LU81179A1 - Developpement d'images latentes electrostatiques en utilisant un produit de virage liquide et une electrode de developpement - Google Patents

Description

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La présente invention concerne une méthode et un dispositif pour développer des images latentes électrostatiques en utilisant un produit de virage liquide et une électrode de développement.

5 ' On sait former une image électrostatique sur la surface d’un organe électrophotographique appliquant d’abord une charge électrostatique uniforme sur la surface puis en exposant la surface à un motif de lumière ; ensuite, l’image latente électrostatique ainsi formée est développée 10 par un produit de virage avant qu’elle ne se soit détériorée.

Les deux types de produitsde virage les plus fré- , quemment utilisés pour le développement d’images latentes 1 . électrostatiques sont des produits liquides et des produits secs en poudre. Les produits de virage liquides, qui sem-15 blent nécessairespour une forte résolution spatiale, sont essentiellement formés de petites particules pigmentées, appelées particules de virage, dispersées dans un liquide isolant. Quand un produit de virage liquide est amené en contact avec une surface contenant une image latente électro-20 statique, par exemple en immergeant la surface dans une chambre contenant un produit de virage liquide, les particules de virage dans le liquide emigrent vers la surface et se déposent sur les parties portant l’image par un phé-► nomène connu sous le nom d’électrophorèse. v25 Si l’on souhaite reproduire une image ayant un ton continu ou une image contenant une zone solide, on emploie habituellement une électrode de développement pour aider à l'opération de développement. L’électrode de développement se compose, à la base, d’une plaque plane et électriquement 30 ' - conductrice placée à proximité de la surface portant l'image, et parallèle à elle. L’électrode de développement change la configuration du champ de l’image électrostatique et augmente le champ · dans l'espace au-dessus des zones de charge uniforme . L'électrode de développement intensifie 35 de plus le champ électrique à proximité de la surface portant l’image. Normalement, l’électrode de développement , est électriquement mise en court-circuit par convexion d’or-: gane électrophotographique. On a trouvé que des effets 2 * spéciaux pouvaient être obtenus, comme une inver"J on du ton ! ou une réduction du voile, en établissant une différence de potentiel en courant continu entre l’électrode de déveloj nent et l’organe électrophotographique pendant le processus 5 de développement.

: On a trouve que les produits de virage liquides ! avaient tendance à générer de cellules de convexion» stable dans l’espace pendant l’opération de développement lors d'une utilisation avec une électrode de développement. Ces cellule 10 de convexioni, généralement de forme sphérique, sont formées ! * sur une gamme de forces du champ et ont pour effet de sous- I * · traire des parties de la surface de l’organe électrophoto- • > i . ’ graphique à un contact avec les particules de virage. Par' t \ 1 suite des cellules de convexion un motif de densité optiqi ! 15 de forme cellulaire est superposé sur le motil de l’image et il est visible dans l’image développée. La dimension des cellules de convexioni qui se forment dépend de la force

Idu champ ', de la concentration volumique des particules de virage et de l’espace entre la surface électrophotographiqu» 20 et l’électrode de développement. La gamme de forcesdu champ sur laquelle se forment les cellules de convexion peut varier selon la composition du produit liquide de virage particulier. On pense que de telles cellules de convexion ! ( * sont formées par suite d’une instabilité hydrodynamique des ! * 25 produits liquides de virage.

La production de ces cellules de convexion . peut être évitée en accomplissant l’opération de développement à des forces du champ- en dehors de la gamme à laquelle les cellules ont tendance à se former. Cela peut être atteint : I 30 en changeant l’espace entre l’organe électrophoxographique j · et l’électrode de développement car la force du champ varie directement avec la tension sur la surface photoconductrice de l’organe électrophotographique et inversemen avec la distance entre l’électrode de développement et 35 l’organe électrophotographique. Ce moyen n’est pas satisfai t caria plupart des organes électrophotographiques nécessitent ' ! une certaine gamme de foreesde champ pour produire de bonn < « 3 images à ton continu ou de bonnes images contenant des zones solides, cette gamme étant dans la gamme ou comprenant au moins une partie de la gamme de forcesde champ où sont produites les cellules de convexion..

5 Ainsi, il est nécessaire de trouver une technique t • plus faisable pour empêcher la formation de telles cellules de convexion afin de favoriser un dépôt uniforme des particules de virage dans des zones d’une densité de charge uniforme pendant le développement des images électrosta-10 tiques.

* En conséquence, la présente invention procure une méthode pour développer une image latente électrostatique ” formée à la surface d’un organe électrophotographique en utilisant un produit liquide de virage formé de particules 15 de virage en suspension dans un liquide isolant et une électrode de développement, et selon l’invention, une tension alternative de polarisation est appliquée entre l’électrc de de développement et l'organe électrophotographique à travers le produit liquide de virage pendant l’opération de 20 · développement.

Par ailleurs, la présente invention procure un dispositif pour la mise en pratique de cette méthode comprenant une électrode de développement, une chambre de * virage entre l’électrode et l’organe électrophotographique 5 25 pour recevoir une suspension de virage formée de particules de virage en suspension dans un liquide électriquement isolant, l'électrode de développement étant espacée de l’organe électrophotographique et, selon l'invention, une source de tension alternative est connectée entre l’élec-30 trode de développement et l’organe électrophotographique pour générer entre eux, une tension alternative de polarisation.

L'invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparai-33 tront plus clairement au cours de la description explicative » qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques / annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant r- * Φ * * / k % !

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*1 % ! i plusieurs modes de réalisation de l’invention, v dans | lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d’un dispositif pour développer une image latente électro- 5 statique à la surface d’un organe électrophotographique selon les enseignements de l’invention, certaines des parties n’étant pas aux "bonnes proportions pour la facilité de la représentation j - la figure 2 est une photomicrographie grossie Ί0 dix fois, montrant le motif de densité cellulaire formé sur une image développée avec un produit liquide de virage et une électrode de développement par suite de la produc-! ’ tion de cellules de convection dans le produit de virage ; liquide pendant le processus de développement ; et ! ' 15 - - la figure 3 est mie photomicrographie grossie dix fois montrant la façon dont le motif cellulaire ci-dessus indiqué est fortement réduit en appliquant les enseignements de l’invention.

En se référant à la figure 1, elle montre un organe , I 20 électrophotographique généralement identifié par le repère 11. L’organe 11 comporte une couche photoconductrice 13 et un substrat conducteur 15· Le substrat 15 comporte une couche conductrice 17 et une base ou support "!9- La couche photoconductrice 13 est formée par pulvérisation à haute | ’ 25 fréquence de sulfure de cadmium et le substrat conducteur 15 est une couche d'oxyde d’étain-indium sur une base en ! matière plastique de polyester.

! Une électrode de développement 21 est prévue pour ! aider à développer une image latente électrostatique à la 1 30 surface? de la couche photoconductric-e 13. L’électrode 21 est placée au-dessus de l’organe électrophctographique 11 et une certaine quantité d’un produit de développement 23 du type virage liquide est disposée dans l'espace entre l'organe électrophotographique 11 et l’électrode de dé-I JJ velorpeinent 21. Le produit de virage liquide 23 qui est confiné dans une chambre (non représentée) comporte des j particules de virage 25 en suspension dans un liquide non conducteur (électriquement .isolant 27). Le produit liquide 5 fl de virage particulier employé dépend des caractéristiques de l’organe électrophotographique particulier. Un produit liquide de virage préféré comprend une poudre pulvérisée de carbone et de résine dispersée dans une fraction hydro-5 carbure isoparaffinique commercialisée par Exxon Company à Houston, Texas, USA, sous le nom de “Isopar".

On pense que la tension alternative de polarisation élimine l'instabilité hydrodynamique du produit de virage liquide qui produit les cellules de convexion 10 en interrompant ou perturbant le mouvement autrement unidirectionnel des particules chargées de virage vers la surface photoconductrice. Ces interruptions ou perturbations provoquent des changements de direction des forces exercées par les particules sur le liquide dans lequel elles sont en 15 suspension.

La forme d'onde de polarisation en courant alternatif est de préférence de forme symétrique. La gamme des ' fréquences et des amplitudes de la polarisation alternative sur laquelle la formation des cellules de convexion est 20 soit empêchée ou réduite à un point remarquable, dépend du liquide de virage particulier employé, de la distance entre l'organe électrophotographique et l’électrode de développement et de la tension de charge maximum sur l’organe élec-trophotographique.

'25 Si la fréquence de la polarisation alternative est soit trop élevée ou trop faible, les changements résultants de la direction du mouvement des particules de virage auront un effet insuffisant sur la direction du mouvement du liquide isolant et en conséquence, n’empêcheront pas la 30 production des cellules de convexion. Si l’amplitude de la* polarisation alternative est trop faible, cela n’effectuera pas le mouvement des particules de virage contrôlant le mouvement du liquide isolant. Si l’amplitude de la polarisation alternative est trop élevée, cela empêchera la produc-33 tion des cellules de convexion mais empêchera également les particules de virage de se déposer à la surface de l'or-! gane électrophotographique.

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Do préférence, l’amplitude à simple alternance de la polarisation en courant alternatif doit être égale , , ’ au moins à la tension de charge maximum sur la surface jé photoconductrice. Si l'amplitude n'atteint pas ce niveau, j 5 la tension de polarisation ne pourra . interrompre suffisam ment le mouvement des particules de virage pour empêcher la |v production des cellules de convexion dans les zones de S l'image aux plus fortes tensions. L'efficacité de la pola- ï: risation alternative dépend également de sa forme d’onde .

10 Pour une fréquence et une amplitude données, un créneau est plus efficace pour empêcher la formation des cellules '. de convexion qu'une ende, sinusoïdale, et une onde sinusoïdale est plus efficace qu'une onde triangulaire. On a cependant trouvé que toute forme d'onde pouvait être utilisée I 15 pour empêcher la formation des cellules de convexion en ! ajustant de façon appropriée la fréquence et/ou l'amplitude du courant alternatif.

Pour toute combinaison de l'organe électrophotographique, de la tension de charge, du produit de virage 20 liquide et de l’agencement physique, il existe une conbi-! naison optimale de l'amplitude, de la fréquence et de la forme d'onde de la polarisation en courant alternatif, l pouvant empêcher la formation des cellules de convexion | que l'on pense responsables du motif gênant de densité jy .. 25' optique cellulaire dans des zones d'image uniformément L chargées. La combinaison optimale peut être déterminée dans j chaque cas d'application .

j Dans le cas présent, une source 29 en courant al- } ternatif est connectée entre l'électrode de développement 2 ! 2Q et la couche conductrice 17 pour produire une polarisation i en courant alternatif entre les deux éléments. La polarisa- ! ! tion en courant alternatif est appliquée entre ces deux ? éléments pour empêcher la formation de cellules de convexio dans le produit de virage liquide. La tension de polarisa-25 tion alternative est appliquée au moins pendant la période de temps où le produit de virage liquide est disposé entre f les deux organes pendant le processus de développement de i j l'image électrostatique.

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7 b L’invention sera mieux décrite en se référant aux exemples qui suivent.

Exempte_l· i i ... · Un organe électrophotographique contenant une ! 5 couche photoconductrice en sulfure de cadmium pulvérisé à haute fréquence fut uniformément chargé par effet corona à un potentiel de surface négatif · de 25 volts, rais en j contact avec un plateau à échelon sans grain, exposé à une | impulsion lumineuse de décharge au xénon puis développé ; , 10 pendant une période de l’ordre de 15 secondes en utilisant i * un produit de virage comprenant une poudre pulvérisée de carbone et de résine dispersée dans de l’Isopar, et une électrode de développement parallèle à la surface photoconductrice de l’organe électrophotographique et espacée *15 d’elle de 0,25 mm. Pendant toute l'opération de développement l'électrode et l'organe électrophotographique furent tous deux maintenus au potentiel de la masse. L'image développée contenait un motif de densité cellulaire important superposé sur le motif de l’image. Une photomicrographie de 20 l'image développée est illustrée à la figure 2.

Exemple_2.

On répéta l’exemple 1 à l'exception que pendant l’opération de développement, une polarisation alternative et sinusoïdale symétrique ayant une amplitude crête à crête - 25 dé 50 volts et une fréquence de 44 Hz et un niveau en courant continu de 0 volt fut appliquée entre l’électrode de développement et l’organe électrophotographique. La réduction sensible du motif de densité cellulaire est illustrée à la figure 3.

30 Exemplg_5.

On répéta de nouveau l’exemple 1 à 1 ' exception que l'organe électrophotographique fut chargé à un potentiel de surface négatif de 10 volts, que la tension de pola-35 risaticn alternative avait une amplitude crête à crête de | 68 volts et une fréquence de -7,5 Hz et que le produit de . s * 8 t i t ! virage liquide était dilué par un facteur de 2. Le motif de densité cellulaire était totalement éliminé.

! * « • JL·? · 1 I Un organe électrophotographique du même type que j I t 5 celui utilisé à l’exemple 1 fut uniformément changé par '· effet corona jusqu’à un potentiel de surface négatif de 15 volts et exposé à un motif lumineux de l’image. L’organe fut alors développé pendant une période de l'ordre de 15 secondes en utilisant un produit de virage liquide et 10 une électrode de développement parallèle à la surface . photoconductrice de l’organe photoconducteur et espacée?d'ell< de 0,38 mm. Le produit de virage liquide se composait d’une poudre pulvérisée de carbone et de résine dispersée dans de l'Isopar, mais n'ayant pas de résine de fixation comme à *15 l’exemple 1. Le tableau qui suit montre les résultats sans i application d’une tension de polarisation puis avec appli-’ cation d'un créneau à différentes fréquences et amplitudes.

jI Fréquence Amplitude crête Motif de den- j Exemple du cou- à crête du cou- site des j 20 rant al- rant alternatif cellules ; ternatif i —----------.

! I IV Pas de tension de polarisation Présent | I --- — -——- i 25 V 5 Hz 50 volts Eliminé i . ____ ! VI | 10 Hz 50 volts Eliminé : VII | 10 Hz 25 volts Eliminé ! 30 L'exemple 7 montre que la polarisation alternative retire effectivement le motif de densité cellulaire même si ! la tension crête à crête est inférieure au potentiel de sur- ! face sur la surface photoconductrice de l’organe électro- ί photographique. On notera que le concept de l'application I35 d'une tension alternative de polarisation pour empêcher la formation de cellules de convexion dans un produit de virage j J liquide dispersé entre deux organes conducteurs et parallèle 9 peut également trouver son utilisation dans des dispositifs d’affichage par électrophorèse ob une certaine quantité 'd'un produit liquide de virage est disposée entre deux électrodes parallèles connectées à des sources de tension de 5 différentes polarités.

La tension alternative de polarisation appliquée selon les enseignements de l'invention peut être superposée sur une tension de polarisation continue appliquée pour un autre but, comme une inversion de ton, par exemple.

10 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont * été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-15 ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.

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Claims (5)

1. Méthode de développement d’une image latente jj électrostatique formée à la surface d’un organe électro photographique en utilisant un produit liquide de virage i i ·* forme de particules de virage en suspension dans un liquide 5 isolant et une électrode de développement caractérisée en ce qu’une tension alternative de polarisation est appliquée entre ladite électrode et ledit organe électrophotographique j, à travers ledit produit de virage liquide pendant l’opératio ! * de développement. \ 10 2. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée ; en ce que la forme d’onde de la tension alternative de polarisation précitée est de configuration uniforme.

3. Méthode selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la forme d’onde 15 de la tension alternative de polarisation précitée est sinusoïdale. \ I 4. - Méthode selon l’une quelconque des revendi- I ^ cations 1 ou 2, caractérisée en ce que la forme d’onde ' l de la tension alternative de polarisation précitée est rec-20 tangulaire.

5. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’amplitude ! crête à crête de la tension alternative de polarisation précitée représente au moins le double de la tension de ; 25 charge maximum sur l’organe électrophotographique précité.

6. Méthode selon l’une quelconque des revendi- I cations précédentes, caractérisée en ce que la tension al- ; ternative de polarisation précitée est appliquée continuel- l lement pendant l’opération de développement. ;j jq 7* - Méthode selon l’une quelconque des revendi- i cations précédentes,caractérisée en ce que l’amplitude j crête à crête de la tension alternative de polarisation | précitée est de l’ordre de 50 volts. / I j 8. - Méthode selon l’une quelconque des revendi- i J ver* - j ^5» . ' 11 cations 1 α 6, caractérisée en ce que l'amplitude crête à crête de la tension alternative de polarisation est de l’ordre de 18 volts et en ce que la fréquence est de 1.’ordre de 7,5 Hz. 5 9· - Méthode selon l’une quelconque des revendi cations 1 à 8, caractérisée en ce que le produit liquide de virage précité comprend une puudre pulvérisée de carbone et de résine dispersée dans une fraction d’hydrocarbure i soparaffinique. 10 10. - Méthode selon l’une quelconque des revendi cations 1 à 6 et 9, caractérisée en ce que la distance entre l’électrode de développement précitée et l’organe électrophotographique précité est de l’ordre de 0,25 mm et en ce que la tension alternative de polarisation précitée a une 15 amplitude crête à crête de l’ordre de 50 volts et une fréquence de l’ordre de 44 Hz.

11. Dispositif pour la mise en pratique de la méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes du type comprenant une chambre de virage entre 20 l’électrode de développement précitée et l’organe électrophotographique précité pour recevoir une suspension de virage formée de particules de virage en suspension dans un liquide électriquement isolant, ladite électrode de développement étant espacée dudit organe, caractérisé en » 25 qu’une source de tension alternative est connectée entre ladite électrode de développement et ledit organe électrophotographique pour générer entre eux une tension alternative de polarisation. / " ~ ~ , ψ v