MC754A1 - Procédés de fabrication de clichés xérographiques - Google Patents

Description

BREVET D'INVENTION

Procédés de fabrication et d'application de clichés xérographiques "

Société dite : BANK XEROX LIMITED

Nic&olas,Leonardo,Petruzzella , Citoyen des U.S. A. ,Inventeur Columbus (ûhio)

la présente invention concerne la xérographie, et en particulier de nouveaux clichés xérographiques, leur fabrication dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 2 297 691, on applique une charge électrique uniforme à la surface d'un cliché xérographique comprenant une couche de matière isolante, photoconductrice sur un support conducteur de l'électricité, puis on l'expose à une configuration d'image de lumière et d'ombre du sujet à reproduire, habituellement par des techniques de projection classiques. Cette exposition décharge les zones de la plaque suivant l'intensité du rayonnement qui les atteint et crée ainsi une image latente électrostatique sur ou dans la couche photoconductrice correspondant à la configuration d'image de lumière et d'ombre. Le développement de l'image latente est effectué au moyen d'une matière finement divisée chargée élec-trostatiquement, comme une poudre électroscopique, qui est amenée en contact superficiel avec la couche photoconductrice et y est maintenue électrostatiquement suivant une configuration correspondant à l'image latente électrostatique. L'image de matière de marquage xérographique développée peut être fixée ou rendue permanente sur- le cliché xérographique proprement dit. Selon une variante, si l'on désire appliquer l'image de poudre xérographique développée à du papier, un clinquant métallique, une pellicule ou feuille de matière plastique ou autre matière de transfert, l'image développée peut être transférée du cliché xérographique sur une telle surface de support à laquelle elle peut être fixée par tout moyen approprié. La fixation de l'image développée sur le cliché xérographique proprement dit devient intéressante pour les clichés relativement peu coûteux comme ceux, comprenant une matière photoconductrice incorporée dans du papier. A titre illustrâtif, le papier peut être imprégné, par fusion ou à partir d'une solution, avec des. matières photoconductrices organiques ou minérales, comme l'anthracène ou le soufre. Il est également bien connu dans la technique que des matières comme l'oxyde de zinc dans un liant peuvent également-être utilisées comme couche photoconductrice sur le papier.

Voir l'ouvrage de Young, C. J. et G-reig, H. G-., "RCA Revievr",

et leur application en xérographie.

Dans le procédé de xérographie, par exemple décrit

N° 4f 471 (1954) et les brevets des Etats-Unis d'Amérique 2 727 807 et. 1° 2 727 808. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique ïf° 2 297 691 précité concerne également un cliché xérographique à support en papier qui peut être recouvert d'une matière conductrice comme de la poudre de bronze ou de carbone maintenue dans un liant, la matière isolante photoconductrice étant ensuite appliquée à la surface conductrice.

Cependant, comme le savent les spécialistes, il s'est généralement avéré préférable d'intercaler une mince couche de matière isolante d'une épaisseur comprise entre 25 unités Angstrom et 2 microns entre le support conducteur et la couche isolante photoconductrice au cours de la construction du cliché xérographique afin d'améliorer l'aptitude du cliché à conserver une charge dans l'obscurité sans nuire à l'aptitude qu'a ' Xe cliché à dissiper rapidement la charge dans les zones frappées par la lumière. En pratique, ces couches sont appelées couches de "barrage" en raison du fait qu'elles servent de barrage entre le photoconducteur chargé et le substrat électriquement conducteur pour empêcher ou retarder la dissipation de la charge dans l'obscurité et à empêcher ainsi la diminution de la charge du cliché au moins pendant la période comprise entre l'instant de la charge du cliché et l'exposition à une image à copier et entre l'instant de la formation de l'image latente électrostatique et le développement de l'image. L'effet de ces minces interfaces électriquement isolantes des clichés xérographiques est décrit plus en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 901 348.

Les couches de barrage diélectriques ne sont pas tout-à-fait satisfaisantes du fait qu'elles doivent être extrêmement minces pour réduire au minimum l'accumulation d'un potentiel résiduel dans la couche de barrage qui, dans les clichés xérographiques ré-utilisables, soumis à plusieurs cycles de fonctionnement augmente défavorablement le degré de développement du fond et réduit le contraste et la résolution des épreuves xérographiques résultantes.

Egalement, les interfaces utilisées dans le commerce ont souvent la forme d'une mince couche de l'oxyde du substrat métallique du cliché xérographique, par exemple d'aluminium.

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Ces interfaces isolantes d'oxyde se sont souvent avérées fragiles et sujettes à des défauts locaux, en raison des points de faible épaisseur, des craquelures, des discontinuités, ou des impuretés chimiques qui donnent naissance à des "points ne 5 présentant pas suffisamment de poudre" et autres imperfections d'impression. Cette tendance à une dégradation est naturellement accrue par des conditions de fonctionnement répété prolongé auxquelles les tireuses xérographiques modernes sont de plus en plus soumises. La nécessité d'éviter ces défauts locaux rend 10 difficile l'utilisation de couches de blocage bien connues comme l'oxyde d'aluminium sur une feuille d'aluminium, en raison de

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leur fragilité dans des conditions de flexion de courroie.

Ceci est dommage, du fait que les courroies faites en métaux comme le laiton et l'aluminium, possèdent par ailleurs les 15 propriétés mécaniques voulues nécessaires pour le fonctionnement d'une courroie xérographique flexible.

De plus, ces minces couches de barrage isolantes se sont avérées non satisfaisantes sur des supports à forte injection comme le laiton et alliages analogues qui sont mécanique-20 ment et autrement des substrats très avantageux en particulier pour des éléments xérographiques en forme de bande flexible continue en raison de la diminution importante constatée de la charge que peut recevoir l'élément au cours d'un cycle de fonctionnement répété prolongé lorsque l'on utilise ces substrats 25 avec ces photoconducteurs importants comme ceux comprenant du sélénium amorphe ou des émaux contenant de la phtalocyanine comme décrit en outre dans les brevets britanniques F0 1 116 553 et ïï° 1 116 554.

Egalement, du fait que les couches de barrage diélec-30 triques précédemment connues utilisées sur le laiton devaient

être extrêmement minces afin de réduire au minimum le potentiel résiduel,.elles ne pouvaient pas servir de couches de barrage chimique efficaces entre le sélénium et le substrat de laiton et on devait avoir recours à des couches de barrage spéciales 35 comme les interfaces de chromâte, voir par exemple le brevet britannique N° 1 052 970, pour empêcher la contamination progressive du sélénium amorphe par le substrat. Cette contamination s'est avéré dégrader sensiblement les propriétés électriques du

cliché s*il a été fabriqué depuis quelques mois. Particulièrement importante est la diminution de l'acceptabilité de la charge provoquée par cette contamination.

Généralement, dans la fabrication des clichés xérographiques, des matières isolantes photoconductrices préférées, par exemple celles comprenant du sélénium amorphe, ont été déposées sur les matières de support rigides comme des plaques plates ou des tambours cylindriques rigides, et on a constaté qu'en utilisant les processus- de nettoyage habituels pour le substrat, la liaison physique existant entre la base de sup-,

port ou substrat et le photoconducteur déposé est suffisante pour assurer une vie utile correcte au cliché xérographique.

Cependant, afin d'augmenter la vitesse des tireuses xérographiques du commerce, on s'est intéressé récemment au remplacement d'un cliché supporté d'une façon rigide par un cliché xérographique dans lequel le support prend la forme d'une courroie flexible, par exemple, comme celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique $T0 3 146 688. Une telle forme de cliché et ses variantes fournissent une surface de reproduction accrue en permettant ainsi une plus grande vitesse de tirage des épreuves à partir d'un original.

Cependant, l'utilisation d'un tel système à courroie flexible pose un certain nombre de problèmes. Un problème principal est celui qui consiste à obtenir une adhérence suffisante entre le photoconducteur et la courroie de base, étant donné qu'il s'est avéré que la flexion continue de la couche photoconductrice, à mesure qu'elle tourne, par exemple en entraînant des poulies ou des cylindres, conduit souvent à des craquelures et à une séparation entre le photoconducteur et la courroie de base. En outre, de tels photoconducteurs relativement fragiles mais préférée, comme le sélénium amorphe, éventuellement dopés avec divers additifs ou mélangés avec diverses autres matières comme l'arsenic et le tellure sont encore plus sensibles au craquelage et à l'effritement dtis à la flexion et autres contraintes comprenant celles produites par les différences de dilatation thermique entre le support ou substrat et la couche photoconductriçe. Un cliché xérographique peut être soumis, dans une machine du commerce, à une différence de température importante

entre les périodes froides lorsqu'il est hors service et à un chauffage inévitable dû, par exemple, à la proximité d'un dispositif de fusion thermique destiné à faire fondre l'image transférée de matière colorante.

La discontinuité mécanique et électrique pose également vin problème au joint de liaison d'un substrat de support en forme de courroie flexible,.. La continuité est nécessaire pour obtenir des. épreuves de qualité uniforme même sur le joint» La courroie de base peut être reliée le long du joint, par exemple, par soudage, brasage, collage, ou autres moyens de . liaison. Le joint produit par les procédés actuels de fabrication de courroies complique gravement la construction de la machine, étant donné que la partie du joint reste souvent non enduite ou irrégulièrement enduite par le photoconducteur, en utilisant les procédés actuels d'enduisage, et par suite, ces , zones ne donnent pas d'impression, ou si elles sont enduites, les propriétés électriques et xérographiques, en particulier en ce qui concerne une injection de porteurs de charge dans l'obscurité, sont affectées par la soudure ou l'adhésif utilisé pour réunir les extrémités du support pour former une courroie. Egalement, le joint est plus épais que la courroie, et ainsi, on doit élargir la gamme de tolérances étroites de traitement nécessaire pour obtenir le développement optimal à l'aide de l'électrode de charge, etc.

Ces problèmes ont été abordés par le brevet belge

N° 703 606 dans lequel une couche interfaciale résineuse d'une

épaisseur d'environ 0,1 à 5 microns est déposée sur un substrat conducteur de l'électricité sur lequel est déposée la matière photoconductrice. On a obtenu des caractéristiques de liaison et électriques satisfaisantes en utilisant cette voie, mais une caractéristique de cette technique réside dans le fait que la couche interfaciale, étant donné qu'elle présente une résis~

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tivité électrique généralement comprise entre 10 -10 ohms-centimètres, déterminée par les résistivités des résines utilisées, doit être déposée sur un substrat conducteur de l'électricité afin d'assurer la dissipation rapide de la charge des zones du cliché frappées par la lumière. Ceci signifie qu'une couche de support analogue à une courroie qui n'est pas conductrice

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de l'électricité doit d'abord être recouverte d'une couche conductrice de l'électricité ce qui peut être un procédé coûteux et difficile à régler. Un tel procédé laisse aussi généralement le joint du substrat en forme de courroie sous forme d'une discontinuité même après le dépôt de la couche conductrice de l'électricité. En outre, cette couche interfaciale est électriquement isolante et peut présenter les inconvénients inhérents de telles couches isolantes, comme mentionné dans la présente demande.

Egalement, le brevet belge N0 703 605 suggère qu'un enduit adhésif interfaoial d'environ 0,5 à 5 microns d'un pigment de phtalocyanine photoconducteur dans un liant résineux isolant soit appliqué sur le substrat conducteur de l'électricité, et que ce liant interfacial soit ensuite revêtu du sélénium amorphe photoconducteur. Dans cette voie également, le substrat doit être conducteur de l'électricité. Il est également indiqué une couche interfacjaale ou interface d'une matière isolante photoconductrice particulière avec une sur-couche photoconductrice particulière. Egalement, dans les deux brevets belges susmentionnés, l'épaisseur maximale de la couche interfaciale est très mince en nécessitant des techniques d'application minutieusement réglées.

Egalement, à moins que la couche interfaciale ne serve également de couche de barrage efficace, la fabrication d'un cliché xérographique en forme de courroie flexible est encore compliquée par la nécessité de déposer une telle couche de barrage sur la couche interfaciale pendant la fabrication du cliché.

Ainsi, on voit qu'on a encore besoin d'un système peu. coûteux, simple et utilisable pour produire un cliché xérographique et en particulier un cliché xérographique en forme de courroie flexible ayant des caractéristiques mécaniques et électriques acceptables.

Par conséquent, la présente invention se propose de fournil- :

- un cliché xérographique et son procédé de fabrication et d'utilisation qui élimine les inconvénients susindiqués et satisfait les besoins susmentionnés;

- une couche supportant le photoconducteur dans un cliché xérographique qui sert à la fois de couche conductrice de l'électricité et, en outre, d'une façon surprenante, qui constitue une couche de barrage remarquable sur des métaux d'injection de porteurs de charges électroniques;

- un enduit interfacial ou superficiel permettant à des matières isolantes photoconductrices d'adhérer d'une façon tenace à une base de support, en particulier au cours du cintrage et de la flexion de la base, indépendamment du fait que la base est conductrice de l'électricité ou électriquement isolante;

- une couche de barrage qui n'est pas sujette à l'oxydation et à un changement chimique au cours de l'emmagasinage et du fonctionnement;

- un cliché xérographique dont le photoconducteur adhère parfaitement à une grande diversité de bases de support;

- un procédé de fabrication d'un cliché xérographique qui permet de fabriquer des photoconducteurs ayant la forme de courroies flexibles sur dès bases ayant la forme de courroies préalablement formées fabriquées d'une façon classique;

- un procédé de fabrication d'un cliché xérographique ayant la forme d'une courroie flexible qui élimine les discontinuités électriques et mécaniques à la jonction de la base de support;

- une face de séparation entre un photoconducteur et une base qui est susceptible de permettre un très léger glissement du photoconducteur par rapport à la base pour empêcher un craquè-lement et un effritement du photoconducteur;

- une face de séparation entre un photoconducteur et une base comprenant une matière connue d'une façon classique comme étant un lubrifiant, mais qui, lorsqu'elle est utilisée suivant la présente demande, améliore en réalité l'adhérence du photoconducteur, en particulier pendant le cintrage et la flexion de la base.

...On atteint les buts ci-dessus, ainsi que d'autres, suivant la présente invention, en formant une interface comprenant d'une façon prédominante (au moins 50$ en poids) la matière connue comme étant un lubrifiant, à savoir du graphite entre une base de support et un photoconducteur formant une surcouche

d'un cliché xérographique, afin d'améliorer d'une façon inattendue l'adhérence du photoconducteur à la base, tout en fournissant simultanément une couche qui est à la fois conductrice de l'électricité et qui bloque les porteurs de charges électroniques de manière imprévisible.

Pour mieux comprendre l'invention, ainsi que ses buts et ses autres caractéristiques, on va se référer à la description détaillée qui va suivre faite en regard du dessin annexé dont la figure unique est une vue en partie schématique 'et en partie en coupe d'une forme de réalisation d'une tireuse xérographique automatique utilisant un cliché xérographique suivant l'invention.'

Les clichés xérographiques de la présente invention sont préparés de préférence en appliquant le graphite à une base de cliché xérographique préalablement formée et en appliquant sur elle une couche d'une matière isolante photoconductrice d'une façon qui sera décrite plus loin, pour atteindre les meilleures propriétés adhésives et autres propriétés mécaniques de la couche intermédiaire de l'invention, ainsi que les meilleures propriétés électriques comprenant les caractéristiques de l'interface constituant une couche conductrice de l'électricité tout en formant un barrage efficace. Il n'était nullement prévisible ou évident qu'une couche intermédiaire de graphite devait agir elle-même comme une couche de blocage efficace en ne nécessitant pas l'addition d'une couche diélectrique pour empêcher une injection importante dans l'obscurité de porteurs depuis l'électrode dans l'isolant photoconducteur. Etant donné que dès qu'il est enduit de graphite, le support peut être choisi sans .avoir à se soucier de ses propriétés électriques, il peut être soit un conducteur comme une courroie de laiton,

soit un diélectrique classique comme du "Mylar".

Bien que la présente invention soit particulièrement applicable et avantageuse pour fabriquer des clichés xérographiques d'un type analogue à une courroie flexible, on doit noter que l'invention est parfaitement applicable à des substrats rigides, même si le problème d'une flexion constante ne se pose pas et si l'on ne peut pas tirer entièrement profit des avantages d'adhérence de l'invention.

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En se référant maintenant au dessin, on a représenté une tireuse xérographique automatique 1. L'appareil comprend deux rouleaux 10 et 11 autour desquels passe un cliché xérographique 12 sous la. forme d'une courroie flexible sans fin compre-5 nant, suivant l'invention, fondamentalement, trois couches,

une surcouche de matière isolante photoconductrice 7, une couche interfaciale ou superficielle .8 suivant l'invention, et une couche de support 9 en forme de courroie flexible. A titre il-lustratif, on a exagéré les épaisseurs des couches. 10 . Aux fins de la présente invention, la courroie de .

base 9 n'a pas besoin d'être conductrice de l'électricité comme cela était nécessaire, dans la technique antérieure, A cause de l'excellente adhérence du graphite à la base, des substrats conducteurs de l'électricité particulièrement préférés sont le 15 laiton, l'acier et l'aluminium, par exemple laminés à froid,

d'une épaisseur comprise entre 50 et 250 microns environ. On peut avoir recours à n'importe quelle courroie de base appropriée conducti-ice de l'électricité. Toutefois, on peut utiliser n'importe quelle matière de support appropriée conductrice de l'é-20 lectricité ou électriquement isolante. Des supports typiques conducteurs de l'électricité comprennent des bandes de matière plastique comme une feuille de polyester du type téréphtalate de polyéthylène revêtue d'aluminium, la feuille de polyester disponible sous la marque déposée "Mylar" et vendue par la 25 DuPont de Uemours & Co., et d'autres métaux. Des substrats

■ électriquement isolants particulièrement préférés à cause de l'excellente adhérence du graphite à la base sont des substances acryliques, en particulier si la matière plastique est rendue collante en phase vapeur avant l'application du graphite, du 30 papier comprenant le papier coquille ordinaire et le carton,

le polycarbonate, l'acétate de cellulose, le polypropylène, le caoutchouc et une mousse de chlorure de polyvinyle. Des supports typiques électriquement isolants comprennent le papier, les matières plastiques, les caoutchoucs, les matières polymères fil-35 mogènes différentes du "Mylar", par exemple celles indiquées dans la demande de brevet français UT0 130 722 du 1er Décembre 1967 déposée par la même Demanderesse, des courroies d'étoffes fibreuses tissées ou non tissées, par exemple de verre, de coton,

de lin, de soie, ou de fibres analogues, ou des courroies de résine fibreuse, par exemple d'acrylonitrile, de polyester, de "Nylon", de rayonne, d'acétate et de triacétate, d'éthylène, de- propylène, et d'âuti-es oléfines, de polycarbonates ou fibres analogues, courroies qui peuvent être éventuellement imprégnées avec une résine flexible ou une matière du type polymère.

la couche intermédiaire 8 peut ne comprendre que du graphite particulaire, par exemple, lorsqu'il est appliqué à la base 9 dans un véhicule transitoire, ou bien elle peut comprendre du graphite particulaire dans un graphite approprié non transitoire, de façon que la couche ait avantageusement une ré-

/ *10 V

sistivité électrique Inférieure à 10 ohms-centimètres environ,

5 %

et de préférence inférieure à 10 ohms-centimètres environ afin de dissiper la charge du photoconducteur dans les zones éclairées.

On peut utiliser des véhicules liquides pour former la- couche 8. On peut avoir recours à n'importe quel véhicule liquide approprié dans lequel un graphite sous forme de poudre finement divisée, de paillettes ou autre forme particulaire,

peut être dispersé et qui peut être appliqué ou déposé sur une courroie de base préalablement formée pour produire un enduit adhésif pour une surcouche d'un photoconducteur comme décrit.

On peut incorporer le graphite dans le véhicule liquide par n'importe quel moyen approprié comme une puissante agitation provoquant un cisaillement, de préférence avec broyage simultané. Ces procédés comprennent également un broyage à billes, un broyage au rouleau, un broyage avec du sable, une agitation à ultrasons, un malaxage à grande vitesse, ou toute combinaison avantageuse de cos processus.

On peut avoir recours à pratiquement tout véhicule liquide transitoire typique,, suivant les paramètres de fabrication des clichés, comprenant 1'isopropanol, l'alcool éthylique, le trichloroéthylène, un naphta, d'autres liquides organiques volatils, l'eau, etc. On a trouvé que des mélanges d'environ 10 à 20fo en poids de graphite sont généralement appropriés pour 11 enduisâge.

Des véhicules liquides non transitoires qui se sont avérés utiles dans la présente invention comprennent une huile

') "f

11

minérale, le kérosène, l'huile de ricin, les polyglycols et leurs mélanges. .Sur la base du rapport pondéral à seo du graphite au véhicule liquide, la gamme utile de pigmentation s'étend entre 50 et 80$ environ.

la couche interfaciale de la présente invention peut avoir n'importe quelle épaisseur appropriée, mais afin d'atteindre la double propriété préférée de conductivité électrique et de blocage des porteurs de charges électroniques pour•empêcher une dissipation excessive dans l'obscurité, lorsqu'on utilise des bases de support conductrices, la couche interfaciale doit avoir de préférence une épaisseur sensiblement uniforme sur toute la surface effective du cliché xérographique pour garantir l'obtention des caractéristiques xérographiques uniformes, avantageusement de 1 à 20 microns environ, la gamme préférée étant comprise entre 1 et 5 microns environ.

la suspension ou bouillie du graphite et du véhicule liquide peut être appliquée à la courroie de base par l'un, quelconque des processus de peinture ou d'enduisage bien connus comprenant'la pulvérisation, l'enduisage par écoulement, l'enduisage au couteau, l'enduisage électrostatique, l'enduisage par immersion, l'enduisage au rouleau opposé, etc. Après ou"pendant le séchage de cette couche interfaciale, le photoconducteur peut être appliqué sur elle par n'importe quel procédé appropi"ié comme par évaporation sous vide pour le sélénium amorphe ou l'un quelconque des procédés d'enduisage ci-dessus pour le système d'un liant et de phtalocyanine à base de résine.

En outre, on peut avoir recours à des processus de dépôt d'une mince couche de graphite n'utilisant pas de véhicule liquide comme le raclage ou l'enduisage à l'aide d'une barre d'étalement et d'égalisation du graphite particulaire proprement dit sur une courroie de base rendue éventuellement collante pour retenir les particules.

la couche 7 peut comprendre n'importe quelle matière isolante photoconductrice appropriée. On a trouvé que le sélénium amorphe, seul ou allié avec l'arsenic, le tellure, l'antimoine, le bismuth, etc., ou le sélénium amorphe ou ses alliages dopés avec des halogènes, par exemple, constituent des matières isolantes photoconductrices préférées pour la présente invention

en raison d'une plus grande adhérence aux substrats d'une façon surprenante et tout-à-fait inattendue lorsqu'ils sont déposés sur les interfaces de graphite de la présente invention. Naturellement, on préfère également le sélénium amorphe à cause de ses excellentes propriétés isolantes photoconductrices comprenant sa faculté de former des images d'une qualité extrêmement bonne, sa faible fatigue, sa grande sensibilité à la lumière, et son aptitude à recevoir et à retenir des zones de charge à différents potentiels et de polarités différentes. On.préfère aussi utiliser dans la présente demande les photoconducteurs comprenant un liant organique pigmenté avec une phtalocyanine, par exemple comme décrit dans les brevets britanniques ÏT° 1 116 553 et F3 1 116 554 d'une façon générale pour les mêmes raisons. Un pigment de phtalocyanine particulièrement préféré est la forme X exempte de métal, comme décrit dans le brevet français N0 1 508 173.

Généralement, l'épaisseur du photoconducteur dépend du photoconducteur particulaire et des propriétés xérographiques voulues du cliché ainsi obtenu. Cependant, pour des couches photoconductrices de sélénium amorphe plus épaisses, par exemple très supérieures à 40 microns utilisées dans un cliché flexible, c'est-à-dire sous forme de courroie, il s'est avéré que les forces de flexion induites dans la couche photoconductrice proprement dite, par suite d'un cintrage prononcé, ont tendance à briser le photoconducteur, quel que soit le type de substrat ou d'interface utilisé. Toutefois, on a trouvé que dans un cliché flexible, des couches de sélénium amorphe ayant une épaisseur allant jusqu'à 35 microns, déposées sur la couche interfaciale de la présente invention, présentent une excellente adhérence. Pour des clichés ayant un support rigide, l'épaisseur du sélénium.amorphe dépend principalement des propriétés xérographiques voulues du cliché ainsi obtenu, une gamme d'épaisseur préférée étant comprise entre 20 et 80 microns environ. L'épaisseur du photoconducteur comprenant un liant et de la phtalocyanine pour des clichés rigides et flexibles est avantageusement comprise entre 1 et 100 microns environ, et de préférence entre 5 et 30 microns.

Cependant, on peut utiliser n'importe quelle matière

isolante photoconductrice appropriée pour mettre en oeuvre l'invention. Des photoconducteurs typiques comprennent : les alliages de soufre et de sélénium, le sélénium dopé avec des matières comme le thallium, le sulfure de cadmium, le séléniure de cadmium, etc., des matières photoconductrices particulaires comme le sulfure de zinc, le sulfure de zinc et de cadmium, l'oxyde de zinc obtenu par le^procédé Prehch» la phtalocyanine, le sulfure de cadmium, le séléniure de cadmium, le silicate de zinc, le sulfoséléniure de cadmium, les quinacridones linéaires, etc., dispersés dans un liant minéral isolant filmogène comme le verre ou un liant organique isolant filmogène comme une résine époxyde, une résine aux silicones, une résine alkyde, une résine de styrène et de butadiène, ' une cire, etc. D'autres matières isolantes photoconductrices typiques comprennent : des mélanges, copolymères, terpolymères, etc., de photoconducteurs et de matièi"es non photo-conductrices qui sont soit copolymérisables, soit miscibles ensemble pour former des solutions solides, et des matières photoconductrices organiques de ce type comprennent : l'anthracène, le polyvinylanthracène, 1'anthraquinone, les dérivés du type oxidiazole comme le 2,5-bis(p-amino-phényl~1), 1,3,4-oxidiazole, -le 2-phényl-benzoxazole; et les complexes de transfert de charge préparés en complexant des résines comme le polyvinylcarbazole, les phénolaldéhydes, les époxydes, les phénoxydes, les poly-carbonates, etc., avec un acide de Lewis comme l'aihydride phta-lique; la 2,4,7-trinitro-fluorénone; les chlorures métalliques comme les chlorures d'aluminium, de zinc ou ferrique; la 4,4-bis(diméthylamino)benzophénone| le chloranile; l'acide picrique, le 1,3>5-trinitrobenzène; la 1-chloroanthraquinone; le bromalj le 4-nitrobenzaldéhyde; le 4-nitrophénoll'anhydride acétique; l'anhydride maléique; le trichlorure de bore'j l'acide maléique; l'acide cinnamique; l'acide benzoïque; l'acide tartrique;

l'acide malonique et leurs mélanges.

En se référant à la figure 1, en fonctionnement, le cliché xérographique 12 ayant la forme d'une courroie flexible sans fin, est avancé dans le sens dextrorsum par le rouleau de commande 10 actionné par un moteur 13 et il passe autour du rouleau de guidage et de tension 11, la courroie passant successivement en regard d'un dispositif 15 de charge à effet

' / *

corona, d'un poste d'exposition 17, d'un poste de développement 19 en vue d'un transfert sur une surface de support 25 dans la région d'un dispositif 26 de décharge à effet corona, et finalement en regard d'une brosse rotative 27 pour nettoyer la surface du cliché xérographique et la préparer en vue d'un nouveau cycle-de fonctionnement.

Le dispositif 15 de décharge à effet corona est un mécanisme préféré pour la sensibilisation du cliché xérographique avant l'exposition, sensibilisation qui consiste à appliquer une charge électrique uniforme à la surface du photoconducteur. Deux exemples de dispositifs de décharge à effet corona préférés sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique ÏT° 2 836 725 et ST° 2 777 957.' Le cliché 12 est chargé de préférence lorsqu'il se trouve à sa valeur isolante la plus élevée, c'est-à-dire en l'absence de rayonnement actinique ou dans l'obscurité .

Après la charge, le cliché s'avance vers le poste d'exposition 17 oïl les rayons lumineux 21 provenant d'un original, synchronisés de préférence avec le mouvement du cliché xérographique par un appareil classique (non représenté), décharge sélectivement le cliché xérographique suivant l'intensité du rayonnement aetinique atteignant le cliché, en laissant ainsi sur le cliché, à mesure qu'il s'avance vers le rouleau 10, une image latente électrostatique correspondant à l'image de l'original.

D'autres procédés de formation d'une image latente sont disponibles en pratique et comprennent des techniques de transfert d'image latente comme décrit par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 2 982 647 et N° 2 825 814 et en utilisant des électrodes conformées ou des matrices à broche, par exemple comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N°_3 023 731 et N° 2 919 967, et par des techniques utilisant un faisceau électronique, par exemple comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique ÎT° 3 113 179.

Les images latentes électrostatiques peuvent être rendues visibles par tout moyen de développement approprié connu des spécialistes, et à titre d'exemple, par la forme de développement en cascade représenté qui consiste généralement

à déverser par ■•pesanteur une matière révélatrice 3.3 consistant en une matière à deux composants du type décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 638 416. sur le cliché'xérographique^portant l'image latente. Les deux composants comprennent " une. poudre électroscopique appelée matière colorante et une matière granulaire appelée véhicule et qui,

• par le mélange, acquièrent.des charges triboélectriques de polarités opposées. Au .cours du développement, la matière colorante, qui a habituellement une charge opposée à celle de l'image latente, est déposée sur l'image latente électrostatique pour la rendre visible. En 'fonctionnement, la matière révélatrice • 33 est transportée par un transporteur 34 jusqu'à une goulotte 32 munie d'un volet 30 pour régler l'écoulement du révélateur le long de la goulotte, pour tomber en cascade, au contact de l'image latente électrostatique. Le révélateur, après être passé sur l'image latente électrostatique arrive dans le réservoir 36 où il peut.être utilisé de nouveau à condition de remplacer la quantité de matière colorante laissée sur le cliché xérographique . ......

L'image de poudre xérographique 57 formée sur la surface du cliché 12 pendant le développement est ensuite avancée au- contact d'une, bande de transfert 25 r au moyen des rouleaux de tension 24 ,ou l'image de poudre détachée est transférée sur la bande et y est fixée par tout.

moyen approprié comme par vapeur de solvant ou fusion thermique.

L'image fixée est alors enroulée sur tui rouleau; -35 où elle est

• emmagasinée jusqu'à utilisation.

En utilisant l'interface 8, la résistance du cliché au craquèlement et à l'effritement du photoconducteùr provoqués par la flexion et autres contraintes s'est avéré très améliorée. Bien que l'on ne comprenne pas parfaitement la théorie'du. fonctionnement expliquant la raison pour laquelle la couche 8 permet d'atteindre ce meilleur résultat, on pense que la mince interface du graphite agit comme une remarquable "couche d'ancrage, étant donné que le glissement dans la couche intermédiaire de graphite" permet au sélénium ou autre matière isolante photocon-ductrice de subir un cintrage sans contrainte excessive à la face de séparation. On pense que l'effet est très probablement dû au 'pigment de graphite et non à la proportion relativement

insignifiante du liant qui peut se trouver dans certaines des formes de réalisation préférées des couches intermédiaires de 1'invention.

les exemples suivants sont donnés à titre illustrâtif de la couche interfaciale de l'invention et du nouveau cliché xérographique de la présente invention, dont une forme de réalisation est représentée sur la figure 1 sous forme du cliché 12. Les parties et pourcentages sont exprimés en poids sauf indication contraire. Les exemples ci-dessous servent à illustrer diverses formes de réalisation préférées de la couche interfaciale et du cliché xérographique et du procédé de fabrication et d'utilisation de ces derniers suivant la présente invention. Dans chaque exemple, un essai qualitatif au ruban > adhésif est effectué en appliquant un ruban adhésif sensible à la pression comme le ruban transparent Magic sensible à la pression "Scotch" ÎF° 810 à la surface collée du photoconducteur pour essayer l'adhérence de l'isolant photoconducteur à la courroie se trouvant au-dessous. Le bout du ruban est arrac^ié du photoconducteur par un mouvement rapide de la main pour effec tuer un essai rapide mais assez rigoureux de l'adhérence, du fait qu'une matière insuffisamment collée est arrachée soit en partie soit en totalité. Egalement, dans chaque exemple, un essai qualitatif de flexion est réalisé par un seul cintrage de l'échantillon sur une barre d'acier d'un diamètre de 75 mm et en observant soigneusement toute craquelure microscopique de la surface du photoconducteur.

Les épreuves xérographiques sont effectuées en utilisant les échantillons des exemples en fixant les échantillons d'essai.sur un tambour xérographique rigide et en réalisant les opérations xérographiques successives généralement décrites dans la présente demande.

Sauf indication contraire, l'échantillon d'essai est traité xérographiquement avec une charge positive, l'exposition étant réalisée avec une lampe à filament de tungstène fonctionnant à une température du filament de 2950° K environ, à un taux d'exposition de la surface du photoconducteur dans les z.oxxes éclairées d'environ 34,4 lux-secondes pour former une image latente électrostatique qui est ensuite développée en

cascade. L'image nette propre ainsi produite est transférée sur une feuille réceptrice et fondue pour produire une image xérographique de bonne qualité.

Chaque échantillon d'essai résiste mieux aux essais au ruban adhésif et à là flexion, qu'un cliché témoin construit suivant l'exemple mais sans la couche intermédiaire de l'invention. Egalement, le cliché témoin possède des propriétés xérographiques inférieures, en particulier un manque d'aptitude à dissiper efficacement une charge dans les zones éclairées dans les exemples I et III dans lesquels- on utilise des substrats électriquement - isolants.

EXEMPLE I

On enduit par immersion une feuille de "Mylar" d'une épaisseur de 76 microns dans une dispersion de graphite colloïdal dans de l'essence minérale avec une teneur en solides de 10 pour cent environ qui est disponible sous la désignation "Dispersion Dag N0 2404"et vendue par la Acheson Colloids Co. On retire la feuille de "Mylar" et la sèche pendant 1 heure environ à 100°C. environ pour former une couche de 5 microns sur la surface supérieure du "Mylar". On mesure latéralement la ré-sistivité superficielle de la feuille enduite et elle s'avère

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être d'environ 4?5 x 10 ohms par carré. (Résistance exprimée en ohms d'une pellicule de surface carrée, d'épaisseur considérée comme faible par rapport aux dimensions de ladite surface, la valeur de cette résistance devenant, dans ce cas, égale à celle de la résistivité divisée par cette faible épaisseur).

On prépare ensuite une résine époxy-phénolique comprenant un liant organique électriquement isolant en mélangeant ensemble environ 35,5 parties d'une résine époxy synthétique solide présentant des groupes terminaux époxyde et vendue sous la marque déposée "Epon 1.007" par la Shell Chemical Corp., environ 20 parties d'un intermédiaire d'enduisage phénolique, d'un type convenant pour la cuisson, contenant environ 75 pour cent de matières non volatiles et vendu sous la marque déposée "Methylon 75201" par la G-eneral Electric Co., environ 4,5 parties d'une résine d'urée, de mélamine et de formaldéhyde dans un solvant organique, vendue sous la marque déposée "Uformite F-240" par la Rohm & Haas Co., contenant environ 60 pour cent

/ /

de matière non volatile, environ 40 parties de l'éther mono-éthylique d'éthylène-glycol solvant organique vendu sous la marque déposée "Cellosolve" par la Union Carbide Corp., pour former un mélange de 53 pour cent environ de solides non volatil

On réunit environ 11,5 parties du mélange époxy-phénolique contenant environ 53 pour cent de. solides non volatil 'environ 1 partie de phtalocyanine de la forme X exempte de métal préparée comme décrit dans le brevet français ÎT° 1 508 173 et environ 10 parties d'éther monoéthylique d1éthylène-glycol vendu sous la marque déposée "Cellosolve" par la Union Carbide Corp., et on les broie à billes dans un bocal de verre d'une

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contenance do 118,25 cm et contenant environ 70 parties de grenaille d'acier de 3,18 mm et on les broie pendant 1 heure environ. On applique ensuite la dispersion ainsi obtenue sur la couche interfaciale de la feuille de "Mylar", et la sèche jusqu'à une épaisseur de 20 microns environ.

EXEMPLE II

On applique une dispersion pigmentée conductrice de graphite colloïdal contenant environ 20 pour cent de solides dans un véhicule transitoire organique comprenant de l'iso-propanol vendu sous la désignation "Dispersion Dag N° 154" par la Acheson Colloids Corp. par enduisage sur un clinquant de laiton flexible d'une épaisseur de 0,2 mm comme substrat, et on la- laisse sécher à l'air pour former une couche de graphite d'une épaisseur comprise entre 1 et 2 microns environ.

On évapore ensuite sous vide une couche d'environ 20 microns de sélénium amorphe sur la mince couche de graphite, comme décrit plus en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique $1° 2 970 906.

Le cliché conserve une charge positive de 20 volts/ microns, ce qui indique les caractéristiques de blocage précis de la couche de graphite et révèle une sensibilité photoélectrique typique du sélénium au cours du traitement xérographique. Ce cliché présente des propriétés d'adhérence et de flexion remarquables. Ce cliché révèle une adhérence exceptionnelle au substrat, et même lorsqu'il subit une flexion autour d'un tube d'un- diamètre de 19,05 mm, on ne remarque pas de craquelures microscopiques.

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EXEMPLE III

On suit le processus de l'exemple II, excepté qu'on utilise un substrat comprenant une feuille de polycarbonate de 0,2 mm à la place du substrat constitué par le clinquant de 5 laiton flexible.

Oe cliché présente également d'excellentes propriétés d'adhérence, de flexion et xérographiques.

EXEMPLE IV

On suit le processus de l'exemple II, excepté qu'on

10 dépose une couche de sélénium amorphe de 45 microns par évapo-'

/

ration sous vide sur le graphite.

On prépare un cliché témoin sans la couche intermédiaire de graphite, et on soumet les-deux clichés à un cycle de fonctionnement xérographique sur un tambour tournant à rai-15 son de 13,3 tours/minute environ. Les expositions sont faites à environ 322,8 lux-secondes à partir d'une lampe fluorescente blanche. On charge positivement les deux clichés à une valeur initiale d'environ 800 volts. On charge et décharge successivement les deux clichés au cours de 150 cycles, et on mesure en-20 suite le pourcentage de décharge dans l'obscurité des deux clichés 30 secondes après la charge et sans exposition. Le cliché témoin présente une décharge dans l'obscurité due à la fatigue 30 secondes après la charge, au bout de 150 cycles rapides de charge et de décharge, d'environ 8 pour cent, et le cliché de 25 l'invention, bien que sa décharge ne soit pas aussi faible que celle du témoin, se compare favorablement avec une décharge dans l'obscurité d'environ 15 pour cent, ce qui n'est certainement pas excessif. Cependant, on obtient avec le cliché de . l'invention un avantage extraordinaire dû à la plus faible ac-30 cumulation de potentiel résiduel. Au bout d'environ 60 cycles, le cliché témoin accumule et conserve, au cours des autres cycles, un potentiel résiduel d'environ 120 volts, tandis que le cliché de l'invention accumule plus lentement et conserve, au cours des cycles ultérieurs, un potentiel résiduel d'environ 35 30 volts seulement. Cet avantage sensible du plus faible potentiel résiduel du cliché de l'invention se manifeste par des épreuves de meilleur contraste et de fond moins import rvc que celles produites avec le cliché témoin.

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20

L'adhérence du sélénium à 1-a couche intermédiaire de-graphite du cliché ci-dessus est excellente, c'est-à-dire que le sélénium n'est pas enlevé par le ruban adhésif. Le cliché subit une flexion avec succès autour d'un rouleau d'un diamètre 5 de 76 mm sans aucun signe de craquelure ou d'effritement de la couche de sélénium. Le cliché de., l'invention présente une photosensibilité comparable à celle du cliché témoin.

L'adhérence du sélénium appliqué directement sur le laiton est médiocre, en particulier dans des conditions de fle-10 xion. Il se produit un craquelage et un effritement important lorsque le cliché de sélénium témoin subit une flexion autour d'un rouleau d'un' diamètre de 76 mm.

Ainsi, la couche intermédiaire de graphite de la présente invention confère d'une façon inattendue d'excellentes 15 propriétés d'adhérence, de flexion et de blocage physique à la face de séparation du sélénium et du laiton avec un potentiel résiduel fortement réduit.

EXEMPLE Y

On suit le processus de l'exemple II, excepté qu'on 20 utilise un substrat d'aluminium flexible de 125 microns.

Bien qu'on ait mentionné des composants et des proportions spécifiques dans la description ci-dessus des formes de réalisation préférées de la couche interfacia,le utilisée dans la fabrication d'un cliché xérographique et dans son applica-25 tion, comme décrit dans la présente demande, il existe d'autres matières appropriées auxquelles on peut avoir recours pour obtenir des résultats analogues. En outre, on peut ajouter d'autres matières au mélange, ou bien on peut faire varier les divers stades de fabrication et de traitement pour obtenir un 30 effet de synergie, améliorer, ou autrement modifier les propriétés du cliché xérographique ainsi obtenu. Par exemple, on peut ajouter divers plastifiants et agents hydrofuges et autres agents "d'imperméabilisation" aux divers substrats polynères mentionnés.

.Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux 35 formes de réalisation décrites et représentées, et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention.

Claims (4)

RESUME A - Cliché xérographique caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons :

1. Il comprend une base de support, une interface-recouvrant cette base de support et comprenant d'une façon prédominante du graphite, et une couche isolante photoconductrice recouvrant ladite interface.

2. l'interface a une épaisseur comprise entre 1 et 20 microns environ, de préférence entre 1 et 5 microns.

3. La résistivité électrique de l'interface est in-

■'5-férieure à 10 ohms-centimètres.

4. La base de support est flexible.

5. La couche isolante photoconductrice comprend du sélénium amorphe,

6. La base de support est flexible, et la couche photoconductrice a une épaisseur comprise entre 20 et 35 microns.

7« La'matière isolante photoconductrice comprend de la phtalocyanine dans un liant organique électriquement isolant.

8. La base du support est flexible, et la couche photoconductrice a une épaisseur comprise entre 5 et 30 microns.

9. L'interface est essentiellement constituée par du graphite libre.

10. l'interface comprend, outre le graphite, le résidu d'un véhicule liquide pour le graphite, le graphite étant sous forme particulaire et constituant de 50 à 80$ en poids de

1'interface.

11. Le véhicule liquide comprend une huile minérale, du kérosène, de l'huile de ricin, ou un polyglycol.

12. La base de support est électriquement isolante.

13. La base de support électriquement isolante est en une résine acrylique, en papier, en un polycarbonate, en acétate de cellulose, en polypropylène, en caoutchouc ou en une mousse de chlorure de polyvinyle.

14. La base de support est conductrice de l'électricité

15. La base de support conductrice de l'électricité est en laiton, en acier ou en aluminium.

B - Procédé de fabrication d'un cliché xérographique caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons

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1. Il consiste à enduire une base de support d'une couche constituée d'une façon prédominante par du graphite, et à déposer une matière isolante photoconductrice sous forme d'une pellicule sur la couche de graphite.

5 2. On applique la couche constituée de façon prédomi nante par du graphite à la base du support en formant une dispersion comprenant un véhicule liquide volatil contenant de 10 à 20$ en poids, de graphite libre, en déposant la dispersion de graphite sur la base de support, et en permettant à la partie 10 liquide volatile de la dispersion de .s'évaporer.

3. On applique la couche constituée principalement par du graphite à la base de support en formant une dispersion de graphite libre dans un véhicule liquide non transitoire, en déposant la dispersion de graphite sur la base de support, et 15 en séchant la couche déposée pour fournir le graphite dans un résidu séché du véhicule liquide, la proportion du graphite étant comprise entre 50 et 80$ en poids de la couche séchéc.

0 - Procédé de formation d'images xérographiques comprenant les stades de formation d'un cliché xérographique suivant 20 le paragraphe A, procédé caractérisé par les points suivants séparément ou en combinaisons :

1. Il consiste à former une image latente électrostatique sur ledit cliché et à mettre l'image latente en contact avec une matière de marquage électroscopique de façon à produire

25 une image visible correspondant à ladite image latente .

2. On forme l'image latente électrostatique en chargeant électrostatiquement le cliché d'une façon uniforme et en l'exposant à une configuration d'image d'un rayonnement électromagnétique d'activation.

30 3, La couche de matière isolante photoconductrice comprend une phtalocyanine dans un liant organique électriquement isolant.

4. La base de support est flexible, l'interface a une épaisseur comprise entre 1 et 20 microns, l'épaisseur de la 35 couche photoconductrice est comprise entre 5 et 30 microns, et la phtalocyanine est sous la forme X exempte de métal.

OHISTKâL. P.p. Rarik Xerox Limited

Vingt-deux feuillets Sans ratures ni surcharges E.p. Raak Xerox Ltd.