CH622363A5

CH622363A5 - Method for producing images by the use of electrostatic techniques, and apparatus for implementing this method

Info

Publication number: CH622363A5
Application number: CH594078A
Authority: CH
Inventors: Manfred Rudolf Kuehnle; Lysle D Cahill
Original assignee: Coulter Systems Corp
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1981-03-31
Also published as: BE867660A; IT1105321B; AU526471B2; AT359826B; NL7805915A; GB1602688A; AU3665478A; MX144342A; DD137764A5; SE7806334L; DK242478A; IL54822A; FR2394116A1; JPS5452536A; ATA394078A; DE2823895A1; CA1108686A; LU79744A1; DE2823895C2; IT7849623A0

Description

La présente invention appartient au domaine des éléments électrophotographiques à obtention d'images rapides par un procédé de synthèse utilisant des données qui ont été acquises par balayage d'une image maîtresse. L'élément électrophotographique est chargé, puis l'image latente reproduite est obtenue par une forme de balayage selon lequel une image maîtresse est reproduite en utilisant le même chablon de balayage. Un original peut être reformé et une image différente peut être reproduite avec le même contenu comme, par exemple, un texte. L'image latente est obtenue par l'emploi de faisceaux d'énergie radiante de diamètre très petit. L'image latente est développée par application de vireur et est fixée ou, après le virage, est transférée puis est fixée.

La description qui suit se rapporte à la fabrication de plaques d'impression, mais l'invention n'est pas limitée de ce chef. L'invention présente des avantages particuliers pour la production de plaques d'impression du fait qu'il est nécessaire, pour l'impression, que l'on réalise des pointillés ou d'autres formes géométriques sur la plaque qui maintiennent ou, au contraire,

repoussent l'encre, comme dans la technique qui est familièrement connue sous le terme d'impression par écran diurne (day screen). La production d'une image visible par l'emploi de pointillés ou autres, qui sont si fins qu'ils ne peuvent pas être résolus à l'œil nu, est avantageuse pour des domaines autres que l'impression du fait que les données représentant une image peuvent être convenablement stockées de façon compacte et utilisées à la demande.

La présente invention provient d'une combinaison non évidente et est unique dans sa capacité à appliquer une information sur un élément électrophotographique à une vitesse extrêmement grande et avec une résolution qui est de plusieurs ordres supérieure à celle de l'impression par jet d'encre, par exemple. Des moyens électrostatiques comprenant des éléments au sélénium amorphe et du papier à la résine d'oxyde de zinc ne peuvent pas être munis d'images à grande vitesse de l'ordre de la microseconde à faible énergie et, de ce fait, n'ont pas été considérés comme utilisables pour ce but par les gens du métier. Au contraire, l'élément électrophotographique réalisé ici peut être muni d'une image en quelques nanosecondes et à une très haute résolution.

L'utilisation de faisceaux de lumière à haute énergie comme, par exemple, les rayons lasers, a été minimisée dans les essais tendant à réaliser des images sur des éléments électrophotographiques du fait, généralement, de:

a) la faible vitesse des éléments électrophotographiques conventionnels,

b) leur inaptitude à empêcher la dispersion de lumière et leur faible résolution, et c) l'inaptitude des moyens connus à se décharger complètement, associée à la nécessité que des faisceaux à énergie extrêmement élevée atteignent un degré de décharge qui puisse approcher l'absence de charge nécessaire pour l'élimination de l'image.

Les moyens électrophotographiques tels que le papier revêtu de résine à l'oxyde de zinc et les cylindres au sélénium amorphe ne peuvent pas permettre une production d'images à haute vitesse, des images crêpées, une haute résolution et une décharge complète. Afin de munir d'une image de tels supports, le rayon laser utilisé devrait avoir une énergie élevée, de telle manière que le faisceau puisse agir comme en brûlant le matériau. Il est connu que des succès ont été obtenus avec ces deux moyens. Même si un succès complet était atteint, un élément électrophotographique transparent, flexible, archivable en qualité, robuste et résistant dans sa construction, capable d'être utilisé directement comme plaque d'impression ne pourrait pas être obtenu.

La présente invention a, par conséquent, pour avantage de présenter un haut gain en quantum, particulièrement dans le spectre visible qui est caractéristique du présent élément photographique. Avec l'élément électrophotographique utilisé ici, l'absorption d'un simple photon produit la décharge d'approxi-mativement plus d'un électron à l'extrémité bleue du spectre et de presque un électron dans le centre vert-jaune, de sorte que l'énergie nécessaire pour qu'un rayon laser écrive sur la surface chargée est extrêmement faible. Cet élément électrophotographique est caractérisé également par une réponse à la charge suffisamment rapide pour se charger et se décharger en quelques nanosecondes.

Par exemple, si une grande surface de l'élément électrophotographique doit être munie d'une image, comme dans la fabrication de plaques pour l'impression des journaux, la différence entre environ 2 ou 3 mn et 1 h à faible énergie qui serait nécessaire pour produire l'image sur d'autres moyens est naturellement significative.

Si la production d'images réalise une résolution équivalente à seulement quelques lignes par millimètre comparé à 8 à 16 lignes par millimètre, l'utilisation des techniques au laser dans l'électrophotographie ne se justifie pas.

Dans le cas de la présente invention, un cylindre de 100 cm par exemple de circonférence, du matériau électrophotographique tel que de l'oxyde de zinc ou du sélénium nécessiteraient trop de temps et la meilleure résolution qui pourrait être obtenue serait bien moins que satisfaisante.

La capacité des moyens conventionnels, pour répondre aux rayons lasers, de fins rayons de lumière nécessite des énergies de l'ordre de 1 mW et même de 1 W dans certains cas, ce qui nécessite des qualifications importantes du type de laser qui peut être utilisé. Du papier à l'oxyde de zinc, par exemple, étant formé de particules fines d'oxyde de zinc dans une matrice de résine organique, nécessite autant d'énergie pour la production d'image que celle qui est nécessaire pour la plupart des films photographiques et ne conduit pas à un élément transparent, comme c'est le cas avec un film photographique.

Il est connu de munir d'une image un film photographique au moyen de rayons lasers, mais l'épaisseur de l'émulsion dans le film photographique, de l'ordre de cinquante fois l'épaisseur du revêtement mince du film de la présente invention, est telle que le rayon laser balaie intérieurement et empêche l'obtention d'une fine résolution.

Bien que le film photographique soit traité chimiquement et qu'une bonne partie de sa sensibilité soit représentée par la manière dont il est traité, sa vitesse originale est fonction de la dimension de son grain. Plus le film est rapide, plus le grain est gros. En utilisant un film photographique, un compromis doit être trouvé entre la vitesse d'écriture de l'information sur le film et la grosseur du grain. Les rayons lasers sont capables d'être modulés par des dispositifs acoustico-optiques à de très grandes vitesses. Par exemple, des rayons lasers peuvent être enclenchés et déclenchés en 20 ns. Aucun film photographique du commerce n'est

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capable d'être muni d'une image à cette vitesse avec une haute résolution, spécialement lorsqu'un faisceau de faible énergie (microwatt) est utilisé.

Un autre aspect de l'application d'une image sur des films photographiques se rapporte à la résolution, spécialement lorsque les tons d'une image dépendent de la fidélité des pointillés et de leur emplacement. Les particules d'argent qui sont précipitées dans le procédé du film à l'halure d'argent grossissent d'une façon plus ou moins aléatoire, de sorte que, par exemple, la morphologie uniforme des pointillés projetés sur le film n'est pas préservée. Cela affecte la crêposité et la résolution des images.

L'application avec succès des techniques de réalisation d'images à haute vitesse en utilisant des moyens électrophotographiques nécessite la préservation de l'image latente obtenue jusqu'au développement par l'application de vireur, par exemple. Dans le temps considéré, le gradient de charge de l'image latente est capable d'être dissipé par une migration de la charge, comme dans le cas du sélénium et de l'oxyde de zinc. Le sélénium doit son utilisation à une très haute résistivité de surface dans l'obscurité, mais cela n'est pas différent de sa résistivité transversale, de sorte qu'aussitôt qu'une image est formée, la charge migre lentement. Il a également une tendance à concentrer le vireur là où le gradient de charge est le plus grand, c'est-à-dire aux places où les charges hautes et faibles existent côte à côte. Ainsi les images ont une . tendance à avoir leurs bords plus sombres que le reste et ont les centres des zones sombres qui sont clairs au lieu d'être sombres.

On a mentionné ci-dessus le fait que la décharge totale est en rapport avec la nécessité de nettoyer les fonds lors du développement des images qui sont composées de pointillés ou autres formes géométriques. S'il y a une décharge incomplète, comme c'est le cas des éléments au sélénium, lors de l'application de vireur, les particules de vireur les plus petites tendent à s'accumuler dans les zones qui sont supposées être non colorées et à détruire la fidélité de l'image résultante. Comme indiqué, les moyens électrophotographiques doivent se décharger complètement de telle manière que le fond n'ait pas de trace de charge résiduelle qui puisse attirer le vireur. Cela est un critère essentiel pour une plaque d'impression.

Un des attributs importants de l'élément électrophotographique utilisé ici est sa capacité à être déchargé de façon incrémentielle de manière à parvenir à varier les degrés de la charge de surface dont le potentiel était proportionnel au degré d'obscurité de l'original ou de l'image maîtresse qui était à reproduire. Il a été constaté qu'un facteur important pour obtenir une image éventuelle résidait dans le contrôle du temps d'application du vireur pour obtenir une échelle des gris convenable et, par conséquent, la manière de procéder a été considérée comme étant un facteur critique.

La titulaire a trouvé que l'échelle des gris peut être obtenue par un nombre donné de pointillés et, pour une haute qualité, par leur emplacement dans une zone d'incréments donnée par rapport aux autres surfaces. Chaque pointillé est saturé, c'est-à-dire aussi noir que possible, de sorte que le traitement n'est pas critique. Tout ce qui est nécessaire est de faire coïncider le vireur avec une tension minimale et qui est obtenue pendant l'écriture au laser. Le temps nécessaire pour écrire une image complète doit seulement être limité par la tension choisie comme minimale, celle-ci étant la tension de réduction sombre. En conséquence, il n'y a que deux types de surfaces d'incrémentation dans l'image latente, à savoir celle comprenant des pointillés dont les tensions sont au-dessus de la tension minimale établie pour l'application du vireur et les surfaces qui n'ont pas de potentiel de surface du tout. Les pointillés sont ainsi tous saturés et, lorsqu'ils sont munis de vireur, ils ont une valeur de vireur absolue relative à l'environnement qui normalement serait un blanc mort (dans le cas de virage au blanc et noir). Il a été trouvé que le présent élément électropliotogra-phique est idéal pour ce type de réalisation d'image du fait qu'il est capable d'être entièrement muni de vireur à des tensions très faibles, de l'ordre de 10 V et moins, alors qu'il est également capable d'une décharge totale dans des zones situées le long des zones d'incréments au vireur. Il faut comprendre que le présent élément électrophotographique n'était pas, à l'origine, destiné à être utilisé de cette façon.

En conséquence, la présente invention fournit un procédé pour la réalisation d'une image par utilisation des techniques électrostatiques comprenant la formation des images latentes sur un élément électrophotographique chargé et le développement des images latentes résultantes, caractérisé par le fait qu'on effectue les opérations suivantes : on balaie, en suivant un chablon de balayage prédéterminé, une image maîtresse au moyen d'un faisceau de lecture d'une énergie qui peut être modulée par les variations de réflectivité ou d'absorptivité de l'image maîtresse, on convertit les modulations en un flux de signaux électriques se rapportant auxdites variations, on convertit le flux de signaux électriques en énergie radiante sous forme d'un faisceau fin, ce faisceau d'énergie radiante étant modulé en une relation prédéterminée avec les modulations du faisceau de lecture, on dirige le faisceau fin dans l'obscurité pour écrire les signaux sur une surface chargée d'un élément électrophotographique muni d'un film de revêtement fin apte à recevoir les charges, ce film étant transparent, microcristallin, électriquement et optiquement anisotrope, à haut gain quantum entièrement inorganique et photoconducteur dans un chablon de balayage qui est en relation avec l'image maîtresse pour produire une image latente du contenu de l'image maîtresse sur le revêtement, et on développe ensuite l'image latente.

L'invention fournit en outre un appareil pour la réalisation d'images à grande vitesse sur un matériau électrophotographique, caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison, un dispositif de balayage pour balayer une image maîtresse au moyen d'un faisceau de lecture d'énergie qui peut être modulée par des variations de réflectivité ou d'absorptivité qui constituent l'image maîtresse en fonction d'un chablon de balayage prédéterminé, un premier convertisseur pour convertir les modulations en un faisceau de signaux électriques, un second convertisseur pour convertir le faisceau de signaux électriques en un faisceau fin d'écriture d'énergie radiante avec des modulations se rapportant aux modulations du faisceau de lecture, un montage du matériau électrophotographique dans l'obscurité comprenant un revêtement photoconducteur capable d'accepter et de décharger une charge à grande vitesse et qui est formé d'un film fin transparent microcristallin, électriquement et optiquement anisotrope, ayant un gain quantum élevé, fait en une matière entièrement inorganique, un dispositif de charge pour charger le revêtement de l'élément électrophotographique dans l'obscurité à un potentiel de surface capable d'être entièrement déchargé par ledit faisceau d'écriture, un dispositif directeur de faisceau pour diriger le faisceau d'écriture sur la surface du revêtement dans l'obscurité, ledit montage et ledit dispositif directeur de faisceau étant disposés de façon à effectuer un mouvement relatif d'une manière telle que le faisceau d'écriture soit amené à reproduire sensiblement ledit chablon prédéterminé de balayage, reproduisant ainsi une image latente de charge de ladite image maîtresse sur ledit revêtement, et un dispositif développeur pour rendre ladite image latente visible.

Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention:

la fig. 1 est une vue en perspective plus ou moins schématique illustrant une première forme d'exécution d'un appareil pour la mise en œuvre de l'invention;

la fig. 2 est une coupe partielle par un élément à film électrophotographique utilisable dans la présente invention;

la fig. 3 est un schéma-bloc de l'appareil et comprend une représentation schématique du dispositif d'écriture;

la fig. 4 est un schéma-bloc représentant les fonctions nécessaires à l'obtention des images;

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la fig. 5 est une vue en perspective, plus ou moins schématique, illustrant une autre forme d'exécution d'un appareil pour la réalisation d'images, et la fig. 6 est une coupe partielle à travers la paroi du cylindre de métal ayant un revêtement photoconducteur pulvérisé relié à sa surface extérieure.

Comme indiqué, l'invention sera décrite en se référant aux nécessités relatives à l'obtention d'une plaque d'impression, mais sans que cela soit limitatif. L'invention se rapporte à la découverte du fait qu'un élément électrophotographique particulier convient de façon idéale pour être utilisé pour moduler un faisceau fin d'énergie radiante lorsqu'il est utilisé d'une façon pour laquelle il n'a pas été initialement conçu.

Les exigences pour la réalisation d'images suivant l'invention pour obtenir les résultats d'une haute résolution, une échelle des gris étendue et d'autres avantages qui sont discutés ici sont premièrement que le potentiel de surface du film électrophotographique à munir d'images excède une certaine tension, à savoir de l'ordre de 6 à 10 V, deuxièmement que l'énergie du faisceau fin d'énergie radiante produisant l'écriture soit suffisante pour décharger les surfaces chargées illuminées du film électrophotographique à zéro sans endommager le film et laisser des parties non illuminées pleines de charge, et troisièmement que le vireur et le procédé d'application du vireur munissent les zones chargées de vireur complètement, c'est-à-dire à saturation.

En rapport avec les trois points qui précèdent, qui ne sont pas des exigences exhaustives, il faut relever qu'habituellement le potentiel de surface de tous les éléments électrophotographiques du commerce autres que celui qui est utilisé ici, lorsqu'ils doivent être complètement chargés, se trouve au voisinage de 600 V, ce qui nécessite par conséquent une énergie radiante très élevée pour le décharger. Il en résulte qu'il est impossible de le décharger complètement. Dans le cas de rayons lasers, le laser doit avoir une énergie extrêmement élevée pour produire un faisceau fin capable d'effectuer la décharge maximale. Dans le cas de l'élément électrophotographique utilisé ici, lorsqu'il est entièrement chargé, le potentiel de surface est de l'ordre de 30 V, de sorte que le champ électrique est au moins d'un ordre plus grand que le champ du cylindre au sélénium ordinaire, par exemple. Lorsque, chargée, la réduction sombre commence, et après une certaine période de temps, le présent film électrophotographique perd 6 à 10 V de sorte que, par conséquent, la tension subsistante est encore suffisante pour permettre la saturation du vireur. Les photoconducteurs au sélénium et les papiers à l'oxyde de zinc ne se déchargent jamais à cette valeur de 10 V, de sorte qu'ils comportent toujours une tension résiduelle parasitaire et de l'ordre de 40 V environ.

En ce qui concerne l'énergie du faisceau, du fait qu'il s'agit d'énergies très faibles, de l'ordre de 1 mW, elles sont suffisantes pour décharger les éléments électrophotographiques utilisés ici, des lasers petits et économiques pouvant être utilisés et aisément modulés par des dispositifs acoustico-optiques. Le type de faisceau nécessaire pour décharger d'autres matériaux photoconducteurs ou pour munir d'image un film à l'halure d'argent produirait, par brûlure, des trous dans un tel élément électrophotographique.

En ce qui concerne l'application du vireur, le vireur ne doit que saturer les pointillés, de sorte qu'il n'est pas critique. La durée de l'application du vireur n'est pas en rapport avec l'échelle des gris produite.

L'élément électrophotographique utilisé ici est anisotrope optiquement, en ce sens qu'il n'y a pas de dispersion de lumière lorsque le rayon laser heurte le revêtement, le faisceau incident pénétrant et se déchargeant dans une épaisseur inférieure à lA n. La structure cristalline a une réflexion interne et ne se répand pas normalement en lumière incidente. L'image latente est formée à la surface et l'application subséquente du vireur ne dépend que de la précision de l'image latente de surface.

En ce qui concerne la résolution, la valeur de 8 à 16 lignes/mm mentionnée est une question de commodité pour la fabrication de la plaque d'impression dans un temps bref. La seule limitation de la capacité de résolution de l'élément électrophotographique utilisé ici est la dimension du faisceau d'énergie radiante incident et la dimension du centre d'information le plus petit dans le film. En ce qui concerne le faisceau d'énergie radiante, il est possible de réaliser des faisceaux de lumière au moyen de lasers et autres qui sont du même ordre que la dimension cristallite. En ce qui concerne les particules de vireur plus petites que cette dimension, qui est de l'ordre de 700 Â, la résolution théorique obtenable est d'environ 10000 lignes/mm.

Le film électrophotographique utilisé ici est représenté en coupe à la fig. 2; ce film comprend un matériau qui est produit par pulvérisation sous fréquence radio dans des conditions contrôlées avec soin. Le matériau 10 est placé sur un substrat 12 comprenant une feuille de résine synthétique du type polyester telle que fabriquée par Dupont, Celanese ou Kalle, sous la forme d'un film stable, transparent, solide, flexible, extrudé en des épaisseurs diverses. Le substrat préféré a une épaisseur de l'ordre de fraction de millimètre. Une couche formée d'un film mince de matériau ohmique 14 est pulvérisée sur la surface du substrat 12, la couche ohmique comprenant, de préférence, un alliage d'in-dium et d'oxyde d'étain dans le rapport de 9 à 1. L'épaisseur se situe entre environ 100 et 500 Â pour que le film soit conducteur et cependant parfaitement transparent. Une couche de liaison 16 de quelques angströms de sulfure de cadmium peut être pulvérisée sur le substrat avant d'y placer la couche ohmique 14. Le revêtement supérieur 18 est fait de matériau photoconducteur, étant pulvérisé également et ayant une épaisseur de l'ordre de 3000 Â. D'autres épaisseurs peuvent être pratiquées, mais elles sont généralement sensiblement inférieures à 1 jx.

Il est commode de pulvériser le revêtement 18 directement sur la feuille de métal pour des conditions de réalisation d'image qui ne nécessitent pas une transparence du substrat, ce qui élimine la nécessité d'un substrat séparé 12. A la fig. 6, un tel élément électrophotographique 10' est illustré, comprenant le même type de revêtement 18 déposé sur une feuille 14' qui sert de couche ohmique et de substrat en même temps. La feuille de métal 14' peut être laminée ou roulée de quelques microns de millimètre d'épaisseur et être réalisée en aluminium, nickel, acier inoxydable ou en des alliages de ces métaux. Le problème de la mise à la masse de la couche ohmique intermédiaire 14 de l'élément 10 est éliminé du fait qu'il faut simplement qu'elle soit en contact avec la couche 14'. En outre, les propriétés de résistance à la chaleur du métal sont bien supérieures au polyester, de sorte que la pulvérisation à chaud, la réalisation de l'image à chaud et le fixage à chaud ne posent pas de problème.

Dans la présente forme d'exécution, l'élément 10' est un cylindre continu, sans joint, apte à être monté sur un mandrin pour être muni de l'image et à être monté dans une presse d'impression, comme cela sera expliqué en rapport avec la fig. 5.

Le matériau préféré pour le revêtement photoconducteur est du pur sulfure de cadmium qui peut être dopé sélectivement au cuivre ou au carbone ou autre pour améliorer sa réponse à l'extrémité rouge du spectre. Le revêtement est formé de cristallites hexagonales de sulfure de cadmium ayant une morphologie très uniforme, orientées verticalement et présentant des caractéristiques de monocristal lorsqu'elles sont testées au faisceau électronique. On trouve une couche de barrage extrêmement mince sur la surface qui a une résistivité de surface de l'ordre de 1017 à 1020 fl/cm, que ce soit à la lumière ou à l'obscurité et que ce soit à l'état chargé ou déchargé. Dans la charge et transversalement, le revêtement présente une anisotropie électrique, la résistivité à l'obscurité lorsqu'il est chargé étant de l'ordre de 1015 ß/cm et, à la lumière, étant sensiblement inférieure dans le rapport d'environ 104. Le revêtement est extrêmement doux à sa surface et préserve la morphologie du vireur qui est appliqué et fixé ou transféré. Il

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est résistant à l'abrasion et hautement flexible. Tout l'élément 10 lui-même présente une épaisseur inférieure à 1 mm et peut passer sur des rouleaux aisément sans avoir tendance à se craqueler, par exemple dans son passage dans une machine. L'élément 10' est capable de présenter une épaisseur totale inférieure à 1 mm et, par conséquent, est très flexible.

La structure cristalline n'a pas de dispersion intérieure et, par conséquent, ne diffuse pas la lumière qui l'atteint normalement lors de l'écriture, comme cela est le cas avec d'autres éléments électrophotographiques connus, dont les épaisseurs sont beaucoup plus élevées ou, comme c'est le cas avec des films photographiques, dont les émulsions diffusent la lumière.

L'élément électrophotographique 10 ou 10' a un gain de quantum qui est très élevé, résultant dans la production d'au moins un électron pour chaque photon absorbé, ce qui produit un mécanisme à gain substantiel. L'élément peut être chargé ou déchargé à des vitesses de l'ordre des nanosecondes. Des éléments électrophotographiques conventionnels ne peuvent pas être chargés et déchargés à des vitesses de cet ordre et retiennent encore des charges s'ils ne sont pas illuminés pendant des périodes de temps de l'ordre des minutes à un degré qui produit encore un potentiel suffisant pour la saturation du vireur.

La haute résistivité de surface signifie qu'il n'y a pas de gradient de perte de charge à travers la migration ou d'effet de bord lorsque la surface est munie de vireur. Chaque implantation de cristallite agit comme un domaine de champ indépendant et, du fait que les cristallites ont un diamètre d'environ 700 Â, la limite de résolution dépend seulement de la dimension des particules du vireur.

La fig. 3 illustre un système pour la réalisation d'images au moyen d'un faisceau d'énergie radiante qui est du genre d'un rayon laser. Le bloc 20 représente un dispositif qui peut balayer une image maîtresse telle qu'un document photographique ou autre. Le dispositif peut être mécanique et/ou électrique. L'information qui est acquise par le balayage et qui peut être, par exemple, un faisceau lumineux de très petit diamètre, est transmise à un dispositif qui convertit les variations de l'intensité du faisceau en des signaux électriques analogiques. Par exemple, le dispositif pourrait comprendre un dispositif photoresponsif tel qu'une cellule photoélectrique ou un photomultiplicateur. Le bloc 22 représente ce dispositif. La sortie résultante de ce dispositif 22 est un flux de signaux électriques en 24 qui sont analogiques de nature, c'est-à-dire dont l'amplitude et/ou l'intensité sont en relation avec la réflectivité et l'absorptivité de l'image maîtresse. Si l'image maîtresse est imprimée, les variations sont produites par les intensités différentes et l'absence d'encre d'impression. Si l'image maîtresse est un film, le balayage peut être effectué en passant un faisceau à travers ce film. Si l'image maîtresse est un document, il peut être écrit à la main, à la machine ou autre. L'image maîtresse peut être une image électronique balayée par un faisceau électronique.

Les signaux analogiques en 24 sont convertis en des bits analogiques qui sont l'équivalent des signaux analogiques dans un convertisseur A/D 26 de tout type désiré. Le convertisseur A/D 26 peut être conventionnel. La valeur résultante est stockée en 28 dans une mémoire ou dans un ordinateur. La valeur peut être modifiée dans l'ordinateur pour fournir un programme pour l'écriture des valeurs sur un élément électrophotographique,

tenant compte du nombre de lignes, de la longueur des lignes, de la production des pointillés, de leur emplacement, de la relation avec les valeurs d'alentour et même de la dimension des pointillés.

Le bloc de stockage des valeurs 28 représente une partie importante de l'ordinateur qui peut aussi comprendre une circuitene de commande telle que représentée par le bloc 30. Ce dernier bloc peut être un dispositif interface qui permet le contrôle de tout le système dirigé à partir d'un seul lieu extérieur à l'ordinateur physique.

Jusque-là, les valeurs stockées dans la mémoire 28 ont été introduites dans celle-ci à l'aide d'un flux, sans regard avec le reste du système. Celui-ci peut être désénergisé après le balayage de l'image maîtresse et l'information conservée indéfiniment comme, par exemple, sur un ruban ou sur un disque, ou dans d'autres éléments de stockage, dans la mémoire 28 jusqu'à son emploi. Des moyens d'accumulation de jeux multiples de valeurs provenant de différentes images maîtresses avant leur emploi peuvent être prévus, ou on peut également prévoir une accumulation simultanée d'une pluralité de jeux de la même image maîtresse, par exemple dans le cas d'une reproduction en couleurs dans laquelle il y a une séparation des couleurs par utilisation de filtres et/ou par un étagement dans le temps des différentes couleurs.

Le bloc 32 est un dispositif modulateur de laser de tout type convenable tel que, par exemple, un déflecteur modulateur acous-tico-optique tel que fabriqué par Isomet Corporation (USA). Le laser lui-même est représenté par le bloc 34, son rayon 36 étant dirigé vers le dispositif modulateur 32, c'est-à-dire à son tour contrôlé de façon à produire un faisceau fin de chapelets de photons en 38 réfléchis par le miroir fixe 40 sur le miroir rotatif 42 monté sur un arbre 44. Le miroir rotatif 42 et l'arbre 44 font partie d'un dispositif d'écriture 46 qui porte un élément rectangulaire 48 de matériau électrophotographique 10 ou 10', décrit ci-dessus en relation avec les fig. 2 et 6, en forme d'arc de cercle 50 et dont la couche ohmique 14 est mise à la masse, tel que, par exemple, des pinces 52 qui maintiennent l'élément 48 en position. Dans le cas de l'élément 10', la mise â la masse est effectuée directement par le mandrin.

L'élément 48 est hautement flexible et se conforme aisément à la surface intérieure cylindrique de la pièce traversante 50, étant placé dans celle-ci avec son revêtement 18 photoconducteur apparent. L'arbre 44 est une prolongation de l'arbre 54 qui est agencé coaxialement à la courbure de l'intérieur de la pièce traversante 50. Il porte une petite roue 56 qui a une pluralité d'aiguilles radiales 58 montées à sa périphérie, espacées les unes des autres. Ces aiguilles 58 comprennent des moyens producteurs d'effet corona opérant en conjugaison avec une source d'énergie corona 60 qui est reliée aux aiguilles 58 par des dispositifs de connexion indiqués en 62 à la fig. 2 par un dispositif à anneau frotteur 64 monté sur l'arbre 54. La liaison s'étend jusqu'à la partie creuse de l'arbre 54, comme indiqué par les traits interrompus 62' à la fig. 3 et jusqu'à la roue 56. La roue 56 peut être faite de matériau isolant, par exemple, ayant un anneau métallique périphérique annulaire monté sur les aiguilles 58 auxquelles la ligne 62' est reliée.

L'arbre 54 est entraîné par un dispositif d'entraînement 66 et en même temps déplacé axialement de telle manière qu'il puisse déplacer le faisceau 38 le long de toute la longueur de l'élément 48 en une seule phase. L'appareil 46 est mis en service lorsque la roue 56 et le miroir 42 sont logés à l'extrémité extrême gauche de l'élément 48, la roue 56 étant placée de telle manière qu'elle parte à la gauche de l'élément 48. Lorsque l'arbre 54 tourne, la roue 56 tourne et les aiguilles 58 envoient un effet corona sur la surface de l'élément 48, ce qui le charge. Simultanément, l'arbre 54 est déplacé axialement vers la droite, vu aux fig. 1 et 3, faisant tourner le miroir 42 et, également, le déplaçant en translation. L'espace entre le miroir 42 et la roue 56 est fixe à une distance qui est suffisamment proche pour qu'une charge uniforme puisse être appliquée et que, de la sorte, le faisceau 38 ne soit pas si près de la roue 56 pour qu'il soit atteint par le rayon et par l'effet corona. Cela est normalement déterminé par l'ombre de l'effet corona, mais peut être de quelques centimètres. La construction du mécanisme corona détermine cette distance.

Il convient de relever que le miroir 42 réfléchit le faisceau 38 sur 360° de rotation dans une construction de ce type et que, si la donnée provenant de la mémoire 28 est continuellement envoyée au dispositif de contrôle, il y aura une partie perdue pour chaque

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demi-révolution de l'arbre 54. En conséquence, le contrôle 30 est agencé de façon à interrompre l'alimentation de la donnée pour la partie de la rotation pendant laquelle le miroir 42 réfléchit le faisceau 38 et l'éloigné de l'élément 48. Tout dispositif palpeur convenable 68 associé avec l'arbre 54 täte la disposition circonfé-rentielle de l'arbre et, par conséquent, la position du miroir 40. Cette information est passée par la ligne 70 à un circuit de synchronisation 72 travaillant en conjugaison avec le dispositif de commande 30 pour ajourner le passage de l'information au dispositif de modulation du laser 32 pour chaque partie de la révolution de l'arbre 54 au cours de laquelle le miroir 42 ne réfléchit pas le rayon 38 directement sur l'élément 48.

Lorsque toute la surface 18 de l'élément 48 a été munie d'une image dans l'obscurité, l'appareil 46 étant complètement enfermé par un boîtier excluant toute entrée de lumière indiqué symboliquement en 74, l'élément 48 peut être muni de vireur sur place ou peut être éloigné et muni de vireur dans un appareil spécial. Tout le processus est indiqué dans le diagramme fonctionnel de la fig. 4, où le premier bloc 76 indique la charge de l'élément 48, le bloc suivant 78 indique l'écriture ou l'application d'image à l'élément par le miroir 42, le bloc suivant 80 indique l'application de vireur sur l'élément 48, et le dernier bloc 82 indique la fixation de cet élément. La fixation est effectuée soit par application de chaleur, soit chimiquement ou peut être inhérente au type de vireur utilisé. L'élément 48 étant fixé, sa conversion en une plaque d'impression peut être effectuée par un traitement convenable rendant les parties munies de vireur et les parties non munies de vireur aptes à accepter ou à rejeter de l'encre, respectivement. Certains types d'images de vireur peuvent ne pas nécessiter un tel traitement.

En variante, l'élément 48 peut être utilisé comme un élément transparent après la fixation s'il est placé sur un substrat transparent tel que 12. En une autre variante, l'élément 48 peut être mis en contact avec un récepteur tel que du papier, du polyester ou autre indiqué par le bloc 84, pour transférer l'image de vireur sur le récepteur. Ensuite le récepteur est fixé comme indiqué en 86.

Une autre forme d'exécution de l'invention, qui élimine la nécessité d'un miroir rotatif 42, utilise une roue corona 56; le mouvement axial de l'arbre 54 et la nécessité de synchroniser l'opération du modulateur laser 32 avec la partie productrice de la rotation du miroir sont illustrés à la fig. 5.

Le dispositif 100 de la fig. 5 est indiqué pour l'application d'une image sur un cylindre de film électrophotographique indiqué en 102. Le cylindre 102 est formé enjoignant les extrémités d'un film électrophotographique rectangulaire 10 ou 10' ou peut comporter un cylindre intégral sans joint de film électrophotographique 10' formé par pulvérisation du matériau décrit sur une pièce métallique tubulaire de substrat 14' préformée dans ce but.

Le dispositif 100 comporte une base 104 ayant des standards terminaux 108 montés sur un mandrin cylindrique 110 tournant dans celui-ci et entraîné par un moteur à grande vitesse 112. Un guide ou piste 114 est monté parallèlement audit mandrin 110 sur des supports convenables 106 qui sont portés par la base 104. Un chariot 116 est monté pour coulisser le long du guide 114, ayant un fil corona 118 tendu entre une paire de supports 120 montés sur le chariot 116 et alimentés à partir d'une source d'énergie corona par un câble 122. A l'extrémité du chariot 116 opposée à celle qui est munie du fil corona 118, on trouve un prisme de réflexion 124 qui est aligné avec le faisceau 126 de lumière modulée réfléchie par le dispositif laser 32, 34 par le miroir 128, et qui reçoit ce faisceau. Le chariot 116 est relié à un brin d'une boucle de fil 130 par un élément d'accouplement 132, la boucle étant engagée sur un rouleau fou 134 porté par un support 136 monté sur la base 104 et enroulé autour d'une roue d'entraînement 138 entraînée par un moteur 140.

Toute la construction est logée dans une enceinte convenable qui permet au processus de charge, d'écriture et d'application de vireur d'être effectué dans l'obscurité. La même construction que celle utilisée pour le cas de la fig. 3 est utilisée ici pour lire l'image maîtresse et la reproduire sur le manchon cylindrique 102. Lors du fonctionnement, le fil 118 coopère avec le cylindre 102 pendant une partie du temps et, immédiatement après, le faisceau 126 produit l'image sur le cylindre avec un chapelet discret de photons destinés à appliquer les pointillés ou autres formes géométriques de charge ou d'absence de charge en formant la reproduction latente de l'image maîtresse. La couche ohmique 14 ou 14' de l'élément 102 est à la masse.

Après la production de l'image, il est commode d'avoir un dispositif d'application de vireur mobile 142 qui peut être basculé en position sur des bras 144 pour appliquer le vireur à l'image latente. Comme représenté ici, le dispositif d'application de vireur comprend un capot 146 muni de plusieurs galets 148, une plaque 150 et une fente 152, tous ces éléments étant du type général utilisable pour l'application de vireur, l'élimination de l'excès, la polarisation du liquide pour éliminer les particules de vireur en surplus, le rinçage, etc. Il n'y a pas de construction particulière qui doive être représentée ici pour le dispositif d'application de vireur 142. Le reste des composants du dispositif de production d'image 100 de la fig. 5 est illustré plus ou moins schématiquement. Les parties doivent être construites de façon à effectuer différentes fonctions requises pour une utilisation convenable et une fabrication rationnelle. Par exemple, le mandrin 110 peut être construit de telle manière qu'il puisse être enlevé aisément de ses paliers pour permettre au manchon 102 d'être monté sur ceux-ci, et en être enlevé. Le guide 114 et sa monture, comme aussi la boucle de fil 130, pourraient être logés de manière à ne pas interférer avec la mise en place et l'enlèvement du manchon 102 et, par conséquent, pourront être arrangés de façon à pouvoir basculer dans une position et dans une autre comme indiqué pour le dispositif d'application de vireur 142. Les commandes sont nécessaires pour démarrer, stopper et synchroniser le fonctionnement des moteurs 112 et 140 pour intégrer les opérations de tout le système, etc.

De même, des connexions électriques considérables et des câbles ne sont pas représentés dans les fig. 5 ou 1.

Après l'application du vireur et sa fixation, cette dernière étant aisément effectuée par une simple opération de chauffage, le manchon 102 peut être enlevé de l'appareil 100, traité pour rendre l'image réceptive à l'encre et son fond repoussant l'encre. Le cylindre résultant est alors capable d'être installé dans une machine à imprimer offset comme cylindre d'impression.

En outre, au lieu de charger la surface photoconductrice progressivement pendant une partie du temps, il est possible de charger toute la longueur du cylindre ou du demi-cylindre de matériau électrophotographique en utilisant un fil corona fixe allongé ou autre moyen producteur d'effet corona indépendant arrangé axialement et capable d'appliquer la charge sur toute la longueur d'une révolution du support. Il n'y a alors pas de mouvement axial des moyens corona. Il serait normalement considéré comme impraticable de réaliser cela du fait du potentiel de surface le long de la longueur de l'élément 48 ou 102 qui serait uniforme lorsqu'il serait chargé, mais progressivement inférieur le long de la longueur au fur et à mesure de l'avancement du chariot 54 ou 166 portant les moyens de direction du faisceau. La raison de cette décroissance est que le décroissement sombre sera d'autant plus grand que le chariot 54 ou 166 mettra de temps avec ses moyens de direction du faisceau pour atteindre toute position axiale. II résulte de ce qui est connu que l'image latente aura un potentiel de surface moyen variable le long de sa longueur, avec pour conséquence une image de vireur non satisfaisante.

La raison de ce concept réside pratiquement dans le fait que l'invention permet au vireur d'être saturé et de ne dépendre que des incréments de charge excédant une certaine tension critique. La seule exigence pour une parfaite production d'une image

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latente apte à être munie de vireur dans un tel exemple est, dans ce cas, que la tension de surface à l'extrémité de l'écriture soit supérieure à la tension de surface d'une valeur qui produit un léger décroissement additionnel entre l'achèvement du processus d'écriture et le commencement du processus d'application de vireur. La longueur axiale maximale de tout élément électrophotographique donné peut être déterminée aisément en mesurant la diminution du potentiel de surface dans le temps nécessaire pour écrire sur toute la longueur et en réglant les paramètres de telle manière que les exigences décrites ci-dessus soient remplies.

Il est préférable de charger et d'écrire en utilisant des chariots mobiles qui portent les moyens de charge et les moyens de direction du faisceau et des arrangements respectifs tels que décrits ci-dessus, de telle manière qu'il n'y ait pas de risque que le décroissement obscur se produise trop loin pour une longueur donnée 5 d'élément électrophotographique.

L'utilisation de la phrase image maîtresse est destinée à signifier une image réelle, une donnée qui est produite par un temps réel sans former réellement tout d'abord une image, la donnée produite par l'ordinateur dérivée d'une mémoire ou produite par io des méthodes artificielles ou autres. L'utilisation du terme image maîtresse n'implique aucune limitation.

R

2 feuilles dessins

Claims

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2

REVENDICATIONS

1. Procédé pour la réalisation d'images par l'emploi de techniques électrostatiques comprenant la formation d'images latentes sur un élément électrophotographique chargé et le développement des images latentes résultantes, caractérisé par le fait qu'on effectue les opérations suivantes :

A) on balaie, en suivant un chablon de balayage prédéterminé, une image maîtresse au moyen d'un faisceau de lecture d'une énergie qui peut être modulée par les variations de réflectivité ou d'absorptivité de l'image maîtresse,

B) on convertit les modulations en un flux de signaux électriques se rapportant auxdites variations,

C) on convertit le flux de signaux électriques en énergie radiante sous forme d'un faisceau fin, ce faisceau d'énergie radiante étant modulé en une relation prédéterminée avec les modulations du faisceau de lecture,

D) on dirige le faisceau fin dans l'obscurité pour écrire les signaux sur une surface chargée d'un élément électrophotographique muni d'un film de revêtement fin apte à recevoir les charges, ce film étant transparent, microcristallin, et électriquement et optiquement anisotrope, à haut gain quantum entièrement inorganique et photoconducteur dans un chablon de balayage qui est en relation avec l'image maîtresse pour produire une image latente du contenu de l'image maîtresse sur le revêtement, et

E) on développe ensuite l'image latente.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on stocke les signaux électriques dans une mémoire et les convertit en tout temps, après stockage, en énergie radiante.
3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le revêtement est chargé dans l'obscurité.
4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la charge est effectuée progressivement sur la surface désirée du revêtement pendant un temps et par le fait que l'écriture de l'image latente est effectuée à la même vitesse, mais ultérieurement dans le temps, de telle manière que chaque partie de la surface chargée fait, immédiatement ensuite, l'objet de l'écriture par le faisceau fin.
5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'image maîtresse est une image visible et que le faisceau de lecture est également un faisceau d'énergie radiante, la modulation du faisceau de lecture à énergie radiante étant produite par les variations de réflectivité et de capacité d'absorption de l'image visible.
6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on convertit les signaux électriques résultant des modulations du faisceau de lecture en valeurs digitales avant le stockage,

stocke celles-ci dans une mémoire et les convertit en faisceau fin en tout temps après le stockage, le faisceau fin étant formé de signaux discrets représentatifs desdites valeurs digitales.
7. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on règle les signaux du faisceau fin physiquement pour produire des brosses de photons discrets de configuration géométrique prédéterminée dans un plan perpendiculaire au faisceau, chaque brosse produisant un spot de charge contrastante sur ledit revêtement, le nombre des spots dans toute unité donnée de surface étant fonction du degré de réflectivité ou d'absorptivité de la zone observée de l'image maîtresse correspondant à ladite unité de surface.
8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'on effectue le balayage en déplaçant le faisceau de lecture et l'image maîtresse l'un par rapport à l'autre pour couvrir l'image maîtresse d'une série de lignes de lecture parallèles le long d'une longueur de l'image maîtresse, et qu'on répète le même mouvement relatif entre le faisceau fin et le revêtement électrophotographique pour effectuer l'écriture.
9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'élément électrophotographique a la forme d'un cylindre, et par le fait qu'on fait effectuer un mouvement rotatif à l'élément électrophotographique et au faisceau fin l'un par rapport à l'autre pour écrire les lignes équivalentes auxdites lignes de lecture parallèles sur l'élément photoconducteur.
10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le faisceau fin est un laser.
11. Appareil pour produire rapidement une image sur un élément électrophotographique pour la mise en œuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison:

A) un dispositif de balayage (20) pour balayer une image maîtresse au moyen d'un faisceau de lecture d'énergie qui peut être modulée par des variations de réflectivité ou d'absorptivité qui constituent l'image maîtresse en fonction d'un chablon de balayage prédéterminé,

B) un premier convertisseur (26) pour convertir les modulations en un faisceau de signaux électriques,

C) un second convertisseur (30) pour convertir le faisceau de signaux électriques en un faisceau fin d'écriture (38) d'énergie radiante avec des modulations se rapportant aux modulations du faisceau de lecture,

D) un montage (50, 52) du matériau électrophotographique (48) dans l'obscurité comprenant un revêtement photoconducteur capable d'accepter et de décharger une charge à grande vitesse et qui est formé d'un film fin transparent microcristallin, électriquement et optiquement anisotrope, ayant un gain quantum élevé, fait en une matière entièrement inorganique,

E) un dispositif de charge (58) pour charger le revêtement de l'élément électrophotographique dans l'obscurité à un potentiel de surface capable d'être entièrement déchargé par ledit faisceau ' d'écriture (38),

F) un dispositif directeur de faisceau (40, 42) pour diriger le faisceau d'écriture sur la surface du revêtement dans l'obscurité,

G) ledit montage (50, 52) et ledit dispositif directeur de faisceau disposés de façon à effectuer un mouvement relatif d'une manière telle que le faisceau d'écriture soit amené à reproduire sensiblement ledit chablon prédéterminé de balayage, reproduisant ainsi une image latente de charge de ladite image maîtresse sur ledit revêtement, et

H) un dispositif développeur (80) pour rendre ladite image latente visible.
12. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que ledit dispositif de charge (58) est agencé de façon à charger une partie dudit revêtement à un moment et à charger progressivement tout l'élément électrophotographique alors que le dispositif directeur de faisceau (42) fonctionne, mais placé dans une position apte à charger toute partie donnée avant qu'il y soit écrit.
13. Appareil suivant l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé par le fait que ledit dispositif directeur de faisceau comporte un chariot mobile (54, 116), un déflecteur de faisceau (40, 42, 124, 128) placé sur ledit chariot mobile pour pointer le faisceau d'écriture directement sur le revêtement à partir d'un point dudit chariot, et par le fait que ledit dispositif de charge comprend un dispositif producteur d'effet corona (56, 58, 130) monté sur ledit chariot (54,11) à distance dudit point dans une direction qui amène le dispositif producteur d'effet corona progressivement à proximité de chaque partie du revêtement avant que le faisceau d'écriture ne coopère avec lui, mais à la même vitesse que le balayage.
14. Appareil suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que ladite monture comprend un support (50,110) portant ledit élément électrophotographique sous forme cylindrique et sur lequel le chariot (54,116) est agencé de façon à pouvoir se déplacer le long de la longueur de l'élément électrophotographique alors que, en même temps, le chariot et l'élément électrophotographique tournent l'un par rapport à l'autre.

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15. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que le chariot (116) se déplace le long d'une ligne située à l'extérieur du cylindre défini par l'élément électrophotographique (102), le revêtement de cet élément étant situé à l'extérieur de la configuration cylindrique de celui-ci et le mouvement rotatif étant effectué par rotation du support.
16. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que le chariot (54) se déplace le long d'une ligne coaxiale à l'élément électrophotographique, le revêtement de cet élément étant situé à l'intérieur du cylindre et le mouvement rotatif étant effectué par la rotation du chariot sur l'axe défini par ladite ligne.
17. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que ledit élément électrophotographique (102) forme un cylindre complet.
18. Appareil suivant la revendication 16, caractérisé par le fait que l'élément électrophotographique (48) est formé d'un cylindre partiel de section droite partiellement circulaire.
19. Appareil suivant l'une ou l'autre des revendications 12 à 18, caractérisé par le fait que ledit faisceau fin est un rayon laser.