Brevet FR2314524A1 — publié le 19770107

La présente invention est relative à la reproduction graphique électrostatique et, plus particulièrement à un dispositif pour développer une image électrostatique latente et à un appareil de reproduction comportant un tel dispositif. On sait déjà former une image électrostatique latente sur une surface photoconductrice, limage latente possédant des zones de différentes densités de charge correspondant aux zones d'ombre et de lumière d'un original à reproduire. Cette image électrostatique latente peut êtredéveloppée en appliquant un agent de développement sur la surface photoconductrice portant l'image, par exemple, au moyen d'un système en cascade.Un tel agent de développement peut, par exemple, comprendre une poudre toner pigmentée pour produire des marques sombres sur la feuille de reproduction et un véhicule qui peut, par exemple etre constitué de billes de verre, de verre revêtu, de sable revêtu, de grenaille de plomb ou d'acier, de arenailles de plomb ou d'acier revêtues, chaque particule de véhicule étant recouverte par une couche de particules plus petites de poudre de toner qui sont retenues sur le véhicule et libérées au contact des zones chargées de l'image latente, ce qui a pour effet de développer l'image.L'image ainsi développée peut ensuite être transférée sur une feuille de reproduction par contact de la surface photoconductrice portant l'image développée et d'une feuille de reproduction, après quoi le toner transféré est fixé de façon permanente à la feuille de reproduction, par exemple par fusion à chaud. Le procédé de développement décrit ci-dessus peut s'effectuer de nombreuses manières, par exemple, en versant en cascade l'agent de développement sur la surface photoconductrice depuis une trémie ou en appliquant l'agent de développement au moyen d'une brosse de fourrure ou magnétique. Evidemment la qualité dlune reproduction finie dépend de lteffi- cacité du développement de l'image latente électrostatique et dans le passé, on avait trouvé que la définition d'image pouvait être améliorée lorsqu'on peut définir un passage délimité le long duquel agent de développement est contraint de passer pendant l'opéra- tion de développement. Des exemples de moyen de délimitation comprennent des plaques métalliques rigides, des membranes flexi bles et des bandes flexibles de matériau qui peut ou non être sous forme d'électrodes à la masse pour retenir les particules de véhicule en contact avec la surface photoconductrice pendant l'opera- tion de développement.Les électrodes de développement peuvent être espacées d'une petite distance de la surface photoconductrice et dotées de potentiels convenables pour attirer le toner vers les zones de la surface photoconductrice correspondant aux zones sombres de l'original. Les procédés existants d'application de l'agent de développement à une image électrostatique latente souffrent souvent des inconvénients suivants : Lorsque de grandes zones sombres d'un original sont à reproduire, les zones sombres correspondantes de la reproduction sont fréquemment lacunaires et plus claires dans le milieu; il est difficile de reproduire avec précision les demi-tons; lorsqu'on utilise des électrodes de développement, l'intervalle étroit entre les électrodes et la surface photoconductrice diminue le débit de l'agent de développement et ceci provoque des stries, des éraflures, un mauvais nettoyage et des problèmes associés; et si de telles électrodes de développement sont électriquement polarisées llinter- vention de l'agent de développement entre les électrodes de développement et la surface photoconductrice modifie le champ électrique existant entre eux et réduit l'efficacité du développement. La présente invention a pour objet une unité de développement pour développer une image électrostatique latente sur une surface photoconductrice pendant le mouvement relatif de la surface photoconductrice par rapport à l'unité de développement, ladite unité de développement comprenant une première et une seconde glissières pour verser en cascade la poudre de développement sur ladite surface photoconductrice à une première et respectivement une seconde zones, la seconde zone étant espacée en aval, dans le sens du mouvement relatif de l'unité de développement et de la surface photoconductrice, depuis la première zone; un obturateur pour commander le passage de la poudre de développement vers le bas de la seconde glissière et monté pour un mouvement par rapport à elle entre une première position ouverte et une seconde position fermée, l'obturateur étant agencé de façon que lorsqu'il est dans ladite première position, l'un de ses bords s'étende sur la largeur de la surface photoconductrice et de façon sensiblement parallèle à elle en position pour agir comme une électrode de développement disposée entre la première et la seconde zones. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la première glissière est également munie d'un obturateur, la surface photoconductrice est la surface périphérique radiale d'un cylindre susceptible de tourner autour d'un axe horizontal et les deux glissières de l1unité de développement sont agencées pour verser en cascade l'agent de développement sur la surface périphérique du cylindre, l'agencement des glissières étant tel que les deux zones auxquelles l'agent de développement est appliqué sont espacées l'une de l'autre sur la périphérie du cylindre.Dans ce mode de réalisation, les glissières sont empilées de façon appropriée l'une sur l'autre et sont agencées de façon que la poudre de développement puisse être versée en cascade sur la surface périphérique.du cylindre a son quadrant supérieur au niveau duquel des points sur la surface descendent pendant la rotation normale du cylindre. Dans le mode de réalisation préféré, les deux obturateurs sont actionnés électro-mécaniquement en synchronisme avec le mouvement de l'image électrostatique latente. De préférence l'obturateur associé à la seconde glissière inférieure possède une levre arquée dimensionnée pour s'étendre sur la largeur de la surface photoconductrice ceci favorisant encore le développement de l'image. le mode de réalisation préféré comprend également un support électriquement conducteur pour la surface photoconductrice et des moyens pour appliquer sélectivement l'un des potentiels de polarisation au support électriquement conducteur. Ceci offre à l'utilisateur un commutateur qui lui permet un choix entre un développement optimal de l'arrière plan et une distribution optimale des zones d'image sombres ou noires. Pour mieux faire comprendre l'invention, la description suivante en est donnée à titre d'exemple, en se référant an dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe d'un mode de réalisation préféré d'unité de développement selon la présente invention, les obturateurs étant en position fermée, la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 représentant les obturateurs en position ouverte, la figure 3 est une vue en élévation latérale de l'unité de développement des figures 1 et 2 représentant le mécanisme d'ouverture de l'obturateur, la figure 4 est une vue en élévation frontale de l'unité de développement des figures 1 et 2, les figures 5 et 6 représentent un mode de réalisation de l'unité de développement similaire à celle des figures 1 à 4 avec l'obturateur de la glissière inférieure en position fermée et respectivement ouverte et, la figure 7 représente, tres schématiquement, comment une polarisation peut être sélectivement appliquée au support pour la couche photoconductrice du mode de réalisation des figures I à 4. On a représenté dans la figure 1 une unité de développement 1 pour développer une image électrostatique latente formée sur la surface photoconductrice 2 du cylindre photoconducte;ir d'un dispositif de reproduction graphique électrostatique. Deux glissières 3 et 4 sont prévues pour verser en cascade l'agent de développement depuis un bottier sensiblement cylindrique 14 sur la surface photoconductrice 2. les extrémités des glissières 3 et 4 adjacentes à la surface photoconductrice 2 sont munies de portes respectives ou obturateurs 8 et 9 qui sont reliés l'un à l'autre et susceptibles de pivoter en 22 et respectivement en 10 entre des positions fermées (figure 1) et des positions ouvertes (figure 2). L'obturateur 9, en position ouverte, s'étend presque radialement par rapport au cylindre photoconducteur et agit à la fois comme déflecteur et comme électrode de developpement et sa partie de bord inférieure comprend une lèvre arquée orientée vers le bas 11 qui s'étend parallèlement à la surface photoconductrice sur toute sa largeur, et en est faiblement espacée. L'existence de cette lè- vre arquée Il sur l'obturateur 9 contribue à favoriser le remplissage des zones pleines des images de reproduction. les glissières 3 et 4 sont définies par une paire de plaques latérales parallèles 23 s1 étendant verticalement et par des plaques sensiblement paralleles 5,6 et 7 inclinées par rapport à l'hDrizon- tale et s'étendant entre les deux plaques latérales verticales 23. Les extrémités des glissières 3 et 4 sont placées vers la gauche d'un plan vertical tangent au cylindre photoconducteur de façon que l'agent de développement puisse tomber en cascade depuis les glissib- res 3 et 4 sur la surface photoconductrice 2. les plaques 6 et 7 et l'obturateur 9 sont de préférence faits en un matériau électriquement conducteur tel qu'une tôle métallique de préférence à la masse et agissent, lors de l'utilisation comme des électrodes de développement du fait de leur potentiel différent par rapport à l'image chargée. On comprend que les extrémités des glissieres 3 et 4 adjacen a a la surface photoconductrice 2 et, naturellement, leurs obtu- raturs respectifs 8 et 9 s'étendent sur toute la largeur de la surfaca photoconductrice 2 A l'intérieur du boîtier sensiblement cylindrique 14 un rotor ou roue a palette 13 est monté en rotation sur un arbre horizontal 15 et entraîné pour tourner au moins pendant le développement, par l'intermédiaire d'un moyen d'entrainement (non représenté) à l'ex trémité droite de l'arbre 15, le moyen d'entraînement étant relié au mécanisme d'entraînement principal du dispositif de reproduction graphique électrostatique. L'arbre 15 est supporté par des paliers 16 et 17 portés par le boîtier 14.Le rotor 13 a pour fonction d'agiter l'agent de développement dans la partie inférieure du boltier 14 et porte également des godets (non représentés) qui délivrent l'agent de développement aux glissières 3 et 4. Sous l'extrémité de la glissière 4 se trouve une plaque collectrice fortement inclinée 18, dont l'extrémité supérieure est écartée d'une petite distance de la surface photoconductrice 2 et cette plaque collectrice 18 a pour but de diriger tout agent de développement qui n'a pas adhéré a l'image électrostatique latente à travers une ouverture 21 réalisée dans la paroi verticale frontale 20 du boîtier 14 dans la partie la plus basse du boîtier 14.Une autre plaque collectrice 19, en aval dans le sens de rotation du cylindre photoconducteur de la plaque collectrice 18 a pour fonction de diriger tout agent de développement restant dans le boîtier 14 à travers l'ouverture 21. 'les plaques collectrices i8-et 19 doivent être espacées d'une distance convenable de lasurface photoconductrice 2 de façon à ce que les billes de véhicule dans l'agent de développement ne soient pas emprisonnées entre l'une ou l'autre des plaques collectrices et la surface photoconductrice 2, ce qui évite l'éventualité d'éraflure de la délicate surface photoconductrice par les billes de véhicule. On a représenté à la figure 3 le mécanisme pour ouvrir et fermer les obturateurs 8 et 9. Un électro-aimant 24 porté par la plaque de montage 25 est fixé à une des parois latérales verticales 23. L'armature (non représentée) de l'électro-aimant 24 est reliée aux obturateurs 8 et 9 par l'intermédiaire d'une liaison 26 qui prend contact à la fois avec l'arbre 10 sur lequel l'obturateur 9 est monté à pivotement et une vis 27 portée par l'obturateur 8, de sorte que lorsque l'électro-aimant 24 est excité, quand l'image électrostatique latente atteint la position appro- priée, les obturateurs 8 et 9 sont ouverts permettant à l'agent de développement de tomber en cascade le long des glissières respectives 3 et 4 sur l'image électrostatique latente formée sur la surface photoconductrice 2.Lorsque l'electro-aimant 24 est désexcite, un ressort (non représenté) amène la liaison 26 à fermer les obturateurs 8 et 9, empêchant ainsi toute chute en cascade ultérieure de l'agent de développement. Lors du fonctionnement du dispositif une image électrostatique latente correspondant à un original à reproduire est formée sur la surface photoconductrice 2 du cylindre à un poste en amont (dans le sens de rotation du cylindre) de l'unité de développement 1. Le cylindre tourne dans le sens représenté de façon que l'image électrostatique latente sur la surface photoconductrice 2 approche de l'unité de développement 1. Lorsque ie bord menant de l'image électrostatique latente atteint l'unité de développement 1, l'électro- aimant 24 est actionné par un moyen approprié (non représenté) et les obturateurs 8 et 9 sont alors ouverts permettant à l'agent de développement de tomber en cascade le long des glissières 3 et 4 sur 11 image électrostatique latente.La fonction déflectrice et la fonction d'électrode de développement de l'obturateur 9, et en particulier de sa partie de bord inférieure, lorsqu'il est en position ouverte fournissent un développement meilleur et plus uniforme de l'image électrostatique latente et peuvent être réglées en faisant varier la longueur de l'obturateur 9 dans le sens d'écoulement de l'agent de développement le long de la glissière inférieure 4 et l'angle entre l'obturateur 9 et la partie adjacente de la surface photoconductrice 2. Le toner dans l'agent de développement adhère aux zones chargées de l'image électrostatique latente et le reste de l'agent de développement est dévié par les plaques collectrices 18 et 19 et renvoyé vers le boîtier cylindrique 14 à travers l'ouverture 21. Une ou plusieurs électrodes de développement peuvent être prévues pour améliorer le developpement, par exemple, comme on le décrit dans les demandes de brevet britannique nO 9457/74 et nO 37218/74 de la déposante un ou plusieurs rouleaux cylindriques montés pour tourner autour d'axes parallèles à celui du cylindre photoconducteur peuvent être montes légèrement espacés de la surface photoconductrice 2 dans l'espace se trouvant entre la plaque de guidage 7 et la plaque collectrice 18. Ces rouleaux peuvent avoir des surfaces périphériques électriquement conductrices auxquelles sont appliquées des potentiels de développement par l'intermédiaire des noyaux des rouleaux. Le rapport optimal des quantités d'agent de développement appliquées à l'image depuis les deux sources, dans le mode de realisation préféré : les glissières 3 et 4, dépend des divers paramètres de fonctionnement du dispositif de reproduction graphique électros statique. Ainsi, dans le mode de réalisation préféré, le rapport des quantités d'agent de développement alimenté par les deux glissières est commandé par les dimensions des ouvertures de sortie lorsque les obturateurs 8 et 9 sont ouverts et également par les dimensions relatives des parties d'extremites supérieures des deux glissières 3 et 4. Pour le mode de réalisation représenté utilisant des billes d'acier revêtues de 480 microns de diamètre moyen comme véhicule de toner les rapports dimensionnels suivants sont préférés : - ouverture d'obturateur - 8 rs - Distance de l'obturateur inférieur 9 au cylindre l'obturateur étant en position ouverte - 3,2 ma. - Les glissières 3 et 4 possèdent des capacités gales, - Distance séparant les bords des plaques de guidage 6 et 7 de la surface 2 - 4,8 inin. - La glissière inférieure 4 est agencee-pour déchargerl'agent de développement sur une zone légèrement an-dessas du milieu du cylindre. Pour des billes de charge de diamètre moyen plus petit, l'in- tervalle entre l'obturateur 9 lorsqu'il est en position ouverte et la surface photoconductrice 2 a besoin d'être diminué. Par exemple7 Si l'on utilise des billes d'acier de 320 microns de diamètre moyen, l'intervalle entre l'obturateur 9 en position ouverte et le cylindre est de façon appropriée de 2 mm. On a trouvé que la densité de l'image développée est beaucoup améliorée lorsqu'on utilise un agent de développement lourd, par exemple un agent de développement dans lequel le véhicule est cons titubé de billes d'acier, de préférence des billes d'acier non r-evêtues. La qualité de l'image développée s'accroît avec une diminu- tion du diamètre des billes d'acier et la gamme de diamètres préfé- rée est de 320-360 microns. L'utilisation de telles billes augmente la sensibilité du développement et la charge superficielle appliquée avant l'exposition de la surface photoconductrice doit être quelque peu plus basse que celle qui serait autrement utilisée. On a également trouvé qu'une amélioration de la qualité des parties d'arrière plan de l'image développée peut être obtenue lors qle la surface -de support conductrice du cylindre qui supporte la surface photoconductrice 2 est elle-même polarisée par rapport à la charge résiduelle sur le cylindre. lorsque la charge résiduelle est positive, la polarisation doit être négative et légèrement supE- rieure à la charge résiduelle. Ces potentiels de polarisation doivent de preference être de l'ordre de 20 à 400 volts par rapport à la masse et plutôt même de l'ordre de 50 à 150 volts.Cependant, pour un développement optimal des zones noires de Limage développée le cylindre ne doit pas être polarisé de cette manière. Un commutateur manoeuvré par l'utilisateur peut, par conséquent, êtreprévu pour qu'il puisse choisir la polarisation appliquée le cas échéant. Un tel agencement est représenté schématiquement dans la figure 7 montrant que la couche superficielle photoconductrice 2 du mode de réalisation des figures 1 et 2 peut etre supportée par un support cylindrique électriquement conducteur 40 relié à un arbre 41 monté pour tourner dans des paliers tels qu'en 42. Un commutateur 43 à actionner par l'utilisateur peut établir la connexion électri- que, par l'intermédiaire de l'arbre et des paliers, entre le support 40 et une source de tension 44 ou la masse 45. On a représenté dans les figures 5 et 6 une partie d'une variante de l'unité de développement des figures 1 à 4, les mêmes chiffres de référence désignant les parties semblables et les parties de l'unité de développement modifiée non représentées dans les figures 5 et 6 étant identiques à leurs contreparties dans les figu res n à 4. On peut voir que la plaque 7' qui forme le plancher de la glissière inférieure 4 a son extrémité inférieure plus éloignée de la surface photoconductrice 2 que la plaque 7 correspondante des figures 1 à 4 La plaque 7' possède un volet 30 monté pivotant sous la plaque 71 en 31 et dont le bord tourné vers la gauche s1étend parallèlement à la surface photoconductrice 2. Lorsque l'obturateur 9' est fermé (figure 5), il bute contre le bord inférieur de-la plaque 7' pour interrompre le débit de l'agent de développement. Le volet 30 est relié à la liaison qui actionne l'obturateur 9' de la glissière inférieure 4 de sorte que lorsque l'obturateur 9' est en position ouverte (figure 5) le volet 30 s'étend parallèlement à la plaque 7' et dans cette position l'extrémité la plus à gauche du volet 30 est écartée de la surface photoconductrice 2 d'une distance qui est approximativement égale à l'espacement entre la lèvre 111 de l'obturateur 9' et la surface photoconductrice. Lors ce l'obturateur 9' se ferme le volet 30 pivote vers la position représentée à la figure 5. Avec l'agencement des figures 5 et 6, les lèvres de l'obtura- teur 9' et le volet 30 en position "ouverte" de la glissière (figure 6) peuvent être écartés encore plus de la surface photoconductrice 2 que les obturateurs 9 et plaque 7 correspondants des figures 1 à 4 ce qui permet un débit plus libre de l'agent de développement devant la surface 2. A mesure que le volet 30 se déplace de sa position de la figure 6 vers sa position de la figure 5, tout agent de développement restant sur la surface supérieure du volet 30 descend vers le fond du boîtier de rotor. REVENDICATIONS 1. Unité de développement pour développer une image électrostatique latente sur une surface photoconductrice pendant le mouvement relatif de la surface photoconductrice et de l'unité de développement, cette unité de développement comportant une première et une seconde glissières pour la chute en cascade de la poudre de développement sur ladite surface photoconductrie en une première et respectivement une seconde zones, la seconde zone étant espacée en aval de la première zone dans le sens du mouvement relatif de l'unité de développement et de la surface photoconductrice, caractérisée par le fait qu'elle comprend un obturateur (9),comportant un matériau électriquement conducteur, pour commander le passage de la poudre de développement vers le bas le long de la seconde glissière (4) et monté pour un mouvement par rapport à elle entre une première position ouverte et une seconde position fermée, l'obturateur possédant une partie de bord (ll)qui, en position ouverte de l'obturateur (9) de la surface photoconductrice s'étend sur la largeur et de façon sensiblement parallèle à celle-ci pour faire fonction d 'é- lectrode de développement disposée entre la première et la seconde zones. 2. Unité de développement selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre un obturateur (8) monté pivotant pour commander le passage de la poudre de développement vers le bas le long de la première glissière (3). 3. Unité de développement selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les deux obturateurs (8,9) associés à la première (3) et à la seconde (4) glissieres ont en commun un mécanisme d'actionnement (26) entraîné par un électro-aimant. 4 Unité de développement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la partie de bord de l'obturateur (9) associée à la seconde glissière (4) est sous la forme d'une levre arquée tournée vers le bas (11). 5. Unité de développement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la seconde glissière (4) à son extrémité de sortie est munie d'un volet (30) monté pour un mouvement pivotant par rapport à la seconde glissière (4) entre une première position dans laquelle une surface du volet (30) forme un prolongement, vers la surface photoconductrice (2) du plancher (7) de la seconde glissière (4) et une seconde position dans laquelle/nelEorme ni un tel prolongement du plancher de glissière (7) ni n'obstrue le passage de l'agent de développement vers le bas de la seconde glissière (4). 6. Unité de développement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins un organe (18,19) espacé en aval dans le sens du mouvement relatif de la surface photoconductrice et de l'unité de développement depuis la première et la seconde zones, pour diriger l'agent de développement n adhérant pas à la surface photoconductrice dans un boîtier de l'unité de développement. 7. Unité de développement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle est conçue pour être utilisée avec un photoconducteur dont la surface (2) forme la surface périphérique d'un cylindre rotatif. 8. Unité de développement selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les première et seconde zones sont agencées pour s'étendre le long de la surface périphérique du cylindre à son quadrant supérieur au niveau duquel des points sur la surface du cylindre descendent pendant l'usage normal du dispositif de reproduction. 9. Unité de développement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait qu'elle comprend un commutateur actionnable par l'utilisateur pour appliquer sélecti- vement l'un des différents potentiels de polarisation a un organe électriquement conducteur du photoconducteur. 10 Unité de développement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisee par le fait que l'obturateur (9) associé à la seconde glissière (4) est montée pour nn mouve ment pivotant par rapport à elle autour d'un axe (10) parallèle à la surface photoconductrice.