LU81413A1 - Procede et appareil d'impression electrostatique - Google Patents

Description

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La présente invention concerne, d'une manière generale, un appareil J ' iwpress i on et, plus pa rt i cul i è renient, un appareil pour l'impression électrostatique en couleurs.

Selon la pratique habituelle, l'impression en couleurs est effectuée par mélange des couleurs sur un élément de réception final en utilisant des impressions multiples placées en repérage. Par exemple, une image ou un objet en couleurs est photographié à travers plusieurs filtres pour effectuer, dans les couleurs imprimées, des sélections chromâtiouescomprenant le bleu-vert, le magenta, le jaune et le noir, chacune de ces sélections étant . transformée en plaques montées dans une presse d'impression à travers laquelle on fait passer l'élément de réception qui est imprimé successivement avec chacune des plaques.

Les techniques électrostatiques dont on dispose actuellement pour l'impression polychrome sont complexes, coûteuses et peu fiables. Normalement, la formation des plaques de sélection chromatique pour les différentes couleurs de base est toujours requise. On envisage d'utiliser des techniques xérographiques ou électrofax pour l'impression multiple.

L'application antérieure de techniques électrostatiques nécessite la formation d'une image ou le transfert direct pour chaque spécimen imprimé. 11 serait avantageux de former des * images par voie électrostatique pour les imprimer de manière semi-ί - - permanente sur des manchons sur lesquels elles subsistent tout au long de 1 * opérât ion d'impression. Lorsqu’on adopte cette technique, il est egalement souhaitable d'obtenir les différents paramètres qui peuvent être nécessaires pour chaque couleur sans interférer sur l'impression d'autres couleurs, par exemple, à d'autres postes.

En conséquence, l'invention fournit un procédé pour l'impression éiectrostat ique d’images comnosites en couleurs sur — 5 “ titive et à des endroits espacés le long du substrat, chacune de ces images étant constituée de plusieurs impressions de couleurs différentes, tandis que l’on utilise plusieurs postes d'impression conçus chacun pour produire une impression d’une couleur différente, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à utiliser un manchon principal en une matière électrophotographique à chaque poste et faire tourner ce manchon continuellement tout en déplaçant simultanément le substrat a travers le poste, ce manchon comportant une image de toner diélec- * trique fixée de manière semi-permanente et pou\rant être reproduite • pour obtenir l'impression précitée, former une image de toner secondaire non fixée sur l'image de toner fixée au cours de la rotation du manchon principal, transférer l'image de toner secondaire non fixée du manchon principal sur la surface du substrat tandis que ce dernier défile dans chaque poste, fixer l'image de toner non fixée après son transfert sur le substrat en mouvement, puis répéter les étapes de formation de l'image de toner secondaire non fixée, de transfert de cette dernière et de fixage de l'image transférée à chaque poste avec mise en repérage des im-; pressions devant être appliquées sur le substrat à partir de . chaque poste.

En outre, l'invention fournit un appareil pour l'impression répétitive d’unè image composite sur un substrat en mou- * vement, cette image étant constituée d'impressions de differentes ; s images de couleurs différentes qui sont placées en repérage, cet ' appareil comprenant plusieurs postes d’impression d’images d’une construction pratiquement semblable et qui sont conçus chacun pour produire une impression d’une couleur différente sur un substrat, ainsi qu’un mécanisme destiné à déplacer un substrat allongé d'un poste à l’autre de l’appareil, cet appareil étant caractérisé en ce que chaque peste comprend ur. manch on principal rota- - 4 - « * t il ut if ß ' une image eomposi te, ce manchon étant un organe électro· photographique comprenant un revêtement extérieur en une matière photoconductrice, tandis que l'image précitée est une image de toner diélectrique fixée qui a été formée par voie électrostatique sur ce revêtement extérieur, des éléments pour appliquer une charge et dépose] un toner secondaire sur cette image de toner fixée afin d'obtenir, à partir de cette dernière, une image de toner secondaire qui est développée, mais non fixée, des éléments destines à transférer l'image de toner secondaire sur une surface du substrat tandis que ce dernier défile dans le poste, des éléments pour fixer cett image sur cette surface du substrat avant que ce dernier ne se dé place vers le poste suivant afin d'obtenir une impression d'une certaine couleur, ainsi que des éléments conçus pour éliminer tout excès de toner subsistant éventuellement et qui n'est pas transféré sur la surface précitée du substrat, les différents postes étant conçus pour répéter continuellement l'impression sur le substrat à mesure que ce dernier défile dans l'appareil, de façon à obtenir une série continue de la même image composite le long du substrat lorsqu'il quitte l’appareil.

On décrira ci-après à titre d'exemple les formes de réalisation préférées de la présente invention, en se référant „ aux dessins annexes dans lesquels : * la figure 1 est une vue schématique d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention et pour l'impression d'images composites en couleurs sur un substrat en mouvement; la figure 2 est une vue schématique illustrant un procédé de fabrication d'un manchon principal destiné à être utilisé suivant l'invention; et la figure 5 est une autre vue schématique illustrant un deuxieme procédé de fabrication d'un manchon principal utilisé suivant 1'invent i on.

Le procédé d'impression suivant la présente invention nécessite la fabrication d’un manchon principal sur lequel est appliquée une image. De préférence, ce manchon principal tourne à la manière d’un cylindre et il entre directement en contact avec le substrat, auquel cas il tourne dans la même direction que ce dernier, ou il effectue un mouvement dans une direction périphérique opposée à celle du substrat. Dans ce dernier cas, le manchon principal sert de milieu par lequel l'image de toner secondaire formée sur ce manchon est transférée sur un deuxième = manchon ou blanchet pour être ensuite transférée directement sur un substrat en mouvement à partir de ce deuxième manchon et indirectement a partir du manchon principal. Il importe de noter que l’appareil décrit ici comprend plusieurs postes qui sont commandé! chacun indépendamment en fonction des différents paramètres requiî pour produire l’image ou l’impression nécessaire sur le substrat.

On se référera à présent aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 illustre un appareil d’impression 70 comportant quatre postes 72, 74, 76 et 78, en supposant que cet appareil 70 est destiné a être utilisé pour l’impression en couleurs sur papier .

j Le substrat 80 défile dans l’appareil 70 en passant J „ entre différents rouleaux, dispositifs tendeurs, etc. dont aucun n'est illustré dans les dessins annexés. Au premier poste, est i j ^ * prévu un manchon principal 82 qui est monté sur un rouleau 84 et qui, dans ce cas, est cylindrique, encore qu’il pourrait égales en' se présenter sous la forme d'une bande. Le manchon 82 ne doit pas nécessairement être transparent. De préférence, ce manchon 8 comprend un revêtement d'une mat lève photoconductrice appliqué à un cylindrique métallique de faible épaisseur maintenu à sa configuration cylindrique sur le rouleau 84 par des éléments appro-Driés.

Le manchon S2 est const i tué a’un organe ou d'une matière electrophotographique comprenant un substrat qui, s'il est constitué d'une résine telle qu'un polyester transparent, comporte une couche ohmique et un revêtement de matière photoconductrice sur la surface extérieure de cette dernière. Si le substrat est réalisé en métal, la matière photoccnductrice comprend un composé entièrement inorganique, de préférence, le sulfure de cadmium, qui est applique par projection sur le substrat sous forme d'un dépôt microcristallin transparent à haut rendement quantique.

Le manchon 82 comporte une image, de préférence, sous forme d'une sélection chromatique à code numérique qui est appliquée au manchon de la manière décrite ci-après en se référant à la figure 2 ou 3, c'est-à-dire qu'un toner primaire ou diélectrique est appliqué sur l'image qui est ensuite soumise à une fusion, de façon à être fixée de manière semi-permanente sur la surface extérieure du manchon principal 82.

Le poste comprend également un rouleau presseur 86 qui peut faciliter l'entraînement du substrat 80 de gauche à droite et/ou le transfert de l'image de toner de la surface extérieure du manchon principal 82 sur la surface inférieure du substrat 80.

Lors de l'utilisation, une charge est appliquée, par n'importe quel élément approprié (indique en 88),sur le manchon principal comportant l’image et, après la charge ou même simultanément, ce manchon est expose à la lumière.

Suite à l’exposition à la lumière, lorsque le manchon 82 a reçu une charge, cette dernière subsiste sur les parties comportant le toner diélectrique en évitant les parties dépourvues de ce dernier, formant ainsi une image chargée secondaire que l'on peut alors faire passer dans un bain de toner secondaire 90 où 1' image secondaire est dévelout-ée . Cette image ce rotation du rouleau SI pour \ c-n i r s * engager sur le substrat en mouvement SO au point de juxtaposition du rouleau 86. Le transfert peut être effectué soit par pression, soit par application d'un champ électrique fourni par l'alimentation électrique 92 raccordée au rouleau 86 et au bain de toner 90 ou au rouleau 84.

En tout cas, un champ de tension de polarisation est établi en : travers de l'espace dans lequel se déplace le substrat 80, facili- i tant ainsi le transfert du toner secondaire à la surface inférieu re de ce substrat. On peut prévoir un rouleau de transfert ou un blanchet intermédiaire.

Après l'application de l'image de toner secondaire sur le substrat, ce dernier passe par-dessus un dispositif de chauffage 94 où l'image est fixée.

Les autres postes fonctionnent tous de la même manière et sont d'une construction identique, la seule différence existant entre eux résidant dans les paramètres de chaleur, de température, etc. On a constaté que des toners différents nécessitaient différentes tensions, températures, etc., si bien que la mise en service d'une succession de postes fonctionnant indépendamment est plus susceptible de donner des résultats optima. Dans certains cas, il s'est même avéré que le transfert nécessi-, tait des tensions de polarisation d’une polarité opposée pour donner des résultats optima.

1 Des informations concernant la densité peuvent être détectées apres 1 * sppii es 13 on oe crm oue image, oar exemule. dans un transducteur optique, pour t ! être ensuite transmises à un convertisseur de signaux de commande 66 à partir duquel la tension ce polarisation engendrée en 92 sers modifiée pour obtenir une densité optimum.

Lorsque le substrat 80 quitte le poste 78, les quatre images sont toutes appliquées oe maniéré composite a sa surxace par '.les éléments appropries (non représentes). Le substrat 80 est ensuite dirigé vers des coupeuses en long, des massicots, des plieuses, des rouleaux d'alimentation, etc., aucun de ces dispositifs n'étant illustré, mais on supposera qu’ils sont constitués d'une structure appropriée pour l'utilisation du substrat entrant.

La figure 2 illustre un rouleau 96 de la matière électrophotographique transparente dont est constitué un manchon.

; Cette matière peut être soudée sur elle-même pour former une bande i ! “ flexible sans fin 20 aidant ou après l'application de l'image.

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Cette bande sans fin 20 peut être transformée en un manchon 82 i I ^ ; et montée selon une configuration cylindrique. L'image peut être | * projetée optiquement sur la bande 20, cette opération étant effec- , tuée par application d'une charge suivie de l'exposition sous for- I me d’une image, de l'application d'un toner diélectrique et d'un fixage. Toutefois, il est préférable d'appliquer l'image sous ; une forme numérique, de telle sorte qu'il ne soit pas nécessaire 1 d'utiliser un écran et qu'aucun problème ne se pose suite à l’uti- j lisation d'un élément de projection optique.

Un dessin polychrome approprié est soumis à un balayage et à une sélection chromatique, tandis que ses couleurs sont | digitalisées en bits qui sont mémorisés dans une mémoire électro nique 98. Cette mémoire 9S est alors utilisée pour moduler un laser de faible puissance, par exemple, un laser à 1'hélium/neon . ^ 100. Au moyen d'éléments réfléchissants 102 et 104, le faisceau modulé de ce laser 100 est projeté, en 30t, sur la surface de la matière électrophotographique du rouleau 96 â mesure que cette matière | est déroulée. Par l'intermédiaire de commandes appropriées, les i réflecteurs 102 et 104 peuvent corriger et compenser la conter- i | sion gu flux continu de bits en une application à une surface à i ! mesure que le faisceau effectue un mouvement de va-et-vient. La i matière reçoit tout a!abord une charge er 108, elle est exposée - 9 - elle est fixée en 112. L’image obtenue est alors fixée de manière semi-permanente et la longueur de matière peut être découpée du rouleau 96 pour réaliser le manchon 20 sous forme d'une bande sans fin en soudant les extrémités l'une sur l’autre. La bande peut également se présenter sous la forme d'une feuille que l’on fixe ä un mandrin.

i La figure 3 illustre un appareil pouvant être utilisé pour réaliser un manchon directement sous forme d’un cylindre du type illustré en 82 en figure 1. Le manchon 82 a la forme d’un cylindre de faible épaisseur en métal ou en une matière analogue comportant un revêtement de la matière photoconductrice précitée monté sur un mandrin entraîné 114. Un laser 116 (du type illustré en 100 à la figure 2) émis par une mémoire électrique 117 dirige un faisceau modulé de lumière 118 constitué de bits digitalisés en direction d'un miroir à mouvement de va-et-vient 120 monté sur une tige de guidage entraînée appropriée 122, de telle sorte que les bits digitalisés soient correctement appliqués sur la surface du manchon 82 pour produire l'image désirée représentant une seule couleur d’une image composite. Un dispositif de décharge à effluve 124 est prévu pour appliquer une charge à la surface, tandis qu’un dispositif 126 est pré\ru pour appliquer un toner à cette surface après y avoir déposé l’image. Le chiffre de référence 128 désigne un dispositif de fixage de toner prevu sur le côté opposé de l'appareil illustré en figure 3 en vue de fixer de manière seni-permanente l’image de toner diélectrique sur le cylindre principal 82.

Après l’application du toner et le fixage de l'image sur le cylindre principal, ce dernier est retiré du mandrin 11- et installé dans un appareil tel que celui indiqué en 72 en figure 1

Lors de la mise en service de l’appareil 72, après le - ]0 - né par un appareil de nettoyage approprié tel que celui illustré en 87.

On peut envisager d'exposer le manchon 82 sous forme d'une image en cours d'opération, c'est-à-dire de le fixer en place de manière permanente dans l'appareil 72, mais il est alors équipé d'éléments pour l'application de l'image transmise par la mémoire et le fixage de cette image en vue de l'utilisation. C'est ainsi que, au poste 76, on représente unecase 130 où sont effectuées les mêmes fonctions que celles remplies par le laser 116 et le miroir mobile 120 de la figure 3. L'élément 88' applique une charge au manchon 82', tandis que l'appareil 90’ procède à l'application du toner, toutes ces opérations étant effectuées au cours d'une série de révolutions et avant que le substrat 80 n'entre en contact avec la surface du manchon 82'. L'appareil de nettoyage 87' n'est pas utilisé au cours de cette opération préliminaire, mais un dispositif de fixage 132 est requis après l'application du toner.

Dès que l'image a été appliquée de manière semi-permanente sur le manchon 82', les appareils 130 et 132 sont rendus inopérants et le dispositif d'application de toner 90' fonctionne alors conjointement avec le dispositif de charge 88' et le dispositif de nettoyage 87'.

L'expression "images fixées de manière semi-permanente" signifie que les images peuvent être éliminées par des substances chimiques appropriées qui n'altèrent pas la surface photoconduc-trice. Par exemple, même des images de toner diélectrique soumises à une fusion peuvent être éliminées au moyen d'acétone ou, dans certains cas, au moyen d'alcool éthylique ou méthylique chaud

Les images de toner -diélectrique ne doivent pas être ni rment é.es _ slrrs mie les images de toner secondaire doivent - 11 -

Un toner diélectrique est un toner qui, lorsqu'il est fixé, est hautement isolant, empêchant ainsi une déperdition de la charge.

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Claims (17)

1. Procédé pour l’impression électrostatique d'images composites en couleurs sur un substrat allongé en formant les images colorées de manière répétitive et à des endroits espacés le long du substrat, chacune de ces images étant constituée de plusieurs impressions de couleurs différentes, tandis que l’on uti-i lise plusieurs postes d'impression conçus chacun pour produire [ une impression d’une couleur différente, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes qui consistent à : j A. utiliser un manchon principal en une matière électrophoto graphique à chaque poste et faire tourner ce manchon continuellement tout en déplaçant simultanément le substrat a travers le I poste, ce manchon comportant une image de toner diélectrique fixée de manière semi-permanente et pouvant être reproduite pour obtenir l'impression précitée, B. former une image de toner secondaire non fixée sur 1'image de toner fixée au cours de la rotation du manchon principal, C. transférer l'image de toner secondaire non fixée du man- ! chon principal sur la surface du substrat tandis que ce dernier j défile dans chaque poste, D. fixer l'image de toner non fixée après son transfert sur le substrat en mouvement, et E. répéter les étapes B, C et D à chaque poste avec mise en repérage des impressions devant être appliquées sur le substrat • à partir de chaque peste.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérise en i 1 ce que l'image de toner secondaire non fixée est transférée direc tement du manchon principal sur le substrat, j

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'image de toner secondaire non fixée est transférée du manchon r.rin^irial à ??r ni Ί i ou op -s-vct. c - tr* A ; **.<·+ A - 15 -

4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le transfert au substrat est assisté lorsqu'il n'est pas effectué électriquement.

5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'image imprimée sur le manchon principal est formée avant son utilisation, en digitalisant une image qui est ensuite mémorisée,en modulant un faisceau laser avec les informations digitalisées transmises suite à cette mémorisation et transcrites sur le manchon principal, en appliquant un tcner sur ce dernier, puis en fixant l'image développée obtenue.

* 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise en ce que la densité de l'image de toner fixée du substrat est mesurée après le fixage, cette mesure étant utilisée pour contrôler le transfert.

7. Appareil pour l'impression répétitive d'une image composite sur un substrat en mouvement, cette image étant constituée d'impressions de différentes images de couleurs différentes qui sont placées en repérage, cet appareil comprenant plusieurs poste* d'impression d'images d'une construction pratiquement semblable et qui sont conçus chacun pour produire une impression d'une couleur différente sur un substrat, ainsi qu'un mécanisme destiné à déplacer un substrat allongé d'un poste à l'autre de l'appareil, caractérisé en ce que chaque poste comprend : * a) un manchon principal rotatif sur lequel est fixée une ima ge sous ferme 1. d'un élément constitutif d'une image composite, 2. ce manchon étant un organe électrophotographique comprenant un revêtement extérieur en une matière photo-conductrice , 5. l'image précitée étant une image de toner diélectrique iivic. ,-,-.--1 o of ; v> ό ·** -1-(--7 A il (=· Γ ί T f> « f atintld Ciîr r- ~ - ] 4 - bj des éléments destinés a appliquer une charge et déposer un toner secondaire sur cette image de toner fixée afin d’obtenir, ä partir de cette dernière, une image de toner secon- ! j daire qui est développée, mais non fixée, ! c) des éléments destinés à transférer l'image de toner sc-oon- ! daire sur une surface du substrat tandis que ce dernier ; défile dans le poste, d) des éléments pour fixer cette image sur la surface précitée du substrat avant que ce dernier ne se déplace vers le posti * suivant afin d’obtenir une impression d’une certaine cou leur, et e) des éléments conçus pour éliminer tout excès de toner subsistant éventuellement et qui n’est pas transféré sur la surface précitée du substrat, les différents postes étant conçus pour répéter continuellement l’impression sur le substrat à mesure que ce dernier défile dans l’appareil, de façon à obtenir une série continue de la même image composite le long du substrat lorsqu’il quitte l’appareil.

8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé • en ce que le manchon est conçu pour tourner dans une position : ♦ dans laquelle il est juxtaposé au substrat et ce, à une vitesse j périphérique égale a la vitesse linéaire de défilement du substrat ; ‘ dans le poste, ce dernier étant équipé d’éléments destinés à effectuer le transfert directement du manchon I la surface du substrat à mesure que ce dernier défile dans le poste.

9. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le manchon a la forme d’un cylindre.

10. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le manchon a la forme d'un cylindre métallique de faible éris i sspiiT annuel adhère d i rect emer.t le ”evet erent de est i ère - 15 -

11. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments pour le transfert de l'image de toner secondaire comprennent un deuxième manchon rotatif conçu pour amener l'image de toner secondaire en juxtaposition avec le substrat en mouvement à mesure que ce dernier défile dans le poste, ainsi qu'un élément destiné à effectuer le transfert à partir de ce deuxième manchon.

12. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'un des manchons est une bande sans fin.

* 13. Appareil suivant l'une quelconque des revendica tions 7 à 12, caractérisé en ce que les éléments destinés à effectuer le transfert comprennent un rouleau presseur localisé en un point de la surface du substrat qui est opposé au manchon.

14. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que les éléments destinés à éliminer le toner en excès comprennent un appareil de nettoyage disposé à proximité du manchon après le point où est effectué le transfert.

15. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que les éléments de fixage comprennent un élément chauffant localisé à proximité de la surface du substrat après le point du poste où est effectué le transfert.

16. Appareil suivant 1'une quelconque des revendications 7 a 15, caractérisé en ce que l'application d’une charge à l'image de toner fixée est effectuée à la lumière ambiante.

17. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 16, caractérise en ce que les éléments de transfert comprennent un élément produisant un champ électrique afin d’établir, entre le manchon et le substrat, une tension de polarisa- t î nn prtriniifi efficace rionr transférer 1 1 i mare ce toner sec.nr>- « - 16 - ]8. Appareil suivant la revendication 17, caractérisé en ce que les éléments produisant le champ électrique comprennent une alimentation de courant électrique, un rouleau disposé à l'emplacement du manchon, mais sur le côté opposé du substrat sur lequel il vient s'engager, tandis que l'alimentation de courant est raccordée électriquement au manchon et à ce rouleau. j : 19. Appareil suivant l'une quelconque des revendica tions 7 a 18, caractérisé en ce que des éléments sont prêtais pour détecter la densité de l'impression produite par un poste, ainsi que pour émettre un signal destiné à contrôler au moins un des paramètres de transfert de ce poste afin de maintenir cette densité à une valeur prédéterminée. tr ! ! !