Procédé de reproduction électrostatique d'indications ou d'informations
et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
D'une manière générale pour la reproduction électrostatique, on crée d'abord une image électrostatique latente sous forme d'un dessin de charges électrostatiques sur une surface, le dessin de charges correspondant aux indications à reproduire. L'image électrostatique latente est convertie en une image visible par l'application d'un agent de virage qui adhère sélectivement soit aux parties chargées soit aux parties non chargées de la surface.
L'image visible résultante est transférée sur une autre surface et fixée ou rendue permanente à cet emplacement, ou elle peut être rendue parmanente sur la surface sur laquelle elle est créée originellement, suivant le procédé qui intervient.
La création de l'image latente est réalisée par utilisation d'une surface revêtue d'un photoconducteur, c'està-dire d'une matière ayant la propriété de modifier sa résistance électrique par exposition à des radiations. Le photoconducteur peut être une matière inorganique telle que du sélénium, de l'oxyde de zinc, du phosphore et diverses autres matières inorganiques connues dans la technique. Il peut aussi être constitué par une matière organique présentant des propriétés photoconductrices, telle que l'anthracène. Dans chaque cas, elle peut être sensibilisée aux longueurs d'onde autres que celles auxquelles elle répond normalement, par addition de colorants d'absorption et de produits analogues, comme cela est bien connu dans la technique.
On peut préparer des compositions photoconductrices de cette manière, ayant pratiquement une bande d'absorption désirée quelconque pour les radiations actiniques allant des rayons X aux parties ultra-violettes, visible et infra-rouge du spectre.
Pour préparer une surface photoconductrice utilisable pour la reproduction électrostatique, le photoconducteur choisi est appliqué sur un support d'une manière appropriée quelconque. Parmi les procédés habituellement utilisés pour l'application du photoconducteur, il y a le dépôt sous vide, la pulvérisation, le passage sur des rouleaux. I'immersion, etc. Le photoconducteur est appliqué habituellement sous forme d'une pellicule d'une épaisseur comprise entre 1 ou 2 microns et quelques millièmes de centimètre.
Le matériau du substrat ou du support est habituellement constitué par un métal, du papier, une matière plastique ou du verre avec un revêtement conducteur, tel qu'un revêtement d'oxyde stannique. En tout cas, le matériau du substrat est soit conducteur de manière inhérente, soit conçu et si nécessaire modifié de manière à être relativement conducteur en comparaison de la couche photoconductrice. Cette conductibilité est requise afin d'aider à charger la couche photoconductrice et pour les stades subséquents nécessaires pour créer l'image de charge latente et pour la transformer en une image visible.
La production effective de l'image est réalisée en sensibilisant d'abord le photoconducteur en le chargeant dans l'obscurité d'une charge électrostatique partout uniforme. La charge est réalisée en le soumettant à l'action d'un champ de charge qui peut être obtenu par une décharge corona simple ou double ou par un ou plusieurs rouleaux chargés ou un champ électrostatique entre des électrodes appropriées.
La surface chargée ou sensibilisée est alors exposée à un rayonnement d'une image lumineuse comportant les indications à reproduire. En proportion de la quantité de lumière tombant sur chaque portion de la surface photoconductrice, celle-ci devient conductrice et la charge sur la surface de la matière photoconductrice agit comme si elle était conduite à travers la couche photoconductrice pour neutraliser la charge à l'interface. Le substrat peut être de manière appropriée mis à la masse, être un isolant, ou dans le cas d'un substrat massif tel qu'un rouleau métallique, il peut servir comme sa propre masse. Dans les zones qui ne sont pas ainsi déchargées par l'action de la lumière, la surface photoconductrice retient la charge originellement conférée.
De ce fait, la surface photoconductrice est, après exposition, dans un état dans lequel elle comporte un dessin de charges électriques correspondant aux variations d'intensité de l'image lumineuse. Ce dessin visible de charges est connu comme l'image latente de charges.
Il n'est pas dans tous les cas nécessaire de charger la couche photoconductrice afin de la sensibiliser. Dans quelques procédés de reproduction électrostatique, on laisse simplement la couche photoconductrice s'adapter à l'obscurité en la maintenant dans l'obscurité. Dans l'état d'adaptation à l'obscurité la couche photoconductrice présente une résistance uniforme sur toute sa surface.
La couche photoconductrice adaptée à l'obscurité est alors exposée à une image lumineuse. Dans les zones frappées par la lumière, la couche devient conductrice de l'électricité, tandis que la partie restante de la couche reste dans l'état résistant. Après exposition à l'image lumineuse la matière photoconductrice ne retourne pas instantanément à son état de résistance adaptée à l'obscurité, mais reste conductrice pendant un intervalle de temps défini dont la longueur dépend de la composition photoconductrice particulière. La surface photoconductrice juste après exposition à la lumière présente alors un état dans lequel sa conductibilité varie d'un point à l'autre, selon la quantité de lumière ayant frappé chaque point. Ce type d'image latente est désigné comme une image latente à conductibilité.
Un autre procédé de création d'une image latente ne comporte pas nécessairement l'exposition à la lumière ni ne requiert l'utilisation d'une couche photoconductrice.
L'image latente est au contraire créée sur un ensemble consistant en une surface relativement isolante supportée par une couche relativement conductrice. L'agent de création de l'image latente est au lieu de la lumière une décharge de pointe d'une électrode métallique constituée par une pointe. La décharge crée directement une image latente à charges sur la surface, similaire à l'image latente à charges produite par l'action de la lumière sur une couche photoconductrice chargée.
Virage de limage latente
Le stade suivant dans l'opération consiste à transformer l'image latente (qu'il s'agisse d'une image latente à charges ou d'une image latente à conductibilité) en une image visible. Ce stade est connu sous le nom de virage et les matières utilisées dans ce but sont connues comme agents de virage. L'agent de virage doit être une matière qui peut être réalisée de manière à se déposer sélectivement sur les surfaces exposées ou en variante sur les surfaces non èxposées de la surface portant l'image latente. Dans le cas d'une image latente à charges, on utilise habituellement un agent de virage sous forme de particules qui peuvent être chargées.
Lorsqu'elles sont chargées positivement, elles sont connues comme agents de virage positifs et elles sont attirées sélectivement par les portions chargées négativement de l'image latente, c'està-dire les portions qui n'ont pas été déchargées par l'action de la lumière. Elles créent de ce fait une image qui est claire à l'emplacement où l'image lumineuse originale était claire, et qui est sombre à l'emplacement où elle était sombre. Elles produisent de ce fait une copie positive à partir d'un original positif et une copie négative à partir d'un original négatif.
De plus un agent de virage sous forme de particules chargées négativement est connu comme un agent de virage négatif. Il produit une copie négative à partir d'un original positif et une copie positive à partir d'un original négatif.
Plusieurs procédés sont habituellement utilisés pour conférer la charge nécessaire aux particules d'agent de virage. L'agent de virage peut être utilisé dans un support de charge triboélectrique conducteur ou non-conducteur, sous forme liquide, gélatineuse ou solide. En variante, les agents de virage peuvent être chargés dans un aérosol, par exemple en faisant passer les particules d'aérosol entre des électrodes de charge, de sorte que les particules soient attirées par les parties appropriées de l'image latente. Selon une autre variante encore, des particules non-chargées, relativement conductrices, triboélectriquement neutres, sans support ou véhicule peuvent être amenées au voisinage de l'image à charge et on peut les faire adhérer à la surface photoconductrice par induction électrostatique.
Divers procédés sont connus dans la technique pour élever la qualité de l'image visible produite lors de l'opération de virage. Des contre-électrodes, sans ou avec tension de circuit additionnel, peuvent être disposées audessus de la surface photoconductrice et/ou contre le support relativement conducteur pour obtenir divers types d'amélioration de l'image, tels que le nettoyage du fond, la réduction ou l'augmentation de la densité d'image, à remplissage augmenté et plus uniforme de grandes zones solides, etc.
Les systèmes de reproduction électrostatique propo sésjusqu'à maintenant ont connu un très grand succès et présentent des avantages nets à plusieurs égards par rapport aux procédés connus antérieurement. Néanmoins, ils comportaient un certain nombre d'inconvénients.
Un certain nombre des inconvénients de la technique connue résulte du fait que dans de nombreux procédés de reproduction électrostatique, la couche photoconductrice est sur la surface de la feuille qui doit porter l'image permanente finale. Par exemple, lorsque le virage doit être effectué sur le dessus de la couche photoconductrice, la couche photoconductrice détermine dans une certaine mesure les caractéristiques de la surface qui doit subir le virage et les caractéristiques imposées par la nature de la couche photoconductrice ne sont pas nécessairement celles qui produisent le mieux la réception et la rétention de l'agent de virage.
En outre, la réponse actinique désirée peut dicter l'utilisation de matières photoconductrices ayant des couleurs prononcées et parfois indésirables telles que celles du sulfure de cadmium jaune, ou du sulfure de plomb noir, ou des tons grisâtres de boue tels que ceux fréquemment présentés par des matériaux photoconduc teurs d'oxyde de zinc fortement sensibilisés par du colorant. Ces matières colorées sont habituellement indésirables comme couleurs de fond de l'image ayant viré.
Lorsqu'on effectue le virage sur le dessus du matériau photosensible à partir d'un original opaque, il est nécessaire de prévoir un système optique qui inverse l'image de gauche à droite, étant donné qu'une impression par contact à réflexion serait l'inverse constitué par l'image dans un miroir de l'original. Un tel système optique peut comprendre des miroirs ou des prismes pour réfléchir l'original un nombre impair de fois sur le trajet vers la couche photoconductrice. La nécessité de prévoir un tel système optique augmente les dimensions et le coût de l'appareil.
Les matériaux d'enregistrement présentement utilisés pour ce type de reproduction, consistant en un support dont la surface est revêtue d'une matière photoconduc trice, sont altérés par les variations de l'humidité ambiante. A moins de prendre des précautions particulières et coûteuses pour le réglage de l'atmosphère,
I'humidité ambiante peut varier de 15% au moins à 85% au plus d'humidité relative. Ces variations influencent sérieusement la conductibilité du substrat ou du support.
Des modifications de la conductibilité du substrat de leur côté influencent la rétention de charge et la qualité de l'image. Lorsque le substrat est trop conducteur, la charge tend à s'éliminer même à l'emplacement non-exposé à la lumière; lorsqu'il est trop résistant, cela peut empêcher une bonne charge uniforme de la couche photoconductrice pendant l'opération de charge.
Un grand nombre des inconvénients ci-dessus sont naturellement évités par les systèmes de reproduction électrostatique dans lesquels on effectue l'exposition initiale sur une surface photoconductrice, on fait virer l'image sur celle-ci et on transfère l'image de l'agent de virage de la surface photoconductrice sur une autre surface telle qu'une feuille de papier avant de faire fondre les particules, ou on rend permanente d'une autre manière l'image de virage. Cette technique ne constitue pas une réponse complète aux problèmes de la reproduction électrostatique cependant, étant donné qu'il subsiste de nombreuses difficultés communes à ce procédé et aux procédés dans lesquels l'agent de virage est appliqué de manière permanente et directement sur la couche photoconductrice.
Tous les systèmes existants de reproduction électrostatique requièrent par exemple la manipulation de masses de matières d'agent de virage, soit sous forme de solutions, de gels, de poudres, d'aérosols, soit sous forme analogue. En outre, tous les procédés existants requièrent soit qu'on prévoie certains moyens pour charger les particules d'agent de virage, soit qu'on prévoie des moyens pour amener les particules d'agent de virage dans une position suffisamment voisine de la couche photoconductrice pour qu'elle puisse être attirée par les charges induites. Pour satisfaire à ces exigences, l'utilisateur du système doit transporter des stocks d'agent de virage, de réapprovisionnement, de support ou de véhicule, etc., et également prévoir pour lui-même un appareillage approprié d'applications pour charger les particules, pour les diriger vers la couche photoconductrice, etc.
Une autre difficulté associée à l'utilisation d'agents de virage sans emballage réside dans les conditions auxquelles doit satisfaire l'agent de dispersion dans lequel ces agents de virage doivent fréquemment être transportés. Afin de réaliser une image sèche utilisable en un temps raisonnablement court, il est nécessaire qu'un tel agent de dispersion soit suffisamment volatil pour s'évaporer plutôt rapidement. De tels agents de dispersion ne se conservent cependant que brièvement dans un récipient étant donné qu'ils ont tendance à s'évaporer tandis qu'ils attendent d'être utilisés.
La présente invention a pour objet de surmonter les défauts des procédés et dispositifs de la technique connue.
Le procédé de reproduction électrostatique d'indications ou d'informations de la présente invention est caractérisé en ce qu'on charge la face photoconductrice d'une pièce analogue à une feuille, comprenant un substrat isolant et un revêtement d'un matériau photoconducteur sur l'une des faces du substrat précité, on dirige de l'énergie rayonnée à partir des indications à reproduire sur le revêtement photoconducteur chargé de manière à produire une image latente sur la face non revêtue du substrat et on applique un agent de virage électrostatiquement sensible sur la face précitée du substrat sans revêtement de manière à développer une image visible à partir de l'image latente.
Le procédé défini permet d'éviter la nécessité de produire une image virée permanente sur le dessus d'une couche photoconductrice. Ce procédé permet également de produire une copie de lecture directe par une impression par contact à réflexion à partir d'un original opaque.
De plus, le procédé peut être réalisé en ne dépendant que de manière réduite des conditions d'humidité ambiante.
Ce procédé ne requiert pas l'utilisation de matières d'agent de virage sous forme non-emballée et permet l'utilisation de compositions d'agent de virage de faible durée de vie en récipient.
Le procédé permet aussi la reproduction de demiteintes et de sujets nécessitant un traitement rapide. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention on peut appliquer l'agent de virage sur la face du substrat opposée à la face qui porte la couche photoconductrice et on peut utiliser une feuille de substrat qui est relativement isolante en comparaison des substrats conducteurs conventionnels.
Le procédé permet l'utilisation de couches photoconductrices transparentes, en particulier sur des substrats ou des supports transparents l'application d'agent de virage sur l'une des faces de la feuille de substrat ou de support uniquement, I'utilisation d'une pellicule de recouvrement temporaire sur la face photoconductrice du substrat pour permettre le virage par immersion tout en empêchant l'agent de virage d'atteindre la face photoconductrice de la feuille, I'utilisation d'une couche opaque ou translucide, mince colorée derrière le substrat ou entre le substrat et la couche photoconductrice, l'utili- sation d'une couche de support ou de substrat noire, blanche ou colorée, I'utilisation d'agents de virage à l'intérieur d'une capsule appliquée sur la face de la feuille de substrat opposée à la couche photoconductrice,
I'utilisation de rouleaux de pression pour rompre les capsules d'agent de virage après exposition de la feuille afin de permettre que l'agent de virage fasse virer l'image latente, l'utilisation de couches polarisées de manière persistante à la place des matériaux photoconducteurs conventionnels, l'augmentation de la sensibilité effective des matériaux d'enregistrement par augmentation de la sensibilité de l'agent de virage vis-à-vis de petites différences d'intensité de charge dans l'image latente, l'utilisation d'un rouleau de pression chargé pour obtenir des tensions de blocage ou d'assistance pour élever la qualité de l'image,
I'utilisation d'une feuille de dégagement collante pour enlever du substrat l'excès d'agent de visage non utilisé lors de la formation de l'image, l'utilisation d'un substrat à face arrière collante pour maintenir des dépôts d'agent de virage dans la zone à image, l'utilisation d'une feuille de dégagement collante pour former une image permanente. l'utilisation d'un substrat à face arrière lisse pour la formation d'une image temporaire transférable, la production de copies multiples à partir d'une charge et d'une exposition unique de la couche photoconductrice par virage répété de la face arrière du substrat, soulèvement de l'image ayant viré sur une feuille de dégagement et nouveau virage de l'arrière du substrat.
l'exposition et le développement simultané d'une feuille de matériau d'enregistrement électrostatique en utilisant un rouleau de pression transparent. éclairé intérieurement pour presser un original transparent contre la couche photoconductrice tout en dégageant de l'agent de virage en contact avec la face opposée du substrat, la production d'images visibles changeantes, telles que des images de fluoroscope, par exemple par rétention d'agent de virage liquide ou mobile au voisinage de l'-lme des faces d'une feuille qui est revêtue sur l'autre face d'une matière photoconductrice exposée à un rayonnement formant l'image changeante, I'utilisation d'agent de virage sous forme d'une feuille revêtue d'agent de virage enfermé dans des capsules, séparé du substrat qui porte la matière photoconductrice,
I'application de l'agent de virage encapsulé sous forme de revêtement sur le dessus de la couche photoconductrice et l'exposition de la couche photoconductrice à travers la couche d'agent de virage, le dépôt de capsules d'agent de virage sur une surface de support à travers un écran de demi-teinte ou un équivalent pour rompre les zones solides et obtenir la reproduction d'une copie à teinte continue, la production d'une série d'images superposées de couleurs différentes (par exemple négatifs à séparation de couleurs ou images de carte à cinq couleurs) sur la face d'un substrat opposée à la face portant la couche photoconductrice en évitant ainsi la désensibilisation de la couche photoconductrice par la première image ayant viré, I'utilisation d'une feuille d'enregistrement revêtue d'agent de virage encapsulé devant être placée contre l'arrière d'une feuille de substrat,
les capsules d'agent de virage étant sur la face éloignée de la feuille de substrat, la préparation de copies multiples simultanément par entassement de feuilles d'enregistrement relativement isolantes et minces, comportant chacune un revêtement d'agent de virage encapsulé, derrière un substrat unique portant une couche photoconductrice chargée exposée.
Dans les dessins annexés on a représenté à titre d'exemple non-limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention, les références similaires désignant des parties correspondantes.
La fig. 1 représente schématiquement et avec un fort agrandissement la coupe transversale d'une feuille de substrat et d'un revêtement photoconducteur utilisable pour pratiquer le procédé, montrant une portion du champ de forces associé avec une image latente à charge.
La fig. 2 est une représentation schématique similaire à celle de la fig. 1 montrant un substrat conducteur classique avec une image latente à charge.
La fig. 3 est une coupe transversale schématique d'un autre type de substrat et d'un revêtement photoconducteur utilisable pour pratiquer le procédé, montrant certaines caractéristiques supplémentaires d'un champ de force associé avec une image latente à charge.
La fig. 4 est une section transversale fragmentaire à une échelle fortement agrandie d'un autre mode de réalisation d'un ensemble d'enregistrement composite.
Les fig. 5 et 6 sont des vues en coupe transversale similaires à celle de la fig. 4, représentant deux modes de réalisation supplémentaires.
La fig. 7 est une vue fragmentaire en coupe transversale d'un autre mode de réalisation sous forme d'une feuille revêtue de particules d'agent de virage enfermé dans des capsules.
La fig. 8 est une vue en coupe transversale quelque peu schématique d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé, utilisant une feuille de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue similaire à celle de la fig. 8, montrant une variante de l'appareil précité.
La fig. 10 est une vue similaire à celle de la fig. 9, montrant une variante dans laquelle les capsules d'agent de virage sont fournies à partir d'une feuille de dégagement.
La fig. 11 est une vue en coupe transversale schématique d'une autre variante de l'appareil, utilisable pour exposer et développer simultanément l'image.
La fig. 12 est une représentation en coupe transversale d'une cellule de transformation de la longueur d'onde de l'image.
La fig. 13 est une coupe transversale fragmentaire d'une feuille selon un autre mode de réalisation, destinée à être exposée à travers un substrat transparent.
La fig. 14 est une coupe transversale partielle d'une feuille selon encore un autre mode de réalisation, comportant un agent de virage enfermé dans des capsules sous forme d'un modèle de points espacés.
La fig. 15 est une vue isométrique d'un appareil selon un autre mode de réalisation pour produire des indications à partir de décharges electrostatiques d'une rangée de pointes métalliques ou de dispositifs analogues.
La fig. 16 est une vue en coupe schématique d'un dispositif d'impression lecture de microfilm.
La fig. 17 est une vue en coupe transversale d'un système d'impression à tube à rayons cathodiques.
La fig. 18 est une coupe transversale schématique d'un autre mode de réalisation, dans lequel la feuille portant l'image latente n'est pas elle-même soumise au virage mais commande le dépôt d'agent de virage sur une feuille séparée.
Dans les procédés conventionnels, on utilise habituellement un substrat à conductibilité élevée tel qu'une plaque ou un rouleau métallique et on a également mentionné dans la littérature que des feuilles de support agissent comme bons substrats conducteurs avec des résistivités aussiélevées que 1 > < x 106 106 à 1 x 108 Ohm/cm. qn a trouvé que lorsqu'une couche isolante de stockage d'une charge, qu'elle soit en une matière photoconductrice ou en une matière isolante insensible à la lumière, est placée sur un substrat relativement isolant, il y a extension de lignes de flux électrostatiques à travers vers l'arrière du substrat relativement isolant avec une force suffisante pour permettre le virage d'une image sur l'arrière de ce substrat.
Cette image visible ayant viré étant une image réfléchie précise de l'image latente à charge enregistrée dans la couche isolante de dessus à stockage de charge. L'expression substrat relativement isolant telle qu'utilisée dans la présente description est destinée à désigner une pièce de support analogue à une feuille ayant une résistivité non inférieure à 1 x 101o
Ohm/cm et non supérieure à 100 fois celle de la couche isolante de stockage de la charge.
Des couches isolantes de stockage de la charge telles que des photoconducteurs sensibles à la lumière lorsqu'ils sont adaptés à l'obscurité, par exemple de l'oxyde de zinc dans un liant résineux, ou des couches insensibles à la lumière, par exemple du polyéthylène, ont des valeurs de résistivité qui sont à titre d'exemple typique de 1 x 1013 Ohm/cm ou supérieures.
Des exemples de telles matières et leurs résistivités sont: oxyde de zinc dans un liant résineux: 1 x 1013 à 1 x 1018 Ohm/cm polyéthylène 1 x 1016 à 1 x 1017 Ohm/cm
Mylar 1 x 1017 Ohm/cm
Les couches de substrat relativement isolant qui permettent aux lignes électrostatiques de flux de l'image latente à charge de la couche de dessus de s'étendre à l'arrière du substrat sans agir de manière à raccourcir les lignes de flux et en conséquence avec une force suffisante pour attirer l'agent de virage, peuvent avoir des résistivités aussi faibles que 1 x 1010 Ohm/cm. Cependant, la limite supérieure de résistivité est de préférence non supérieure à 100 fois celle de la couche isolante de stockage de la charge.
Par exemple, lorsque la couche isolante de stockage de la charge est de l'oxyde de zinc adapté à l'obscurité dans un liant résineux particulier qui a une résistivité de 1 x 1015 Ohm/cm, alors la couche du substrat relativement isolante peut avoir une résistivité des cendantjusqu'à 1 x 101o Ohm/cm, mais ne montant pas au-delà de 1 x 1017 Ohm/cm. D'une manière similaire, lorsque la couche isolante de stockage de la charge est un revêtement d'anthracène avec une résistivité d'adaptation à l'obscurité de 1 x 1013 Ohm/cm, alors le substrat relativement isolant peut de nouveau descendre jusqu'à 1 x 101o Ohm/cm, mais ne doit pas monter au-delà de 1 x 1015 Ohm/cm.
Un troisième exemple peut être constitué par une couche isolante de stockage de la charge insensible à la lumière en polyéthylène ayant une résistivité de 1 x 1017 Ohm/cm, sur laquelle l'image latente chargée a été mise en place au moyen de pointes de décharge électrostatique, etc. La couche de base relativement isolante peut de nouveau descendre à 1 x 1010 Ohm/cm, mais dans ce cas elle ne doit pas être supérieure à 1 x 1019 Ohm/cm.
A titre d'exemple typique, des substrats relativement isolants sont constitués par des pellicules d'acétate de cellulose et par des papiers séchés.
Des expériences jusqu'a maintenant avec diverses combinaisons d'oxyde de zinc et de liant résineux utilisées comme couche isolante de stockage de la charge montrent que les meilleures images à virage sur la face arrière sont obtenues lorsque la résistivité du substrat relativement isolant se situe entre 1 x 1012 et 1 x 1014
Ohm/cm. Des expériences ont en outre montré qu'endessous de 1 x 1012 Ohm/cm les bords des images commencent à perdre leur netteté et qu'au-dessus de 1 x 1014 Ohm/cm il y a début de formation d'un fond défectueux. Lorsque les valeurs de la résistivité de la feuille de base s'étendent au-delà de 100 fois celle de la couche isolante de stockage de la charge à oxyde de zinc et à liant résineux, il n'y a pas de formation d'image et on n'obtient qu'une grande quantité de fond défec- tueux.
La radiation actinique à laquelle on expose la matière photoconductrice est le plus habituellement de la lumière visible mais peut aussi être une radiation infra-rouge, ultra-violette ou un rayonnement X comme indiqué cidessus. Dans quelques cas, la radiation actinique est une émission secondaire produite par un courant d'électrons frappant une surface de phosphore, telle que produite dans un tube à rayons cathodiques. Dans quelques modes de réalisation de l'invention en outre, on peut se passer de la couche photoconductrice et l'image latente peut être produite par d'autres moyens directement sur la face avant de la feuille isolante, par exemple par utilisation d'une pointe métallique chargée ou d'une rangée de pointes, d'un style chargé mobile ou d'une pièce analogue.
L'image latente peut soit être une image latente à charge ou une image latente à conductibilité.
L'agent de virage électrostatiquement sensible peut être un agent de virage quelconque constitué par les matériaux conventionnels tels qu'on les utilise présentement dans la pratique commerciale. Il peut aussi être un agent de virage liquide enfermé dans des capsules, c'està-dire être sous forme de gouttelettes minuscules dont chacune est revêtue d'une mince enveloppe de matière solide telle que de la gélatine, de la paraffine ou une manière analogue, au moyen de procédés biens connus dans la technique pour l'enveloppement d'encres et de liquides en général.
Si on le désire, I'agent de virage peut être enfermé dans une capsule sous forme d'une enveloppe unique fragile, des rouleaux de pression ou des moyens équivalents étant prévus pour rompre l'enveloppe et pour étaler le contenu sur la surface de l'image.
Une différence notable du nouveau procédé par rapport aux systèmes de reproduction électrostatique classiques réside dans le fait que l'agent de virage n'est pas appliqué sur la surface du matériau photoconducteur mais sur l'arrière du substrat, c'est-à-dire sur la face du substrat éloignée de la couche photoconductrice.
Dans la fig. 1 en particulier, on montre un substrat 10 relativement isolant et une couche photoconductrice 1 1 sur ce dernier. La couche photoconductrice 11 est représentée comme portant une charge qui peut être une portion d'une image latente à charge, symbolisée par les signes moins sur la surface extérieure de la couche photoconductrice et les signes plus sur la surface en contact avec le substrat 11. Les lignes de flux entourant la charge sont représentées par des lignes courbes 13, et on utilise la convention de représenter la direction des lignes de flux par des flèches indiquant le trajet à partir de l'emplacement de la charge négative vers l'emplacement de la charge positive.
En comparant la fig. 1 avec la fig. 2 on peut voir que dans la fig. 1 les lignes de flux 13 (et en conséquence le champ de forces) s'étendent vers l'extérieur derrière le substrat relativement isolant 1 1 , dans la fig. 2 les lignes de flux 13a et le champ de forces sont raccourcis à travers le substrat 12 relativement conducteur.
Etant donné que l'air au-dessus de la couche photoconductrice est également un isolant, les lignes électrostatiques de flux s'étendent également dans l'air, peut-être un peu davantage qu'elles ne s'étendent vers l'arrière du moment que l'air est habituellement un meilleur isolant que le substrat.
Le caractère du champ autour de l'image latente à charge est en outre analysé dans la fig. 3 qui montre une ligne unique de flux 13 formant une courbe fermée à partir de la face avant chargée négativement de la portion portant une charge de la surface d'image, à travers l'air au-dessus de la couche photoconductrice 11, à travers une portion non-chargée de la couche photoconductrice
11, et le substrat 10, à travers l'air derrière le substrat 10, et ensuite à travers le substrat vers la face arrière chargée positivement de la couche photoconductrice 11.
La ligne électrostatique de flux 13 est décomposée en des composants horizontal et vertical comme indiqué par des flèches en trait interrompu. Les vecteurs verticaux représentent la composante du champ qui est efficace pour attirer une particule chargée d'agent de virage vers la surface ou pour la repousser de celle-ci. Lorsque par exemple une particule chargée positivement est au-dessus
de la zone à image chargée négativement, elle sera attirée par le vecteur de champ vertical de la surface de photoconducteur. Une particule chargée négativement serait
repoussée par un tel vecteur de champ vertical.
Il ressort
du même raisonnement qu'une particule d'agent de
virage chargée négativement sera attirée sur la surface
supérieure du photoconducteur où la ligne électrosta
tique de flux entre de nouveau dans le photoconducteur,
tandis qu'une particule chargée positivement serait
repoussée par le vecteur de champ vertical agissant en ce point. Ainsi, un agent de virage positif produira une image positive, c'est-à-dire une image qui est noire lorsque l'original est noir et qui est blanche lorsque l'original est blanc. Des agents de virage négatifs produisent des images négatives, c'est-à-dire inversées en ce qui concerne les valeurs claires et obscures par rapport à celles de l'original.
Il y a inversion de ce qui précède lorsque la charge sur le photoconducteur est positive au lieu d'être négative.
Dans un tel cas, un agent de virage positif produirait une image négative et un agent de virage négatif produirait une image positive.
Toute la description ci-dessus concerne des procédés classiques de reproduction électrostatique, c'est-à-dire ceux dans lesquels l'agent de virage est appliqué sur la face avant, c'est-à-dire sur la face exposée de la couche photoconductrice.
Conformément à la présente invention, I'agent de virage est appliqué sur la face opposée du substrat, par
rapport à la face de ce substrat portant la couche photo
conductrice, c'est-à-dire la face habituellement désignée
comme arrière du substrat. Elle est également désignée
ainsi dans la présente description bien que dans la mise
en oeuvre réelle du procédé il puisse paraître plus naturel
de considérer cette face sur laquelle l'image ayant viré
apparaît comme la face avant et la face du photoconduc
teur comme l'arrière de la feuille.
Si l'on se réfère de nouveau à la fig. 3 on verra que des particules d'agent de virage à l'arrière de la feuille subissent une action différente du champ par rapport à celles à l'avant. Dans les zones chargées par exemple la composante verticale du champ derrière la feuille est similaire au point de vue grandeur à celle à l'avant, mais de sens opposé. Il en résulte à l'arrière du substrat que les zones chargées attirent des particules d'agent de virage négatif et repoussent les particules positives, ce qui est précisément l'inverse de l'effet observé à l'avant. De plus, les zones voisines non-chargées attirent les particules positives d'agent de virage et repoussent les particules négatives.
Lorsque l'agent de virage est appliqué sur l'arrière, en conséquence, un agent de virage positif produit une image négative et un agent de virage négatif une
image positive (ces effets comme ceux qu'on obtient sur
l'avant sont unversés dans e cas où la charge sur le photo
conducteurest positive au lieu de lachargehabîtuelle néga-
tive).
Les composantes horizontales du champ tendent à conférer un mouvement de translation aux particules avec éloignement de celles-ci des zones vers lesquelles
elles ne sont pas attirées et déplacement vers les znnPP vers lesquelles elles sont attirées.
Il ressort de la description ci-dessus qu'en utilisant
des substrats classiques, un virage efficace sur l'arrière du
substrat n'est pas possible, étant donné que les lignes de
flux sont raccourcies à travers le substrat (voir fig. 2) et
qu'il n'y a pas de champ effectif derrière le substrat.
Les exemples non limitatifs suivants décrivent l'in-
vention plus en détail.
Exemple I
Un photoconducteur courant à oxyde de zinc tel que le produit connu sous la dénomination Florence Green
Seal 8 , fabriqué par la New Jersey Zinc Company, est mélangé dans un broyeur à boulets pendant plusieurs heures avec une résine de silicone telle que le produit connu sous la dénomination SR-82 , fabriqué par la
General Electric Company, dans une proportion de 4:1 en poids de solides séchés. On dépose alors le mélange sur une feuille d'acétate limpide, d'une épaisseur de 0,0076 cm comportant une surface mate sur la face opposée au revêtement. Le dépôt ou le revêtement est effectué au moyen d'une tige de revêtement à fils métalliques de nombre 30, avec obtention d'une épaisseur de 5,1 x 10-4 cm à 12,8 x 10-4 cm. On n'ajoute aucun colorant, et la réponse actinique est celle de l'oxyde de zinc seul, c'està-dire approximativement de 3500-3900 Angströms.
La résistivité volumique de la feuille d'acétate est de l'ordre de 1 x 1015 Ohm/cm et celle du revêtement du photoconducteur et du liant est comprise entre 1 > < x 1013 1013 et 1 x 1018 Ohm/cm dans l'état adapté à l'obscurité.
Après revêtement, on laisse la feuille sécher et on l'adapte à l'obscurité par conservation dans l'obscurité.
La feuille séchée et adaptée à l'obscurité est chargé à l'obscurité en la plaçant sur une plaque de terre en aluminium, la face revêtue étant dirigée vers le haut et en faisant passer un chargeur corona simple négatif de 6000 Volt plusieurs fois sur la feuille. Une décharge corona double peut être utilisée à la place de la décharge corona simple, avec obtention de résultats également bons.
La feuille est alors exposée en la disposant sur le dessus d'un original constitué par une pellicule transparente de copie de lignes et de lettres, la face à oxyde de zinc étant sur la pellicule originale. On expose alors la feuille à la lumière provenant d'une source de lumière conventionnelle, diffusée à travers une plaque de verre opale. Ceci est réalisé en plaçant la pellicule de l'original et la feuille de substrat revêtue sur le dessus de la plaque de verre opale sous une pression suffisante pour assurer un contact étroit uniforme. Ceci est nécessaire afin d'éviter de couper l'image. La source lumineuse peut consister en 15 ampoules incandescentes blanches diffuses de 7 Watt et de 115 Volt, uniformément espacées sur une surface de 23 > < X 35 35 cm à 5 cm au-dessous du verre opale.
On poursuit l'exposition pendant 10 secondes.
Après l'exposition, la feuille à revêtement d'oxyde de zinc est séparée de l'original et placée avec la face arrière sur le dessus dans une cuvette en verre contenant de l'agent de virage positif liquide et un agent de dispersion diélectrique pendant plusieurs secondes, comme cela est fait couramment dans la technique. Un agent de virage de ce type peut être obtenu par exemple de la SCM Corporation. Après enlèvement de l'agent de virage liquide, on constate que la pellicule comporte une image positive sur le dessus de la couche photoconductrice et une image négative sur l'arrière de la feuille d'acétate constituant le substrat, ce qui est à tout égard conforme à la description ci-dessus.
Exemple 2
On répète le procédé de l'exemple 1, excepté que l'on place après charge la feuille d'acétate contre le verre opale, la couche d'oxyde de zinc étant dirigée vers le haut (éloignée du verre) et en contact avec un original opaque.
On a exposé la couche d'oxyde de Zinc pendant 10 secondes et on a répandu un agent de virage sec négatif commercial à pigments rouges et un support de fer, mélangés dans un rapport de 30 parties de fer pour 1 partie de pigments en poids sur l'arrière du substrat d'acétate au moyen d'une brosse magnétique. Une image positive à lecture directe de l'original opaque est devenue immédiatement visible. On a fait fondre la feuille à chaud pour rendre l'image permanente. Les zones solides sont denses et le fond net, la résolution est bonne.
Exe)slple 3
Des feuilles d'acétate d'une épaisseur de 0,0084 cm.
sont revêtues d'une double couche de revêtement en utilisant comme premier revêtement l'oxyde de zinc non coloré, identique à celui utilisé dans les exemples 1 et 2, et comme deuxième revêtement plus mince un mélange similaire mais comportant une légère addition de colorant rose bengale. Le but du colorant est d'étendre la réponse à la longueur d'onde dans la partie visible du spectre. Ce revêtement augmente la sensibilité actinique effective de la couche photoconductrice de plusieurs fois et des images exposées par réflexion dans des conditions par ailleurs similaires à celles de l'exemple 2 peuvent être obtenues en utilisant des expositions de 0,1-0,2 seconde au lieu de 10 secondes.
Exemple 4
Une feuille d'acétate du type utilisé dans les exemples précédents est revêtue d'une solution d'anthracène dans un support ou un véhicule approprié et on laisse les matières volatiles s'évaporer de manière qu'il reste sur le substrat d'acétate un revêtement d'anthracène d'une épaisseur d'environ 0,076 mm. Le revêtement est transparent et sa présence peut à peine être discernée sur la feuille. La feuille est exposée par réflexion à un original opaque, la couche d'anthracène étant en contact avec la face de l'original. Après exposition, on répand sur la face arrière (non revêtue) de la feuille d'acétate un agent de virage sec négatif et il apparaît une image positive visible à lecture directe de l'original sur la feuille. L'image est rendue permanente par fusion de l'agent de virage, par chauffage ou par vapeur.
Le produit final est un diapositif correspondant à l'original opaque.
Au lieu de l'anthracène, d'autres matériaux photoconducteurs transparents peuvent être utilisés, par exemple ceux qui sont décrits par Kalle ou dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 3 140946.
Il ressort des exemples précédents pour les hommes du métier que le procédé présente un certain nombre d'avantages par rapport aux procédés classiques de reproduction électrostatique.
Sans modification de l'agencement optique ou mécanique du système. il est possible de produire des reproductions opaques positives, opaques négatives. transparentes positives ou transparentes négatives, uniquement par un choix approprié du substrat et de l'agent de virage. Il est aussi possible, et on pense que cela constitue un avantage unique du procédé, de produire une image positive sur l'un des côtés et une image négative sur l'autre côté de la même feuille opaque. On peut réaliser diverses autres variantes de la même manière générale que celle décrite dans les exemples ci-dessus.
On peut par exemple ajouter à la feuille de base une mince couche colorée, une couche qui est opaque ou translucide, dans différents buts, par exemple pour améliorer l'aspect ou la facilité de lecture de la copie ou pour distinguer différentes classes de copie au moyen d'un codage par des couleurs des feuilles sur lesquelles elles sont reproduites.
Une telle feuille ajoutée peut être disposée entre la couche photoconductrice et le substrat ou peut être disposée sur l'arrière du substrat. De telles feuilles d'enregistrement modifiées sont représentées schématiquement dans les fig. 4-6.
Dans la fig. 4 on dispose une couche 14 mince, colorée relativement isolante qui peut être soit opaque soit translucide entre le substrat 10 relativement isolant et la couche photoconductrice 11. Une telle feuille peut être formée en réunissant d'abord ensemble par passage entre des cylindres les feuilles 10 et 14 et en revêtant ensuite la feuille composite sur la face représentée par la couche 14 d'une matière photoconductrice appropriée. Des particules 15 d'agent de virage sont également indiquées sur la surface arrière du substrat 10 relativement isolant. Un rayon lumineux 16 qui est incident sur une portion n'ayant pas viré du substrat 10 est transmis à travers la feuille comme indiqué par la flèche 17 en pointillé et il émerge sous forme d'un rayon ayant la couleur de la couche mince 14 en supposant que la couche mince et que le substrat sont tous les deux transparents.
Lorsque l'un ou l'autre est opaque, la lumière sera réfléchie comme indiqué par la flèche 18. Lorsque l'ensemble est translucide, le rayon incident sera partiellement transmis et partiellement réfléchi, les deux rayons prenant la couleur de la couche 14.
La fig. 5 montre un autre mode de réalisation similaire à celui de la fig. 4, excepté que la couche additionelle 14a est disposée sur l'arrière du substrat 10 relativement isolant au lieu d'être disposée entre le substrat et la couche photoconductrice. Comme représenté dans la fig. 5, la feuille est conçue pour être vue au moyen de la lumière transmise et la couche 14a est soit transparente soit translucide comme le sont le substrat 10a et la couche photoconductrice 1 la. Les rayons lumineux incidents sont transmis à travers les portions de la feuille ne subissant pas le virage comme indiqué par les flèches 17 et absorbés aux portions ayant viré comme indiqué par les flèches 19.
Dans le mode de réalisation selon la fig. 6, I'image est destinée à être observée par la lumière réfléchie et les positions relatives des couches sont les même que dans la fig. 5. La couche mince 14b est opaque. Les rayons lumineux incidents frappant les portions ayant viré de la surface sont interceptés et absorbés. Les rayons lumineux frappant les portions n'ayant pas viré de la surface sont réfléchis spéculairement ou de manière diffuse ou les deux à la fois, suivant le degré de brillance ou de caractère plat de la couche 14b. L'aspect à la vue de la feuille 14b qu'elle soit noire, blanche ou colorée, mate ou brillante, est fourni par l'aspect du fond de l'image.
La pellicule d'acétate décrite ci-dessus peut être remplacée par d'autres matériaux de substrat. Parmi de tels matériaux, on peut mentionner le verre, le polyéthylène.
la cellophane, etc. ou en fait tout matériau de feuille ayant des caractéristiques physiques acceptables. combinées avec une résistivité dans le domaine spécifié cidessus et la capacité d'accepter un revêtement de matière photoconductrice.
Agents de virage enfermés dans des c apszdes
Un procédé particulièrement avantageux d'application d'agent de virage sur l'arrière d'un substrat consiste à utiliser des techniques d'enveloppement dans des capsules. Les procédés pour enfermer des particules ou des gouttelettes de diverses matières dans des revêtements gélatineux individuels avec des dimensions qui peuvent descendre jusqu'à 5 microns ou monter jusqu'à 6.3 mm comme on le désire. sont bien connus dans la technique.
Des agents de virage ont été enfermés dans des capsules sous forme de particules ayant des dimensions comprises entre 5 et 50 microns, chargés triboélectriquement par des supports de dimensions plus grande et appliqués à des images à charge sur le dessus de la couche photoconductrice de manière à former une image visible. On peut utiliser des procédés en cascades pour appliquer l'agent de virage sur l'image à charge. L'image visible peut être fixée en écrasant les particules par application d'une pression.
Dans ces applications, le revêtement gélatineux extérieur est chargé triboélectriquement par le support ou le véhicule et la matière intérieure est attirée par l'image à charge uniquement du fait qu'elle est associée avec l'enveloppe chargée qui l'entoure.
Selon le procédé, des agents de virage liquides réguliers sont enfermés dans des capsules avec une résistance complète de développement en se basant sur des particules de pigment, par exemple du noir de carbone, devant être chargées par l'agent de dispersion diélectrique régulier et la résine, au lieu de se remettre à l'utilisation d'un support ou d'un véhicule inerte extérieur. En conséquence, le revêtement gélatinique (gélatine de peau de porc par exemple) sert uniquement pour maintenir la concentration d'agent de virage régulière dans des capsules individuelles et ne joue aucun rôle dans le transport électrostatique de l'agent de virage vers les parties appropriées de la surface à image. Ceci étant le cas, les capsules individuelles peuvent être dispersées dans un liant et mélangées avec un solvant, de manière à former une composition appropriée pour le dépôt sur un substrat.
Dans un mode de réalisation du procédé, l'arrière d'un substrat relativement isolant est revêtu d'une telle dispersion (en s'assurant que la résistivité à sec du revêtement est suffisamment élevée pour éviter un raccourcissement des lignes de flux et suffisamment basse pour éviter une interférence avec la charge).
Après que la feuille ait été chargée et exposée, il est nécessaire uniquement de rompre les enveloppes entourant les particules d'agent de virage (par exemple en faisant passer la feuille entre des rouleaux de pression). Il y a ainsi libération d'une couche uniforme d'agent de virage liquide sur l'arrière du substrat. Lorsque la surface de pression rompant les capsules est unie et uniforme et lorsque l'arrière du substrat est lisse de manière inhérente et/ou lubrifié, les particules d'agent de virage pigmentées chargées et libérées ont tendance à se déplacer latéralement et à s'aligner avec les vecteurs de flux électrostatique de l'image à charge en formant ainsi une image visible. Les enveloppes de gélatine ne constituent pas plus d'environ 15% en volume et s'étalent simplement uniformément sans influencer de manière importante l'image résultante.
Un net avantage de cette particularité du procédé réside dans le fait que toutes les matières nécessaires pour la reproduction électrophotographique, c'est-à-dire le photoconducteur, le substrat et l'agent de virage sont combinés en une feuille unique qui peut être conservée presque indéfiniment. Ainsi, il y a élimination de la nécessité de conserver l'agent de virage, le support, le dispositif de recharge en agent de virage, etc., et en outre élimination de la nécessité d'un appareillage pour l'application de l'agent de virage sur la couche de substrat après exposition.
Un autre avantage réside dans le fait que le procédé est en fait un procédé sec et peut être réalisé pratiquement instantanément dans la mesure où on peut utiliser des solvants hautement volatils tels que les fréons à la place de solvants moins volatils requis jusqu'à maintenant pour obtenir une durée de conservation raisonnable dans le récipient.
En outre, I'utilisation d'une couche d'agent de virage enfermé dans une capsule sur l'arrière du substrat confine efficacement l'agent de virage sur cette face de la feuille et il ne faut pas de précautions spéciales afin de maintenir l'agent de virage éloigné de la face avant de la feuille.
En déposant de l'agent de virage soit positif soit négatif sur des substrats soit transparents ou opaques, il est possible d'obtenir un type quelconque de copie désirée simplement en changeant la feuille de copie.
Le dépôt d'un agent de virage enfermé dans une capsule sur la face arrière d'un substrat relativement isolant rend également possible une augmentation appréciable de la sensibilité photographique effective de ce système. Lorsque la couche photoconductrice est exposée à la lumière, la lumière produit une perte de charge dans les zones exposées. La décharge n'est pas instantanée cependant, mais requiert un intervalle de temps défini. Le degré de différence de charge entre les portions exposées et non exposées de la feuille est proportionnel (à l'intérieur de certaines limites) à la durée d'exposition en supposant une intensité lumineuse constante.
Lorsque la sensibilité de l'agent de virage à de petites différences de charges peut être augmentée, de plus petites différences de charge et en conséquence une exposition plus brève suffisent alors pour produire une image complètement développée.
En utilisant un revêtement de particules d'agent de virage enfermées dans des capsules sur l'arrière du substrat, I'agent de virage est en contact intime avec la feuille et il en est en particulier ainsi au moment où les capsules sont rompues par des rouleaux de pression ou des dispositifs analogues. Le résultat de ce contact intime consiste à améliorer la sensibilité de l'agent de virage aux différences de tension constituant l'image à charge latente. En outre, des augmentations au point de vue sensibilité peuvent être réalisées en appliquant une tension entre les rouleaux de pression pour s'opposer au niveau élevé de tension uniforme au travers de la feuille en laissant ainsi uniquement le gradient d'image réel pour le développement.
Même sans la tension d'opposition, la présence d'une surface de rouleau conducteur derrière la feuille agit pour amener les lignes de champ vers l'arrière en augmentant ainsi la densité d'image, en particulier dans les grandes surfaces solides.
Une section transversale d'une feuille selon ce mode de réalisation est représentée dans la fig. 7 qui montre un substrat 10 relativement isolant comportant une couche photoconductrice 1 1 sur l'une des faces et une couche de particules 20 d'agent de virage enfermées dans des capsules sur l'autre face.
La fig. 8 représente sous une forme quelque peu schématique la manière dont les capsules sont écrasées après exposition afin d'appliquer l'agent de virage sur l'arrière du substrat ou du support. On fait passer une feuille d'enregistrement exposée comprenant un substrat 10 revêtu sur l'un des côtés d'une couche photoconductrice 1 1 et sur l'autre côté d'une couche de particules 20 d'agent de virage enfermées dans des capsules entre des rouleaux de pression 21 et 22. L'un des rouleaux, de préférence le rouleau qui entre en contact avec la couche photoconductrice, est revêtu d'une pellicule isolante mince 25, telle qu'une pellicule de polyester Mylar. On peut appliquer une force électromotrice entre les rouleaux au moyen d'une source de courant continu appropriée telle qu'un générateur 23.
Lorsque la feuille passe entre les rouleaux, les capsules éclatent en libérant de l'agent de virage liquide qui se rassemble sur les surfaces de la feuille correspondant à l'image à charge latente comme indiqué en 24. Lorsque la portion de solvant de l'agent de virage liquide s'évapore, I'image résultante devient permanente. La fonction de la pellicule isolante consiste à empêcher un court-circuit entre les rouleaux entre les feuilles ou autour des bords des feuilles. La polarité de la force électromotrice appliquée (lorsqu'on en utilise une) dépend si l'image est positive ou négative et si la tension est destinée à s'opposer à la tension sur la feuille ou à augmenter celle-ci. Une raclette 26 peut être prévue dans le but d'éliminer l'excès d'agent de virage du rouleau 22.
Une variante du mode de réalisation du procédé représentée sur la fig. 8 est représentée sur la fig. 9. Dans ce mode de réalisation de l'agent de virage en excès est enlevé de l'arrière du substrat au moyen d'une feuille 27 de dégagement. Cette feuille fournit un moyen pour éliminer de l'agent de virage des zones claires de l'image afin de na pas dépendre de la mobilité de l'agent de virage pour amener celui-ci des zones claires vers les zones obscures de l'image, ou de le recueillir sur le rouleau et de l'éliminer subséquemment par raclage.
Comme montré dans la fig. 9, la feuille de dégagement 27 est amenée entre les rouleaux 21 et 22 de manière à faire face aux particules d'agent de virage enfermées dans des capsules sur l'arrière du substrat isolant 10.
Lorsque les capsules éclatent par l'action de la pression,
I'agent de virage adhère aux portions appropriées du substrat de manière à former une image visible correspondant à l'image latente. Dans les zones correspondant aux surfaces claires de l'image visible, I'agent de virage est éliminé par la feuille de dégagement 27, comme indiqué en 28. La feuille de dégagement 27 est de préférence quelque peu collante ou absorbante, de sorte que l'agent de virage adhère de préférence à celle-ci au lieu d'adhérer au substrat relativement isolant dans les portions claires de l'image. Elle ne doit pas cependant être suffisamment réceptive vis-à-vis de l'agent de virage pour qu'elle élimine cet agent de virage des parties de la zone à image qui doivent virer.
L'agent de virage adhérent à la feuille de dégagement forme un négatif de l'image visible sur le substrat et peut être utilisé comme enregistrement permanent, à la place de ou en supplément de l'image développée sur le substrat isolant. Lorsque par exemple la feuille de dégagement est transparente, ce procédé fournit simultanément un positif opaque et une image transparente négative, ou vice-versa.
Une autre variante du procédé, similaire à celle représentée dans la fig. 9, est indiquée dans la fig. 10. Comme indiqué dans la fig. 10, I'agent de virage enfermé dans des capsules est présent sous forme d'un revêtement 20 sur la face de la feuille de dégagement 27a au lieu d'être sur l'arrière du substrat relativement isolant. En utilisant ce système, il est possible d'effectuer des copies positives et négatives simultanées, comme décrit en liaison avec le mode de réalisation de la fig. 9. Il est également possible de réaliser des copies multiples à partir d'une image latente unique. Pour ce faire, le matériau photoconducteur est chargé et exposé de la manière habituelle.
On fait passer l'arrière du substrat entre des rouleaux 21 et 22 en contact avec la face revêtue d'une feuille de dégagement 27a en faisant éclater les capsules et en créant une image positive sur l'arrière du substrat et une image
négative sur la face de la feuille de dégagement (ou vice
versa, comme on le désire). Les feuilles sont séparées, on place une autre feuille de dégagement à revêtement en contact avec l'arrière du substrat et on fait de nouveau passer l'ensemble entre des rouleaux aussi souvent qu'on a besoin de copies. Le nombre des copies ainsi produites est limité uniquement par le degré d'altération de l'image latente sur la couche photoconductrice. Si nécessaire, le substrat peut être soumis à un essuyage ou à un raclage afin de le nettoyer entre les réalisations de copies pour empêcher une accumulation excessive d'agent de virage.
Exposition et développement simultanés
Dans certains modes de réalisation du procédé, il est avantageux d'exposer la couche photoconductrice et de développer simultanément une image visible sur l'arrière du substrat. Ce procédé n'est pas possible au moyen des systèmes classiques de reproduction électrostatique mais est rendu possible grâce à la présente invention du fait que l'exposition et le développement ont lieu sur des faces opposées du substrat, de sorte que l'un n'interfère pas nécessairement avec l'autre.
L'un des procédés d'expositon et de développement simultanés est représenté dans la fig. 11. Comme montré dans cette figure, la feuille de substrat 10, revêtue sur l'une des faces d'une matière photoconductrice 1 1 et sur l'autre face d'agent de virage 20 enfermé dans des capsules, est placée en contact avec un original transparent tel qu'un négatif 29 à halogénure d'argent. Le côté à émulsion du négatif d'halogénure d'argent est de préférence disposé vers la couche photoconductrice 1 1 pour la reproduction la plus nette. Une feuille de dégagement 27 est de préférence disposée sur la face du substrat voisine de l'agent de virage 20 enfermé dans des capsules. On charge l'ensemble en sandwich et on le fait passer ensuite entre des rouleaux de pression 30 et 22.
Le rouleau 30 est creux et transparent ou translucide, comme on place la lumière 31 à l'intérieur de ce rouleau 30.
Lorsque l'ensemble passe entre les rouleaux 22 et 30, la couche photoconductrice 1 1 est exposée à la lumière à travers le négatif photographique 29 et est déchargée dans les zones claires du négatif. Simultanément, les capsules d'agent de virage sont rompues et l'agent de virage est attiré sur les zones appropriées sur l'arrière du substrat, de manière à former une image visible. L'excès d'agent de virage est éliminé par la feuille de dégagement 27 sur laquelle on obtient ainsi une image visible équivalente à celle produite sur le substrat, mais avec des valeurs de teintes inversées et latéralement inversées pour former une image dans un miroir.
Il entre également dans le cadre du procédé de rompre les capsules juste avant l'exposition de la feuille, de sorte que pendant l'exposition l'agent de virage soit présent sous forme d'une couche mince de liquide entre le substrat et la feuille de dégagement.
Lorsqu'on prévoit des moyens pour maintenir l'agent de virage liquide en place contre le substrat, il est possible d'observer des phénomènes changeants au moyen des images changeantes formées par l'agent de virage. Un mode de réalisation du nouveau procédé dans lequel on utilise la technique est représenté dans la fig. 12. Le dispositif de la fig. 12 est une cellule de conversion de la longueur d'onde de l'image pour rendre visible une image composée de radiations invisibles telles que des rayons infra-rouges, ultra-violets ou des rayons X. La couche photoconductrice 1 1 est choisie de manière à répondre aux radiations invisibles en question. Le substrat 10 est de la même nature générale que ceux décrits antérieurement et est chargé.
La cellule 32 est entourée d'une paroi
isolante 33, d'une paroi transparente avant 34 et sur les côtés latéraux 35 par tous matériaux isolants appropriés tels que du caoutchouc ou de la matière plastique. La paroi avant 34 est de préférence conductrice ou munie d'une pellicule conductrice transparente et peut être mise à la masse pour faciliter le passage des lignes de flux à travers la cellule.
A l'intérieur de la cellule 32 se trouve une suspension 36 de particules colorées de pigments dans un agent de dispersion diélectrique fluide.
La cellule 32 est amenée contre le substrat 10 et maintenue à cet emplacement par un moyen approprié quelconque (non représenté) ou peut être maintenue manuellement. Lorsque le rayonnement invisible constituant l'image, représenté par les flèches 37, frappe la couche photoconductrice chargée 11, il la décharge sélectivement et crée une image latente. Les lignes de champ de l'image latente s'étendent à travers l'arrière du substrat de la manière décrite ci-dessus et s'étendent également à travers la paroi isolante arrière 33 de la cellule.
Les particules de pigments en suspension se disposent suivant leur guidage par les lignes de flux, en formant une image visible à l'intérieur de la cellule qui peut être observée à travers une paroi avant transparente 34. Lorsque l'image tombant sur la couche photoconductrice change,
I'image visible change de manière correspondante jusqu'à ce que la charge sur la couche photoconductrice se soit dissipée au point de ne plus répondre. Si on le désire, la couche photoconductrice peut être rechargée en situ par exemple en la soumettant périodiquement à une décharge corona. Sinon, elle peut être périodiquement rechargée de la manière habituelle. L'éclairage pour l'observation de l'image visible est de préférence un éclairage oblique d'intensité plutôt modérée, indiqué par des flèches 38.
Virage stir lafÅacefrontale
Bien que comme remarqué ci-dessus il y ait de nombreux avantages associés à l'application d'agent de virage sur l'arrière de la feuille de substrat au lieu de la couche photoconductrice, ceci ne constitue cependant pas une caractéristique limitative de tous les modes de réalisation du procédé, et on préfère quelquefois, pour une raison ou pour une autre, appliquer l'agent de virage sur la face avant du substrat, c'est-à-dire la face portant la couche photoconductrice.
En utilisant des agents de virage enfermés dans des capsules comme décrit ci-dessus, cette application peut être réalisée de diverses manières. La couche photoconductrice peut par exemple être chargée et exposée d'une manière classique et ensuite disposée en un contact face sur face avec une feuille de dégagement revêtue d'un agent de virage enfermé dans des capsules et on peut la faire passer entre des rouleaux de pression de la même manière générale que celle représentée dans la fig. 10 excepté que la feuille d'enregistrement est introduite avec la couche photoconductrice faisant face à la feuille de dégagement au lieu d'être éloignée de celle-ci. De cette manière également, I'ensemble doit être introduit de sorte que le rouleau isolant soit en contact avec la feuille de dégagement au lieu de la feuille de substrat photoconducteur.
La feuille de dégagement peut de nouveau être collante et des tensions continues opposées ou en même sens peuvent être appliquées entre les rouleaux, comme décrit ci-dessus. Le même rapport positif-négatif existe maintenant entre la feuille portant l'agent de virage et la surface de la couche photoconductrice. Chacune ou les deux peuvent être utilisées comme feuille de reproduction finale.
Dans une variante de ce procédé, les capsules d'agent de virage peuvent être déposées directement sur le dessus de la couche photoconductrice, à condition que la couche d'agent de virage enfermé dans des capsules permette le passage d'une quantité suffisante de lumière pour former une image latente sur la couche photoconductrice. En variante, la couche photoconductrice peut être exposée à partir de l'arrière par exemple en utilisant comme substrat une plaque ou un autre matériau transparent ou translucide. Ce mode de réalisation de l'invention est représenté dans la fig. 13.
Comme indiqué dans la fig. 13, les capsules d'agent de virage sont appliquées sous forme de revêtement sur une couche photoconductrice 1 1 qui de son côté revêt un substrat 1 0a en verre à revêtement conducteur. L'exposition est réalisée à partir de l'arrière à travers le substrat en utilisant une source lumineuse appropriée indiquée en 31. La feuille de dégagement 27 est placée en contact avec la couche d'agent de virage enfermé dans des capsules soit avant soit après exposition, selon les circonstances et on fait passer subséquemment l'ensemble entre des rouleaux de pression pour faire éclater les capsules et former l'image visible.
Reproduc tion de demi-teintes
Des problèmes spéciaux se posent lorsqu'on désire reproduire un matériel à demi-teintes, c'est-à-dire un maté
riel, dans lequel des teintes intermédiaires entre le blanc pur et le noir doivent être reproduites de manière reconnaissable. Un certain degré de gradation de teintes peut être obtenu du fait que la quantité d'agent de virage attirée sur un point donné dans la zone d'image est proportionnelle à l'intensité de l'image latente en ce point. Le réglage de l'intensité des teintes intermédiaires au moyen de ce procédé est très difficile cependant et l'agent de virage a tendance à être attiré soit en quantité suffisante pour rendre l'image complètement noire dans la zone en
question, soit à ne pas être attiré du tout.
Des essais pour reproduire des demi-teintes au moyen de procédés de reproduction életrostatique conventionnels ont tendance de ce fait à produire des images à contrastes extrêmes ne comportant pas ou ne comportant presque pas de teintes grises.
Même lorsque des demi-teintes n'interviennent pas, il
se produit certaines difficultés lorsque le document à re
produire contient de grandes quantités de noir (ou de
blanc lorsque la reproduction doit être un négatif de
l'original). Dans ces cas, les lignes de flux sont affaiblies
par le long trajet entre les portions centrales des zones
noires et les zones blanches adjacentes les plus proches et
il en résulte un affaiblissement du champ de l'image la
tente dans les portions centrales des masses noires. Le ré
sultat de cet affaiblissement consiste en ce que les por
tions centrales ont tendance à une faible impression en comparaison des portions périphériques des zones ou
surfaces massives et il en résulte des teintes sales ou déla
vees.
Les deux types de difficultés peuvent être surmontés
en déposant l'agent de virage sous forme d'une rangée de
points de particules faiblement espacés sur la surface de
la couche photoconductrice, comme représenté dans la
fig. 14. La feuille comme représentée dans la fig. 14 com
prend un substrat 10, une couche photoconductrice 1 1 et
un revêtement d'agent de virage 20 enfermé dans des cap
sules, déposé sur la couche photoconductrice sous forme
de points distincts 39, séparés par des espaces libres.
Lorsque la couche 1 1 selon ce mode de réalisation est chargée et ensuite exposée à un rayonnement actinique frappant la feuille à partir de la face avant ou de la face revêtue d'agent de virage, les points d'agent de virage masquent la couche photoconductrice 11 et confinent l'action de décharge du rayonnement aux espaces libres entre les points. Ainsi, le dessin d'agent de virage bloque la lumière dans les zones recouvertes par de l'agent de virage et la laisse passer dans les zones claires intermédiaires. Il y a ainsi rupture des grandes zones continues produisant de nombreux vecteurs de champ verticaux individuels dans les zones continues de l'image à charge latente avec obtention de bonnes demi-teintes de même qu'un bon développement des lignes et des lettres.
Du fait du mode de rupture du champ, chaque point déchargé est immédiatement adjacent à un point qui reste chargé en raison de l'effet de masquage du dessin à points d'agent de virage de sorte que l'allongement des lignes de flux et l'affaiblissement résultant du champ sont évités même dans les portions centrales des grandes surfaces foncées.
Cette technique n'est pas limitée au développement de la face avant, mais peut être utilisée également pour le virage sur l'arrière de la feuille, en particulier lorsque l'exposition est également réalisée à travers l'arrière de la feuille.
Etiregistrement électrostatique direct.
Suivant certains aspects de la présente invention, l'information à enregistrer est constituée par un dessin électrostatique au début et il n'y a aucune nécessité d'utiliser une couche photoconductrice afin de transformer un dessin de rayonnement actinique en un dessin de charge électrostatique.
L'un des modes de réalisation de cet aspect de l'invention est représenté dans la fig. 15. Suivant certains types d'enregistrement électrostatique, on place une charge électrostatique sur une couche isolante ayant un support conducteur au moyen d'une décharge à partir de pointes métalliques soit individuellement soit en groupe et en rangées qui peuvent être alimentés par des circuits à impulsions séparées ou sur la face d'un tube à rayons catho diques au moyen d'un faisceau d'électrons. Dans la pratique classique, I'image à charge produite sur la feuille a été développée au moyen de procédés classiques en utilisant des agents de virage liquides ou secs sur la face isolante de la feuille.
Si au lieu d'un support conducteur, la feuille est munie d'un support relativement isolant, l'image à charge est encore formée, mais la ligne de flux électrostatique ne sera pas raccourcie par le support con- ducteur et l'image peut être développée à partir de l'ar- rière.
Dans le mode de réalisation du procédé représenté dans la fig. 15, I'image à charge est fournie par des décharges électrostatiques à partir d'une rangée de pointes 40. L'image à charge est reçue sur une feuille composite comprenant une pellicule 41 diélectrique. hautement isolante, une base de support 10 relativement isolante et un revêtement d'agent de virage 20 enfermé dans des capsules sur l'arrière de la base de support. Lorsqu'il y a impression de l'image à charge sur la feuille composite par les pointes 40 ou peu de temps auparavant ou après suivant la construction de l'appareil, la feuille est pressée par un rouleau 42 mis à la masse contre les pointes, ou contre un dispositif quelconque de support tel qu'un autre rouleau (non représenté) avec une force suffisante pour faire éclater les capsules d'agent de virage.
L'agent de virage adhère à la face arrière de la feuille dans les
zones chargées, de manière à obtenir des indications 43
correspondant au modèle d'impulsions reçu à partir des
pointes. L'excès d'agent de virage est éliminé par le rou
leau et est enlevé de ce rouleau par la raclette 26.
Dans ce mode de réalisation comme dans ceux précé
demment décrits, on peut utiliser une feuille de dégagement collante pour enlever l'excès d'agent de virage et des tensions d'opposition ou d'assistance peuvent être appliquées comme on le désire au moyen du rouleau de pression.
Ce mode de réalisation du procédé est particulièrement utile pour les applications requérant une vitesse élevée et/ou une accessibilité rapide, comme dans le cas des télescripteurs, des fac-similés, des impressions de calculateurs, des enregistrements d'adresses sur des étiquettes et analogues.
Réalisation de cartes
Divers types de cartes, en particulier des cartes militaires, des cartes de navigation et des cartes analogues,
sont habituellement réalisées actuellement au moyen de procédés lithographiques multicolores. Pendant quelque temps, on a fait des essais pour développer un procédé électrostatique d'impression des cartes multicolores par réalisation d'un certain nombre de négatifs à séparation de couleurs correspondant au nombre de couleurs à imprimer. Un type conventionnel de papier revêtu d'oxyde de zinc est chargé par une décharge corona, exposé à l'un des négatifs, on le fait virer au moyen de l'agent de virage de la couleur correspondante. sécher et on le recharge pour l'exposition au négatif suivant à séparation de couleurs.
De cette manière, on peut imprimer jusqu'à cinq négatifs séparés, I'un au-dessus de l'autre sur une feuille unique de papier.
Ce procédé est extrêmement prometteur, mais comporte certains désavantages. D'une part, il y a une tendance à la perte d'information sur la carte dans le cas où le revêtement d'oxyde de zinc est éliminé par une utilisation sans précaution. En outre, un sérieux inconvénient du procédé réside dans le fait que le revêtement d'oxyde de zinc dans la région ayant viré n'est plus photoconducteur après qu'une portion du papier a subi le virage en réponse à l'un des négatifs de séparation. Ainsi. lorsque deux lignes de différentes couleurs se croisent, par exemple une route croisant une ligne de contour d'un terrain, la première ligne désactive l'oxyde de zinc de sorte qu'il ne puisse plus être chargé et déchargé par la lumière.
Dans le cas également où le premier agent de virage est un bon isolant, il conservera simplement la charge suivante et attirera l'agent de virage suivant et tous les autres sur lui.
On a suggéré quelques procédés pour surmonter ces difficultés. On a suggéré, par exemple, d'utiiiser des agents de virage photoconducteurs qui pouvaient être chargés, exposés et qu'on pouvait faire virer de la même manière que la couche photoconductrice originale. On a également suggéré d'utiliser des résines de liant spéciales pour l'oxyde de zinc, pour lesquelles le liant peut être ramolli par l'agent de virage et le produit de dispersion en permettant ainsi le dépôt de l'agent de virage dans le revêtement d'oxyde de zinc et en permettant i'exposit.on de quelques particules d'oxyde de zinc au-dessus de l'agent de virage de sorte qu'il puisse être chargé et déchargé de nouveau par la lumière.
Ces procédés n'ont rencontré qu'un succés limité. Ils requièrent tous les deux des matériaux spéciaux. En outre, le dernier procédé permet à la résine de liant de
I'oxyde de zinc de migrer dans les produits de dispersion de l'agent de virage. Cette contamination du produit de dispersion conduit finalement à la perte de la capacité de charge triboélectrique du mélange d'agent de virage.
Conformément au procédé, les stades de charge et d'exposition sont similaires à ceux décrits ci-dessus, mais l'agent de virage est appliqué sur l'arrière de la feuille.
Lorsque ceci est réalisé, la couche d'oxyde de zinc conserve son aptitude à être chargée et déchargée subséquemment par la lumière, et lorsque des caractéristiques doivent être superposées sur la carte, comme par exemple des lignes de croisement, un agent de virage permet une bonne impression au-dessus de l'agent précédent.
L'application de l'agent de virage sur l'arrière de la feuille peut être effectuée de diverses manières, comme suggéré ci-dessus, par exemple au moyen de rouleaux, de mêches, de capsules en gélatine etc. Il peut aussi être appliqué en utilisant une feuille de dégagement séparée revêtue de l'agent de virage de couleur appropriée enfermé dans des capsules, après chaque exposition, selon le mode de réalisation représenté dans la fig. 10.
Reproduction de microj'llm
Un dispositif typique de lecture-impression de microfilm, modifié pour l'utilisation avec le procédé est représenté schématiquement dans la fig. 16. Dans de tels systèmes, on a l'habitude de prévoir un système optique qui comprend un miroir. Le système de lentille est tel qu'il produit une image inverse de la copie de microfilm.
Lorsque l'image inverse est réfléchie à partir du miroir aù verre dépoli pour son observation, il apparaît qu'il y a une image à lecture directe.
Comme montré dans la fig. 16, I'appareil comprend un réflecteur 44, source de lumière 31, une lentille de condenseur 45, une lentille de projection 46, un miroir 47 et un écran de verre dépoli 48. Dans les dispositifs classiques de lecture, le miroir est pivotable dans une autre position en 47a et un support approprié 49 est prévu, sur lequel une feuille de matériau de reproduction 50 peut être placée. Dans l'appareil en question, on peut se passer de ces caractéristiques et le miroir peut être fixé et l'est de préférence dans la position représentée en trait continu en 47.
La raison pour laquelle on a prévu ces caractéristiques dans les dispositifs conventionnels était de prévoir les moyens pour enlever le miroir de l'ensemble optique afin de compenser l'inversion de l'image produite par le matériau de reproduction utilisé (habituellement un système électrolytique ou un système d'halogénure d'argent à stabilisation).
Conformément au procédé le matériau de reproduction est une feuille comportant une couche photoconductrice chargée sur un substrat ou un support relativement isolant. La feuille est placée contre l'écran en verre dépoli, le côté photoconducteur faisant face à l'écran et est exposée à l'image réfléchie par le miroir du cadre de microfilm 51. Une plaque de verre limpide amovible 52 est de préférence prévue, cette plaque étant normalement dans la position représentée en trait continu, mais peut être déplacée temporairement dans la position indiquée en trait discontinu en 52a. Lorsque la feuille de reproduction est insérée, on fait basculer la plaque en verre limpide 52 et on la ramène dans sa position normale pour maintenir la feuille de reproduction contre l'écran 48.
Après exposition, la feuille est enlevée de l'écran et on la fait virer sur l'arrière. Si elle subissait le virage sur l'avant, comme dans les procédés de reproduction électrostatique classiques, l'image développée serait une
sur du velin ou sur un papier translucide pour une repro
duction diazo subséquente ou une reproduction analogue. En outre, le microfilm peut être constitué par une pellicule transparente positive ou une micro-carte
opaque positive. Les procédés de reproduction habituellement utilisés dans les dispositifs commerciaux de lecture-impression de microfilm sont fondamentalement des procédés d'inversion, et ils ne sont pas facilement transformés en des procédés positifs dans la machine au cas où on désire réaliser une reproduction positive à partir d'un enregistrement constitué par un microfilm positif (ou un négatif à partir d'un négatif).
En utilisant le présent procédé et en faisant virer l'arrière de la feuille, il est cependant possible d'obtenir une image positive à partir d'un original positif et un négatif à partir d'un positif ou un positif ou un négatif à partir d'un négatif, en choisissant l'agent de virage approprié pour l'application sur l'arrière de la feuille de reproduction. Habituellement, pour obtenir un positif opaque à partir d'un négatif transparent, on fait virer la face arrière du substrat isolant d'un agent de virage positif. Lorsqu'on désire réaliser une copie positive à partir d'un original positif, il est nécessaire simplement de remplacer l'agent de virage positif par un agent de virage négatif.
Lorsque l'observation du document copié n'est pas requise, il est naturellement possible d'utiliser un virage de la face arrière de la feuille dans un dispositif continu de tirage de microfilm à rouleaux ou à cadres à gradins sans observation comme cela est fait actuellement dans les systèmes industriels utilisant un tambour à revêtement de sélénium.
Tirage par tube de rayons catlzadiques
La fig. 17 représente un autre mode de réalisation du procédé qui fournit une copie des images des tubes de rayons cathodiques. Le tube 53 de rayons cathodiques est un tube du type ayant une face 54 à image optique à fibres. Devant la facé à image se trouve un verre dépoli 55. L'espacement entre la face à image et la plaque 55 forme un canal étroit pour le passage du papier de reproimage dans un miroir. Lorsque la feuille est exposée sur la face avant et subit le virage sur la face arrière cependant, on obtient une image à lecture directe.
Le mode de reproduction du microfilm qui vient juste d'être décrit est avantageux par rapport aux procédés classiques de reproduction de microfilm pour diverses raisons. Il permet d'éliminer la nécessité d'un miroir mobile, ce qui élimine une source possible d'erreurs.
Lorsque le miroir dans sa position de lecture n'est pas mis en place d'une manière précise dans la position prévue, le trajet optique à partir de la lentille de projection au verre dépoli sera légèrement plus court ou plus long que celui de la lentille de projection au chevalet et lorsque le système est mis au point de manière précise sur le chevalet pour la lecture, il ne sera plus au point lorsqu'on fait pivoter le miroir vers le bas pour la reproduction.
En outre, le type de reproduction désiré est habituellement un positif opaque et le microfilm est habituellement un négatif transparent, et les systèmes classiques sont conçus de manière à produire un positif opaque à partir d'un négatif transparent.
Le mode de réalisation de reproduction de microfilm qui vient d'être décrit est parfaitement approprié pour permettre ce type de reproduction.
Cependant, d'autres types de reproduction sont quelquefois désirés. On peut désirer effectuer la reproduction duction devant le tube. De préférence, des moyens (non représentés) sont prévus pour le déplacement d'une plaque 55 vers l'intérieur à des moments appropriés pour presser le papier contre la face à image 54.
Le papier de reproduction est un substrat relativement isolant revêtu sur l'un des côtés d'un matériau photoconducteur et de préférence revêtu sur l'autre côté d'un agent de virage enfermé dans des capsules.
Le tube est utilisé pour une observation normale jusqu'au moment où on désire effectuer une copie perma
nente et à ce moment on effectue le cycle suivant.
1. On interrompt le balayage normal du faisceau électronique en laissant devenir obscur le phosphore sur la surface optique à fibres à l'intérieur du tube:
2. Les rouleaux 56 d'approvisionnement, entraînés par un moyen approprié tel qu'un moteur électrique (non représenté) transportent une feuille de papier de reproduction à partir d'un organe d'approvisionnement 57 à travers des guides 58 et un dispositif de décharge corona 59 dans l'espace entre la plaque de verre 55 et la surface extérieure de l'élément optique à image 54 à fibres.
La surface photoconductrice est en face de l'élément à image 54;
3. la plaque de verre 55 peut être déplacée vers l'avant par un moyen approprié quelconque (non représenté) pour assurer un bon contact entre la surface photoconductrice 11 et les extrémités à fibres pour obtenir une meilleure résolution;
4. le faisceau électronique est de nouveau branché pour quelques balayages suffisamment longs pour décharger le photoconducteur et former une image latente, mais aussi brefs que possible pour éviter une image brouillée, et on coupe de nouveau;
5. on fait avancer la feuille et on l'enlève de l'appareil en faisant fonctionner les rouleaux 60. Lorsque les feuilles utilisées sont revêtues d'agent de virage enfermé dans des capsules, ces rouleaux 60 rompent les capsules en produisant le développement de l'image et en fournissant une copie solide finie.
Sinon, on peut utiliser un procédé de virage classique quelconque;
6. aussitôt que le bord arrière de la feuille passe à travers les rouleaux de sortie 60, on peut de nouveau mettre en marche le balayage et reprendre l'observation normale.
Le cycle complet qui vient d'être décrit peut être réalisé en l'espace de deux ou trois secondes, ce qui est suffisamment bref pous assurer une reproduction de la plupart des sujets sans qu'ils soient notablement modifiés. En outre, pour des application de copie de données, le cycle peut être déclenché en faisant commencer la transmission pour s'assurer que la feuille reçoit une image tandis que la transmission a lieu.
Dans une variante de ce dispositif, dans lequel l'observation n'est pas requise, on utilise une circulation continue du papier de reproduction devant un tube de rayons cathodiques avec une rangée de fibres. (Un tel tube est fourni oar General Dynamics Corp.).
Agent de virage sur la face arrière de - la feuille de dégagement
Dans les modes de réalisation du nouveau procédé décrits jusqu'à maintenant, I'agent virage, qu'il soit enfermé dans des capsules ou non, a été mis en contact avec la feuille de substrat portant la couche photoconductrice.
Dans certains des modes de réalisation, ceci a été réalisé en appliquant un revêtement d'agent de virage enfermé dans des capsules sur la face avant ou sur la face arrière de la feuille de photoconducteur-substrat, dans d'autres en mettant en contact la face avant ou arrière de la feuille de photoconducteur-substrat avec une feuille de dégagement comportant un revêtement d'agent de virage enfermé dans des capsules sur le côté de la feuille de dégagement faisant face à la feuille de photoconducteursubstrat, et dans d'autres encore par application directe conventionnelle d'agent de virage sous forme liquide ou en poudre.
Le procédé peut être modifié d'une manière que l'agent de virage n'entre jamais en contact avec la feuille de photoconducteur substrat. L'agent de virage est au contraire libéré sur une feuille séparée tandis que la feuille séparée est en contact avec le photoconducteur ou avec la face arrière du substrat.
Un mode de réalisation de ce procédé est représenté sur la fig. 18. Comme montré, une image lumineuse est projetée à travers une lentille 61 comme indiqué par la flèche sur une couche photoconductrice 11, portée par un substrat relativement isolant. Derrière le substrat 10 se trouve une autre feuille 62 relativement isolante, revêtue d'une couche d'agent de virage 20 enfermé dans des capsules. Il y a lieu de remarquer que dans ce mode de réalisation du procédé, les capsules d'agent de virage sont sur la face de la feuille 62 qui est la plus éloignée du substrat.
Entre le substrat 10 et la feuille 62 il y a un petit espacement d'air. Cet espacement doit être réalisé aussi petit que possible. Dans le fonctionnement réel, il est pratiquement non-existant étant donné que la traction électrostatique de la feuille de photoconducteur-substrat chargée attire la feuille 62 et la maintient en contact intime avec le substrat.
L'image lumineuse décharge le photoconducteur selon un dessin constituant une image à charge latente et l'image à charge se manifeste sous forme d'un champ de forces électrostatique à la fois devant la feuille et derrière la feuille de substrat 10, comme décrit ci-dèssus. Le champ de forces est symbolisé dans la fig. 18 par la flèche 13, représentant une ligne de flux électrostatique.
Le champ de forces s'étend à travers la feuille 62 comme indiqué. Les capsules d'agent de virage sur l'arrière de la feuille 62 sont rompues d'une manière appropriée quelconque, tandis que la feuille 62 se trouve toujours en contact avec le substrat 10, et l'agent de virage forme une image visible sur l'arrière de la feuille 62 d'une manière sensiblement identique à celle dont il forme une image visible sur l'arrière du substrat 10 lui-m.ême dans les modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus.
Lorsque le substrat 10 est suffisamment solide et rigide, les capsules peuvent être rompues en faisant passer un rouleau de pression sur la surface des capsules sans déplacer l'ensemble de la position indiquée dans la fig. 18. Sinon, on peut faire passer l'ensemble comprenant la feuille de photoconducteur-substrat et la feuille 62 à travers une paire de rouleaux de pression. Au lieu d'utiliser un agent de virage enfermé dans des capsules, I'arrière de la feuille 62 peut être soumis au virage selon l'un quelconque des procédés conventionnels, tandis qu'il est maintenu en contact avec le substrat 10.
Ce procédé de production d'une image visible présente un certain nombre d'avantages distincts. Le photoconducteur et son substrat peuvent être maintenus de manière permanente dans l'appareil et utilisés de nom
breuses fois. Ceci permet de réduire fortement le coût par copie de document reproduit étant donné que cela n'en traîne pas une consommation de matériau photoconducteur pour chaque copie réalisée.
Ce procédé peut être utilisé avantageusement dans un appareil photographique en utilisant un dispositif de charge corona double mobile, un obturateur de plan focal à fente et un rouleau de pression, tous ces organes se déplaçant dans l'ordre énuméré devant l'ensemble de reproduction en sandwich avec charge et exposition séquentielle de la couche photoconductrice et développement de la feuille de copie. Ces opérations effectuées suivant une séquence rapide permettent l'utilissation de photoconducteurs à altération brève à l'obscurité et à sensibilité photographique utilisable en assurant que toutes les zones de la feuille auront une durée de charge, d'exposition, d'altération à l'obscurité et de développement égal.
Une variante du procédé qui vient d'être décrit consiste à ne pas placer la feuille de copie 62 en contact avec l'arrière du substrat, mais sur le dessus de la couche photoconductrice, le coté de la feuille de copie -devant subir le virage étant dirigé dans le sens opposé au photoconducteur. L'image sera alors conforme aux lignes de champ provenant de la surface du photoconducteur et donnera la même image que celle qui est révélée directement sur la couche photoconductrice pour les raisons indiquées dans le paragraphe intitulé Description théorique . Dans ce cas cependant, il est nécessaire d'utiliser un miroir ou un moyen d'inversion équivalent pour obtenir une image de lecture directe, à moins que la feuille de copie 62 ne soit transparente et conçue pour être observée à partir du côté opposé à celui de l'application de l'agent de virage.
Ce procédé peut aussi être utilisé pour produire des copies multiples simultanément en entassant une pluralité de feuilles de copies isolantes derrière le substrat, chacune des feuilles de copie ayant son propre revêtement de capsules d'agent de virage. Une électrode conductrice arrière peut être utilisée pour l'extension des lignes de champ. Une telle électrode arrière peut comporter une tension continue amplifiée et/ou peut servir comme rouleau de pression ou comme plaque de support à pression pour favoriser l'éclatement des capsules d'agent de virage. Ceci serait particulièrement utile pour les tirages sans impact de calculateurs et analogues où plusieurs copies sont quelquefois requises.
Clldzés litli ograph iques
On a déjà suggéré d'utiliser des reproductions élec trostatiques par exemple sur de l'oxyde de zinc dans un liant résineux ou sur un photoconducteur organique comme clichés lithographiques. Les procédés de reproduction lithographique dépendent de mouillabilités différentielles, le fond étant une surface hydrophile qui est maintenue humidifiée par de l'eau et de ce fait repousse les encres grasses tandis que les zones à imprimer sont rendues oléophiles d'une manière ou d'une autre et acceptent de ce fait l'encre.
Lorsqu'une reproduction électrostatique conventionnelle doit être utilisée comme original lithographique, il se produit certaines difficultés. Le liant ou la résine utilisée pour le matériau photoconducteur doit présenter une bonne surface hydrophile et une bonne surface photoconductrice. Pour des raison de coût ou d'autres raisons, ces exigences s'opposent fréquemment.
Lorsque l'agent de virage est appliqué sur l'arrière de la feuille selon le nouveau procédé, ces deux fonctions sont réalisées séparément et le substrat isolant peut servir
uniquement comme bonne surface hydrophile. Si on le
désire, la surface arrière peut être modifiée par un traite
ment chimique ou analogue ou par application d'un revêtement arrière séparé pour améliorer les caractéristiques de la plaque offset. Aucun de ces procédés n'affecte la couche photoconductrice et la seule précaution nécessaire consiste en ce qu'aucun traitement ou revêtement ne doit réduire de manière importante les propriétés isolantes de la couche de substrat ni fournir une couche conductrice raccourcissant les lignes de flux à l'arrière de la feuille de substrat.
En utilisant un substrat hydrophile ayant subi le
virage sur l'arrière au moyen d'un agent de virage oléophile, la feuille développée peut être utilisée comme original offset pour une lithographie directe (qui requiert que l'image sur le cliché soit une image dans un miroir de la copie désirée) ou pour la lithographie offset plus clas sique, dans laquelle l'image à encre est transférée du cliché sur une surface offset et de là sur la feuille de copie finale.
Clis Ités pour reproduction diazo
Le procédé se prête admirablement à la production de clichés diazo pour des procédés de reproduction diazo
subséquents. Etant donné qu'une image gauche-droite correcte peut être formée sur la face arrière du substrat, la surface diazo sensible du papier diazo peut être placée en contact direct avec l'image de la face arrière. Il en résulte une séparation, un contraste et une définition de bords meilleurs. Le contact direct du cliché et du papier diazo empêche la lumière de passer entre les bords des indications dur le substrat et le papier diazo. Il est clair qu'en les utilisant dans ce but, le photoconducteur et le substrat doivent bien transmettre les rayons actiniques ultra-violets requis dans le procédé diazo.
Feuillets photoconductrù'es llon10gènes
Au lieu de déposer la couche photoconductrice sur la surface d'un substrat relativement isolant, le matériau photoconducteur (oxyde de zinc ou analogue) peut être mélangé avec le matériau isolant tel que de l'acétate de cellulose avant la formation de la feuille. Le mélange résultant est alors laminé ou coulé avec obtention d'une feuille ou d'une pellicule. La feuille ou la pellicule ainsi formée n'est pas homogène au sens strict du mot, mais peut être désignée ainsi du fait qu'elle est uniformément photoconductrice à travers son épaisseur au lieu d'être constituée par un produit à deux couches formé d'une couche photoconductrice et d'une couche de substrat isolant. Des colorants sensibilisants et analogues peuvent aussi être incorporés dans la composition comme requis.
Dans la plupart des buts, la feuille doit être réalisée avec une épaisseur de 0,005 à Q,01 cm, ce qui donne une bonne rétention de la charge et fournit un contraste élevé dans l'image latente à charge et dans l'image finale visible ayant viré. Cette épaisseur est également idéale pour la manipulation de la feuille.
En utilisant une feuille homogène de ce type, les lignes de champ électrostatique de l'image à charge n'ont pas besoin de pénétrer également un substrat mince relativement isolant afin de s'étendre vers l'arrière de la feuille. En raison de ce fait, la résolution et le remplissage des zones continues sont améliorés. En outre, la charge est rendue plus facile du fait que la résistance à travers la feuille est inférieure à ce qu'elle serait si l'on utilisait une feuille du type à deux couches.
La feuille homogène possède un certain nombre d'autres avantages notables par rapport aux types classiques de feuilles photoconductrices. Elle n'est pas susceptible de former des flocons comme cela est le cas pour une feuille revêtue d'un matériau de poudre solide dans une résine de liant. Elle présente aussi une moindre tendance à onduler en raison des différences de dilatation thermique, absorption d'humidité ou analogues. En outre, la feuille est d'un aspect blanc uniforme et est plus acceptable pour de nombreux utilisateurs du fait que son aspect et son toucher sont voisins de ceux du papier.
Lorsqu'on utilise de l'acétate de cellulose comme liant, il protège davantage le matériau photoconducteur des effets de l'humidité et des effets analogues.
Appareil
Un certain nombre de types d'appareils a été décrit cidessus plus ou moins en détail en liaison avec la description de divers matériels et procédés. De nombreux autres types d'appareils sont envisagés et certains de ceux-ci sont suggérés ci-dessous. Pour des raison de brièveté, ils ne sont pas décrits en détail, mais on considère qu'ils sont décrits de manière adéquate pour l'homme de métier au moyen des brèves descriptions suivantes prises ensemble avec la description ci-dessus des principes:
1. Un appareil pour microfilm utilisant un matériau photoconducteur transparent déposé sur un substrat transparent relativement isolant (voir fig. 5), dans lequel la pellicule est chargée, exposée à l'original à travers un système normal de réduction optique, développée au moyen d'agent de virage sur l'arrière de la feuille et fixée;
3.
Un appareil pour l'enregistrement de scènes intérieures et extérieures. de portraits, de documents etc., dans lequel la pellicule est chargée, exposée à travers une lentille photographique normale, la pellicule étant par exemple de 35 mm ou d'un format de 70 > < x 93 23 cm ou analogue, elle est développée sur l'arrière de la feuille et fixée:
3. Une caméra de prise de vues, dans laquelle la pellicule à revêtement est découpée en des bandes de dimensions appropriées telles que des bandes de 8 mm, 16 mm, 35 mm ou 70 mm avec ou sans trous pour dents et munie comme on le désire d'une piste magnétique pour le son ou d'une piste optique de son développée sur la même surface photoconductrice que celle utilisée pour
I'enregistrement optique;
4.
Un document de contact par réflexion muni d'un moyen pour charger et exposer une feuille d'enregistrement ayant une couche photoconductrice sur un substrat isolant et pour faire virer subséquemment l'arrière de la feuille de substrat;
5. Un dispositif de type appareil à prise de vues, dans lequel la couche photoconductrice est réutilisée de nombreuses fois et déposé une image qui peut être positive ou négative comme on le désire sur une feuille de dégagement qui peut être opaqe ou translucide et l'image est fixée sur la feuille de dégagement. Si la feuille de dégagement est opaque et doit etre observée par réflexion, un nombre impair de surfaces réfléchissantes ou un dispositif équivalent doit être prévu dans le système optique pour obtenir une image gauche-droite correcte;
6.
Un dispositif de mirco-stockage, dans lequel une feuille d'enregistrement photoconductrice unie est exposée, subit le virage et est enroulée avec une feuille protectrice intermédiaire si on le désire. La feuille peut être déroulée et observée dans un lecteur de microfilm et si nécessaire l'image existante peut être effacée et le support en question peut être rechargé, réexposé et soumis au virage de manière à former une nouvelle image sans altérer les images sur le restant du rouleau.
De nombreux types d'appareils permettant d'utiliser divers modes de réalisation seront naturellement évidents pour les hommes de métier à la lumière de la description ci-dessus.
Le procédé décrit procure des procédés de reproduction électrostatique et des matériels qui permettent d'éviter la nécessité de produire une image développée permanente sur le dessus d'une couche photoconductrice et offre la possibilité de production d'une copie de lecture directe par tirage par contact avec réflexion à partir d'un original opaque. Les systèmes de reproduction électro statique conformes à la présente invention sont pratiquement indépendants des conditions d'humidité ambiante.
Le procédé procure également des systèmes de reproduction électrostatique qui éliminent la nécessité de manipuler des agents de virage, des recharges, des supports et des produits analogues en vrac. Il fournit égale ment des systèmes qui ne comportent pas l'utilisation de compositions d'agent de virage de faible durabilité en récipient. Le procédé procure en outre des systèmes de reproduction électrostatique appropriés à la reproduction de demi-teintes et de sujets requérant un accès rapide tels que des photographies aériennes, des imprimés de calculateurs, de télétype et analogues.
Method of electrostatic reproduction of indications or information
and apparatus for carrying out this method
Generally, for electrostatic reproduction, a latent electrostatic image is first created in the form of a pattern of electrostatic charges on a surface, the pattern of charges corresponding to the indications to be reproduced. The latent electrostatic image is converted to a visible image by the application of a toning agent which selectively adheres to either charged or uncharged portions of the surface.
The resulting visible image is transferred to another surface and fixed or made permanent at that location, or it can be made persistent on the surface on which it is originally created, depending on the process involved.
The creation of the latent image is carried out by using a surface coated with a photoconductor, that is to say a material having the property of modifying its electrical resistance by exposure to radiation. The photoconductor can be an inorganic material such as selenium, zinc oxide, phosphorus, and various other inorganic materials known in the art. It can also consist of an organic material exhibiting photoconductive properties, such as anthracene. In either case, it can be sensitized to wavelengths other than those to which it normally responds by the addition of absorption dyes and the like, as is well known in the art.
Photoconductive compositions can be prepared in this manner, having substantially any desired absorption band for actinic radiation ranging from X-rays to the ultra-violet, visible and infrared portions of the spectrum.
To prepare a photoconductive surface usable for electrostatic reproduction, the selected photoconductor is applied to a support in any suitable manner. Among the methods usually used for the application of the photoconductor, there is vacuum deposition, spraying, passage on rollers. Immersion, etc. The photoconductor is usually applied in the form of a film with a thickness of between 1 or 2 microns and a few thousandths of a centimeter.
The material of the substrate or support is usually metal, paper, plastic or glass with a conductive coating, such as a stannic oxide coating. In any event, the material of the substrate is either inherently conductive or designed and if necessary modified to be relatively conductive compared to the photoconductive layer. This conductivity is required in order to help charge the photoconductive layer and for the subsequent steps necessary to create the latent charge image and to transform it into a visible image.
The actual production of the image is achieved by first sensitizing the photoconductor by charging it in the dark with an everywhere uniform electrostatic charge. The charge is carried out by subjecting it to the action of a charge field which can be obtained by a single or double corona discharge or by one or more charged rolls or an electrostatic field between suitable electrodes.
The charged or sensitized surface is then exposed to radiation from a light image comprising the indications to be reproduced. In proportion to the amount of light falling on each portion of the photoconductive surface, it becomes conductive and the charge on the surface of the photoconductive material acts as if it were being conducted through the photoconductive layer to neutralize the charge at the interface . The substrate may suitably be grounded, be an insulator, or in the case of a solid substrate such as a metal roll, it may serve as its own ground. In areas which are not thus discharged by the action of light, the photoconductive surface retains the charge originally imparted.
As a result, the photoconductive surface is, after exposure, in a state in which it comprises a pattern of electric charges corresponding to the variations in intensity of the light image. This visible pattern of charges is known as the latent image of charges.
It is not in all cases necessary to charge the photoconductive layer in order to sensitize it. In some electrostatic reproduction methods, the photoconductive layer is simply allowed to adapt to darkness by keeping it in the dark. In the dark adaptation state, the photoconductive layer exhibits uniform resistance over its entire surface.
The dark-adapted photoconductive layer is then exposed to a bright image. In the areas struck by light, the layer becomes electrically conductive, while the remaining part of the layer remains in the resistant state. After exposure to the light image the photoconductive material does not instantly return to its state of resistance adapted to darkness, but remains conductive for a defined period of time, the length of which depends on the particular photoconductive composition. The photoconductive surface immediately after exposure to light then exhibits a state in which its conductivity varies from point to point, depending on the amount of light having struck each point. This type of latent image is referred to as a conductive latent image.
Another method of creating a latent image does not necessarily involve exposure to light or require the use of a photoconductive layer.
The latent image is instead created on an assembly consisting of a relatively insulating surface supported by a relatively conductive layer. The agent for creating the latent image is instead of light a peak discharge of a metal electrode formed by a tip. The discharge directly creates a charged latent image on the surface, similar to the charged latent image produced by the action of light on a charged photoconductive layer.
Latent image turn
The next step in the operation is to transform the latent image (whether it is a charged latent image or a conductive latent image) into a visible image. This stage is known as toning and the materials used for this purpose are known as toning agents. The toning agent should be a material which can be made to deposit selectively on exposed surfaces or alternatively on unexposed surfaces of the latent image bearing surface. In the case of a charged latent image, a toning agent in the form of particles which can be charged is usually used.
When positively charged, they are known as positive toning agents and they are selectively attracted to the negatively charged portions of the latent image, i.e. those portions which have not been discharged by the action of the light. They thereby create an image which is bright at the location where the original bright image was bright, and which is dark at the location where it was dark. They therefore produce a positive copy from a positive original and a negative copy from a negative original.
In addition, a negatively charged particle toning agent is known as a negative toning agent. It produces a negative copy from a positive original and a positive copy from a negative original.
Several methods are commonly used to impart the necessary charge to the toning agent particles. The toning agent can be used in a conductive or non-conductive triboelectric charge carrier, in liquid, gelatinous or solid form. Alternatively, toning agents can be charged in an aerosol, for example by passing the aerosol particles between charging electrodes, so that the particles are attracted to the appropriate parts of the latent image. According to yet another variant, uncharged, relatively conductive, triboelectrically neutral particles, without support or vehicle, can be brought into the vicinity of the charged image and they can be made to adhere to the photoconductive surface by electrostatic induction.
Various methods are known in the art for raising the quality of the visible image produced during the toning operation. Counter electrodes, without or with additional circuit voltage, can be arranged above the photoconductive surface and / or against the relatively conductive medium to achieve various types of image enhancement, such as background cleaning, reduction or increasing image density, increasing and more evenly filling large solid areas, etc.
The electrostatic reproduction systems proposed heretofore have been very successful and present clear advantages in several respects over previously known methods. However, they had a number of drawbacks.
A number of the disadvantages of the known art result from the fact that in many electrostatic reproduction methods the photoconductive layer is on the surface of the sheet which is to carry the final permanent image. For example, when toning is to be performed on top of the photoconductive layer, the photoconductive layer to some extent determines the characteristics of the surface to be toned, and the characteristics imposed by the nature of the photoconductive layer are not necessarily those which best produce the reception and retention of the toning agent.
In addition, the desired actinic response may dictate the use of photoconductive materials having pronounced and sometimes undesirable colors such as those of yellow cadmium sulfide, or black lead sulfide, or grayish mud tones such as those frequently exhibited by zinc oxide photoconductive materials highly sensitized by dye. These colored materials are usually undesirable as background colors of the faded image.
When performing toning on the top of the photosensitive material from an opaque original, it is necessary to provide an optical system which reverses the image left to right, since reflective contact printing would be required. 'inverse constituted by the image in a mirror of the original. Such an optical system may include mirrors or prisms to reflect the original an odd number of times on the path to the photoconductive layer. The need to provide such an optical system increases the dimensions and the cost of the apparatus.
The recording materials presently used for this type of reproduction, consisting of a medium whose surface is coated with a photoconductive material, are altered by variations in ambient humidity. Unless you take special and costly precautions for adjusting the atmosphere,
Ambient humidity can vary from at least 15% to at most 85% relative humidity. These variations seriously influence the conductivity of the substrate or support.
Changes in the conductivity of the substrate in turn influence the charge retention and the image quality. When the substrate is too conductive, the charge tends to be eliminated even at the location not exposed to light; when it is too strong, it can prevent good uniform charging of the photoconductive layer during the charging operation.
Many of the above drawbacks are naturally avoided by electrostatic reproduction systems in which the initial exposure is made to a photoconductive surface, the image is fired onto it and the image of the agent is transferred. toning the photoconductive surface onto another surface such as a sheet of paper before melting the particles, or otherwise making the toning image permanent. This technique is not a complete answer to the problems of electrostatic reproduction, however, as there remain many difficulties common to this method and to methods in which the toning agent is applied permanently and directly to the photoconductive layer. .
All existing electrostatic reproduction systems require, for example, the handling of masses of toning agent materials, either in the form of solutions, gels, powders, aerosols, or the like. In addition, all of the existing methods require either that some means be provided for charging the toner particles, or that means are provided for bringing the toner particles into a position sufficiently close to the photoconductive layer. so that it can be attracted by the induced charges. To meet these requirements, the user of the system must carry stocks of toning agent, replenishment, carrier or vehicle, etc., and also provide for himself an appropriate apparatus of applications for loading the particles. , to direct them to the photoconductive layer, etc.
Another difficulty associated with the use of unpackaged toning agents is the conditions which must be met by the dispersing agent in which these toning agents must frequently be transported. In order to achieve a usable dry image in a reasonably short time, it is necessary that such a dispersing agent is sufficiently volatile to evaporate rather quickly. Such dispersants, however, can only be stored briefly in a container since they tend to evaporate while waiting to be used.
The object of the present invention is to overcome the shortcomings of the methods and devices of the known art.
The method of electrostatic reproduction of indications or information of the present invention is characterized by charging the photoconductive face with a sheet-like part, comprising an insulating substrate and a coating of a photoconductive material thereon. 'one of the faces of the aforementioned substrate, energy radiated from the indications to be reproduced on the charged photoconductive coating is directed so as to produce a latent image on the uncoated face of the substrate and an electrostatically sensitive toning agent is applied to it. the aforementioned side of the substrate without coating so as to develop a visible image from the latent image.
The defined method avoids the need to produce a permanent toned image on top of a photoconductive layer. This process also enables a direct read copy to be produced by reflective contact printing from an opaque original.
In addition, the process can be carried out with only a reduced dependence on the ambient humidity conditions.
This method does not require the use of toning agent materials in unpackaged form and allows the use of toning agent compositions of low container life.
The method also enables reproduction of halftones and subjects requiring rapid processing. In preferred embodiments of the invention the toning agent can be applied to the side of the substrate opposite to the side which carries the photoconductive layer and a sheet of substrate which is relatively insulating compared to conventional conductive substrates can be used. .
The method allows the use of transparent photoconductive layers, in particular on transparent substrates or supports the application of toning agent to one side of the substrate or support sheet only, the use of a temporary covering film on the photoconductive side of the substrate to allow immersion toning while preventing the toning agent from reaching the photoconductive face of the sheet, the use of an opaque or translucent, colored thin layer behind the substrate or between the substrate and the photoconductive layer, the use of a black, white or colored backing or substrate layer, the use of toning agents inside a capsule applied to the face of the film. the substrate sheet opposite the photoconductive layer,
The use of pressure rollers to break the toning agent capsules after exposure of the sheet to allow the toning agent to turn the latent image, the use of persistently polarized layers in place of conventional photoconductive materials, increasing the effective sensitivity of recording materials by increasing the sensitivity of the toning agent to small differences in charge intensity in the latent image, the use of '' a pressure roller loaded to obtain blocking or assistance tensions to raise the quality of the image,
Using a tacky release sheet to remove excess facial agent from the substrate not used in imaging, using a tacky backsided substrate to maintain deposits of toning agent in the image area, the use of a tacky release sheet to form a permanent image. using a smooth back side substrate for forming a temporary transferable image, producing multiple copies from a single charge and exposure of the photoconductive layer by repeatedly toning the back side of the substrate, lifting the toned image onto a release sheet, and toning the back of the substrate again.
simultaneously exposing and developing a sheet of electrostatic recording material using a transparent pressure roller. internally illuminated to press a transparent original against the photoconductive layer while releasing toning agent in contact with the opposite side of the substrate, producing visible changing images, such as fluoroscope images, for example by retention of toning agent which is liquid or movable in the vicinity of the same side of a sheet which is coated on the other side with a photoconductive material exposed to radiation forming the changing image, the use of toning agent in the form of a film coated with toner enclosed in capsules, separated from the substrate which carries the photoconductive material,
Applying the encapsulated toning agent as a coating on top of the photoconductive layer and exposing the photoconductive layer through the toning agent layer, depositing toning agent capsules onto a surface. support surface through a halftone screen or equivalent to break up solid areas and achieve reproduction of a continuous tone copy, producing a series of superimposed images of different colors (e.g. separation negatives of colors or five-color card images) on the face of a substrate opposite to the face carrying the photoconductive layer, thus avoiding desensitization of the photoconductive layer by the first image having faded, the use of a sheet of recording coated with encapsulated toning agent to be placed against the back of a substrate sheet,
with the toning agent capsules being on the far side of the substrate sheet, preparing multiple copies simultaneously by stacking relatively insulating and thin recording sheets, each having an encapsulated toning agent coating, behind a substrate single carrying an exposed charged photoconductive layer.
In the accompanying drawings, several embodiments of the invention have been shown by way of non-limiting example, similar references designating corresponding parts.
Fig. 1 shows schematically and with a strong enlargement the cross section of a sheet of substrate and a photoconductive coating usable in practicing the method, showing a portion of the force field associated with a latent image under charge.
Fig. 2 is a schematic representation similar to that of FIG. 1 showing a conventional conductive substrate with a latent image under charge.
Fig. 3 is a schematic cross section of another type of substrate and a photoconductive coating usable in practicing the method, showing some additional characteristics of a force field associated with a latent image under charge.
Fig. 4 is a fragmentary cross section on a greatly enlarged scale of another embodiment of a composite recording assembly.
Figs. 5 and 6 are cross-sectional views similar to that of FIG. 4, showing two additional embodiments.
Fig. 7 is a fragmentary cross-sectional view of another embodiment in the form of a sheet coated with toner particles enclosed in capsules.
Fig. 8 is a somewhat schematic cross-sectional view of an apparatus for carrying out the method, using a sheet of FIG. 7.
Fig. 9 is a view similar to that of FIG. 8, showing a variant of the above-mentioned apparatus.
Fig. 10 is a view similar to that of FIG. 9, showing an alternative in which the toning agent capsules are supplied from a release sheet.
Fig. 11 is a schematic cross-sectional view of another variation of the apparatus, usable for simultaneously exposing and developing the image.
Fig. 12 is a cross-sectional representation of an image wavelength transformation cell.
Fig. 13 is a fragmentary cross section of a sheet according to another embodiment, intended to be exposed through a transparent substrate.
Fig. 14 is a partial cross section of a sheet according to yet another embodiment, having a toning agent enclosed in capsules as a pattern of spaced dots.
Fig. 15 is an isometric view of an apparatus according to another embodiment for producing indications from electrostatic discharges from an array of metal tips or the like.
Fig. 16 is a schematic sectional view of a microfilm reading printing device.
Fig. 17 is a cross-sectional view of a cathode ray tube printing system.
Fig. 18 is a schematic cross section of another embodiment, in which the latent image bearing sheet itself is not subjected to toning but controls the deposition of toning agent on a separate sheet.
In conventional processes, a high conductivity substrate such as a metal plate or roll is usually used and it has also been mentioned in the literature that backing sheets act as good conductive substrates with resistivities as high as 1> <x 106 106 at 1 x 108 Ohm / cm. It has been found that when an insulating layer for storing a charge, whether of a photoconductive material or of an insulating material insensitive to light, is placed on a relatively insulating substrate, there is an extension of flux lines electrostatics across to the rear of the relatively insulating substrate with sufficient force to allow toning of an image onto the rear of that substrate.
This visible image having faded being an accurate reflected image of the charge latent image recorded in the top charge storage insulating layer. The term relatively insulating substrate as used in this specification is intended to denote a sheet-like support piece having a resistivity of not less than 1 x 1010.
Ohm / cm and not more than 100 times that of the insulating charge storage layer.
Insulating charge storage layers such as photoconductors sensitive to light when adapted to darkness, for example zinc oxide in a resinous binder, or layers insensitive to light, for example carbon. polyethylene, have resistivity values which are typically 1 x 1013 Ohm / cm or greater.
Examples of such materials and their resistivities are: zinc oxide in a resinous binder: 1 x 1013 to 1 x 1018 Ohm / cm polyethylene 1 x 1016 to 1 x 1017 Ohm / cm
Mylar 1 x 1017 Ohm / cm
The relatively insulating substrate layers which allow the electrostatic lines of flux of the latent image charged to the top layer to extend to the rear of the substrate without acting to shorten the lines of flux and consequently with a force sufficient to attract the toning agent, can have resistivities as low as 1 x 1010 Ohm / cm. However, the upper limit of resistivity is preferably no more than 100 times that of the insulating charge storage layer.
For example, when the charge storage insulating layer is dark adapted zinc oxide in a particular resinous binder which has a resistivity of 1 x 1015 Ohm / cm, then the relatively insulating substrate layer may have an ash resistivity of up to 1 x 101o Ohm / cm, but not rising above 1 x 1017 Ohm / cm. Similarly, when the insulating charge storage layer is an anthracene coating with a dark adaptive resistivity of 1 x 1013 Ohm / cm, then the relatively insulating substrate can again descend to at 1 x 101o Ohm / cm, but must not rise above 1 x 1015 Ohm / cm.
A third example may be a light insensitive polyethylene load storage insulating layer having a resistivity of 1 x 1017 Ohm / cm, on which the charged latent image has been placed by means of discharge tips. electrostatic, etc. The relatively insulating base layer can again drop to 1 x 1010 Ohm / cm, but in this case it should not be more than 1 x 1019 Ohm / cm.
As a typical example, relatively insulating substrates consist of cellulose acetate films and dried papers.
Experiments so far with various combinations of zinc oxide and resinous binder used as an insulating charge storage layer show that the best toned images on the back side are obtained when the resistivity of the relatively insulating substrate is between 1 x 1012 and 1 x 1014
Ohm / cm. Experiments have further shown that below 1 x 1012 Ohm / cm the edges of the images begin to lose their sharpness and that above 1 x 1014 Ohm / cm a defective background begins to form. When the resistivity values of the base sheet extend beyond 100 times that of the insulating storage layer of the zinc oxide resin binder filler, there is no imaging. and only a large amount of defective background is obtained.
The actinic radiation to which the photoconductive material is exposed is most usually visible light but can also be infra-red, ultra-violet, or X-radiation as noted above. In a few cases, actinic radiation is a secondary emission produced by a current of electrons striking a surface of phosphorus, such as produced in a cathode ray tube. In some embodiments of the invention furthermore, the photoconductive layer can be dispensed with and the latent image can be produced by other means directly on the front face of the insulating sheet, for example by use of a metal charged point or a row of points, a movable charged style or the like.
The latent image can either be a loaded latent image or a conductive latent image.
The electrostatically sensitive toning agent can be any toning agent made from conventional materials as used presently in commercial practice. It can also be a liquid toning agent enclosed in capsules, that is, be in the form of tiny droplets each coated with a thin shell of solid material such as gelatin, paraffin or the like. , using methods well known in the art for wrapping inks and liquids in general.
If desired, the toning agent can be enclosed in a capsule in the form of a single fragile casing, pressure rollers or equivalent means being provided to rupture the casing and to spread the contents over the surface of the casing. 'picture.
A notable difference of the new process compared to conventional electrostatic reproduction systems is that the toning agent is not applied to the surface of the photoconductive material but to the back of the substrate, i.e. on the side of the substrate remote from the photoconductive layer.
In fig. 1 in particular, there is shown a relatively insulating substrate 10 and a photoconductive layer 11 on the latter. The photoconductive layer 11 is shown as carrying a charge which may be a portion of a latent loaded image, symbolized by the minus signs on the outer surface of the photoconductive layer and the plus signs on the surface in contact with the substrate 11. The flux lines surrounding the charge are represented by curved lines 13, and the convention of representing the direction of the flux lines by arrows indicating the path from the location of the negative charge to the location of the charge is used. positive charge.
By comparing fig. 1 with fig. 2 it can be seen that in fig. 1 the flux lines 13 (and consequently the force field) extend outwardly behind the relatively insulating substrate 1 1, in FIG. 2 the flux lines 13a and the force field are shortened through the relatively conductive substrate 12.
Since the air above the photoconductive layer is also an insulator, the electrostatic flux lines also extend through the air, perhaps a little more than they extend to the rear of the body. while air is usually a better insulator than the substrate.
The character of the field around the latent image under load is further analyzed in fig. 3 which shows a single line of flux 13 forming a closed curve from the negatively charged front face of the charge bearing portion of the image surface, through the air above the photoconductive layer 11, through an uncharged portion of the photoconductive layer
11, and substrate 10, through the air behind substrate 10, and then through the substrate to the positively charged rear face of photoconductive layer 11.
The electrostatic line of flux 13 is broken down into horizontal and vertical components as indicated by dashed line arrows. The vertical vectors represent the component of the field that is effective in attracting a particle loaded with toning agent to or repelling the surface. When for example a positively charged particle is above
of the negatively charged image area, it will be attracted to the vertical field vector of the photoconductor surface. A negatively charged particle would be
repelled by such a vertical field vector.
It emerges
of the same reasoning as a particle of
negatively charged turn will be attracted to the surface
top of the photoconductor where the line electrosta
flux tick re-enters the photoconductor,
while a positively charged particle would be
repelled by the vertical field vector acting at this point. Thus, a positive toning agent will produce a positive image, that is, an image which is black when the original is black and which is white when the original is white. Negative toning agents produce negative images, that is, inverted with respect to light and dark values from those of the original.
The above is reversed when the charge on the photoconductor is positive instead of negative.
In such a case, a positive toning agent would produce a negative image and a negative toning agent would produce a positive image.
All of the above description relates to conventional methods of electrostatic reproduction, i.e. those in which the toning agent is applied on the front side, i.e. on the exposed side of the layer. photoconductive.
In accordance with the present invention, the toning agent is applied to the opposite face of the substrate, by
relative to the face of this substrate carrying the photo layer
conductive, that is to say the face usually designated
as the back of the substrate. It is also designated
thus in the present description although in the setting
in actual operation of the process it may appear more natural
to consider this face on which the image having turned
appears as the front face and the face of the photoconductor
tor like the back of the leaf.
Referring again to fig. 3 it will be seen that particles of toning agent at the rear of the sheet undergo a different action of the field compared to those at the front. In loaded areas, for example, the vertical component of the field behind the sheet is similar in size to that at the front, but in the opposite direction. As a result, at the back of the substrate, the charged areas attract negative toning agent particles and repel positive particles, which is precisely the reverse of the effect seen at the front. In addition, neighboring uncharged areas attract positive toning agent particles and repel negative particles.
When the toning agent is applied to the rear, as a result, a positive toning agent produces a negative image and a negative toning agent produces a negative image.
positive image (these effects, like those obtained on
the front are reversed in case the load in the photo
conductor is positive instead of the usual negative
tive).
The horizontal components of the field tend to impart a translational movement to the particles with them moving away from the areas towards which
they are not attracted and move towards the znnPPs to which they are attracted.
It appears from the above description that by using
conventional substrates, an effective turn on the back of the
substrate is not possible, since the lines of
flows are shortened through the substrate (see fig. 2) and
that there is no effective field behind the substrate.
The following nonlimiting examples describe the
vention in more detail.
Example I
A common zinc oxide photoconductor such as the product known under the name Florence Green
Seal 8, made by the New Jersey Zinc Company, is mixed in a ball mill for several hours with a silicone resin such as the product known as SR-82, made by the
General Electric Company in a proportion of 4: 1 by weight of dried solids. The mixture is then deposited on a clear acetate sheet, 0.0076 cm thick, having a matt surface on the face opposite the coating. The deposition or coating is carried out by means of a coating rod with metal wires of number 30, obtaining a thickness of 5.1 x 10-4 cm to 12.8 x 10-4 cm. No dye is added, and the actinic response is that of zinc oxide alone, i.e. approximately 3500-3900 Angstroms.
The volume resistivity of the acetate sheet is of the order of 1 x 1015 Ohm / cm and that of the coating of the photoconductor and of the binder is between 1> <x 1013 1013 and 1 x 1018 Ohm / cm in the dark adapted state.
After coating, the sheet is allowed to dry and adapted to the dark by storing in the dark.
The dark-adapted, dried sheet is charged in the dark by placing it on an aluminum ground plate with the coated side facing up and running a 6000 Volt single negative corona charger several times over the plate. leaf. A dual corona discharge can be used instead of a single corona discharge with equally good results.
The sheet is then exposed by placing it on top of an original consisting of a transparent film of copying lines and letters, the zinc oxide side being on the original film. The sheet is then exposed to light from a conventional light source, diffused through an opal glass plate. This is accomplished by placing the film of the original and the coated substrate sheet on top of the opal glass plate under sufficient pressure to ensure even close contact. This is necessary in order to avoid cutting the image. The light source may consist of 15 diffuse white incandescent 7 Watt 115 Volt bulbs, evenly spaced over an area of 23> <X 35 35 cm to 5 cm below the opal glass.
The exposure is continued for 10 seconds.
After exposure, the zinc oxide coated sheet was separated from the original and placed with the back side up in a glass cuvette containing liquid positive toning agent and dielectric dispersing agent during several seconds, as is commonly done in the art. Such a toning agent can be obtained, for example, from the SCM Corporation. After removing the liquid toning agent, the film was found to have a positive image on top of the photoconductive layer and a negative image on the back of the acetate sheet constituting the substrate, which in all respects is as described above.
Example 2
The process of Example 1 is repeated, except that the acetate sheet is placed against the opal glass after loading, the zinc oxide layer being directed upwards (away from the glass) and in contact with a original opaque.
The Zinc oxide layer was exposed for 10 seconds and a commercial dry red pigment negative toning agent and an iron carrier, mixed in a ratio of 30 parts iron to 1 part pigments by weight, were spread over. back of the acetate substrate using a magnetic brush. A positive direct-reading image of the opaque original became immediately visible. The sheet was hot melted to make the image permanent. The solid areas are dense and the background sharp, the resolution is good.
Exe) slple 3
Acetate sheets 0.0084 cm thick.
are coated with a double coating layer using as a first coating the uncoloured zinc oxide, identical to that used in Examples 1 and 2, and as a second thinner coating a similar mixture but with a slight addition of pink dye Bengal. The purpose of the dye is to extend the wavelength response in the visible part of the spectrum. This coating increases the effective actinic sensitivity of the photoconductive layer by several times and images exposed by reflection under conditions otherwise similar to those of Example 2 can be obtained using exposures of 0.1-0.2 seconds at instead of 10 seconds.
Example 4
An acetate sheet of the type used in the preceding examples is coated with a solution of anthracene in a suitable carrier or vehicle and the volatiles are allowed to evaporate so that a residual acetate remains on the substrate. anthracene coating with a thickness of about 0.076 mm. The coating is transparent and its presence can barely be discerned on the foil. The sheet is exposed by reflection to an opaque original with the anthracene layer in contact with the face of the original. After exposure, a dry negative toning agent was sprayed onto the back (uncoated) face of the acetate sheet and a positive image visible by direct reading of the original appeared on the sheet. The image is made permanent by melting the toning agent, by heating or by steam.
The final product is a slide corresponding to the opaque original.
Instead of anthracene, other transparent photoconductive materials can be used, for example those described by Kalle or in US Pat. No. 3,140,946.
It emerges from the preceding examples for those skilled in the art that the method has a certain number of advantages over conventional methods of electrostatic reproduction.
Without modification of the optical or mechanical arrangement of the system. it is possible to produce opaque positive, opaque negative reproductions. transparent positive or transparent negative, only by an appropriate choice of substrate and toning agent. It is also possible, and it is believed to be a unique advantage of the process, to produce a positive image on one side and a negative image on the other side of the same opaque sheet. Various other variations can be made in the same general manner as that described in the examples above.
For example, a thin colored layer, a layer which is opaque or translucent, can be added to the base sheet for different purposes, for example to improve the appearance or readability of the copy or to distinguish between different classes of copy in the background. by means of color coding of the sheets on which they are reproduced.
Such an added sheet may be disposed between the photoconductive layer and the substrate or may be disposed on the back of the substrate. Such modified recording sheets are shown schematically in Figs. 4-6.
In fig. 4 there is provided a thin, colored relatively insulating layer 14 which may be either opaque or translucent between the relatively insulating substrate 10 and the photoconductive layer 11. Such a sheet may be formed by first joining the sheets 10 together by passage between rolls. and 14 and then coating the composite sheet on the side represented by layer 14 with a suitable photoconductive material. Toning agent particles 15 are also indicated on the back surface of the relatively insulating substrate 10. A light ray 16 which is incident on a non-toned portion of the substrate 10 is transmitted through the sheet as indicated by the dotted arrow 17 and emerges as a ray having the color of the thin film 14 in assuming the thin film and the substrate are both transparent.
When one or the other is opaque, the light will be reflected as indicated by the arrow 18. When the assembly is translucent, the incident ray will be partially transmitted and partially reflected, the two rays taking the color of the layer 14.
Fig. 5 shows another embodiment similar to that of FIG. 4, except that the additional layer 14a is disposed on the rear of the relatively insulating substrate 10 instead of being disposed between the substrate and the photoconductive layer. As shown in fig. 5, the sheet is designed to be viewed by means of the transmitted light and the layer 14a is either transparent or translucent as are the substrate 10a and the photoconductive layer 11a. The incident light rays are transmitted through the portions of the sheet which do not undergo the bend as indicated by the arrows 17 and are absorbed at the portions which bend as indicated by the arrows 19.
In the embodiment according to FIG. 6, the image is intended to be observed by reflected light and the relative positions of the layers are the same as in FIG. 5. The thin layer 14b is opaque. Incident light rays hitting the veering portions of the surface are intercepted and absorbed. The light rays hitting the non-toned portions of the surface are reflected specularly or diffusely or both, depending on the degree of gloss or flatness of the layer 14b. The visible appearance of the sheet 14b whether it is black, white or colored, matt or glossy, is provided by the appearance of the background of the image.
The acetate film described above can be replaced with other substrate materials. Among such materials, mention may be made of glass, polyethylene.
cellophane, etc. or indeed any sheet material having acceptable physical characteristics. combined with resistivity within the range specified above and the ability to accept a coating of photoconductive material.
Toning agents locked in c apszdes
A particularly advantageous method of applying toning agent to the back of a substrate is through the use of capsule wrapping techniques. The methods for enclosing particles or droplets of various materials in individual gelatinous coatings with dimensions which can be as low as 5 microns or as high as 6.3 mm as desired. are well known in the art.
Toning agents were enclosed in capsules in the form of particles having dimensions between 5 and 50 microns, triboelectrically charged by supports of larger dimensions and applied to images charged on top of the photoconductive layer so as to form a visible image. Cascading methods can be used to apply the toning agent to the loaded image. The visible image can be fixed by crushing the particles by applying pressure.
In these applications, the outer gelatinous coating is triboelectrically charged by the carrier or vehicle and the interior material is attracted to the charged image only because it is associated with the charged envelope surrounding it.
According to the method, regular liquid toning agents are enclosed in capsules with full resistance to development based on pigment particles, for example carbon black, to be charged by the regular dielectric dispersing agent and the resin, instead of relying on the use of an external inert carrier or vehicle. As a result, the gelatin coating (e.g. pig skin gelatin) serves only to keep the concentration of toning agent steady in individual capsules and does not play any role in the electrostatic transport of the toning agent to the appropriate parts. of the image surface. This being the case, the individual capsules can be dispersed in a binder and mixed with a solvent, so as to form a composition suitable for deposition on a substrate.
In one embodiment of the method, the back of a relatively insulating substrate is coated with such a dispersion (ensuring that the dry resistivity of the coating is high enough to avoid shortening of the flux lines and low enough. to avoid interference with the load).
After the sheet has been loaded and exposed, it is only necessary to break the envelopes surrounding the toner particles (eg, by passing the sheet between pressure rollers). There is thus release of a uniform layer of liquid toning agent on the back of the substrate. When the capsule-rupturing pressure surface is smooth and uniform and the back of the substrate is inherently smooth and / or lubricated, the charged and released pigmented toning agent particles tend to move sideways and squeeze. align with the electrostatic flux vectors of the charged image thereby forming a visible image. The gelatin envelopes are no more than about 15% by volume and simply spread evenly without significantly influencing the resulting image.
A clear advantage of this peculiarity of the process is that all the materials necessary for the electrophotographic reproduction, i.e. the photoconductor, the substrate and the toning agent are combined into a single sheet which can be stored. almost indefinitely. Thus, there is the elimination of the need to retain the toning agent, the carrier, the toning agent recharging device, etc., and furthermore the need for an apparatus for the application of the toner is eliminated. toning agent on the substrate layer after exposure.
Another advantage is that the process is in fact a dry process and can be carried out almost instantaneously since highly volatile solvents such as freons can be used in place of the less volatile solvents heretofore required for obtain a reasonable shelf life in the container.
Further, the use of a cap-encased toning agent layer on the back of the substrate effectively confines the toning agent to that side of the sheet and no special precautions are required in order to maintain the toner. toning agent away from the front face of the sheet.
By depositing either positive or negative toning agent on either transparent or opaque substrates, it is possible to achieve any type of copy desired simply by changing the copy sheet.
The deposition of a toning agent enclosed in a capsule on the back side of a relatively insulating substrate also makes possible an appreciable increase in the effective photographic sensitivity of this system. When the photoconductive layer is exposed to light, the light produces a pressure drop in the exposed areas. The discharge is not instantaneous however, but requires a defined time interval. The degree of difference in charge between the exposed and unexposed portions of the sheet is proportional (within certain limits) to the exposure time assuming constant light intensity.
When the sensitivity of the toning agent to small differences in charge can be increased, then smaller differences in charge and therefore shorter exposure are sufficient to produce a fully developed image.
By using a coating of capsule-encased toning agent particles on the back of the substrate, the toning agent is in intimate contact with the sheet and this is particularly so when the capsules are ruptured by particles. pressure rollers or the like. The result of this intimate contact is to improve the sensitivity of the toning agent to the voltage differences constituting the latent charge image. Further, increases in sensitivity can be achieved by applying tension between the pressure rollers to oppose the high level of uniform tension across the sheet thus leaving only the actual image gradient for development. .
Even without the opposing voltage, the presence of a drive roll surface behind the sheet acts to bring the field lines backward thereby increasing image density, especially in large solid areas.
A cross section of a sheet according to this embodiment is shown in fig. 7 which shows a relatively insulating substrate 10 comprising a photoconductive layer 11 on one side and a layer of toner particles 20 enclosed in capsules on the other side.
Fig. 8 shows in somewhat schematic form how the capsules are crushed after exposure in order to apply the toning agent to the back of the substrate or backing. An exposed recording sheet comprising a substrate 10 coated on one side with a photoconductive layer 11 and on the other side with a layer of toner particles 20 enclosed in capsules is passed through. pressure rollers 21 and 22. One of the rollers, preferably the roll which contacts the photoconductive layer, is coated with a thin insulating film 25, such as a polyester Mylar film. An electromotive force can be applied between the rollers by means of a suitable direct current source such as generator 23.
As the sheet passes between the rollers, the capsules burst releasing liquid toning agent which collects on the surfaces of the sheet corresponding to the latently charged image as shown in 24. When the solvent portion of the Liquid toning agent evaporates, the resulting image becomes permanent. The function of the insulation film is to prevent a short circuit between the rollers between the sheets or around the edges of the sheets. The polarity of the applied electromotive force (when one is used) depends on whether the image is positive or negative and whether the voltage is intended to oppose or increase the voltage on the sheet. A squeegee 26 may be provided for the purpose of removing excess toning agent from the roller 22.
A variant of the embodiment of the method shown in FIG. 8 is shown in FIG. 9. In this embodiment excess toning agent is removed from the back of the substrate by means of a release sheet 27. This sheet provides a means for removing toning agent from the bright areas of the image so as not to depend on the mobility of the toning agent to bring it from the bright areas to the dark areas of the image. , or collect it on the roller and remove it subsequently by scraping.
As shown in fig. 9, the release sheet 27 is fed between the rollers 21 and 22 so as to face the toner particles enclosed in capsules on the back of the insulating substrate 10.
When the capsules burst by the action of pressure,
The toning agent adheres to the appropriate portions of the substrate so as to form a visible image corresponding to the latent image. In areas corresponding to the clear surfaces of the visible image, the toning agent is removed by the release sheet 27, as indicated at 28. The release sheet 27 is preferably somewhat tacky or absorbent, so that the release sheet 27 is preferably somewhat tacky or absorbent. The toning agent preferably adheres thereto instead of adhering to the relatively insulating substrate in the clear portions of the image. It should not, however, be sufficiently receptive to the toning agent for it to remove this toning agent from the parts of the image area which are to be toned.
The toning agent adhered to the release sheet forms a negative of the image visible on the substrate and can be used as a permanent record, in place of or in addition to the image developed on the insulating substrate. When, for example, the release sheet is transparent, this method simultaneously provides an opaque positive and a negative transparent image, or vice versa.
Another variant of the process, similar to that shown in FIG. 9, is shown in fig. 10. As shown in fig. 10, the capsule-encapsulated toning agent is present as a coating 20 on the face of release sheet 27a instead of on the back of the relatively insulating substrate. Using this system, it is possible to make simultaneous positive and negative copies, as described in connection with the embodiment of fig. 9. It is also possible to make multiple copies from a single latent image. To do this, the photoconductive material is charged and exposed in the usual way.
The rear of the substrate is passed between rollers 21 and 22 in contact with the face coated with a release sheet 27a by shattering the capsules and creating a positive image on the back of the substrate and an image
negative on the face of the release sheet (or vice
versa, as desired). The sheets are separated, another coated release sheet is placed in contact with the back of the substrate, and the assembly is passed back through rolls as often as copies are needed. The number of copies thus produced is limited only by the degree of alteration of the latent image on the photoconductive layer. If necessary, the substrate can be wiped or scraped to clean it between copy runs to prevent excessive buildup of toning agent.
Simultaneous exposure and development
In some embodiments of the method, it is advantageous to expose the photoconductive layer and simultaneously develop a visible image on the back of the substrate. This process is not possible by means of conventional electrostatic reproduction systems but is made possible by the present invention because exposure and development take place on opposite sides of the substrate, so that one does not not necessarily interfere with each other.
One of the methods of simultaneous exposure and development is shown in FIG. 11. As shown in this figure, the substrate sheet 10, coated on one side with a photoconductive material 11 and on the other side with toning agent 20 enclosed in capsules, is placed in contact with a transparent original such as a silver halide negative 29. The emulsion side of the silver halide negative is preferably disposed towards the photoconductive layer 11 for the sharpest reproduction. A release sheet 27 is preferably disposed on the face of the substrate adjacent to the toning agent 20 enclosed in capsules. The assembly is sandwiched and then passed between pressure rollers 30 and 22.
The roller 30 is hollow and transparent or translucent, as the light 31 is placed inside this roller 30.
When the assembly passes between the rollers 22 and 30, the photoconductive layer 11 is exposed to light through the photographic negative 29 and is discharged in the light areas of the negative. Simultaneously, the toning agent capsules are ruptured and the toning agent is attracted to the appropriate areas on the back of the substrate, thereby forming a visible image. The excess toning agent is removed by the release sheet 27 on which there is thus obtained a visible image equivalent to that produced on the substrate, but with inverted and laterally inverted tint values to form a mirror image.
It is also part of the process to break the capsules just before exposure of the sheet, so that during exposure the toning agent is present as a thin layer of liquid between the substrate and the sheet. clearance.
When means are provided for holding the liquid toning agent in place against the substrate, it is possible to observe changing phenomena by means of the changing images formed by the toning agent. An embodiment of the new method in which the technique is used is shown in fig. 12. The device of FIG. 12 is a cell for converting the wavelength of the image to make visible an image composed of invisible radiations such as infra-red rays, ultra-violet rays or X-rays. The photoconductive layer 11 is chosen so to respond to the invisible radiation in question. The substrate 10 is of the same general nature as those previously described and is loaded.
Cell 32 is surrounded by a wall
insulating 33, a transparent front wall 34 and on the lateral sides 35 by any suitable insulating materials such as rubber or plastic. The front wall 34 is preferably conductive or provided with a transparent conductive film and may be grounded to facilitate passage of the flow lines through the cell.
Within cell 32 is a suspension 36 of colored particles of pigments in a fluid dielectric dispersant.
Cell 32 is brought against substrate 10 and held there by any suitable means (not shown) or can be held manually. When the invisible radiation constituting the image, represented by arrows 37, strikes the charged photoconductive layer 11, it selectively discharges it and creates a latent image. The field lines of the latent image extend through the rear of the substrate as described above and also extend through the rear insulating wall 33 of the cell.
The suspended pigment particles arrange themselves following their guidance by the lines of flux, forming a visible image inside the cell which can be observed through a transparent front wall 34. When the image falling on the photoconductive layer exchange,
The visible image changes correspondingly until the charge on the photoconductive layer has dissipated to the point of not responding. If desired, the photoconductive layer can be recharged in situ, for example by subjecting it periodically to a corona discharge. Otherwise, it can be periodically recharged in the usual way. The illumination for viewing the visible image is preferably oblique illumination of rather moderate intensity, indicated by arrows 38.
Cornering on the frontal face
While as noted above there are many advantages associated with applying toning agent to the back of the substrate sheet instead of the photoconductive layer, this is not, however, a limiting feature of all. embodiments of the method, and it is sometimes preferred, for one reason or another, to apply the toning agent to the front face of the substrate, that is to say the face carrying the photoconductive layer.
By using toning agents enclosed in capsules as described above, this application can be accomplished in various ways. The photoconductive layer may for example be loaded and exposed in a conventional manner and then disposed in face-to-face contact with a release sheet coated with a toning agent enclosed in capsules and may be passed between rolls of toner. pressure in the same general way as that shown in fig. Except that the recording sheet is introduced with the photoconductive layer facing the release sheet instead of being moved away from it. Also in this manner, the assembly should be inserted so that the insulating roll contacts the release sheet instead of the photoconductive substrate sheet.
The release sheet may again be tacky and opposite or same-direction dc tensions may be applied between the rollers as described above. The same positive-negative relationship now exists between the sheet carrying the toning agent and the surface of the photoconductive layer. Either or both can be used as the final reproduction sheet.
In a variation of this method, the toning agent capsules can be deposited directly on top of the photoconductive layer, provided that the toning agent layer enclosed in the capsules allows the passage of a sufficient amount of light. to form a latent image on the photoconductive layer. Alternatively, the photoconductive layer can be exposed from behind, for example using a plate or other transparent or translucent material as a substrate. This embodiment of the invention is shown in FIG. 13.
As shown in fig. 13, the toning agent capsules are applied as a coating on a photoconductive layer 11 which in turn coats a glass substrate 1 0a with a conductive coating. Exposure is made from the rear through the substrate using a suitable light source indicated at 31. Release sheet 27 is placed in contact with the capsule-encapsulated toning agent layer either before or after. exposure, depending on the circumstances, and the assembly is subsequently passed between pressure rollers to burst the capsules and form the visible image.
Halftone reproduction
Special problems arise when it is desired to reproduce a half-tone material, i.e. a mate
riel, in which hues intermediate between pure white and black must be reproduced in a recognizable manner. A certain degree of tint gradation can be obtained because the amount of toning agent attracted to a given point in the image area is proportional to the intensity of the image latent at that point. Adjusting the intensity of the mid-tones by means of this method is very difficult, however, and the toning agent tends to be attracted either in an amount sufficient to make the image completely black in the area under
question, or not to be attracted at all.
Attempts to reproduce halftones by means of conventional electrostatic reproduction methods therefore tend to produce high contrast images with no or hardly any gray tones.
Even when halftones are not involved, it
some difficulty occurs when the document to be re
produced contains large amounts of black (or
white when the reproduction must be a negative of
the original). In these cases, the flow lines are weakened
by the long journey between the central portions of the zones
black and the nearest adjacent white areas and
this results in a weakening of the image field
tent in the central portions of the black masses. The re
result of this weakening is that the por
central tions tend to have a weak impression compared to the peripheral portions of the areas or
massive surfaces resulting in dirty or faded shades.
vees.
Both types of difficulties can be overcome
by depositing the toning agent in the form of a row of
closely spaced particle points on the surface of
the photoconductive layer, as shown in the
fig. 14. The leaf as shown in fig. 14 com
takes a substrate 10, a photoconductive layer 1 1 and
a coating of toning agent 20 enclosed in caps
sules, deposited on the photoconductive layer as
separate points 39, separated by free spaces.
When the layer 11 according to this embodiment is loaded and then exposed to actinic radiation striking the sheet from the front face or the face coated with toning agent, the toning agent dots mask the photoconductive layer 11 and confine the radiation discharge action to the free spaces between the points. Thus, the toning agent design blocks the light in the areas covered by the toning agent and lets it pass into the intermediate bright areas. There is thus a break in the large continuous areas producing many individual vertical field vectors in the continuous areas of the latently charged image with good halftones as well as good line and letter development.
Due to the field breaking mode, each unloaded point is immediately adjacent to a point which remains loaded due to the masking effect of the toning agent dot pattern so that the elongation of the flow lines and the The resulting weakening of the field is avoided even in the central portions of large dark areas.
This technique is not limited to the development of the front side, but can be used also for the turn to the back of the sheet, in particular when the exposure is also made through the back of the sheet.
Direct electrostatic drawing.
In accordance with certain aspects of the present invention, the information to be recorded is an electrostatic pattern at the start and there is no need to use a photoconductive layer in order to transform an actinic radiation pattern into an electrostatic charge pattern.
One of the embodiments of this aspect of the invention is shown in FIG. 15. According to some types of electrostatic recording, an electrostatic charge is placed on an insulating layer having a conductive support by means of discharge from metal tips either individually or in groups and in rows which can be supplied by circuits to. or pulses on the face of a cathode ray tube by means of an electron beam. In conventional practice, the charged image produced on the sheet has been developed by conventional methods using liquid or dry toning agents on the insulating side of the sheet.
If instead of a conductive backing, the sheet is provided with a relatively insulating backing, the charged image is still formed, but the electrostatic flow line will not be shortened by the conducting backing and the image may be developed from behind.
In the embodiment of the method shown in FIG. 15, the charged image is provided by electrostatic discharges from a row of pins 40. The charged image is received on a composite sheet comprising a dielectric film 41. highly insulating, a relatively insulating support base 10 and a coating of toning agent 20 encapsulated in capsules on the rear of the support base. When the loaded image is printed on the composite sheet by the tips 40 or shortly before or after depending on the construction of the apparatus, the sheet is pressed by a roller 42 grounded against the tips. , or against some support device such as another roller (not shown) with sufficient force to shatter the toning agent capsules.
The toning agent adheres to the back side of the sheet in the
loaded zones, so as to obtain indications 43
corresponding to the pulse pattern received from the
spikes. The excess toning agent is removed by the rou
water and is removed from this roll by the squeegee 26.
In this embodiment as in those above
As described above, a tacky release sheet can be used to remove excess toning agent and opposing or assisting stresses can be applied as desired by means of the pressure roller.
This embodiment of the method is particularly useful for applications requiring high speed and / or quick accessibility, such as in the case of teleprinters, facsimiles, computer printouts, address registrations on labels and the like. .
Card making
Various types of charts, in particular military charts, navigation charts and the like,
are usually made today by multicolored lithographic processes. For some time, attempts have been made to develop an electrostatic method of printing multicolored cards by making a number of color separation negatives corresponding to the number of colors to be printed. A conventional type of zinc oxide coated paper is charged by corona discharge, exposed to one of the negatives, and fired with the toning agent of the corresponding color. dry and reloaded for exposure to the next color separation negative.
In this way, up to five separate negatives can be printed, one on top of the other on a single sheet of paper.
This process is extremely promising, but has certain disadvantages. On the one hand, there is a tendency for the information to be lost on the card in the event that the zinc oxide coating is removed by careless use. Further, a serious drawback of the process is that the zinc oxide coating in the toned region is no longer photoconductive after a portion of the paper has been toned in response to one of the negatives of. separation. So. when two lines of different colors intersect, for example a road crossing a contour line of land, the first line deactivates zinc oxide so that it can no longer be charged and discharged by light.
Also in the case where the first turning agent is a good insulator, it will just keep the next charge and draw the next turning agent and all the others to it.
Some methods have been suggested to overcome these difficulties. It has been suggested, for example, to use photoconductive toning agents which could be charged, exposed, and fired in the same manner as the original photoconductive layer. It has also been suggested to use special binder resins for zinc oxide, for which the binder can be softened by the toning agent and the dispersing product thus allowing the deposition of the toning agent in the resin. coating of zinc oxide and allowing the exposure of a few particles of zinc oxide on top of the toning agent so that it can be charged and discharged again by light.
These methods have met with only limited success. They both require special materials. In addition, the latter process allows the binder resin to
Zinc oxide to migrate into the dispersion products of the toning agent. This contamination of the dispersion product ultimately leads to the loss of the triboelectric charge capacity of the toning agent mixture.
According to the method, the stages of loading and exposure are similar to those described above, but the toning agent is applied to the back of the sheet.
When this is done, the zinc oxide layer retains its ability to be charged and subsequently discharged by light, and when features are to be superimposed on the map, such as cross lines, for example, a toning agent provides good impression above the previous agent.
The application of the toning agent to the back of the sheet can be accomplished in various ways as suggested above, for example by means of rollers, wicks, gelatin capsules etc. It can also be applied using a separate release sheet coated with the appropriate color toning agent enclosed in capsules, after each exposure, according to the embodiment shown in fig. 10.
Reproduction of microj'llm
A typical microfilm reader-printer modified for use with the method is shown schematically in FIG. 16. In such systems, it is usual to provide an optical system which includes a mirror. The lens system is such that it produces a reverse image of the microfilm copy.
When the reverse image is reflected from the ground glass mirror for observation, it appears that there is a direct reading image.
As shown in fig. 16, the apparatus comprises a reflector 44, light source 31, a condenser lens 45, a projection lens 46, a mirror 47 and a frosted glass screen 48. In conventional reading devices, the mirror is pivotable in another position at 47a and a suitable support 49 is provided, on which a sheet of reproduction material 50 can be placed. In the apparatus in question, these characteristics can be dispensed with and the mirror can be fixed and is preferably fixed in the position shown in solid lines at 47.
The reason why these features have been provided in conventional devices was to provide the means for removing the mirror from the optical assembly to compensate for the inversion of the image produced by the reproducing material used (usually an electrolytic system or a stabilizing silver halide system).
According to the method, the reproduction material is a sheet having a photoconductive layer loaded on a relatively insulating substrate or support. The sheet is placed against the frosted glass screen with the photoconductive side facing the screen and is exposed to the image reflected by the mirror of the microfilm frame 51. A removable clear glass plate 52 is preferably provided. this plate being normally in the position shown in solid line, but can be moved temporarily to the position indicated in broken line at 52a. When the reproduction sheet is inserted, the clear glass plate 52 is tilted and returned to its normal position to hold the reproduction sheet against the screen 48.
After exposure, the sheet is removed from the screen and turned to the rear. If it underwent the forward bend, as in conventional electrostatic reproduction processes, the developed image would be a
on vellum or on translucent paper for a repro
subsequent diazo duction or analogous reproduction. In addition, the microfilm can consist of a positive transparent film or a micro-card
opaque positive. The reproduction methods commonly used in commercial microfilm reader-printers are basically inversion methods, and they are not easily transformed into positive methods in the machine in case it is desired to achieve positive reproduction from. 'a recording consisting of a positive microfilm (or a negative from a negative).
By using the present method and by twisting the back of the sheet, however, it is possible to obtain a positive image from a positive original and a negative from a positive or a positive or negative from a positive original. from a negative, choosing the appropriate toning agent for application to the back of the reproduction sheet. Usually, to obtain an opaque positive from a transparent negative, the back side of the insulating substrate is fired with a positive toning agent. When it is desired to make a positive copy from a positive original, it is simply necessary to replace the positive toning agent with a negative toning agent.
When observation of the copied document is not required, it is of course possible to use a bend of the back side of the sheet in a continuous microfilm printing device with rollers or stepped frames without observation as is done. currently in industrial systems using a selenium coated drum.
Draw by catlzadic ray tube
Fig. 17 shows another embodiment of the method which provides a copy of the images of the cathode ray tubes. The cathode ray tube 53 is a tube of the type having a fiber optic imaging face 54. In front of the image face is a frosted glass 55. The spacing between the image face and the plate 55 forms a narrow channel for the passage of the reproimage paper in a mirror. When the sheet is exposed on the front side and undergoes toning on the back side, however, a direct reading image is obtained.
The method of reproducing the microfilm which has just been described is advantageous over conventional methods of reproducing microfilm for various reasons. It eliminates the need for a movable mirror, which eliminates a possible source of errors.
When the mirror in its reading position is not set up precisely in the intended position, the optical path from the projection lens to the frosted glass will be slightly shorter or longer than that of the lens. easel projection and when the system is precisely focused on the easel for playback, it will no longer be in focus when the mirror is rotated down for playback.
In addition, the type of reproduction desired is usually an opaque positive and the microfilm is usually a transparent negative, and conventional systems are designed to produce an opaque positive from a transparent negative.
The microfilm reproduction embodiment which has just been described is perfectly suitable for allowing this type of reproduction.
However, other types of reproduction are sometimes desired. It may be desired to perform reproduction in front of the tube. Preferably, means (not shown) are provided for moving a plate 55 inward at appropriate times to press the paper against the imaging side 54.
Reproduction paper is a relatively insulating substrate coated on one side with a photoconductive material and preferably coated on the other side with a toning agent enclosed in capsules.
The tube is used for normal observation until the moment it is desired to make a permanent copy.
and at this moment the next cycle is carried out.
1. The normal scanning of the electron beam is interrupted by allowing the phosphor on the fiber optic surface inside the tube to become dark:
2. The supply rollers 56, driven by suitable means such as an electric motor (not shown) transport a sheet of reproduction paper from a supply member 57 through guides 58 and a retaining device. corona discharge 59 into the space between the glass plate 55 and the exterior surface of the fiber imaging optical element 54.
The photoconductive surface is in front of the imaging element 54;
3. the glass plate 55 may be moved forward by any suitable means (not shown) to ensure good contact between the photoconductive surface 11 and the fiber ends for better resolution;
4. the electron beam is reconnected for a few scans long enough to discharge the photoconductor and form a latent image, but as short as possible to avoid a scrambled image, and cut again;
5. The sheet is advanced and removed from the apparatus by operating the rollers 60. When the sheets used are coated with toning agent enclosed in capsules, these rollers 60 rupture the capsules causing the development of. image and providing a finished solid copy.
Otherwise, any conventional turning method can be used;
6. As soon as the trailing edge of the sheet passes through the exit rollers 60, the scanning can be started again and normal observation can be resumed.
The complete cycle just described can be completed in a matter of two or three seconds, which is short enough to ensure reproduction of most subjects without being significantly altered. Further, for data copying applications, the cycle can be initiated by starting the transmission to ensure that the sheet receives an image while the transmission is taking place.
In a variant of this device, in which observation is not required, a continuous circulation of the reproduction paper is used in front of a cathode ray tube with a row of fibers. (Such a tube is supplied by General Dynamics Corp.).
Toning agent on the back side of - the release sheet
In the embodiments of the new method described up to now, the toning agent, whether enclosed in capsules or not, has been brought into contact with the sheet of substrate carrying the photoconductive layer.
In some of the embodiments this has been achieved by applying a coating of capsule-encased toning agent to the front side or back side of the photoconductor-substrate sheet, in others by contacting the photoconductor-substrate sheet. front or back side of the photoconductor-substrate sheet with a release sheet having a coating of toner encapsulated in capsules on the side of the release sheet facing the photoconductor-substrate sheet, and others by conventional direct application of toning agent in liquid or powder form.
The process can be modified in such a way that the toning agent never comes into contact with the substrate photoconductor sheet. The toning agent is instead released on a separate sheet while the separate sheet is in contact with the photoconductor or with the back side of the substrate.
An embodiment of this method is shown in FIG. 18. As shown, a light image is projected through a lens 61 as indicated by the arrow onto a photoconductive layer 11, carried by a relatively insulating substrate. Behind substrate 10 is another relatively insulating sheet 62, coated with a layer of toning agent 20 enclosed in capsules. Note that in this embodiment of the method, the toning agent capsules are on the side of sheet 62 which is furthest from the substrate.
Between substrate 10 and sheet 62 there is a small air gap. This spacing should be made as small as possible. In actual operation, it is virtually non-existent since the electrostatic pull of the charged photoconductor-substrate sheet attracts sheet 62 and maintains it in intimate contact with the substrate.
The light image discharges the photoconductor in a pattern constituting a latent charge image and the charged image manifests as an electrostatic force field both in front of the sheet and behind the substrate sheet 10, as described herein. -above. The force field is symbolized in fig. 18 by arrow 13, representing a line of electrostatic flow.
The force field extends through sheet 62 as shown. The toner capsules on the back of sheet 62 are ruptured in any suitable manner, while sheet 62 is still in contact with substrate 10, and the toner forms a visible image on it. the rear of the sheet 62 in a manner substantially identical to that in which it forms a visible image on the rear of the substrate 10 itself in the embodiments of the invention described above.
When the substrate 10 is sufficiently strong and rigid, the capsules can be ruptured by passing a pressure roller over the surface of the capsules without moving the assembly to the position shown in FIG. 18. Alternatively, the assembly comprising the photoconductor-substrate sheet and sheet 62 may be passed through a pair of pressure rollers. Instead of using a toning agent enclosed in capsules, the back of the sheet 62 may be subjected to toning by any of the conventional methods while it is kept in contact with the substrate 10.
This method of producing a visible image has a number of distinct advantages. The photoconductor and its substrate can be permanently retained in the device and used by name
many times. This makes it possible to greatly reduce the cost per copy of the document reproduced since this does not result in a consumption of photoconductive material for each copy made.
This method can be used advantageously in a still camera using a movable dual corona charging device, a slit focal plane shutter and a pressure roller, all of which move in the order listed past the reproduction assembly in sandwich with sequential charge and exposure of the photoconductive layer and development of the copy sheet. These operations carried out in a rapid sequence allow the use of short-dark alteration photoconductors of usable photographic sensitivity ensuring that all areas of the sheet will have duration of charge, exposure, alteration to light. darkness and even development.
A variant of the method which has just been described consists in not placing the copy sheet 62 in contact with the rear of the substrate, but on top of the photoconductive layer, the side of the copy sheet having to undergo the bend. being directed in the opposite direction to the photoconductor. The image will then conform to the field lines coming from the surface of the photoconductor and will give the same image as that which is revealed directly on the photoconductive layer for the reasons indicated in the paragraph entitled Theoretical description. In this case, however, it is necessary to use a mirror or equivalent inverting means to obtain a direct reading image, unless the copy sheet 62 is transparent and designed to be viewed from the opposite side. that of the application of the toning agent.
This method can also be used to produce multiple copies simultaneously by piling a plurality of sheets of insulating copies behind the substrate, each of the copy sheets having its own coating of toning agent capsules. A rear conductive electrode can be used for extension of the field lines. Such a rear electrode may include an amplified DC voltage and / or may serve as a pressure roller or as a pressure support plate to promote bursting of the toning agent capsules. This would be particularly useful for printouts without impact from computers and the like where multiple copies are sometimes required.
Litli ograph ic clldze
It has already been suggested to use electrostatic reproductions for example on zinc oxide in a resinous binder or on an organic photoconductor as lithographic prints. Lithographic reproduction processes depend on differential wettabilities, the background being a hydrophilic surface which is kept moistened with water and thereby repels oily inks while the areas to be printed are rendered oleophilic in some way. other and thereby accept ink.
When a conventional electrostatic reproduction is to be used as the lithographic original, certain difficulties arise. The binder or resin used for the photoconductive material should have a good hydrophilic surface and a good photoconductive surface. For cost or other reasons, these requirements frequently clash.
When the toning agent is applied to the back of the sheet according to the new process, these two functions are performed separately and the insulating substrate can be used.
only as a good hydrophilic surface. If we
desired, the back surface can be changed by milking
chemical or the like or by applying a separate back coating to improve the characteristics of the offset plate. None of these methods affect the photoconductive layer and the only precaution necessary is that no treatment or coating should significantly reduce the insulating properties of the substrate layer or provide a conductive layer shortening the flux lines to the surface. back of the substrate sheet.
Using a hydrophilic substrate which has undergone
back toning using an oleophilic toning agent, the developed sheet can be used as an offset original for direct lithography (which requires the image on the plate to be a mirror image of the desired copy) or for more conventional offset lithography, in which the ink image is transferred from the cliché to an offset surface and from there to the final copy sheet.
Clis Ités for diazo reproduction
The process lends itself admirably to the production of diazo prints for diazo reproduction processes.
subsequent. Since a correct left-right image can be formed on the back side of the substrate, the diazo sensitive surface of the diazo paper can be placed in direct contact with the back side image. This results in better separation, contrast and edge definition. The direct contact of the plate and the diazo paper prevents light from passing between the edges of the indications on the substrate and the diazo paper. It is clear that by using them for this purpose, the photoconductor and the substrate must indeed transmit the ultraviolet actinic rays required in the diazo process.
Photoconductive sheets of genes
Instead of depositing the photoconductive layer on the surface of a relatively insulating substrate, the photoconductive material (zinc oxide or the like) can be mixed with the insulating material such as cellulose acetate before forming the sheet. The resulting mixture is then rolled or cast to obtain a sheet or film. The sheet or film thus formed is not homogeneous in the strict sense of the word, but can be so designated because it is uniformly photoconductive throughout its thickness instead of being a two-layered product formed from a photoconductive layer and an insulating substrate layer. Sensitizing dyes and the like can also be incorporated into the composition as required.
For most purposes the sheet should be made with a thickness of 0.005 to 0.01 cm, which gives good charge retention and provides high contrast in the latent image under load and in the final visible image. having fired. This thickness is also ideal for handling the sheet.
By using a homogeneous sheet of this type, the electrostatic field lines of the charged image need not also penetrate a relatively insulating thin substrate in order to extend rearwardly of the sheet. Due to this fact, the resolution and the filling of the continuous areas are improved. Further, the loading is made easier because the resistance across the sheet is lower than it would be if a two-layer type sheet was used.
The homogeneous sheet has a number of other notable advantages over conventional types of photoconductive sheets. It is not susceptible to flake formation as is the case with a sheet coated with a solid powder material in a binder resin. It also has less tendency to ripple due to differences in thermal expansion, moisture absorption or the like. Further, the sheet is of a uniform white appearance and is more acceptable to many users because its appearance and feel is similar to that of paper.
When cellulose acetate is used as a binder, it further protects the photoconductive material from the effects of moisture and the like.
Apparatus
A number of types of apparatus have been described above in more or less detail in connection with the description of various materials and methods. Many other types of devices are contemplated and some of these are suggested below. For the sake of brevity, they are not described in detail, but are considered to be adequately described for those skilled in the art by means of the following brief descriptions taken together with the above description of the principles:
1. A microfilm apparatus using a transparent photoconductive material deposited on a transparent relatively insulating substrate (see Fig. 5), in which the film is loaded, exposed to the original through a normal optical reduction system, developed by means of 'toning agent on the back of the sheet and fixed;
3.
A device for recording indoor and outdoor scenes. portraits, documents etc., in which the film is loaded, exposed through a normal photographic lens, the film being for example 35 mm or a format of 70> <x 93 23 cm or the like, it is developed on the back of the sheet and fixed:
3. A camera, in which the coated film is cut into strips of suitable dimensions such as 8 mm, 16 mm, 35 mm or 70 mm strips with or without tooth holes and provided as required. desires a magnetic sound track or an optical sound track developed on the same photoconductive surface as that used for
Optical recording;
4.
A reflective contact document provided with means for loading and exposing a recording sheet having a photoconductive layer on an insulating substrate and subsequently twisting the back of the substrate sheet;
5. A camera-type device, in which the photoconductive layer is reused many times and deposited an image which may be positive or negative as desired on a release sheet which may be opaque or translucent and the. image is affixed to the release sheet. If the release sheet is opaque and is to be viewed by reflection, an odd number of reflecting surfaces or the like must be provided in the optical system to obtain a correct left-right image;
6.
A micro-storage device, in which a united photoconductive recording sheet is exposed, undergoes toning and is wound up with an intermediate protective sheet if desired. The sheet can be unwound and viewed in a microfilm reader and if necessary the existing image can be erased and the medium in question can be reloaded, re-exposed and toned so as to form a new image without altering the images on the remainder of the roll.
Many types of apparatus for using various embodiments will of course be obvious to those skilled in the art in light of the above description.
The disclosed method provides electrostatic reproduction methods and materials which obviate the need to produce a permanent developed image on top of a photoconductive layer and provide the capability of producing a direct read copy by contact printing. with reflection from an opaque original. The electrostatic reproduction systems according to the present invention are substantially independent of ambient humidity conditions.
The method also provides electrostatic reproduction systems which eliminate the need to handle bulk toners, refills, carriers and the like. It also provides systems which do not involve the use of toning agent compositions of low container durability. The method further provides electrostatic reproduction systems suitable for reproducing halftone and fast access subjects such as aerial photographs, computer printouts, teletype and the like.