Brevet FR2536550A1 — publié le 19840525

l Dispositif photosensible pour électrophotographie. La présente invention a trait à un dispositif photosensible pour électrophotographie, et plus particulièrement à un dis- positif photosensible comportant un support conducteur, une couche photoconductrice et une couche isolante transparente qui sont laminées successivement l'une au-dessus de l'autre. Un dispositif photosensible pour électrop Irctographie comportant un support conducteur, une couche photoconductrice et une couche isolante transparente qui sont laminées l'rune sur l'autre est déjà connu, et est largement utilisé dans les machines à copier lectrophotographiques Une variété de techniques sont disponibles pour former une image latente électrostatique sur un tel dispositif Dans une technique, une image latente électrostatique est formée en suivant une série d'étapes: charge corona primaire et exposition d'ima- ges simultanée, charge corona secondaire et une irradiation abondante, l'image latente formée étant de polarité opposée à celle de la charge coronaire primaire. Cependant, quand cette technique est employée pour former une image latente sur la surface d'un dispositif photosensible, une différence dans le potentiel de surface entire mie zone claire et une zone sombre de l'image latente rësultante ou une tension de contraste est inférieure à une valulr théo- rique rendant probable qu'une image ayant une densité optique suffisante ne peut pas être obtenue quand L'isage latente est développée On considère qu'une des raitsns qui provoque cette difficulté est une migration d'un vlici Lule entre le support conducteur et la couche photoconductrice à l'abri de la lumière o cette migration ne doit pas se produire. Une atténuation de charges sur la couche photoconductrice à l'abri de la lumière serait une autre raison. Pour élucider un mécanisme qui provoquerait cette migration du véhicule, une étude a été faite par la demanderesse -2- sur la configuration de surface du support conducteur, en concentrant l'attention sur les surfaces limites entre le support conducteur et la couche photoconductrice qui a été hors de considération jusqu'a présent On a trouvé que la surface du support conducteur d'un dispositif photo- conducteur qui présente une faible tension de contraste. présente un degré sensible d'inégalités et qu'il y a un rapport entre cette inégalité et l'amplitude de la tension de contraste Compte tenu de ce qui précède, c'est un objet de la présente invention de réaliser un dispositif photosensible pour élec- trophotographie qui comprend essentiellement un support conducteur ayant une surface avec un fini de miroir sur laquelle une couche photoconductrice et une couche isolante transparente sont laminées consécutivement et qui est sujet à un procédé de formation d'une image latente électrostatique selon les étapes consécutives: charge corona primaire et exposition d 1 image simultanée, charge corona secondaire et irradiation abondante. Conformément à la présente invention, la surface drun support conducteur est traitée pour avoir un fini de miroir et une couche photoconductrice et une couche isolante transparente sont laminines consécutivement sur cette surface On considère que ceci supprime la migration du véhicule entre le support et la couche photoconductrice à l'abri de la lumière permettant d'ob tenir une image latente électrostatique ayant une tension de contraste suffisante De cette manière, une image de haute qualité peut être obtenue en développant l'image latente. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins ci-joints et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 3 - Sur les dessins la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispo- sitifphotosensible pour électrophotographie conformément à une forme de réalisation de l'invention; et les figures 2 a à 2 e sont des vues en coupe schématique représentant les étapes consécutives qui sont utilisées pour former une image latente électrostatique sur le dispositif photosensible représenté sur la figure 1 d La figure 1 représente un dispositif photosensible pour électrophotographie conformément à une forme de réalisation de la présente invention Le dispositif photosensible P comprend un support conducteur 1, dont la surface la est traitée pour obtenir un fini correspondant à celui d'un miroir, et une couche photoconductrice 2 et une couche iso- lante transparente 3 sont déposées séquentiellement sur le dessus de la surface la. Le support conducteur 1 peut être constitué par différents métaux comprenant l'aluminium (Al), le nickel (Ni), le molyb- dène (Mo), l'or (Au), l'argent (Ag), le platine (Pt), le zinc (Zn), le niobium (Nb), le tantale (Ta), le vanadium (V), le, titane (Ti), le tellure (Te), le plomb (Pb), le fer (Fe), l'irridium (Ir), l'acier inoxydable ou analogue et leurs alliages, ou les verres, les céramiques ou les films de résine synthétique qui sont traités pour être conducteurs avec de l'oxyde d'étain-indium Le support 1 peut avoir toute configuration désirée selon le type de machine à copier électrophotographique dans laquelle il est utilisé,, comprenant un tambour, une courroie ou une plaque plane La surface du support 1 est traitée pour avoir le fini d'un miroir par les techniques connues telles que la coupe au diamant. La couche photoconductrice 2 est formée par des matériaux photoconducteurs inorganiques comprenant le sulfure de cad- mium (Cd S), le sulfure de zinc-cadmium (Zn Cd S); le monoxyde p 4- de zinc (Zn O), le selenium (Se), le selenium-tellure (Se-Te), l'arsenicselenium (Se-As) et les matériaux photoconducteurs organiques comprenant le polyvinyle carbazole (PVK) et le trinitrofluorénone (TNF). La couche isolante transparente 3 est obtenue en formant un film de terephtalate de polyéthylène (Teflon), poly- propylène, fluorure de polyvinyle, polyamide, polyester et analogues ayant une résistivité accrue (égale ou supérieure à 101 Ulcm), un dépôt en phase vapeur de paraxylylène ou application de résines thermoplastiques telle qu'une résine copolymère, par exemple chlorure de vinyle et acétate de vinyle, méthacrylique, polyester, polyvinyle butyrale, polystyrène, chlorure de vinylidène ou analogues, ou des résines thermodurcissables telles ques les résines époxy, alkyde, acryle, uréthane, silicone et similaires. Une image latente électrostatique peut être formée sur le dispositif photosensible P qui est formé de la manière décrite ci-dessus, en utilisant les étapes séquentielles re- présentées sur les figures 2 a à 2 e. Initialement, une charge corona primaire se met en place simultanément avec l'exposition de l'image, comme cela est indiqué sur la figure 2 a Supposant que la-couche photocon- ductrice 2 du dispositif P est de type p, une haute tension est appliquée à un chargeur corona 4 à partir de la borne positive d'une alimentation électrique continue à haute ten- sion 6 pour charger uniformément la surface de la couche isolante 3 à la polarité positive tout en irradiant cette surface avec la lumière h 9 pour réaliser l'exposition de l'image lumineuse 7 Des paires de charges positive et négative sont développées dans la couche photoconductrice 2 sur une partie correspondant à une zone claire de l'image lumineuse o la lumière hl est incidente et la charge positive passe à la masse par le support conducteur 1 Par conséquent, la charge négative qui est de polarité opposée et d'amplitude proportionnelle à la charge produite par la charge primaire sera piégée sur la surface de la couche conduc- trice 2 qui est adjacente à la face interne de la couche iso- lante 3, comme représenté sur la figure 2 b Par ailleurs, dans une zone sombre de l'image lumineuse o l'incidence de la lumière h O ne se produit pas, aucune paire de charges positive et négative n'est développée dans la couche photoconductrice 2 qui par conséquent maintient sa condition de haute résistivité. De ce fait, une charge négative qui est proportionnelle à l'amplitude de la charge produite sur la surface de la couche isolante 3 par suite de la charge primaire sera induite sur la surface du support conducteur 1. Dans un dispositif photosensible classique utilisé pour l'électrophotographie, une surface limite entre le support conducteur et la couche photoconductrice est inégale Il en résulte une tendance élevée vers la migration du véhicule entre elles Cependant, avec le dispositif photosensible P de l'invention, dans lequel la surface du support conducteur 1 est traitée pour avoir le fini d'un miroir, on considère qu'une telle tendance est considérablement rédute-. Ensuite, une charge corona secondaire se met emn place comme indiqué sur la figure 2 c Ainsi, une haute tenisai Q négative est appliquée à un chargeur corona 8 à partimr de la borne négative d'une alimentation électrique continue à haute tensihmr 9, appliquant uniformément une charge né&ive à la surface d- la couche isolante 3 Dans une zone cla'dre de laimage lumineuse la charge négative est piégée dans la cî càEe photoconductrie Z comme mentionné précédemment, et par sainte la surface de 11 couche isolante 3 est moins sujette à dtre chargée à la poa- rité négative, par comparaison à une Zmée sombre de l'ima lumineuse Cependant, le potentiel de surface de la zone claire sera sensiblement égal à celui de la zone sombre Une charge positive est induite dans le support conducteur t à une amplitude qui correspond à la différence de charges -6- positive et négative sur les faces opposées de la couche isolante 3. Avec le dispositif photosensible P de l'invention, un fini de miroir de la surface du support conducteur 1 réduit la probabilité que le véhicule puisse fuir entre le support 1 et la couche photoconductrice 2 dans ces conditions Une irradiation avec la lumière he prend alors place comme indiqué sur la figure 2 d Des paires de charges positive TU et négative sont développées dans la couche photoconductrice 2, et une réduction de la résistivité de la couche 2 aboutit à l'injection d'une charge positive dans la couche photocon- dluctrice 2 à partir du support t Par conséquent, comme indiqué sur la figure 2 e, toute charge sauf la charge sur la surface de la couche isolante 3 et la charge de polarité opposée qui est piégée dans la couche photoconductrice de façon correspondante à la charge de surface va disparattre formant ainsi une image latente électrostatique. Le fini de miroir du support conducteur 1 minimise à nouveau la probabilité de fuite du véhicule se produisant entre le support I et la couche photoconductrice dans la condition o l'image latente est formée, maintenant ainsi une tension de contraste élevée. Pour illustrer l'effet obtenu avec le dispositif photosensible de l'invention, plusieurs exemples spécifiques vont maintenant être décrits. Exemple 1 Un tambour d'aluminium ayant un diamètre de 128 mm et une longueur de 204 mm est utilisé comme support conducteur et sa surface est polie au diamant pour avoir le fini d'un miroir qui correspond à une rugosité de surface de 0,1 S ou inférieur Ensuite, une couche de transport de charges en sélénium et une couche de génération de charges en sélénium- -7- tellure sont laminées consécutivement dessus par évaporation sous vide, formant ainsi une couche photoconductrice Pour effectuer cette évaporation sous vide, un vide de l'ordre de i 6 torr est établi dans un groupe d'évaporation sous vide tout en chauffant simultanément le tambour d'aluminium à 550 C. Quand la température du tambour d'aluminium est stabilisée, une nacelle contenant du sélénium à 99,99 % est chauffée pour l'évaporer pendant 170 minutes, suivie par l'évaporation du séléniumtellure contenant 8 % de tellure, pendant 7 minutes et 30 secondes, formant ainsi une couche photoconductrice ayant une épaisseur de 50 gm Finalement, une couche isolante transparente ayant une épaisseur de 16 gm est formée par dessus la couche photoconductrice, pour obtenir ainsi un exemple de dispositif photosensible. Exemple 2 La surface du tambour d'aluminium qui est réalisée de la même manière que dans l'exemple 1 est traitée initialement pour avoir un fini de miroir correspondant à une rugosité de sur- face de 0,1 S ou inférieur, ce qui est suivi par dépolissage de la surface avec du papier abrasif No 100 Ensuite, une couche photoconductrice et une couche isolante transparente sont successivement laminées sur la surface de la même façon que dans l'exemple 1 ci-dessus, formant ainsi un dispositif photosensible témoin 1. Exemple 3 Un témoin 2 de dispositif photosensible est produit par une procédure similaire à celle de l'exemple 2 avec la différence que la surface du tambour est dépolie avec du papier abrasif No 240. Exemple 4- Un témoin 3 de dispositif photosensible est formé par une procédure similaire à celle de l'exemple 2 avec la différence que la surface du tambour est dépolie avec du papier abrasif -8- No 600. Un mesureur de rugosité de surfacedu type à sonde à aiguille, est utilisé pour déterminer la rugosité de surface du tam- bour d'aluminium de chacun des exemples et des témoins avant réalisation de l'évaporation Les résultats de détermination sont indiqués ci-après Hauteur Maximum (Hmax) Exemple 1 0,1 S ou moins Exemple 2 1,5 S Exemple 3 2,5 S Exemple 4 3,5 S Des expériences ont été faites pour former une image latente électrostatique sur chacun des exemples et des témoins en utilisant un procédé dans lequel une charge primaire prend place au moyen d'un chargeur Corotron utilisant une tension de + 6 k V tout en exposant simultanément une image lumineuse au moyen d'une lampe à halogène et dans laquelle une charge secondaire se met en place en utilisant u'n chargeur Corotron utilisant une tension de -7,5 k V et une tension de grille de -1, 5 k V pour effectuer une charge inverse, suivie par une irradiation avec une lampe fluorescente. Les tensions de contraste résultant sont indiquées en dessous Tension de Contraste Exemple 1 550 V Exemple 2 130 V Exemple 3 120 V Exemple 4 100 V On voit des résultats ci-dessus que les rugosités de la surface ont une grande influence sur l'amplitude de la ten- sion de contraste. Une autre expérience a été réalisée pour former une image f 9 - latente électrostatique avec un système à nouveau procédé comportant une charge primaire, une neutralisation de char- ge alternative secondaire, en même temps que l'exposition de l'image et une irradiation abondante On a reconnu que ce procédé produit une tension de contraste plus élevée pour une meilleure injection de véhicule pendant la charge primaire Quand le procédé est appliqué à chacun des exem- ples décrits, on a trouvé que les exemples 2 à 4 produisent des tensions de contraste proches de 500 V, qui sont satis- faisantes pour des buts pratiques, tandis que l'exemple $ produit une tension de contraste qui descend jusqu'à l'ordre de 120 V, d'une manière contraire au premier résultat mentionné. Il ressort de ce qui précède qu'un dispositif photosensible pour électrophotographie dans lequel la surface d'un support conducteur est traitée pour avoir un fini de miroir, fournit des résultats dépendant du procédé particulier utilisé pour former une image latente et est plus efficace avec le procédé comportant une charge primaire simultanée à l'exposition de l'image, une charge corona secondaire et une irradiation abondante. On a trouvé que la rugosité de surface du support conmmucteur doit être égale ou inférieure à 1,5 S puisque autrement mne tension de contraste élevée ne peut pas être obtenue. - Revendications 1 Dispositif photosensible pour électrophotographie com- prenant essentiellement un support conducteur, sur la sur- face duquel une couche photoconductrice et une couche isolante transparente sont laminées successivement, et adapté à étre utilisé dans un procédé de formation d'une image latente électrostatique comprenant les étapes successives d'une charge coarna primaire simultanée à l'exposition de l'image, une charge corona secondaire et une irradiation, caractérisé en ce que ta surface (la) du support conducteur C Il est traitée pour avoir le fini d'un-miroir. 2 Dispositif photosensible selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la surface (la} du support conducteur a une rugosité qui est inférieure ou égale à 1,5 S.