Procédé d'impression électrostatique d'une matière non-textile
La présente invention a pour objet un procédé d'impression électrostatique d'une matière non-textile, notamment d'un papier, dans lequel on produit une image latente sous forme de charges électrostatiques sur un support d'image comportant une couche photoconductrice, on développe l'image latente à l'aide d'une matière d'impression ou matière colorante en poudre, on place l'image ainsi développée et la matière à imprimer dans un champ électrostatique établi entre le support d'image et une plaque conductrice pour projeter la matière d'impression le long des lignes de force du champ électrostatique sur la matière à imprimer.
Le brevet français No. 1 282 489 décrit un procédé d'impression électrostatique de tissus qui consiste à établir un champ électrostatique dans l'intervalle d'air compris entre un support d'image, formé par un pochoir conducteur dans lequel les zones d'impression constituent une trame à mailles fines ouvertes, et une plaque conductrice espacée de celui-ci, à appliquer une poudre d'impression finement divisée et chargée au contact de la face du pochoir opposée à la plaque conductrice, à introduire ladite poudre à travers les interstices de la trame dans le champ électrostatique pour la projeter le long des lignes de force du champ électrostatique sur le tissu à imprimer, ledit tissu étant introduit de telle sorte qu'il soit espacé de la trame et adjacent à la plaque conductrice pour intercepter la poudre projetée vers ladite plaque.
La poudre de marquage est ensuite fixée sur le tissu en y formant l'image reproduite.
Le pochoir conducteur utilisé pour la mise en oeuvre du procédé du brevet français No. 1 282 489 a un caractère permanent et il ne peut en aucun cas être réutilisé pour porter plusieurs images différentes.
D'autre part, la matière d'impression ou pigment colorant est amené en contact avec la face arrière du pochoir, qui est entièrement recouverte par cette matière d'impression. La matière d'impression est donc retenue mécaniquement par les parties du pochoir qui ne présentent pas de perforations et le pochoir joue ici le rôle d'un cache lorsque le champ électrique est établi.
Le brevet britannique Nô. 891719 a trait à un procédé d'impression électrostatique de tissus qui consiste à charger uniformément le revêtement photoconducteur d'un support d'image, à projeter des images lumineuses sur ce support d'image à différents endroits pour produire une image latente électrostatique ou une répartition de champ électrostatique à la surface du photoconducteur, à mettre le tissu à imprimer en contact avec la surface du photoconducteur et à appliquer un développeur liquide dans la zone de contact du tissu et du photoconducteur de façon que les particules de marquage en suspension dans le développeur liquide qui sont attirées par le champ électrostatique d'image soient interceptés par le tissu à imprimer.
Le tissu est ici directement en contact avec la surface du photoconducteur et imprimé sur la face opposée à celle qui est en contact avec l'image latente du photoconducteur, ce qui présente le désavantage d'une diminution du pouvoir séparateur de l'image développée.
Le brevet américain No. 3 124 483 a trait à un procédé d'impression électrostatique dans lequel le support d'image, sous la forme d'une bande transporteuse sans fin comportant une fine feuille d'aluminium recouverte d'une couche photoconductrice, passe successivement au chargement uniforme, à l'exposition pour produire l'image latente électrostatique, au développement par saupoudrage et au transfert et fixation de l'image sur un support de transfert, le tout se faisant en déplacement continu. Dans le procédé décrit dans le brevet américain cité plus haut, la distance entre le support d'image et le tissu est nulle et ces deux éléments sont en contact. Si cette condition n'est pas réalisée, des distorsions se produisent lors de l'impression.
Le brevet américain No. 2 917 385 se rapporte à un procédé électrophotographique utilisant un support d'image constitué par un support conducteur recouvert d'une mosaïque d'éléments conducteurs espacés et recouverts sur leur sommet d'un revêtement photoconducteur.
Le procédé, objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'on produit l'image latente sur un support d'image se présentant sous forme d'une trame comprenant un réseau de fils conducteurs revêtus d'une couche photoconductrice, les particules de poudre de la matière d'impression se plaçant lors du développement de l'image latente entre les interstices de la trame.
L'image latente produite sur la trame peut être a tout moment effacée en rechargeant uniformément ladite trame, qui ne présente donc pas le caractère permanent du pochoir décrit dans le brevet français. L'utilisation de cette trame en combinaison avec le champ électrique permet d'obtenir une image imprimée nette et ne présentant aucune distorsion.
L'invention a également pour objet la matière imprimée non-textile obtenue par ce procédé.
Le dessin représente schématiquement, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un appareil ainsi qu'une variante permettant d'imprimer des supports non-textiles selon le procédé, objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique en partie en élévation de profil, d'un appareil utilisant une image électrostatique dans un champ électrostatique pour projeter une matière colorante pulvérulente sur un papier de façon à y imprimer l'image,
la fig. 2 est une vue de face d'une partie de l'appareil de la fig. 1,
la fig. 3 représente une partie du support d'image sur lequel l'image électrostatique est formée, ledit support étant représenté en plan et à une échelle beaucoup plus grande que celle des fig. 1 à 2,
la fig. 4 est une vue, en partie en coupe du support, suivant la ligne 14 de la fig. 3,
la fig. 5 représente une variante d'une partie de l'appareil selon la fig. 1,
la fig. 6 est une vue en plan du support d'image de la fig.
3, mais qui montre une connexion électrique nécessaire pour adapter le support avec la variante de l'appareil représenté dans la fig. 5.
En se référant maintenant au dessin et plus particulièrement à la fig. 1 et à la fig. 2, un transporteur sans fin 1 1 comprend un support d'image se présentant sous la forme d'une trame 13 portée par des roues dentéesl d'entraînement 15, 16, 17 et 18, de façon à tourner sans fin. Un entraînement commun est assuré par l'intermédiaire d'une courroie 20 et d'une poulie 21, d'une courroie supplémentaire 22 et d'un moteur 23.
La trame 13 est constituée par une grille de fils électriquement conducteurs plats ou ronds, représentée par les fils séparés 24 des fig. 3 et 4. Les fils 24 sont recouverts, avant d'être réunis suivant la trame, par un revêtement photo-conducteur 26 sensible à la lumière. Les fils de trame 24 peuvent être faits en n'importe quelle matière conductrice et flexible appropriée, telle que du métal ou du Nylon conducteur. Des résultats satisfaisants ont été obtenus avec une trame de nickel recouverte d'une mince couche de matière photoconductrice, telle que de l'oxyde de zinc dans un liant de résine organique.
Le revêtement peut être chargé par rapport à la trame et conserver la charge pendant au moins une courte période tant qu'il reste dans un endroit sombre ou faiblement éclairé, par exemple lorsqu'il est enfermé dans une enoeinte (non représentée) entourant appareil delafig. I.
Un rouleau en fourrure ou en peluche 23 est entrai- né continuellement par un moteur 28 et est légèrement en contact avec la trame 13 de façon à distribuer une charge uniforme sur la surface de la trame. Une petite tige de métal 25 frotte légèrement sur le rouleau 23 et est reliée à la masse de façon à ce que les charges électriques ne s'accumulent pas sur la peluche. Le transporteur sans fin 1 1 étant entraîné dans le sens de la flèche, la trame chargée 13 se présente devant une zone de formation d'images électrostatiques établie par l'arrangemment de projection de lumière 27.
Quand une opération d'impression continue est souhaitée, par exemple dans le cas de l'impression de dessin sur un papier peint mural, etc. un modèle 29, porté par une boucle sans fin, est utilisé pour projeter des images sur la trame 13. Un mécanisme d'exposition à fentes comprenant un moyen de projection, qui comprend une lentille 30, une fente de formation d'image 32 et une fente de projection 34, est prévue de telle sorte que la lentille projette une image sur la trame 13 à travers la fente 32. Le dessin du modèle 29 est transmis à travers la fente de projection 34 à la vitesse voulue imposée par le moyen d'entraînement 36 à roues dentées qui est évidemment synchronisé avec la vitesse de parcours de la trame 13. L'image électrostatique latente, indiquée sur le dessin par les lettres minuscules x, est produite sur la trame 13.
Cette image est composée de charges réparties le long des surfaces du revêtement photo-conducteur 26 de la trame 13, de telle sorte que les limites des interstices délimitent en fait la charge d'image 31.
Une chambre de saupoudrage 41 est représentée à proximité de la surface intérieure du transporteur sans fin 11, son écran 41' étant du côté opposé, de telle sorte qu'un nuage de poudre est développé par la brosse intérieure en rotation et appliqué à la trame 13 et les particules qui ont une granulométrie suffisamment petite, sont attirées à travers les interstices de la trame 13 et adhèrent aux zones ayant une charge opposée à celle de l'image latente électrostatique, en la développant. Les particules de poudre peuvent comprendre de la matière d'impression ou matière colorante pulvérulente d'un type thermodurcissable ou d'autres matières d'impression semblables comme mentionné ou utilisées dans le commerce.
L'image latente 31 maintenant saupoudrée pénètre dans un champ électrostatique d'une intensité relativement grande en comparaison avec les charges de l'image latente. Ce champ est formé entre d'une part la trame composée de fils 24, tous réunis dans une connexion électrique par la bande 45 (fig. 3) et d'autre part une électrode plate 47 (fig. 1) espacée de celle-ci de façon à former un intervalle d'air électrostatique.
La différence de potentiel électrique a la polarité correcte pour projeter les particules d'image à travers l'intervalle d'air vers l'électrode plate 47. Toutefois, ces particules sont interceptées sur leur trajectoire par le papier 49, qui est entraîné en synchronisme avec la trame 13 par le dispositif d'entraînement à rouleau 51.
Le papier 49 est maintenu en contact ou en contiguïté avec la plaque conductrice 47.
Le mécanisme d'entraînement du papier 49 et le transporteur sans fin 11 sont synchronisés de telle sorte que la surface du papier à imprimer se déplace à travers le champ électrostatique à la même vitesse que l'image électrostatique portée par la trame 13. L'espacement dans l'intervalle d'air (qui est par nécessité représenté avec beaucoup d'exagération) est petit, de telle sorte qu'une tension relativement petite puisse établir un champ de lignes de force électrostatiques suffisamment intense pour une impression de détails fins. Un intervalle d'air de quelques dixièmes de millimètre entre le transporteur 13 et le papier 49 exige une tension de plusieurs centaines de volts (continue de préférence) entre l'électrode 47 et la trame interne du transporteur constituée par les fils métalliques 24 pour produire une impression convenable.
La tension nécessaire pour obtenir une impression optimum depend de la largeur de l'intervalle d'air, du degré d'humidité, du type d'impression, du type de matière colorante et du type de papier. La largeur de l'intervalle d'air peut atteindre jusqu'à 2,54 millimètres pour des tensions de 1500 volts.
On pense que l'ionisation de cet intervalle d'air n'est pas nécessaire mais que les particules de matière d'impression pulvérulente chargées sont simplement projetées à travers l'intervalle d'air de façon à frapper le papier qui est naturellement tendu pour rester sensiblement parallèle au transporteur 13. Le parallélisme n'est pas essentiel à l'impression par le procédé décrit, mais l'espacement doit être uniforme pour empêcher l'amorçage d'arcs dans zone étroite.
L'image ainsi transférée est ensuite fixée, si cela est nécessaire, par exemple par les enroulements chauffants 55 (quand la matière d'impression est thermodurcissable) situés le long du trajet de parcours du papier. En ce qui concerne la trame constitués par les fils 24, un nombre de mailles par centimètre compris entre 79 et 127 est satisfaisant pour une impression détaillée. En outre, une trame plate en nickel, formée électriquement, comportant de 79 à 98 mailles par centimètre, peut être recouverte d'un revêtement photosensible de façon à former un support d'images approprié.
Dans la variante représentée dans les fig. 5 et 6, la trame formée par les fils 24' du transporteur 13' est mise à la masse, ainsi qu'il est indiqué par le curseur 61 qui est en contact par frottement avec la bande commune 45', et le champ électrostatique est formé entre la plaque conductrice plate 47' et une seconde plaque conductrice 63. De même, la chambre de saupoudrage de poudre 41' est représenté à la surface extérieure du transporteur 13' de telle sorte qu'une infiltration de particules ne se produise pas. Toutefois, une impression plus épaisse résulte d'une plus grande accumulation de matière pulvérulente sur l'image latente électrostatique qui est formée de la manière expliquée précédemment sur la trame sans fin 13'.
Quand l'image pénètre dans le champ, la matière d'impression pulvérulente est attirée par la plaque 47' et le papier (ondulé d'après le dessin) 49', l'intercepte à des fins d'impression.
Dans le mode d'exécution et la variante décrits, la matière d'impression est choisie d'une manière appropriée de façon à permettre d'imprimer tous les différents types de papier.
On comprendra que le mode d'exécution et la variante décrits peuvent être adaptés à un fonctionnement continu ou intermittent, étant donné qu'il suffit de synchroniser ou rendre solidaire le mécanisme d'entraî- nement mécanique d'après des principes bien connus.