique du matériau. Immédiatement après que la surface a été chargée, elle est exposée à-une certaine forme d'énergie rayonnante composant un motif de tons , de lignes, de textes et analogue, que l'on désire reproduire. Cette énergie rayonnante peut avoir la forme d'un motif de lumière projetée, d'une projection de rayons X et autres. les zones de la surface de ltélément photoconducteur qui sont exposées aux parties plus claires du motif deviennent plus conductrices, que celles qui sont exposées aux parties moins illuminées du motif. I1- en résulte que la charge électrique est enlevée de façon sélecte t - des différentes zones de la surface du matériau photoconducteur, selon le degré respectif dtillumination. En conséquence, normalement, le motif de charge géométrique résultant constitue l'image latente, la charge ayant la propriété de pouvoir attirer électrostatLquement de fines particules Ces fines particules sont de façon couran sous la forme d'une poudre minuscule, ou d'une suspenstn dans le liquide, pouvant etre amené en contact avec la surface. les particules adhèrent sélectivement, à la surface, a' des degrés divers selon le motif de charge représenté par une image latente, puis l'excès est brossé ou enlevé d'une autre façon de la surface, et les particules restantes, ou le produit de virage, forment une image visible. l'image résultante peut etre transférée sur un élément récepteur tel qu'une feuille de papier, et elle est fondue de façon permanente à la surface de l'élément récepteur par des techniques bien connues. Belon une autre technique, le produit de virage est fondu directement sur la surface qui devient alors l'élément d'enregistrement. Dans la plupart des cas, l'application du produit de virage est nécessaire pour rendre visibles les images électrostatiques latentes résultant de l'exposition à un motif analogue, de la surface chargée de la pellicule, ou élément électrophotographique. Selon les caractériiiques- de dégradation de la couche photoconductrice, l'application de produit de virage doit se produire très peu de temps après l'exposition de la pellicule électrophotographique chargée à l'image souhaitée. I1 n'est pas toujours pratique, et il n'est pas tours économique de prévoir les mécanismes et les structures pour appliquer des suspensions de virage à la pellicule électrophotographique "exposée". I1 serait très avantageux de prévoir un procédé électrophotographique dans lequel on obtient une image visible instantanément après l'exposition d'une pellicule électrophotographique, sans nécessité d'une étape de développement ou de virage. I1 serait également très avantageux de prévoir une pellicule électrophotographique sans virage, pouvant être exposée avec fiabilité, sensibilité, caractéristiques élevées de gain, caractéristiquas souhaitables de décomposition et de dégradation, et avec des matériaux facilement disponibles et économiques en comparaison des matériaux d pellicules électrophotographiques et m8me photographiques classiques actuels. Une telle pellicule serait utilisable dans tous les domaine connus actuellement, vers lesquels les procédés électrophotographiques ont été dirigés, et donnerait de plus des résultats avantageux qui n'étaient pas atteints jusqu'à maintenant, dans le domaine du copiage multiple, du traitement des données et, également, dans les techniques photoreproductrices. Dans les techniques électrophotographiques selon l'art antérieur, il était nécessaire de prévoir un dispositif pour charger le revêtement photoconducteur. Il avait la forme dluncâble d'effet corona, avec des supports etdes alimentations en courant, - ainsi que des circuits pour commander le corona. De plus, un dispositif est habituellement prévu pour maintenir la pellicule dans l'obscurité durant son chargement, et la déplacer lorsqu'elle doit etre exposée. L'élimination d'une partie de ces dispositifs aurait desavantages considérables dans la fabrication l'utilisation d'un appareil de reproduction électrophotographique. En conséquence, l'invention crée un procédé pour enregistrer l'image d'une scène ou analogue-sur une pellicule électrophotographique, du type étant formé d'un substrat transparent auquel est lié un revêtement photoconducteur en pellicule mince, une couche ohmique en pellicule mince étant prise en sandwich-entre le revêtement et le substrat; le procédé comporte les étapes de;enduire une couchemince d'un conducteur pouvant être érodé dont l'absorbance lumineuse est proportionnelle à l'épaisseur, au sommet du revêtement photoconducteur, disposer une électrode espacée du conducteur pouvant être érodé, et un fluide électriquement conducteur dans l'espace, la pellicule étant dans l'obscurité à l'exception de la surface exposée, connecter une source électrique haute tension entre ltélectrode d'une part et le conducteur et la couche ohmique d'autre part, et éroder sélectivement le conducteur selon la distribution de lumière sur toute une image projetée à travers le substrat sur le revêtement photoconducteur, tout en faisant passer du courant dans l'eapace; l'invention crée également l'article et le dispositif pour accomplir ce procédé T'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux autours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation db 1'invention et dans lesquels - la figure I est une vue en section schématique d'une pellicule électrophotographiq;ue construite selon la présente invention;; - la figure 2 estune autre vue en section schématique faite à travers la pelicule électrophotographique illustrée sur la figure 1, et montrant la façon dont l'image électrophotographique visible est obtenue en exposant la couche photoconductrice à la lumière; -la figure 3 est une vue en section schématique faite à travers la pellicule électrophotographique de la figure 1-, àla suite de la fin du procédé d'expoition; - la figure 4 est une vue en section schématique illustrant une forme modifiée de la présente invention danse procédé d'exposition. On se reportera aux figures 1, 2 et 3, qui illustrent la pellicule électrophotographique de la présente invention en section, les dimensions étant exagérées et ne sont pas proportionnelles ,de façon à permettre une explication de ses diverses parties. La pellicule électrophotographique, généralement désignée par 10, comporte un substrat 12, une couche photoconductrice 14, une couche ohmique 16 électriquement conductrice placée entre les deux premières couches, et un recouvrement 18 se composant d'un métal pouvant être érodé. Les couches 14 et 16 de la pellicule 10 sont déposées par des techniques de pulvérisationl;aute fréquence , effectuée de façon appropriée dans une chambre sous pression. te recouvrement 18 peut également être appliqué par une telle technique de pulvérisation. te substrat 12 sert de support mécanique à la couche photoconductrice, à la couche ohmique 16et su recouvrement métallique 18. Un élément en feuille de polyester de 0,125mm d'épaisseur, est un exemple d'un élément formant substrat qui est satisfaisant, et qui a la flexibilité, la résistance, la transparence, la possibilité d'adhérer aux couches déposées et la stabilité en dimension, la conservation de l'épaisseur, la résistance aux variations se produisant lorsqu'il est soumis à différente' températures et à des phénomènes électriques. qui se-produisent durant les procédés de dépôt et une résistance suffisante à l'usure , nécessaires, pour pouvoir être manipulé sans dommage. Un type d'une feuille en polyester ayant des caractéristiques excellentes est un tersstalate de polyéthylène vendu sous le nom de " Mylar", par la Société DuPont de Nenours. tes conditions de contrainte interne caractérisant ce matériau tel qu'il est vendu, doivent de préférence être supprimées avant de l'utiliser, par des procédés classiques, par exemple en soumettant la feuille à une humidité relative de 80%, à une température dtenviron 1000G durant une période d'environ 30mn. De même , tous les gaz inclus doivent être enlevés et, également , la feuille doit être nettoyée de façon parfaite, et démunie de toute eharge statique qui pourrait être accumulée. La couche photoconductrice-14 est formée d'un composé photoconducteur ou alliage, présentant une photoconductibilité. Un exemple qui sera décrit,ci-après comporte du sulfure de cadmium, soit en condition fortement épureS ou ayant été dopé avec un matériau donneur approprié tel que du cuivre. Une telle couche offrira: une caractéristique de réponse panchromatique. D'autres matériauxpeuvent être utilisés comme le sulfure d'indium de zinc, le nitrure de silicium, le sulfure de zinc, le sulfure d'antimoine, l'arsenure de gallium, le séléniure de cadmium, le séléniurede zinc et peut être d'autres. te matériau dans lequel la couche photoconductrice est faite, est inorganique, microcristallin, et a plusieurs milliers d'Angstroms d'épaisseur. Contrairement aux couches photoconductrices selon l'art antérieur, la couche 14 est très flexible et transparante. l'épaisseur de la couche 14 est de préférence inférieure à 3590 Angstroms mais peut atteindre 5000 Angströms La couche ohmique 16 est électriquement conductrice, et elle est déposée-sur la face du substrat 12, avant le dépôt de la ccuche photoaDnductrice 14.Son premier but est d'améliorer la conduction des électrons de la surface de la couche photoconductrice, Xrsque cette dernière absorbe des photons La couche 16 sert également à aider à lier la couche photoconductrice au substrat 12, et à coopérer avec le recouvrement 18, comme électrode, durant l'exposition de la pellicule 10 selon la présente invention. La couche ohmique 16 est bien plus mince que la couche photoconductrice 14 , elle est de préférence de l'ordre de 500 Angstroms d'épaisseur. Cette épaisseur ne genera pas la transparence ou la flexibilité dela pellicule électrophotographique 10 lorsqu'elle est finalement développée. La couche 16 forme l'interface entre la couche photoconductrice 14 et le susbstrat 12. De l'oxyde de d'indium semi-conducteur àun degré de pureté est un matériau approprié pour la couche 16. I1 est facilement et de préférence appliqué par des techniques de pulvérisation, dans le même type de dispositif que celui utilisé pour appliquer la couche photoconductrice 14. te recouvrement 18 est déposé sur la couche photoconductrice 14. il est formé en un matériau pouvant être érodé, de préférence du plomb ou de l'aluminium pouvant servir d'électrode du système électrolytique. L'épaisseur du revêtement 18 est de l'ordre de 0,5 micron d'épaisseur, mais il peut etre plus mince. La couche 18 est déposée directement sur la couche photoconductrice 14, par l'un des nombreux procédés classiques de dépôt métallique. Lors de l'utilisation de systèmes de reproduction électrophotographique, la pellicule électrophotographique 10 est amenée à une station d'exposition; où il y a une chambre électrolytique 20, dont une paroi 22 forme une électrode. La chambre 20 est étanche à la lumière, sauf où la pellicule peut recevoir une image projetée à partir de sa surface arrière. Un électrolyte gazeux ou liquide 24 est confiné dans la chambre 20. une source de potentiel 26 est connectée au recouvrement métallique 18 et àlè'lectrode 22, comme illustré sur la figure 2. De la lumière, sous forme d'un motif , peut traverser le substrat transparent 12, forçant la couche photoconductrice 14 à laisser passer des courants importants momentanément dans les zones exposées. Comme on peut-le voir sur- la figure 2, ces courants amorcent l'action électrolytique entre la couche 18 de recouvrement métallique et l'électrode 22, si bien que des particules 28 s'érodent du recouvrement métallique 18, en des quantités sensibles et proportionnelles à l'intensité de lumière.Des zones 30 (figure 7) d'une opacité d'image réduite se formetdans les zones frappées par la lumière. t'image résultanteestvisible sans utiliser une étape de développement subséquent, où un produit de virage serait appliqué de façon classique à une image latente électrostatique, résultant de façon ordinaire de l'exposition de la pellicule électrophotographique au rayonnement. Aucune charge ou aucun appareil de charge n'est nécessaire. La caractéristique' importante de la couche 14, qui commande la qualité de l'image visible et résuRsnteest son gain photoélectrique extrêmement élevé, permettant une large gamme d'épaisseurs et par conséquent une échelle des tons gris excellente. Sur la figure 4, le même résultat final est obtenu en utilisant un phénomène connu comme érosion par étincelle , au lieu de la cellule électrolytique délimitée par la chambre 20. A la station d'exposition, en remplacement de la chambre électrolytique 20, un dispositif 32 produisant des étincelles est prévu, comprenant un espace d'air 34 entre une électrode 22' et le recouvrement métallique 18. Des potentiels de l'ordre de kilovolts, selon la largeur de l'espace, sont appliqués de façon que la lumière heurtant l'élément photoconducteur coréenne étincelle dans espace d'air 34, entraînant de façon efficace des particules métalliques 28' du recouvrement métallique 18, pour les déposer sur l'électrode 22', en proportion de l'intensité de la lumière heurtant la couche photoconductrice 14. L'article résultant est une transparence appropriée pour être projetée, ou pour être utilisée pour faire des impressions, et il est visible sans application de produit de virage. La pellicule 10 se rapproche des pellicule avec émulsion d'alogénure d'argent, en terme de réponse photographique, mais elle a- de nombreux autres avantages si bien qu'elle est particulièrement appropriée pour les systèmes de prisesd'images instantanées. La chambre 20 doit être construite de façon que snn intérieur soit dans l'obscurité, la pellicule électrophotographique 10 est disposée en juxtapositionasso l'électrode 22, et elle n'est pas exposée à l'air, sauf sa surface arrière. Sur cette surface , le substat 12 reçoit l'image lumineuse provenant de l'extérieur de la chambre 20, par exemple par un projecteur 34'. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. in particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons; si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour enregistrer l'image d'une scène ou analogue sur une pellicule électrophotographique, du type formé d'un substrat transparent auquel est lié un revêtement photoconducteur en pellicule mince, une couche ohmique en pellicule mince étant' prise en sandwich entre ledit revêtement et ledit substrat, caractérisé par les étapes de : enduire une couche mince (18) en un conducteur pouvant être érodé, dont l'absorbance lumineuse est proportionnelle à l'épaisseur, au sommet dudit revêtement photoconducteur, disposer une électrode (22) espac dudit conducteur, et un fluide (24) électriquement conducteur dans l'espace, ladite pellicule étant dans l'obscurité sauf la surface du substrat exposée, relier une source (26) électrique haute tension entre ladite électrode d'une part et ledit conducteur(18) et ladite couche ohmique (16), d'autre part, et éroder sélectivement ledit conducteur (18) selon la-distribution de lumière sur toute une image projetée à travers ledit substrat (12) sur ledit revêtement photoconducteur (14)-tout en faisant passerdu courant dans ledit eapace. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape 'précitée d'éroder est effectuée-par -éleftrbye 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape précitée d'éroder est effectuée en délimitant un espace d'air entre l'électrode (22') précitée et le recouvrement (18) précité, et en employant une érosDn par étincelle pour effectuer ladite érosion. 4. -Pellicule électrophotographique à utiliser pour effectuer le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par un substrat (12) transparent, pouvant autre arrangé pour qu'une de ses surfaces soit exposée au motif précité, une couche (16). ohmique en pellicule mince, liée audit substrat sur sa seconde surface, un revêtement (14) photoconducteur en pellicule mince lié à ladite couche ohmique (15) et ayant des propriétés électriques anisotropes et- de gain photoélectrique élevé, et un recouvrement mince (18) lié audit revêtement photoconducteur (14) formé en un conducteur électrique pouvant être érodé, dont l'absorbance lumineuse varie avec l'épaisseur. 5. Pellicule selon la revendication 4 caractérisée en ce que le conducteur pouvant être érodé (18) précité est un métal. 6. Pellicule selon la revendication 4 ou 5 caractérisée en ce que le conducteur (18) précité est un métal pouvant être érodé par électrolyse. 7. Procédé selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce que le conducteur (18)précité est un métal pouvant être érodé par étincelle. 8. Pellicule selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 caractérisée en ce que le conducteur (18) précité est un métal dans le groupe consistant en plomb et en aluminium. 9. Pellicule selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 caractérisée en ce que le revêtement photoconducteur (14) précité est du sulfure de cadmium microcristallin pulvérisé en haute fréquence. 10. Pellicule seloull'une quelconque des revendications 4 à 9 caractérisée en ce que la couche ohmique précitée est de l'oxyde d'indium. 11. Dispositif pour effectuer le procédé selon l'une quelconque des revendication 1, 2 ou 3, du type utilisant un élément électrophotographique ayant un substrat transparent adapté pour qu'une de ees faces soit exposée à une énergie rayonnante incidente d'un motif que l'on souhaite reproduire sur une pellicule, un revêtement électriquement conducteur en pellicule mince sur la seconde face dudit substrat, un revêtement photoconducteur en pellicule mince sur ledit revêtement conducteur, ledit revêtement conducteur étant pris en sandwich entre ledit revêtement photoconducteur et ledit substrat, et un recouvrement mince sur la face exposée dudit matériau photoconducttur, formé en un conducteur électrique pouvant être érodé, dont l'absorbance lumineuse varie avec l'épaisseur, ledit appareil étant caractérisé par : une structure connectant ledit élément électrophotographique dans un dispositif d' erossion, en relation non lumineuse à l'exception de ladite surface exposée, pour que ladite énergie rayonnante incidente force ledit revêtement photoconducteur à laisser passer des courants sélectivement, pour amorcer rection d'érosion sur ledit recouvrement, pour reproduire ledit motif avec des variations d'épaisseur correspond autifféren degrés a 'intensité lumineuse des incréments-dudit motif. 12. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'une chambre électrolytique (20) est prévue, qui contient un fluide électrolytique (24) engageant le recouvrement (18) précité, une électrode (22)- dans ladite chambre (20)- , une source de potentiel: électrique'(26) connectée au recouvrement (18) précité, et d ladite électrode (22) ayant une tension et une polarité permettant l'érosion - dudit recouvrement, et un dispositif d'exposition (34') pour soumettre surface exposée du substrat (12) précité à un motif d'énergie rayonnante tandis que ledit recouvrement (18) est ainsi engagé 13. Dispositif selon la revendication il caractériséx en ce qu'il est prévu un dispositif (32) produisant des étincelles, comprenant une chambre pour recevoir l'élément électrophotographique précité, une électrode (22') dans ladite chambre (32) étant construite et agencée de façon à délimiter un espace d'air (34) entre elle et le recouvrement (t8) précité, une source de potentiel électrique (26) étant connectée audit recouvrement (18) et à ladite électrode (22'), d'une tension et d'une polarité permettant l'ewo ion- par étincelle dudit recouvrement (18), et un dispositif d'exposition 34' pour soumettre la surface exposée dudit substrat à un motif d'énergie rayonnante.