FR2702854A1 - Procédé et appareil de charge d'un organe photosensible. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne la charge d'un organe photosensible. Elle se rapporte à un appareil qui met un organe de charge (101), auquel une tension est appliquée par une source externe, au contact d'un emplacement d'un organe mobile à charger (110). L'organe de charge (101) est délimité par une pellicule souple (102) et un organe de support (104), la pellicule souple (102) ayant deux extrémités opposées supportées par l'organe de support (104) afin que la pellicule (102) forme au moins deux rayons de courbure, le rayon en aval de l'emplacement de contact dans le sens de déplacement de l'organe à charger (110) étant inférieur au rayon en amont. Application aux imprimantes et copieurs.

Description

i La présente invention concerne un appareil de charge destiné à être

utilisé avec des appareils de formation d'images, tels que les imprimantes, les imprimantes vidéo,

les télécopieurs, les copieurs et les dispositifs d'affi-

chage Plus précisément, l'invention concerne un appareil de charge destiné à mettre en oeuvre une opération de charge ou de décharge qui provoque la mise en contact d'un organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une

source externe, avec un organe à charger.

Dans la suite, on décrit un appareil de charge utilisé dans un appareil de formation d'images de type

électrophotographique par utilisation d'un organe photosen-

sible constituant un organe à charger.

Un appareil de charge qui exécute une opération de charge par mise au contact d'un organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une source externe, avec un organe à charger est déjà connu Dans cet appareil, l'organe de charge est mis au contact de la surface d'un organe photosensible, c'est-à-dire de l'organe à charger, avec formation d'un espace (c'est-à-dire un espace de décharge) au voisinage d'une partie de contact entre l'organe de charge et l'organe photosensible, et ce dernier est chargé par un phénomène de décharge qui se produit dans cet espace L'appareil de charge de ce type a attiré l'attention, et il a été commercialisé car il présente des avantages puisque, par rapport à un appareil de charge par effluves, une alimentation à basse tension peut être

utilisée et la quantité d'ozone dégagée est très faible.

Les organes classiques de charge comprennent un balai de fibres conductrices de l'électricité tel que

décrit dans la demande de brevet japonais mise à l'inspec-

tion publique N O 19 837/1980, un rouleau élastique conduc-

teur de l'électricité tel que décrit dans la demande mise à l'inspection publique de brevet japonais no 132 356/1981, et une lame conductrice de l'électricité, telle que décrite

dans la demande publiée de brevet japonais N O 14 701/1990.

En outre, on a récemment proposé des appareils de charge comprenant des pellicules souples comme organes de charge. La demande mise à l'inspection publique de brevet japonais no 86 681/1992 décrit un appareil de charge qui est tel que les deux extrémités d'une pellicule souple

(appelée "feuille" dans le présent mémoire) sont suppor-

tées, et le centre d'une partie libre est mise au contact

d'un organe photosensible En outre, le brevet des Etats-

Unis d'Amérique N O 5 192 974 décrit un appareil de charge

disposé de manière qu'une première extrémité d'une pelli-

cule souple soit supportée et qu'une extrémité libre de celle-ci soit mise au contact d'un organe photosensible De plus, le brevet des Etats- Unis d'Amérique N O 5 243 387 décrit un appareil de charge disposé de manière qu'un tube dont le diamètre interne est supérieur au diamètre d'un rouleau rotatif se loge sur le rouleau, et qu'un côté du tube distant de l'organe photosensible soit repoussé contre le rouleau, si bien qu'une partie libre est mise au contact

d'un organe photosensible.

En outre, des demandes de brevet spécifient la rugosité de la surface des organes de charge afin que la propriété de charge soit uniforme Par exemple, la demande mise à l'inspection publique de brevet japonais no 132 356/1981 décrit la relation entre la rugosité de la surface d'un rouleau conducteur de l'électricité et le défaut d'uniformité de charge Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 5 008 796 spécifie la relation entre la rugosité de la surface d'un organe de charge et un organe photosensible La demande mise à l'inspection publique de brevet japonais N O 198 468/1990 spécifie une plage pour la

rugosité maximale de l'organe de charge.

Cependant, dans le cas de l'appareil de charge décrit dans la demande mise à l'inspection publique de brevet japonais N O 86 681/1992, l'état de contact entre l'organe de charge et l'organe photosensible ne peut pas être déterminé avec précision puisqu'il dépend de la liberté de la pellicule Comme l'état de contact est indéterminé, l'espace de décharge formé à proximité de la partie de contact est aussi indéterminé et instable Ainsi, un problème se pose car la charge obtenue ne peut pas être uniforme En outre, comme l'état de contact de la pellicule est indéterminé, un autre problème se pose car la pellicule vient frapper l'organe photosensible en créant un bruit

lors de la charge.

Dans le cas de l'appareil de charge décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique no 5 243 387, l'état de contact entre l'organe de charge et l'organe photosensible est indéterminé car il dépend de la liberté du tube Ainsi, un problème se pose car une charge uniforme ne peut pas être obtenue En outre, un problème est dû au fait que la

disposition est complexe.

De plus, dans le cas de l'appareil de charge décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 5 192 974, si une ligne de crête se déforme légèrement à l'extrémité libre de la pellicule ou si la ligne de crête est formée de manière peu précise, le contact entre la pellicule et

l'organe photosensible dévient non uniforme En consé-

quence, l'espace de décharge formé au voisinage de la

partie de contact devient non uniforme et perd sa stabi-

lité En conséquence, un problème est dû au fait que la

charge obtenue ne peut pas être uniforme.

La demande de brevet japonais mise à l'inspection publique no 86 681/1992 indique qu'un champ électrique est produit entre l'organe de charge et une couche conductrice de l'électricité de la face arrière de l'organe à charger, et une force électrique est ainsi créée Cependant, dans ce document, la force électrique n'est déterminée que comme la cause de la création de bruit ou de vibrations au moment de

la superposition d'une tension alternative, et l'utilisa-

tion active de la force électrique comme force de mise en

contact sous pression n'est nullement envisagée.

La présente invention est destinée à la solution des problèmes précités, et elle a pour objet la réalisation d'un appareil de charge qui permet le maintien positif et uniforme d'un espace de décharge formé au voisinage d'une partie de contact entre l'organe de charge et l'organe photosensible. L'invention a aussi pour objet la réalisation d'un

appareil de charge qui évite la détérioration par frotte-

ment de l'organe photosensible ou de l'organe de charge et qui permet l'exécution d'une opération stable et fiable de charge. Elle a aussi pour objet la réalisation d'un appareil de charge qui empêche le maintien des objets étrangers, tels que le développateur, les adjuvants du développateur, la poussière de papier et analogues, au voisinage de la partie de contact entre l'organe de charge et l'organe

photosensible.

L'invention concerne ainsi un appareil de charge destiné à exécuter une opération de charge par mise d'un organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une

source externe, au contact d'un organe à charger, caracté-

risé en ce que l'organe de charge est disposé de manière que les deux extrémités d'une pellicule souple soient supportées par un organe de support et que la pellicule prenne une forme telle que le rayon de courbure d'une partie de la pellicule placée en aval d'une région de contact entre la pellicule et l'organe à charger, dans le sens de déplacement de l'organe à charger, est inférieur au rayon de courbure d'une partie de la pellicule placée en

amont de cette région de contact.

En outre, selon l'invention, un appareil de charge destiné à réaliser l'opération de charge par mise de l'organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une source externe, au contact d'un organe à charger, est caractérisé en ce que l'organe de charge est placé de manière que les deux extrémités d'une pellicule souple soient supportées par un organe de support et que, si l'on appelle LI la distance comprise entre les extrémités fixes de la pellicule et L 4 la longueur correspondant à la dimension maximale de la pellicule suivant une courbe le

long de la pellicule, on ait la relation Ll < L 4.

En outre, selon la présente invention, un appareil de charge destiné à mettre l'organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une source externe, au contact d'un organe à charger, est caractérisé en ce qu'une force de contact de l'organe de charge appliquée à l'organe à

charger est due essentiellement à une attraction électro-

statique, et la force de contact, due à la force d'attrac-

tion électrostatique, est supérieure à la force mécanique

de contact.

En outre, la présente invention concerne un appareil de charge destiné à effectuer une opération de charge par mise de l'organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une source externe, au contact de l'organe à charger, et caractérisé en ce que, si la rugosité moyenne en dix points de l'organe de charge est appelée Rz, la hauteur d'une partie en saillie à la surface de l'organe de charge n'est pas supérieure à: Rz/2 + 4,4 pm

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:

les figures 1 (a) et 1 (b) sont des coupes schéma-

tiques d'un mode de réalisation d'appareil de charge selon l'invention, la figure 1 (a) étant une coupe schématique

d'un organe de charge et la figure 1 (b) une coupe schéma-

tique de l'appareil de charge ayant l'organe de charge de la figure 1 (a) en position de fonctionnement;

la figure 2 est un graphique représentant la rela-

tion entre une tension Va appliquée à l'organe de charge et un potentiel résultant de surface Vs d'un organe à charger dans l'appareil de charge selon l'invention; la figure 3 est un graphique représentant la relation entre une courbe de Paschen et une tension Vg appliquée à l'espace intermédiaire en fonction de la dimension g de cet espace; la figure 4 est une coupe schématique d'un autre mode de réalisation d'appareil de charge selon l'invention;

les figures 5 (a) et 5 (b) sont des coupes schéma-

tiques d'un autre mode de réalisation d'appareil de charge selon l'invention, la figure 5 (a) représentant un état de repos et la figure 5 (b) un état de fonctionnement;

les figures 6 (a) et 6 (b) sont descoupes schéma-

tiques d'autres modes de réalisation de l'appareil de charge selon l'invention; la figure 7 est une coupe schématique d'un appareil de formation d'images ayant l'appareil de charge selon la présente invention, monté sur l'appareil de formation d'images;

la figure 8 est un schéma permettant la détermina-

tion des paramètres de montage de l'organe de charge de l'appareil de charge selon l'invention; les figures 9 (a) à 9 (c) sont des coupes schématiques représentant des états de fonctionnement de l'appareil de charge selon l'invention;

les figures 10 (a) et 10 (b) sont des coupes schéma-

tiques d'un autre mode de réalisation d'appareil de charge selon l'invention, la figure 10 (a) représente l'état de repos et la figure 10 (b) l'état de fonctionnement; la figure 11 est un graphique représentant la relation entre les caractéristiques de charge et la valeur de la résistance de l'organe de charge de l'appareil de charge selon l'invention; la figure 12 est un graphique représentant la relation entre la qualité de l'image et le potentiel de surface de l'organe à charger, dans l'appareil de charge selon l'invention monté dans un appareil de formation d'images; la figure 13 est un graphique représentant le profil en coupe de la surface de la pellicule, lorsqu'une charge défectueuse se produit; et

la figure 14 est un graphique permettant la détermi-

nation de la hauteur efficace d'une saillie. Premier mode de réalisation

On se réfère maintenant aux dessins pour la descrip-

tion détaillée de la présente invention.

Les figures 1 (a) et 1 (b) sont des coupes d'un

exemple d'appareil de charge selon la présente invention.

La figure l(a) est une coupe schématique d'un organe de charge Un organe 101 de charge est représenté dans un état dans lequel les deux extrémités d'une pellicule souple 102 sont supportées et fixées par des organes 103 à 105 de support, et une partie non supportée de la pellicule 102 est orientée verticalement vers le bas La pellicule 102 forme une partie souple orientée vers le bas depuis les extrémités fixes Si, 52 Comme représenté, si la distance comprise entre les extrémités fixes (dimension linéaire entre les extrémités fixes Si et 52) est faible, cette partie souple a une forme analogue à celle d'une larme, étant donné que certaines forces s'opposent à la flexion de

la pellicule.

La figure 1 (b) représente l'état dans lequel l'organe 101 de charge de la figure 1 (a) est mis au contact d'un organe 110 à charger, si bien que la partie non supportée de la pellicule 102 est orientée vers le côté aval dans le sens de rotation (dans le sens de la flèche sur le dessin) de l'organe 110 à charger Comme l'indique le dessin, la pellicule 102 garde une forme analogue à celle d'une larme La pellicule 102 est mise au contact de l'organe 110 à charger dans une zone N de contact et le rayon de courbure de la pellicule 102, dans une zone P 2 qui est en aval de la zone N dans le sens de rotation de l'organe 110, devient inférieur au rayon de courbure de la pellicule 102 du côté amont Pi La disposition grâce à laquelle la pellicule 102 est mise au contact de l'organe

à charger de cette manière est un exemple caractéris-

tique du mode de réalisation de l'invention.

On décrit maintenant un exemple dans lequel l'opéra-

tion de charge est réalisée par mise de l'organe de charge au contact d'un organe photosensible, c'est-à-dire de

l'organe à charger.

Sur la figure 1 (b), l'organe 110 à charger est

disposé de manière qu'une couche 112 formant une sous-

couche et une couche photosensible 113 soient disposées dans cet ordre sur un substrat conducteur de l'électricité 111 L'organe 110 peut tourner dans le sens de la flèche

sous la commande d'un dispositif non représenté d'entraî-

nement Par ailleurs, dans un appareil de charge 100, l'organe 104 de support est raccordé à une alimentation 106 Si l'organe 110 à charger est déplacé dans le sens de la flèche et si simultanément une tension est appliquée par l'alimentation 106 à l'organe 101, l'organe 110 est soumis

à une opération de charge.

Dans un exemple particulier, pendant que l'organe 110 à charger a été entraîné en rotation à une vitesse

linéaire de 30 mm/s, une tension continue Va a été appli-

quée à l'organe 102 de charge par l'alimentation 106, et un potentiel de surface Vs de l'organe 110 à charger a été mesuré juste après l'opération de charge Cependant, entre la mesure du potentiel de surface et l'opération de charge,

le potentiel de surface Vs a été initialisé par un dispo-

sitif de décharge non représenté Il faut noter que la couche photosensible 113 de l'organe 110 était une couche photosensible organique de type séparé à fonction de charge négative, ayant une constante diélectrique égale à 3,3 et

une épaisseur de 20 pm.

La forme de la pellicule 102 est telle que la

configuration de la figure 1 (b) est conservée indépendam-

ment du fait que l'opération de charge est réalisée ou non.

Plus précisément, même si l'organe 110 à charger tourne et une tension lui est appliquée, la configuration de la

pellicule 102 ne change pas.

La relation entre la tension appliquée Va et le potentiel résultant de surface Vs est indiquée sur la figure 2 Sur cette figure, les abscisses représentent la tension Va qui est appliquée à l'organe de charge 101 et les ordonnées représentent le potentiel Vs de la surface. Sur le dessin, les cercles représentent un point mesuré et

le trait plein la courbe reliant les points mesurés.

D'après ces résultats, on peut noter que l'organe 110 à charger ne se charge pas dans la plage O V > Va > -565 V. En d'autres termes, une tension Vth de début de charge est égale à -565 V Dans une région dans laquelle la valeur absolue de Va est supérieure ou égale à 565 V, le graphique forme une droite de pente égale à 1 En d'autres termes, le potentiel de surface Vs (exprimé en volts) de l'organe 110 est donné par les relations suivantes: Vs = O O > Va > 565 V Vs = Va + 565 -565 2 Va

On peut expliquer ce phénomène en référence à la figure 3.

La figure 3 est un graphique représentant la courbe de Paschen et les courbes indiquant la relation entre la dimension g de l'espace et sa tension Vg Sur la figure, les abscisses représentent cette dimension g de l'espace formé entre l'organe à charger et l'organe de charge, et les ordonnées représentent la tension Vg dans cet espace ou une tension de claquage Vb La courbe 131 (représentée en trait plein) est une courbe de Paschen qui représente la tension de claquage Vb déterminée par la dimension g La courbe 132 (représentée en traits mixtes longs et courts qui alternent) est une courbe indiquant la relation entre la dimension g et la tension Vg de l'espace dans le cas o la différence de potentiel entre l'organe à charger et l'organe de charge est relativement grande La courbe 133 (indiquée en trait interrompu) est une courbe indiquant la relation entre la dimension g et la tension Vg dans l'espace formé dans le cas o il existe une différence de potentiel à la limite de l'apparition d'une décharge dans

ledit espace.

Lorsque la tension Vg dans cet espace ou d'entrefer, divisée par la dimension de l'espace de décharge compris entre l'organe de charge et la surface de l'organe à charger dépasse la tension de claquage Vb, le phénomène de décharge de l'organe de charge vers l'organe à charger se produit Plus précisément, lorsque l'organe de charge et la

surface de l'organe à charger se rapprochent progressi-

vement, la dimension g diminue La tension Vg passe du

point Al au point A 2 et, lorsque la capacité électrosta-

tique augmente dans ledit espace, la tension Vg dans celui-

ci diminue En conséquence, lorsque la tension Vg atteint

la tension de claquage Vb (au point A 2), une charge élec-

trique est libérée par l'organe de charge vers l'organe à

charger (phénomène de décharge) En conséquence, le poten-

tiel de la surface de l'organe à charger devient égal à Vc.

Ensuite, lorsque la dimension g diminue, le phénomène de décharge se poursuit le long de la courbe 131 de Paschen et atteint le point A 3 Ce point A 3 est un point auquel la tension Vg ne dépasse pas la tension de claquage Vb, même lorsque la dimension g devient inférieure à cette valeur et le phénomène de décharge se termine En conséquence, l'opération de charge se termine aussi, et l'organe à

charger est ainsi chargé au potentiel de la surface Vs.

Dans une région dans laquelle la dimension g (expri-

mée en microns) dépasse 8 pm, la tension de claquage Vb (c'est-à-dire la courbe 131) est exprimée en volts par la relation suivante: Vb = -312 6,2 g ( 1) En outre, si l'épaisseur de la couche photosensible est appelée dpc et la constante diélectrique de la couche photosensible est appelée E pc la tension Vg (c'est-à-dire la courbe 132) est représentée par la relation: Vg = (Va Vc) g/{(d pc/E pc) + g ( 2) Il faut noter que Va est la tension appliquée à l'organe de charge et Vc le potentiel de la surface de l'organe à

charger avant ou pendant l'opération de charge.

il

L'épaisseur dpc égale à 20 pm de la couche photosen-

sible utilisée dans l'expérience et la constante diélec-

trique Epc égale à 3,3 de la couche photosensible sont portées dans la relation ( 2), et (Va Vs) et g au point A 3 auquel le phénomène de décharge est terminé sont déterminés (Vc est renommé Vs dans la relation ( 2) car le potentiel de la surface de l'organe à charger au moment de la fin du phénomène de décharge est égal à Vs) Si l'on suppose que

Vb = Vg, et Va Vs = Vth, si les conditions dans les-

quelles la courbe 131 est au contact de la courbe 132 sont déterminées (c'est-à-dire les conditions dans lesquelles l'équation quadratique relative à g présente une solution double), on obtient: Vth = -565 V g = 17,4 pm La valeur de la tension Vth correspond à la valeur de seuil

indiquée sur la figure 2.

Il est possible de déterminer, à partir des résul-

tats précédents, que l'opération de charge de l'appareil de charge selon l'invention est due au phénomène de la décharge dans l'espace (espace de décharge) compris entre

l'organe de charge et l'organe à charger.

On estime maintenant l'étendue de la région de

l'espace de décharge.

Par exemple, lorsque le potentiel de surface Vs de l'organe à charger est porté à -700 V, si l'on suppose que: Va = Vs + Vth = -1265 V et si la dimension de l'espace au début de la décharge au point A 2 est déterminée d'après les formules ( 1) et ( 2), on obtient g = 146 pm Ce résultat montre que l'opération de charge par l'appareil de charge selon l'invention est réalisée à l'aide du phénomène de décharge dans la région dans laquelle la dimension de l'espace compris entre l'organe de charge et l'organe à charger est comprise entre environ

pm et 17 pm Ainsi, il est nécessaire de former unifor-

mément dans toute la région de charge une zone dans laquelle la distance comprise entre l'organe de charge et

la surface du matériau photosensible diminue progressi-

veient, et la dimension de l'espace devient approximati- vement égale à 150 pim ou moins L'appareil de charge selon la présente invention est capable de former de manière stable un tel espace de décharge entre l'organe de charge

et l'organe photosensible.

On décrit maintenant la raison de ce phénomène, en

référence aux figures l(a) et 1 (b).

Comme décrit précédemment, dans l'appareil de charge de l'invention, la pellicule 102 est mise au contact de l'organe 110 à charger dans la zone de contact N, et on suppose que la configuration est telle que le rayon de courbure de la pellicule 102 dans la zone P 2, qui est en aval de la zone N dans le sens de rotation de l'organe 110 à charger, devient inférieur au rayon de courbure de la

pellicule 102 dans la zone amont Pi.

La raison de la formation de la zone de contact N est la réalisation d'un espace stable de décharge entre la pellicule 102 et l'organe 110 à charger en avant et en arrière de la zone N Il est nécessaire que cette zone N soit formée de manière stable dans la direction axiale de l'organe à charger (c'est-à-dire dans une zone de largeur

de charge efficace).

Dans le cas de l'appareil de charge selon l'inven-

tion, la pellicule 102 est mise au contact de l'organe 110 à charger avec une faible force mécanique de contact et forme la zone N Ensuite, lorsqu'une tension est appliquée

par l'alimentation 106, une force d'attraction électrosta-

tique agit entre la pellicule 102 et le substrat 111 de

l'organe 110 dans la zone N Grâce à cette force d'attrac-

tion électrostatique, la pellicule 102, dans la zone N, est mise au contact de l'organe 110 de manière qu'elle suive

cet organe 110.

Si la force de formation de la zone N est uniquement une force mécanique, il est difficile de répartir cette force dans la direction axiale de l'organe à charger et d'obtenir que la pellicule suive de manière satisfaisante l'organe à charger Par exemple, dans le cas o une surface non uniforme est présente sur l'organe à charger, la force mécanique se concentre sur les parties en saillie Ainsi, bien que la pellicule soit mise au contact des parties en saillie et de leur voisinage sur l'organe à charger, des parties de la zone dans laquelle la pellicule n'est pas mise au contact de l'organe à charger apparaissent dans d'autres parties de cette zone Il est donc impossible que la pellicule suive l'organe à charger dans sa direction axiale. Cependant, dans le cas o la pellicule est mise au contact de l'organe à charger avec une force d'attraction électrostatique, même lorsqu'une surface irrégulière est formée sur cet organe, la force agissant sur la pellicule a une action pratiquement identique sur les parties en saillie et en creux, si bien qu'il est possible que la pellicule suive l'organe à charger dans sa direction axiale Il est donc possible de former un organe stable de décharge Il faut noter que, pour que la pellicule suive l'organe à charger dans la direction axiale sous l'action de la force d'attraction électrostatique, il faut que la

pellicule soit souple.

On décrit dans la suite la raison de la formation de la zone de plus petit rayon de courbure dans la zone P 2 en

aval de la zone N que dans la zone Pl.

D'abord, comme la zone Pl de la pellicule 102 qui est en amont de la zone N est une zone de grand rayon de courbure, l'espace de décharge formé entre cette zone et l'organe à charger devient progressivement plus étroit vers

la zone N Dans cet espace de décharge, la décharge com-

mence et se poursuit de manière stable, si bien que le potentiel de la surface de l'organe 110 à charger peut être

réglé de façon continue à une valeur stable.

En outre, comme décrit précédemment, une force orientée vers l'aval agit sur la pellicule 102 dans la zone

N à cause de la rotation de l'organe 110 et/ou de l'appli-

cation d'une tension La pellicule a tendance à se déformer vers l'aval sous l'action de cette force Cependant, si une zone de plus petit rayon de courbure se forme dans la zone P 2 placée en aval de la zone N, une force empêchant la déformation de la pellicule 102 agit au voisinage de la zone P 2 De plus, la force orientée vers l'avant devient grande par rapport à la surface de la zone N Cependant, comme la zone de petit rayon de courbure est formée dans la zone P 2 qui est en aval de la zone N, cette dernière peut avoir la surface minimale nécessaire, si bien que la force qui s'oriente d'elle-même vers l'aval peut aussi être faible En conséquence, la configuration de la pellicule ne

change pas.

En plus de la configuration de la pellicule repré-

sentée sur les figures 1 (a) et 1 (b), les figures 4 à 6 représentent d'autres exemples de configurations ayant une

disposition dans laquelle les deux extrémités de la pelli-

cule sont supportées, avec une force qui empêche la défor-

mation de la pellicule.

La figure 4 est une coupe schématique d'un autre

mode de réalisation d'appareil de charge selon l'invention.

Sur la figure 4, la pellicule constituant l'organe

de charge est remplacée par une pellicule en forme de tube.

Un organe 203 de support est introduit dans une pellicule 202 en forme de tube, et la pellicule 202 avec l'organe de support 203 sont introduits dans un autre organe 204 de

support de manière qu'un organe 201 de charge soit réalisé.

A ce moment, la pellicule a des extrémités fixes 53, 54.

Ensuite, une partie non supportée de la pellicule 202 est mise au contact de l'organe 110 à charger afin qu'elle soit orientée vers l'aval de l'organe 110 dans le sens de rotation (sens de la flèche sur le dessin) Comme l'indique le dessin, la pellicule 202 a une configuration analogue àcelle d'une larme La pellicule 202 est mise au contact de l'organe 110 dans la zone N, et le rayon de courbure de la pellicule 202 dans la zone P 2 en aval de la zone N dans le sens de rotation de l'organe 110 est inférieur au rayon de

courbure de la pellicule 202 dans la zone amont Pl.

Si la pellicule en forme de tube est utilisée, le procédé de support de la pellicule par l'organe de support

peut être simplifié.

Les figures 5 (a) et 5 (b) sont des coupes schéma-

tiques d'un autre mode de réalisation d'appareil de charge

selon la présente invention.

Sur les figures 5 (a) et 5 (b), la pellicule consti-

tuant l'organe de charge est remplacé par une pellicule ayant une structure multicouche De plus, la distance comprise entre les extrémités fixes de la pellicule est

réglée à une valeur nulle.

La figure 5 (a) est un schéma représentant l'état de repos Les deux extrémités d'une pellicule 252, dans laquelle est formée une couche résistive 254 sur une couche conductrice de l'électricité 253, sont superposées l'une à l'autre et sont liées à un organe de support 255 avec formation d'un organe 251 de charge L'appareil de charge

est disposé afin que la partie non supportée de la pelli-

cule 252 soit placée avec une orientation tournée vers l'aval de l'organe 110 à charger, suivant son sens de rotation (sens de la flèche sur le dessin) Il faut noter que la couche résistive 254 est formée à la surface du côté

de la pellicule 252 qui est placé contre l'organe 110.

A l'état de repos, la pellicule 252 est à un état sans contact avec l'organe 110 ou à un état dans lequel elle est à son contact mais ce contact n'est pas très ferme L'état dans lequel la pellicule 252 n'est pas en contact ferme avec l'organe 110 est un état dans lequel la force mécanique de contact de la pellicule est inférieure à N/m. La figure 5 (b) est un schéma représentant l'état de fonctionnement Il s'agit d'un état dans lequel l'organe à charger tourne dans le sens de la flèche et une tension est

appliquée par une alimentation non représentée.

Lors de l'application de la tension, la charge (courant électrique) circule suivant un trajet qui comprend l'alimentation, l'organe 255 de support, la couche 253 qui est conductrice de l'électricité (mouvement le long de la surface) et la couche résistive 254 (mouvement dans la

direction de l'épaisseur) Une force d'attraction électro-

statique est alors créée entre la pellicule 252 et l'organe 110 si bien que la pellicule 252 est mise au contact de l'organe 110 dans la zone N Grâce à cette force, la pellicule 252 se déplace très légèrement vers l'organe 110 avec conservation de sa configuration La pellicule 252 est alors mise en contact sous pression avec l'organe 110, en suivant celui-ci dans sa direction axiale A ce moment, la pellicule 252 a une configuration analogue à celle d'une larme La pellicule 252 prend une configuration dans laquelle le rayon de courbure de la pellicule 252 dans la

zone P 2 placée en aval de la zone N dans le sens de rota-

tion de l'organe 110 devient inférieur au rayon de courbure

de la pellicule 252 dans la zone amont Pl.

Il faut noter que, dans ce cas, bien que la pelli-

cule 252 soit très légèrement déplacée lors du début du fonctionnement ou de la fin du fonctionnement (lorsque la tension est appliquée ou supprimée), la pellicule 252 ne se déplace pas pendant le fonctionnement, et la zone N est très stable On peut attribuer ce comportement au fait que la configuration de la pellicule 252 est telle que le rayon

de courbure de la pellicule 252 dans la zone P 2 est infé-

rieur au rayon de courbure de la pellicule 252 dans la zone Pl.

Les figures 6 (a) et 6 (b) sont des coupes schéma-

tiques d'autres modes de réalisation de l'invention.

La figure 6 (a) représente un changement du procédé

de support de la pellicule Un organe 301 de charge repré-

senté sur la figure 6 (a) est placé de manière que les deux extrémités d'une pellicule 302 soient supportées par des organes 303, 304 d'une manière qui forme des extrémités fixes 55, 56 Lorsqu'une tension est transmise par une alimentation non représentée, une force d'attraction électrostatique est créée entre la pellicule 302 et l'organe 110, et la pellicule 302 est mise au contact de l'organe 110 dans la zone N par cette force La pellicule 302, depuis l'extrémité fixe 55 placée en amont de l'organe dans le sens de rotation (sens de la flèche sur le

dessin) vers la zone N comprend la zone Pl de forme nota-

blement rectiligne Par ailleurs, la pellicule 302 possède la zone P 2 de petit rayon de courbure de la zone N à l'extrémité fixe aval 56 Dans ce cas aussi, la disposition est telle que le rayon de courbure de la zone P 2 est

inférieur à celui de la zone Pi.

Sur la figure 6 (b), l'organe 304 de support repré-

senté sur la figure 6 (a) est déplacé dans le sens de la flèche 310 si bien que le rayon de courbure de la zone P 2 placée en aval de la zone N dans le sens de rotation de l'organe 110 à charger (dans le sens de la flèche sur le dessin) est inférieur à celui obtenu dans le cas de la

figure 6 (a).

L'appareil de charge représenté sur la figure 6 (b) a un rayon de courbure dans la zone P 2 qui est inférieur à celui qui est indiqué sur la figure 6 (a) Ainsi, comme la force destinée à empêcher la déformation de la pellicule augmente, la disposition selon l'invention est plus

souhaitable.

Diverses variantes portent sur d'autres structures

de la pellicule constituant l'organe de charge de l'appa-

reil de charge selon l'invention et comprennent par exemple une pellicule à une seule couche (c'est-à-dire constituée uniquement d'une couche résistive), une pellicule à deux couches constituées par une couche résistive et une couche de surface, et une pellicule multicouche dans laquelle une couche conductrice et une couche résistive sont formées

dans cet ordre sur une base isolante.

La couche résistive est une couche dans laquelle une substance conductrice est dispersée, avec une couche formée d'une résine conductrice ou semi-conductrice Comme couche dans laquelle une substance conductrice est dispersée, une substance des groupes a), b) de substances indiqués dans la liste qui suit est dispersée ou dissoute dans une résine

sélectionnée dans les groupes c) à f) de substances indi-

qués dans la suite ou dans une substance ayant une élasti-

cité caoutchouteuse, choisie parmi les groupes g) à j) de substances indiqués dans la suite, et elle est mise sous forme d'une couche Comme résine conductrice, il est possible de citer une substance choisie dans le groupe b) indiqué dans la suite Comme couche semi-conductrice, il est possible de citer une substance choisie dans le groupe

c) de substances indiqué dans la suite.

La couche conductrice joue un rôle de transmission d'une charge (courant) de l'organe de support de l'organe de charge à la couche résistive dans une partie qui vient au contact de l'organe à charger Il suffit donc que la couche conductrice ait une résistance inférieure à celle de la couche résistive Des exemples de couches conductrices sont une couche métallique déposée en phase vapeur, une

couche dans laquelle sont dispersées des particules conduc-

trices, et une couche formée d'une résine conductrice.

Comme couche métallique déposée en phase vapeur, on peut citer une couche dans laquelle des métaux ou alliages tels que l'aluminium, l'indium, le nickel, l'étain, le cuivre et analogue sont déposés en phase vapeur sous forme d'une couche Comme couche dans laquelle est dispersée une substance conductrice, on peut citer une couche dans laquelle une substance des groupes a) et b) indiqués dans la suite est dispersée ou dissoute dans une résine des groupes c) à f) indiqués dans la suite, et forme une couche Comme résine conductrice, on peut citer une substance choisie dans le groupe b) de substances indiqué

dans la suite.

La couche de surface est une couche formée à la surface de la pellicule qui vient au contact de l'organe à charger La couche de surface a notamment des rôles de protection de la pellicule contre l'usure ou analogue, de suppression de l'exsudation des éléments constituants de faible masse moléculaire d'une couche placée sous la couche protectrice, et d'augmentation des propriétés de séparation

du développateur et analogues La couche de surface con-

tient une substance choisie dans les groupes c) à f) indiqués dans la suite Il est aussi possible de citer une substance du groupe a) ou b) dispersée ou dissoute dans une

résine des groupes c) à f).

Il est possible de citer, comme base isolante, une

résine choisie dans les groupes d) à f).

Il faut noter que, pour les valeurs de résistance de la couche résistive et de la couche de surface, on sait

déjà que, même si les résistivités en volume sont spéci-

fiées, celles-ci ne correspondent pas de façon biunivoque

avec les valeurs des résistances obtenues pendant l'utili-

sation réelle La raison en est que la résistance de la couche résistive et de la couche protectrice dépendent du courant La valeur de la résistance de la pellicule est

mesurée par un procédé décrit dans la suite.

* Lors de la préparation de la pellicule, la base est préparée en premier La base comprend la base isolante, la couche conductrice et la couche résistive Les procédés de préparation de la base comprennent un procédé dans lequel la substance constituant la base subit une fusion par chauffage, est dispersée ou dissoute, et subit un moulage par extrusion, en étant moulée sous forme d'une pellicule, ou un procédé dans lequel la substance constituant la base est dissoute dans un solvant, dispersée ou dissoute, (est préparée par polymérisation), et subit un moulage par

extrusion pour former une pellicule Un procédé de forma-

tion de la couche résistive et de la couche protectrice sur la base peut être un procédé dans lequel chaque substance est dissoute dans un solvant, est dispersée ou est dissoute, (subit une polymérisation), et est appliquée par

revêtement par trempage ou par pulvérisation.

On donne maintenant une liste de dix groupes de

substances qui peuvent être utilisées selon l'invention.

a) Noir de carbone (par exemple noir au four, noir d'acétylène et charges de carbone), poudres d'oxydes métalliques (par exemple poudre d'oxyde d'étain et d'indium et poudre de Sn O 2), poudres de métal ou d'alliage (par exemple poudre de Ag et poudre de Al), et des sels (par

exemple un sel d'ammonium quaternaire et un perchlorate).

b) Des résines conductrices de l'électricité, par exemple la polyvinylaniline, le polyvinylpyrrole, le

polydiacétylène, la polyéthylèneimine, et analogues.

c) Des résines telles que l'éthylcellulose, la nitrocellulose, le "Nylon" méthoxyméthylé, le "Nylon"

éthoxyméthylé, un copolymère de "Nylon", la polyvinylpyrro-

lidone et la caséine, ainsi qu'un mélange de ces résines.

d) Des résines thermoplastiques comprenant des

résines acryliques, telles qu'un polyacrylate et un poly-

méthacrylate, des résines de styrène, telles que le poly-

styrène et le poly-l-méthylstyrène, une résine de butyral,

une résine polyvinylique chlorée, un chlorure de polyviny-

lidène, une résine polyvinylique fluorée, le fluorure de

polyvinylidène, une résine polyester, une résine de poly-

carbonate, une résine cellulosique, une résine de polyary-

late, une résine de polyéthylène, une résine de "Nylon", et une résine de polypropylène, ainsi qu'un copolymère ou un

mélange de telles résines.

e) Des résines hydrosolubles, par exemple l'alcool

polyvinylique, l'alcool polyarylique, la polyvinylpyrro-

lidone, la polyvinylamine, la polyarylamine, l'acrylate de

polyvinyle, le méthacrylate de polyvinyle, l'acide polyvi-

nylsulfonique, l'acide polylactique, la caséine, l'hydroxy-

propylcellulose, l'amidon, la gomme arabique, l'acide polyglutamique, l'acide polyspartique et une résine de

"Nylon", ou un copolymère ou mélange de telles résines.

f) Des résines thermodurcissables telles qu'une

résine époxyde, une résine de silicone, une résine d'uré-

thanne, une résine mélamine, une résine alkyde, une résine

de polyimide, une résine polyamide et une résine fluorée.

g) Le caoutchouc naturel.

h) Des caoutchoucs de synthèse tels que les caout-

choucs de silicone, fluorés, de silicone fluoré, d'uré-

thanne, acryliques, d'hydrine, d'épichlorhydrine, de butadiène, de butadiène-styrène, de butadiène-nitrile,

d'isoprène, de chloroprène, d'isobutylène-isoprène, d'éthy-

lène-propylène, le polyéthylène chlorosulfoné et le

"Thiokol", ou leurs mélanges.

i) Les matières élastomères telles qu'une résine de styrène, une résine de chlorure de vinyle, une résine de polyuréthanne, une résine de polyéthylène, une résine de

méthacrylate et analogues.

J) Des matières sous forme de mousses souples, par exemple des mousses de polyuréthanne, de polystyrène, de

polyéthylène, d'élastomère et de caoutchouc.

En outre, la tension appliquée à l'organe de charge de l'appareil selon la présente invention n'est pas limitée à une tension continue, et une tension dans laquelle une tension continue se superpose à une tension alternative peut aussi être utilisée En outre, un courant peut être

appliqué à la place d'une tension.

Les organes de support ont pour rôle de supporter la pellicule et d'appliquer une tension (ou un courant) à la pellicule Cependant, il n'est pas nécessaire que tous les organes de support soient formés d'un matériau conducteur de l'électricité Par exemple, dans le cas des figures 1 (a) et 1 (b), seul l'organe de support 104 peut être formé d'un matériau conducteur de l'électricité, les organes 103 et

pouvant être formés d'une matière isolante.

On considère dans la suite, dans des exemples

particuliers, une description détaillée des propriétés de

l'organe de charge nécessaires pour l'obtention de la

disposition précitée.

Exemple 1

Dans l'exemple 1, on décrit les résultats de l'étude de la relation entre la configuration en coupe de la pellicule et les performances de charge Il faut noter que, pour la détermination des performances de charges, l'appareil de charge a été monté dans un appareil de formation d'images et un dessin 2 x 2 ayant une résolution de

240 points par centimètre a été formé sur un papier d'enre-

gistrement de format A 4, et l'état de charge irrégulière est examiné dans l'aspect des images obtenues sur le papier d'enregistrement En outre, l'état de l'appareil de charge pendant le fonctionnement et le repos de l'appareil de

formation d'images a été observé.

On décrit d'abord l'appareil de formation d'images

utilisé au cours des expériences.

La figure 7 est une coupe schématique d'un appareil de formation d'images utilisé pour cette expérience, et un exemple est représenté dans lequel l'appareil de charge représenté sur la figure 1 est monté comme appareil de

charge.

L'organe 110 qui doit être chargé à un diamètre externe de 30 mm, avec une sous-couche (couche d'oxydation) et une couche photosensible (de type séparé à fonction de charge négative ayant une épaisseur de couche photosensible de 20 pm et une constante diélectrique de 3,3) formées dans cet ordre sur un substrat conducteur cylindrique (tube d'aluminium) L'organe 110 commence à tourner dans le sens de la flèche sous la commande d'un dispositif de transport non représenté avec une vitesse de rotation de 30 mm/s, après réception d'un signal de début de formation d'image (début de fonctionnement) Une tension Va de -1,17 k V est appliquée par la source 106 à l'organe 104 de support de l'organe 102 de charge Ensuite, dans l'espace de décharge

placé en amont de la zone N, la charge passe de la pelli-

cule 102 à l'organe 110 (phénomène de décharge), si bien que la surface de l'organe 110 est chargée à un potentiel Vs d'environ -600 V Il faut noter que la largeur de charge

efficace a été réglée à 220 mm.

Ensuite, une image latente de 240 points par centi-

mètre a été formée sur l'organe 110 à l'aide de lumière 141 émise par un dispositif de formation d'image latente qui n'est pas représenté L'image latente a été formée avec un dessin 2 x 2 Il faut noter que le dessin 2 x 2 est un dessin tel que, dans un carré de 4 x 4 points à 240 points par centimètre, un carré de 2 x 2 points est exposé Cette image latente est soumise à un développement négatif à l'aide du dispositif 142 de développement Il faut noter que ce dispositif 142 comporte un rouleau de développement, un rouleau d'avance maintenu en contact glissant avec la périphérie du rouleau de développement, une lame élastique sous forme d'un mince ressort de métal ou de résine, et un développateur Le développateur transmis au rouleau de développement par le rouleau d'avance est mis sous forme d'une mince couche par la lame élastique et est transporté dans une région de développement dans laquelle l'organe 110 et le rouleau de développement sont mis en contact sous pression Le développateur est chargé négativement dans cette opération Ensuite, le développateur est développé sélectivement dans les parties d'exposition de l'organe 110

qui doit être chargé par un champ électrique de dévelop-

pement formé par le contraste de potentiel (image latente) de l'organe 110 et de l'alimentation de développement (non représentée) Le développateur développé sur l'organe 110 est reporté par un dispositif 144 de report sur le papier 143 d'enregistrement de format A 4 qui se déplace dans le sens de la flèche Il faut noter que le dispositif 144 de report comprend essentiellement un rouleau de report entraîné en rotation pratiquement à la même vitesse que l'organe 110 Lorsqu'une tension de polarité opposée à la polarité de charge du développateur est appliquée au rouleau de report, le développateur placé sur l'organe 110 est reporté électrostatiquement sur la feuille 143 de papier d'enregistrement Le développateur est alors fixé

sur le papier par un dispositif de fixage, non représenté.

Le développateur restant sur l'organe 110 après le report est retiré par un dispositif 145 de nettoyage Ce dispositif 145 comprend essentiellement une lame de net-

toyage mise au contact de l'organe 110 et retire le déve-

loppateur restant sur l'organe 110 par une force de contact mécanique L'organe 110 est alors chargé par l'appareil de charge. Une image est formée sur le papier d'enregistrement

de la manière décrite précédemment.

On se réfère maintenant à la figure 8 pour la

description des organes de charge utilisés dans l'expé-

rience Il faut noter que la figure 8 est un schéma permet-

tant la description des paramètres de montage de l'organe

de charge et équivaut pratiquement à la figure 1 (b).

On a préparé les appareils de charge 1 à 3 indiqués dans le tableau 1 Il faut noter que la pellicule a été formée par fusion et mélange des matériaux suivants: résine de "Nylon" 90 % en poids noir au four 10 % en poids et par extrusion du mélange par une machine de fabrication de pellicule avec une épaisseur de 50 pm Le module de Young de la pellicule après sa formation était de

50 107 Pa, mesuré suivant la norme JIS K 7127 (norme indus-

trielle japonaise).

La distance entre l'extrémité fixe Si et l'extrémité fixe 52 a été réglée à une valeur Li (non représentée), la longueur de la pellicule 102 entre les extrémités 51 et 52 a été réglée à une valeur L 2 (non représentée), un point intermédiaire entre les extrémités Si et 52 a été mis en un point Q 1, le centre de l'organe à charger a été réglé à un point 0, le sommet de l'organe 110 a été réglé en un point Q 2, la dimension du segment OQ 1 a été réglée à L 3 (non représentée), et, par utilisation du segment OQ 2 comme référence et du sens de rotation de l'organe à charger comme sens positif, l'angle Qi OQ 2 a été réglé à une valeur a et l'angle 52 Q 10 a été réglé à P En outre, le point le plus éloigné du point Ql sur la courbe de la pellicule 102 a été appelé point Q 3, alors que la longueur à la dimension maximale de la pellicule 102 perpendiculaire au segment Q 1 Q 3 a été appelée Les conditions détaillée des appareils

3 sont indiquées dans le tableau 1.

Tableau 1 Appareil Ll (mm) L 2 (mm) L 3 (mm) L 4 (mm) correspondant en direction L 4. de charge 1 à a ( ) P ( 0)

1 0,0 9,0 18,0 2,2

2 0,0 9,0 18,0 2,2

3 1,0 10,0 18,0 2,5

On a d'abord observé les états des charge 1 à 3 pendant le fonctionnement et repos.

-20 110

-20 70

-20 70

appareils de à l'état de Les états des appareils 1 à 3 de charge pendant le

fonctionnement sont indiqués sur les figures 9 (a) à 9 (c).

Les organes de charge correspondent aux références 401, 411

et 421, et les pellicules aux références 402, 412 et 422.

La zone N de contact (emprise) de la pellicule et de l'organe à charger pendant le fonctionnement était de 0,4 mm pour tous les appareils 1 à 3 On a déterminé qu'une région uniforme d'emprise se formait dans la direction axiale de l'organe à charger Le rayon de courbure de la zone P 2 de la pellicule lors du fonctionnement était d'environ 0,5 mm pour tous les appareils 1 à 3 alors que le rayon de courbure de la zone Pl était de manière générale

de 4 mm, 3 mm et 3 mm respectivement En outre, la configu-

ration de la pellicule pendant le fonctionnement des appareils 1 à 3 et la configuration de la pellicule au repos étaient les mêmes et gardaient une forme de larme En outre, la dimension de la zone N était aussi analogue (c'est-à-dire que l'état de repos n'est pas représenté sur les dessins) En outre, la configuration de la pellicule et de la zone N pendant le fonctionnement était constamment stable La raison de ce comportement doit être attribuée au fait qu'une zone de petit rayon de courbure (en général un rayon de courbure de 0,5 mm) a été formée dans la zone P 2 comme décrit précédemment, et ce rayon dans la zone N était

faible et de 0,4 mm.

Il faut noter que la configuration de la pellicule analogue à celle d'une larme peut être obtenue lorsque la pellicule est supportée par les organes de support d'une

manière telle que Ll < L 4.

Une image 2 x 2 a alors été formée.

Les appareils 1 à 3 de charge ont permis la forma-

tion d'images satisfaisantes et uniformes La raison en est la suivante Comme la zone Pl est une zone de grand rayon de courbure, l'espace de décharge formé par rapport à l'organe à charger a diminué progressivement vers la zone N Ensuite, comme la configuration de la pellicule ne change pas comme décrit précédemment, cet espace de décharge existe d'une manière stable Ainsi, la décharge a commencé de manière stable et s'est poursuivie de manière stable si bien qu'il a été possible de réaliser une charge uniforme Des images 2 x 2 sont donc aussi devenues des

images uniformes.

Ensuite, on a mesuré les forces agissant entre les pellicules et l'organe à charger dans les appareils 1 à 3

de charge.

Au cours de la mesure, un cordon dont une extrémité a été fixée à un dynamomètre a été enroulé à la périphérie de l'organe à charger, et une force apparaissant dans le dynamomètre lorsque le cordon a été tiré à une vitesse de mm/s a été mesurée La valeur obtenue par division de la valeur mesurée par un coefficient de frottement dynamique a été déterminée comme force agissant entre la pellicule et l'organe à charger Par ailleurs, la mesure a été réalisée à la fois lorsqu'une tension n'était pas appliquée à l'organe de charge (une force mécanique de contact de la pellicule par rapport à l'organe à charger à l'état de

repos) et lorsqu'une tension a été appliquée Le coeffi-

cient de frottement dynamique a été mesuré suivant la norme JIS K 7125 En conséquence, le coefficient de frottement

dynamique était égal à 0,3.

Les résultats sont indiqués dans le tableau 2.

Tableau 2

Force mécanique Force de contact pendant de contact (N/m) le fonctionnement (N/m) Appareil 1 2,0 5,2 Appareil 2 3,1 6,4 Appareil 3 3, 0 6,2 Comme l'indique le tableau 2, la force mécanique de contact était faible pour tous les appareils 1 à 3, et la force de contact pendant le fonctionnement était aussi faible Cependant, pendant le fonctionnement, une force

d'attraction électrostatique a agi comme décrit précédem-

ment La pellicule suit l'organe qui doit être chargé dans

sa direction axiale sous l'action de cette force d'attrac-

tion électrostatique.

Lorsque la pellicule est mise au contact de l'organe à charger par la force d'attraction électrostatique comme dans le cas de l'invention, même si l'organe à charger a une surface irrégulière, la force agissant sur la pellicule est pratiquement égale à la fois dans les parties en saillie et les parties en creux En outre, cette force ne se concentre pas localement La pellicule peut donc suivre l'organe à charger dans la direction axiale avec une force relativement faible Un espace stable de décharge peut en

conséquence se former.

En outre, dans l'appareil de charge de la présente invention, la force de contact de l'organe de charge avec l'organe à charger est faible Pour cette raison, l'organe

à charger et l'organe de charge ne peuvent pas être dété-

riorés par friction De plus, des objets étrangers, par exemple du développateur, des adjuvants de développateur, de la poussière de papier et analogues qui ont dépassé la lame de nettoyage peuvent circuler vers le côté aval de la zone N Ainsi, un excès de substances étrangères ne peut pas rester du côté amont de la zone N Il est donc possible d'obtenir une opération stable et uniforme de charge

pendant de longues périodes.

La force de contact de l'organe de charge sur l'organe à charger est relativement faible en position de repos Il est donc préférable d'appliquer la tension après le début de la rotation de l'organe à charger ou d'arrêter la rotation de l'organe à charger après l'arrêt de la transmission d'une tension, puisque les matières étrangères restant à proximité de la zone N peuvent passer plus efficacement vers la partie aval de la zone N Dans une variante, un effet analogue peut être obtenu lorsque la tension appliquée à l'organe de charge est temporairement

interrompue.

Exemple 2

Dans l'exemple 2, les conditions de production d'une force destinée à empêcher la déformation de la pellicule ont été examinées par observation du moment de flexion de la pellicule Dans le cas o la zone P 2 ayant un petit rayon de courbure a été formée du côté aval de la zone N comme décrit précédemment, un examen a porté sur le fait qu'il existe une relation entre le moment de flexion de la zone P 2 et la force destinée à empêcher la déformation de

la pellicule ou non.

Une expérience a été réalisée à l'aide de l'appareil de charge 2 de l'exemple 1, sans modification du montage de l'organe de charge, mais par changement de la matière de la pellicule afin qu'elle soit comme indiquédans le tableau 3 Une évaluation a été réalisée de la même manière que

dans l'exemple 1 Il faut noter que les valeurs de l'appa-

reil 2 de charge sont aussi indiquées dans le tableau 3.

On décrit maintenant le moment de flexion de la pellicule.

Si l'on appelle E le module de Young de la pelli-

cule, t son épaisseur, W sa largeur efficace de charge et r le rayon de courbure, le moment d'inertie I et le moment de flexion M sont exprimés sous la forme: I = w t /12 M = E I/r = w t E/( 12 r) Dans le calcul du tableau 3, et d'après les résultats de l'exemple 1, on a utilisé un réglage tel que r = 0,5 mm et

w = 220 mm.

Tableau 3

Appareil Matériau de pellicule E t ( 107 Pa) (mm) Et 3 M ( 10-2 N m) ( 10-2 N m)

7

"Nylon" + noir au four polyéthylène + noir au four "Nylon" + noir d'acétylène polyéthylène + noir au four "Nylon" + noir d'acétylène oléfine + noir au four "Nylon" + noir d'acétylène oléfine + noir d'acétylène oléfine + noir de cétèneOn a observé les

0,050 0,0063

0,050 0,025

0,045 0,0046

0,025 0,0031

0,030 0,0014

0,050 0,00063

0,020 0,00040

0,022 0,000053

0,020 0,000040

états des appareils 4 0,23 0,92 0,16 0,11 0,050 0,023 0,015

0,0020

0,0015

à 11 de

charge pendant le fonctionnement et au repos.

Dans les appareils 4 à 10, la configuration de la pellicule au repos et celle de la pellicule pendant le

fonctionnement étaient analogues En outre, la configura-

tion de la pellicule et de la zone N était constamment

stable lors du fonctionnement.

Dans l'appareil 11, au début du fonctionnement, la pellicule s'est légèrement déformée d'une manière telle qu'elle a été tirée vers le côté aval dans le sens de rotation de l'organe à charger Ensuite, la zone N a vibré très légèrement lors du fonctionnement Cependant, la configuration de la pellicule est restée stable pendant le fonctionnement.

Une image 2 x 2 a alors été formée.

Dans le cas des organes 4 à 10, il a été possible de former des images 2 x 2 satisfaisantes et uniformes Dans l'organe 11, des parties discontinues de faible densité placées longitudinalement sous forme de fines rayures ont apparu très rarement, mais elles n'étaient pas importantes au point de poser des problèmes lors d'une utilisation

pratique.

On a constaté, d'après ces résultats, qu'une plage souhaitable pour le moment de flexion était supérieure à

2.10 5 N m, la force empêchant la déformation de la pelli-

cule pouvant alors être produite Il est donc possible de maintenir la zone Pl de manière stable en amont de la zone N.

Exemple 3

Dans l'exemple 3, les conditions de formation convenables de la zone N dans la direction axiale de l'organe à charger ont été étudiées par détermination de la rigidité à la flexion de la pellicule En d'autres termes,

on a examiné la flexibilité que doit posséder la pellicule.

L'expérience a été réalisée avec l'appareil de

charge représenté sur les figures 5 (a) et 5 (b) Les appa-

reils de charge 12 à 21 indiqués dans la suite ont été préparés sans changement du montage de l'organe de charge mais avec changement du matériau de la pellicule Le tableau 4 montre comment l'organe de charge a été monté dans l'exemple 1 Une évaluation a été réalisée comme dans

l'exemple 1.

Tableau 4

Ll (mm) L 2 (mm) L 3 (mm) L 4 (mm) a ( ) 3 ( )

0,0 9,0 15,7 2,2 25 15

Appareil de charge 12 La pellicule utilisée a été réalisée de la manière suivante Une couche résistive formée de polyuréthanne dans lequel du perchlorate de lithium avait été dissous a été

formée avec une épaisseur de 0,04 mm, et une couche conduc-

trice de l'électricité a été formée de résine de polyéthy-

lène, dans laquelle du noir de carbone était dispersé, avec une épaisseur de 0,005 mm sur la face arrière de la couche résistive Il faut noter que la résistance de la couche conductrice était suffisamment faible par rapport à celle de la couche résistive La valeur de la résistance de l'organe de charge était R = 4 106 Q. Appareil de charge 13 La pellicule utilisée a été réalisée de la manière suivante Une couche résistive de polyuréthanne dans laquelle du noir de carbone était dispersé a été formée avec une épaisseur de 0,07 mm; et une couche conductrice de l'électricité de polyéthylène dans laquelle était dispersé du noir de carbone a été formée avec une épaisseur de

0,005 mm sur la face arrière de la couche résistive.

Ensuite, une couche de surface de "Nylon" N-méthoxyméthylé auquel est mélangé de l'acide citrique constituant un agent de réticulation a été formée avec une épaisseur de 0,01 mm à la surface de la couche résistive (du côté n'ayant pas la couche conductrice) Il faut noter que la résistance de la couche conductrice était suffisamment faible par rapport à celle de la couche résistive La valeur de la résistance de

l'organe de charge était R = 1 107 n.

Appareil de charge 14 La pellicule utilisée a été préparée de la manière suivante Une couche résistive d'une résine conductrice de polyuréthanne dans laquelle était dispersé du noir de carbone a été formée avec une épaisseur de 0,4 mm, et une

couche conductrice de l'électricité d'une résine de poly-

éthylène dans laquelle était dispersé du noir de carbone a été formée avec une épaisseur de 0,005 mm à la face arrière de la couche résistive Il faut noter que la résistance de la couche conductrice était suffisamment faible par rapport à celle de la couche résistive La valeur de la résistance de l'organe de charge était R = 8 106 Appareil de charge 15

Une pellicule a été utilisée avec une couche résis-

tive formée d'une résine conductrice de polyuréthanne dans

laquelle était dispersé du noir de carbone avec une épais-

seur de 0,040 mm La valeur de la résistance de l'organe de charge était R = 1 107 Q. Appareil de charge 16

Une pellicule a été utilisée avec une couche résis-

tive de 0,010 mm d'épaisseur, formée d'une couche de "Nylon" Nméthoxyméthylé, dans laquelle une mélamine était mélangée comme agent de réticulation, sur une base de

polyester de 0,025 mm d'épaisseur La valeur de la résis-

tance de l'organe de charge était R = 1 107 Q. Appareil de charge 17 On a utilisé une pellicule dans laquelle une couche de surface formée de "Nylon" N-méthoxyméthylé mélangé à du polypyrrole ayant une épaisseur de 0,01 mm a été formée sur une couche résistive (couche résistive élastique) formée de caoutchouc d'épichlorhydrine et de copolymère d'oxyde d'éthylène, dans lequel était dispersé du noir de carbone,

avec une épaisseur de 0,1 mm Il faut noter que la résis-

tance de la couche conductrice était faible par rapport à celle de la couche résistive La valeur de la résistance de l'organe de charge était R = 2 107 Q. Appareil de charge 18 On a utilisé une pellicule comprenant une couche de

surface de 0,01 mm d'épaisseur formée de "Nylon" N-méthoxy-

méthylé avec un mélange de polypyrrole, placée sur une couche résistive (couche élastique) formée d'un caoutchouc d'épichlorhydrine et de copolymère d'oxyde d'éthylène dans

lequel était dispersé du noir de carbone, avec une épais-

seur de 0,44 mm Il faut noter que la résistance de la couche conductrice était faible par rapport à celle de la couche résistive La valeur de la résistance de l'organe de charge était R = 2 107 Q. Appareil de charge 19 On a utilisé une pellicule dans laquelle une résine polyester de 0,09 mm dans laquelle était dispersé du noir au four a formé une couche résistive La valeur de la résistance de l'organe de charge était R = 1 107 N Appareil de charge 20 (exemple comparatif) La pellicule utilisée a été réalisée de la manière

suivante Une couche conductrice d'une résine de polyéthy-

lène dans laquelle a été dispersée du noir de carbone a été formée avec une épaisseur de 0,005 mm sur une base de polyester de 0,075 mm d'épaisseur, et une couche résistive de 0,02 mm, formée de "Nylon" Nméthoxyméthylé auquel était mélangé de l'acide citrique comme agent de réticulation, a été formée par-dessus Il faut noter que la résistance de la couche conductrice était suffisamment faible par rapport à celle de la couche résistive La valeur de la résistance de l'organe de charge était R = 1 107 Q. Appareil de charge 21 (exemple comparatif) On a utilisé une pellicule dans laquelle une couche de surface de 0,1 mm d'épaisseur formée de "Nylon" N-méthoxyméthylé auquel était mélangé du polypyrrole a été formée sur une couche résistive (couche élastique) de caoutchouc d'épichlorhydrine et de copolymère d'oxyde

d'éthylène contenant du noir de carbone sous forme disper-

sée, avec une épaisseur de 0,6 mm Il faut noter que la résistance de la couche conductrice était faible par rapport à celle de la couche résistive La valeur de la résistance de l'organe de charge était R = 2 107 Q. On décrit maintenant la rigidité à la flexion de la

pellicule.

Si l'on appelle E le module de Young de la pelli-

cule, t son épaisseur et W la largeur efficace de charge, le moment d'inertie I et la rigidité à la flexion B sont exprimés par les relations I = w t 3/12 B = E I = w t 3 E/12 Dans le calcul du tableau 5, le réglage était tel que w = 225 mm Il faut noter que le module de Young E indiqué

dans le tableau 5 a été mesuré suivant la norme JIS K 7127.

Tableau 5

Appareil E ( 107 Pa) Et 3 ( 10-2 N m) B ( 10-5 N m 2)

12 10 0,00091 0,017

13 10 0,0061 0,12

14 200 0,018 0,34

200 0,013 0,24

16 500 0,021 0,40

17 1 0,0013 0,025

18 0,8 0,073 1,4

19 280 0,20 3,8

500 0,50 9,4

(exemple

comparatif)

21 0,7 0,24 4,5

(exemple

comparatif) Les états des appareils de charge 12 à 21 ont été observés pendant le fonctionnement et au repos Dans tous les appareils de charge, la configuration de la pellicule au repos et la configuration de la pellicule pendant le

fonctionnement étaient les mêmes En outre, la configura-

tion de la pellicule et de la zone N pendant le fonction-

nement était constamment stable.

Une image 2 x 2 a alors été formée Dans le cas des

appareils 12 à 19, on a pu former des images 2 x 2 satis-

faisantes et une uniformes Cependant, dans le cas des appareils 20 et 21, des parties de faible densité disposées suivant la longueur en fines raies et des parties de haute densité formées longitudinalement ont apparu et on n'a pas pu obtenir l'image uniforme (c'est-à-dire une charge uniforme) Ce défaut était suffisamment important pour

qu'il constitue un problème pour une application pratique.

On peut penser que ce comportement peut être attri-

bué au fait que, dans le cas des appareils 12 à 19, la pellicule de la zone N vient au contact de l'organe à charger pendant le fonctionnement d'une manière telle

qu'elle suit cet organe sous l'action de la force d'attrac-

tion électrostatique agissant entre la pellicule et le substrat conducteur de l'organe à charger Dans le cas des appareils 20 et 21 cependant, comme la pellicule était rigide (puisque sa rigidité à la flexion était grande), elle n'a pas pu venir au contact de l'organe à charger sous l'action de la force d'attraction électrostatique si bien qu'il était impossible que la pellicule suive de manière

satisfaisante l'organe à charger dans sa direction axiale.

En conséquence, un espace stable de décharge n'a pas pu

être formé et la charge à été irrégulière.

On a constaté, d'après les résultats précédents, que

la rigidité à la flexion de la pellicule doit être infé-

rieure ou égale à 3,8 107 Pa.

Si l'on suppose que M est le moment de flexion de la pellicule B est la rigidité à la flexion de la pellicule W est la largeur efficace de charge t est l'épaisseur de la pellicule E est le module de Young de la pellicule r est le rayon de courbure de la pellicule du côté aval de la région de contact entre la pellicule et l'organe à charger, les résultats des exemples 2 et 3 deviennent

3 -5

*M = w t E/( 12 r) > 2 10 N m ( 3)

3 -5 2

B = w t E/12 < 3,8 10 N m ( 4) D'après les inégalités ( 3) et ( 4), on peut tirer la relation suivante: 2,4 10 5 r w t 3 E S 45,6 10 N m ( 5) Si l'on suppose alors que W = 220 mm et r 0,5 mm, l'inégalité ( 5) peut être réécrite sous la forme

-7 3 -3

5.10 7 < t E < 2,1 10 N m ( 6) Ainsi, il est préférable que la pellicule de l'organe de charge de l'appareil de charge selon l'invention soit une

pellicule qui correspond à l'inégalité ( 6) Il est préfé-

rable d'utiliser, comme matériau de la pellicule, des résines de "Nylon", des résines de polyéthylène, des résines d'oléfines, des résines polyesters, des résines de polyuréthanne, des caoutchoucs d'épichlorhydrine et de copolymère d'oxyde d'éthylène et analogues En particulier, des résines de "Nylon", les résines de polyéthylène et les

résines polyesters sont préférables.

Exemple 4

Dans cet exemple 4, la force mécanique de contact de la pellicule contre l'organe à charger est réglée à une

valeur nulle.

Les figures 10 (a) et 10 (b) sont des coupes schéma-

tiques d'un autre mode de réalisation d'appareil de charge

selon l'invention.

La figure 10 (a) est un schéma indiquant l'état de repos Les deux extrémités d'une pellicule 502 dont une couche résistive 504 est formée sur une couche conductrice 503 sont superposées l'une à l'autre et collées à un organe

505 de support, avec formation d'un organe 501 de charge.

Cet organe 501 est disposé afin que l'angle a soit d'envi-

ron 700 et l'angle P d'environ 1600 Lorsque l'organe de charge 501 est réglé de cette manière, à l'état de repos, un très petit espace se forme entre la pellicule 502 et

l'organe 110 à charger.

La figure 10 (b) est un schéma représentant l'état en cours de fonctionnement Dans cet état, l'organe à charger est entraîné en rotation dans le sens de la flèche et une

tension est appliquée par une alimentation non représentée.

Sur la figure 10 (a), comme la tension est appliquée par l'alimentation non représentée, la charge (courant

électrique) circule par un trajet qui comprend l'alimenta-

tion, l'organe 505 de support, la couche conductrice 503 (mouvement le long de la surface) et la couche résistive 504 (mouvement dans la direction de l'épaisseur) Ensuite, une force d'attraction électrostatique est créée entre la pellicule 502 et l'organe 110 si bien que la pellicule 502 est mise au contact de l'organe 110 dans la zone N de contact Grâce à cette force, la pellicule 502 est très

légèrement déplacée vers l'organe 110 à un état de conser-

vation de sa configuration La pellicule 502 est mise en contact sous pression contre l'organe 110 et suit celui-ci dans sa direction axiale La pellicule 502 prend une

configuration telle que le rayon de courbure de la pelli-

cule 502 dans la zone P 2 qui est en aval de la zone N dans le sens de rotation de l'organe 110 devient inférieur au rayon de courbure de la pellicule 502 dans la zone amont Pl. Dans l'appareil de charge ayant la disposition décrite précédemment, la pellicule 502 est mise au contact

de l'organe 110 à charger ou écartée pendant le fonction-

nement et le repos La force de contact de la pellicule 502 contre l'organe à charger, lorsqu'elle est mesurée, est

nulle au repos et est égale à 2,4 N/m lors du fonction-

nement (le coefficient de frottement dynamique entre la

pellicule 502 et l'organe 110 était égal à 0,73).

Il faut noter que, dans ce cas, bien que la pelli-

cule 502 soit très légèrement déplacée au début et à la fin du fonctionnement (lorsque la tension est appliquée et supprimée), la pellicule 502 n'est pas déplacée pendant le

fonctionnement et la zone N est très stable.

Dans le cas o la pellicule est mise au contact de

l'organe à charger par la force d'attraction électrosta-

tique comme dans ce mode de réalisation, même si l'organe à charger a une surface irrégulière, la force agissant sur la pellicule est pratiquement la même à la fois sur les parties en saillie et en creux De plus, cette force ne se concentre pas localement La pellicule peut alors suivre l'organe à charger dans sa direction axiale avec une force relativement faible En conséquence, un espace stable de décharge peut se former En outre, la force de contact de l'organe de charge avec l'organe à charger est faible Pour cette raison, l'organe à charger et l'organe de charge ne

peuvent pas être détériorés par frottement.

En outre, la force de contact de l'organe de charge et de l'organe à charger n'agit que pendant l'application de la tension En conséquence, lorsque la tension est appliquée après le début de la rotation de l'organe à charger ou lorsque la rotation de l'organe à charger est arrêtée après l'arrêt de la transmission de la tension, il est possible de permettre aux matières étrangères restant à proximité de la zone N de passer en aval de cette zone En conséquence, les matières étrangères ne peuvent pas rester en amont de la zone N Il est donc possible de réaliser une opération stable et uniforme de charge pendant de longues périodes.

Exemple 5

Dans l'exemple 5, la valeur R de la résistance de

l'organe de charge a été examinée.

A partir de l'appareil de charge 1 représenté dans l'exemple 1, on a modifié le rapport de composition de la pellicule, l'épaisseur de celleci et sa largeur efficace de charge, sans changement du montage de l'organe de charge La valeur R de la résistance de l'organe de charge a été modifiée par changement du rapport de composition de la pellicule (rapport de composition entre la résine de

"Nylon" et l'agent conducteur de l'électricité) L'épais-

seur de la pellicule était réglée à 45 pm et la largeur

efficace de charge à 225 mm.

L'organe à charger était chargé par des organes de charge ayant des valeurs différentes de résistance R pour l'étude des caractéristiques de charge Il faut cependant noter que la valeur de résistance R indiquée dans le cadre de l'invention désigne la résistance au moment o le courant nécessaire à la charge peut s'écouler dans l'organe de charge En outre, dans l'appareil de formation d'images de l'exemple 1, des images 2 x 2, des images entièrement blanches et des images entièrement noires ont été formées,

et on a aussi examiné la qualité de l'image.

La relation entre la valeur de la résistance R de l'organe de charge et les caractéristiques de charge est indiquée sur la figure 11 Sur cette figure, les abscisses représentent le logarithme de la valeur R de la résistance de l'organe de charge exprimée en a alors que les ordonnées représentent la valeur absolue du potentiel de surface Vs

de l'organe à charger Les symboles désignent les condi-

tions de mesure, les carrés désignant les conditions NN ( 20 O C, 50 % d'humidité relative), les cercles désignant les conditions HH ( 35 O C, 65 % d'humidité relative) et les

triangles désignant les conditions LL ( 10 'C, 15 % d'humi-

dité relative).

On note sur la figure 11 que, bien que les perfor-

mances de charge varient avec les conditions, dans toutes les conditions, il existe une région dans laquelle le potentiel de surface Vs est indépendant de la valeur de la résistance R et devient fixe Cette région est celle dans laquelle la charge s'effectue par la décharge précitée de Paschen Il s'agit d'une région dans laquelle la valeur de la résistance R de l'organe de charge est comprise entre 106 et 3 107 Q. Lorsque la valeur de la résistance R est inférieure ou égale à 106 Q, la charge par décharge de Paschen et la charge par injection de charges ont lieu toutes deux En d'autres termes, la charge par la décharge de Paschen s'effectue dans l'espace formé entre l'organe de charge et l'organe à charger, et la charge par injection s'effectue dans la zone N (emprise) Pour cette raison, le potentiel de surface Vs de l'organe à charger a une plus grande valeur absolue que le potentiel Vs dans le cas o la résistance R de l'organe de charge est comprise entre 106 et 3 107 Q Comme la valeur de la résistance de l'organe diminue, la contribution de la charge obtenue par injection

devient importante si bien que la valeur absolue du poten-

tiel Vs devient encore plus grande Par exemple, si la valeur de la résistance R de l'organe de charge diminue d'une puissance de 10, la valeur absolue du potentiel de surface Vs s'élève d'environ 200 V. Même si la valeur de la résistance R est supérieure ou égale à 108 Q, la charge s'effectue par décharge de

Paschen Cependant, un phénomène de retard dû à une cons-

tante de temps apparaît, dans lequel la transmission du courant nécessaire à la charge est en retard si bien que le rendement de charge diminue En conséquence, le potentiel de surface Vs de l'organe à charger prend une valeur absolue inférieure au potentiel Vs dans le cas o la valeur R de la résistance de l'organe de charge est comprise entre

106 et 3 107 Q Comme la valeur R de la résistance aug-

mente, la diminution du rendement de charge devient notable, si bien que la valeur absolue du potentiel Vs devient encore plus faible Par exemple, si la valeur de la résistance de l'organe de charge augmente d'un facteur 10,

la valeur absolue du potentiel Vs diminue de 400 V ou plus.

La figure 12 représente la relation entre le poten-

tiel de surface Vs et la qualité de l'image Sur la figure 12, les abscisses représentent une valeur absolue du potentiel Vs alors que les ordonnées représentent la qualité de l'image Il faut noter que, comme qualité de l'image, on évalue la densité des images entièrement noires, la régularité des images 2 x 2, et l'encrassement du fond blanc d'images entièrement blanches Les cercles,

les triangles et les croix du dessin indiquent respecti-

vement "satisfaisant ou pas d'irrégularité ou pas d'encras-

sement" (cercles), "niveau ne posant aucun problème en pratique" (triangles) et "manque de densité, irrégularité ou encrassement notable, posant un problème en pratique" (croix) Pendant le fonctionnement, les conditions ont été

utilisées comme paramètres pour chaque article évalué.

On peut noter sur la figure 12 que, lorsque la valeur absolue du potentiel de surface Vs devient importante, la densité de l'image diminue, l'image devient irrégulière et l'encrassement du fond blanc est détérioré, et la valeur absolue du potentiel de surface ne posant pas de problème en pratique est inférieure ou égale à 740 V. D'autre part, on note que, lorsque la valeur absolue du potentiel de surface Vs devient faible, l'irrégularité de l'image et l'encrassement du fond blanc augmentent et la valeur absolue du potentiel pour qu'aucun problème ne se pose en pratique est supérieure ou égale à 450 V En

d'autres termes, il faut noter que le potentiel Vs néces-

saire à l'obtention d'une bonne qualité de l'image doit être compris entre -140 et -450 V On note en outre qu'un potentiel avantageux de surface varie avec les conditions, et il est de -600 V dans les conditions NN, -620 V dans les

conditions HH et -580 V dans les conditions LL.

Si une plage avantageuse de valeurs de résistance de l'organe de charge est déterminée en référence à la figure

11, elle est comprise entre 3 105 et 1 108 n De préfé-

rence, la plage entre 1 106 et 3 107 Q est la région dans laquelle s'effectue la charge par décharge de Paschen Si

la valeur R de résistance de'l'organe de charge est com-

prise dans la plage précitée, il est possible d'obtenir un

potentiel de surface qui donne une bonne qualité d'image.

-On décrit maintenant un procédé de mesure de la

valeur R de la résistance de l'organe de charge.

Dans l'appareil de charge représenté sur la figure 1 (b), mis à part le fait que l'organe à charger est remplacé par une électrode cylindrique conductrice de

l'électricité de même configuration, la vitesse de déplace-

ment de la surface de l'organe cylindrique, la force de

pression de l'organe de charge contre l'électrode cylin-

drique et analogue, correspondent aux mêmes conditions que

les conditions réelles de charge Le même courant néces-

saire à la charge de l'organe à charger au potentiel prédéterminé Vs de surface peut circuler dans l'organe de charge Grâce à la mesure de la tension appliquée entre l'organe de charge et l'électrode cylindrique, la valeur R de la résistance de l'organe de charge est déterminée Le point le plus important de ce procédé de mesure est que la valeur de résistance de l'organe de charge est déterminée par circulation du courant nécessaire à la charge dans l'organe de charge. Il faut noter que le courant nécessaire à la charge peut être obtenu par détermination de la valeur du courant par l'opération réelle de charge ou par la formule suivante I = E E w vp Vs/d pc o pc I étant l'intensité du courant nécessaire à la charge au potentiel prédéterminé de surface Vs, W étant la largeur efficace de charge de l'organe de charge, dpc étant l'épaisseur de la couche photosensible de l'organe à charger, Epc étant la constante diélectrique de la couche photosensible de l'organe à charger, vp étant la vitesse de déplacement de la surface de l'organe à charger, et EO (F/mm) étant la permittivité du vide Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, le courant nécessaire à la charge du tambour photosensible au potentiel de surface Vs de -600 V est I = -5,9 p A.

Comme l'indique la description qui précède, la

résistance de l'organe de charge selon l'invention reflète l'état de charge réelle et diffère d'une simple résistivité

en volume de l'organe de charge.

Second mode de réalisation La valeur de la résistance de l'organe de charge dépend, de manière bien détaillée, du courant (ou de la

tension) En général, lorsque le courant change, la résis-

tance change aussi En outre, comme l'organe de charge est au contact de l'organe à charger, la résistance de l'organe de charge, lors de la charge réelle, comprend la résistance électrique de contact et dépend de l'état de contact entre l'organe de charge et l'organe à charger Ainsi, si la vitesse de déplacement de l'organe à charger change, la résistance change aussi En conséquence, la résistance qui est mesurée par circulation du courant nécessaire à la charge de l'organe de charge et par réglage de l'état de contact de l'organe de charge et de l'électrode afin qu'il soit identique à celui de l'organe à charger reflète l'état

de charge réelle.

Il faut noter que les détails de l'exemple 5 ne sont pas limités à la présente invention, mais s'appliquent de façon générale aux appareils de charge dans lesquels des organes de charge sont fixes et chargent les organes à charger Par exemple, les détails de l'exemple 5 s'appliquent à un appareil de charge dans lequel un organe

de charge est formé par un balai de type plat ou un appa-

reil de charge dans lequel un organe de charge est formé

par une lame.

Lorsque l'organe de charge a été formé par change-

ment de la nature de la pellicule et une image a été formée, des partiesrayées de densité élevée (raies blanches) ont apparu dans des images parallèlement à la direction de déplacement du papier On peut attribuer ce comportement au fait que des parties trop chargées ont

apparu pour une raison ou une autre.

Ainsi, lorsque la pellicule correspondant aux parties trop chargées a été observée, les saillies étaient présentes à la surface de la pellicule au voisinage de la zone N Une région comprenant une telle saillie a été observée au microscope laser à balayage (fabriqué par

"Lasertech" l LM 21).

La figure 13 représente en coupe le profil de la pellicule Le trait plein du dessin est le profil en coupe et le trait interrompu l'axe central Lorsque la hauteur et la dimension de la saillie (spécifiées comme étant la hauteur et la dimension sur le dessin) ont été mesurées sur la figure, la hauteur de la saillie était de 6,2 pm et sa dimension de 83 pm et il faut noter que la hauteur de la saillie a été déterminée comme étant la hauteur par rapport

à l'axe central.

Ainsi, lorsqu'une saillie est présente au voisinage de la zone N, une décharge anormale se produit entre le bout de la saillie et l'organe à charger Si une telle saillie est présente dans la zone N, une pression excessive peut être appliquée à cette partie si bien qu'une charge

est directement injectée dans l'organe à charger L'appari-

tion d'une partie trop chargée dans l'organe à charger est sans doute due à ce phénomène. Lorsque la rugosité de la surface de la pellicule a été mesurée suivant la norme JIS B 0601, on a obtenu Rz = 1,2 pm et Rmax = 1,8 pm Dans ce cas, la rugosité de surface, définie dans la norme JIS B 0601, est une valeur déterminée dans un essai d'échantillonnage aléatoire pour l'estimation de la moyenne d'une population Ainsi, il faut que les longueurs de référence d'échantillons (surfaces de mesure) ne soient pas présentes dans des régions ayant des

crêtes exceptionnellement élevées ou des creux exception-

nellement profonds, qui peuvent être considérés comme des défauts Pour cette raison, les longueurs de référence sont choisies par rejet des régions dans lesquelles des saillies sont présentes En conséquence, les saillies de ce type n'apparaissent pas du tout dans la rugosité de la surface

telle que définie par la norme JIS B 0601.

Plus précisément, on s'est rendu compte qu'une charge uniforme ne pouvait pas être réalisée à moins que les saillies éventuelles qui ne se reflètent pas sur la rugosité de la surface suivant la norme JIS soient prises en considération Ensuite, la rugosité définie par la norme JIS est établie comme rugosité de base pour faire la distinction entre les saillies éventuelles et la rugosité

de surface définie dans la norme JIS.

La surface d'une région qui recouvre la zone préci-

tée N de la pellicule et de régions de 0,5 mm placées en amont et en aval ont été inspectées soigneusement au microscope laser à balayage En conséquence, on a pu confirmer la présence d'une saillie ayant une hauteur de 3,4 pum et une dimension correspondant à un diamètre de 42 pum, en plus des saillies précitées Cependant, une raie blanche attribuée à une surface n'a pas été observée dans

l'image d'une partie correspondant à cette saillie.

Ainsi, la relation entre la saillie et l'uniformité

de charge a été étudiée.

Un certain nombre de ces saillies ont été formées

intentionnellement au voisinage de la zone N, et la rela-

tion entre ces saillies et l'image a été examinée.

Le tableau 6 indique une liste de résultats obtenus.

On note que le tableau 6 indique la hauteur des saillies formées intentionnellement, et indique si une raie blanche a apparu ou non dans l'image dans une partie correspondant à cette saillie Dans la colonne "image", le cercle indique l'absence d'une rayure blanche et la croix la présence

d'une telle rayure blanche.

Tableau 6

Hauteur de saillie (pm) Image 3,4 o 4,8 o ,0 x 6,2 x 15,7 x Ensuite, on a préparé une feuille dans laquelle la rugosité de base était Rz = 2,5 pm et Rmax = 3,6 pm Un

certain nombre de saillies ont été formées intentionnel-

lement à proximité de l'emprise de cette pellicule Cette

pellicule a subi alors une évaluation analogue.

Le tableau 7 indique la liste des résultats obtenus.

Tableau 7

Hauteur de saillie (pm) Image 5,2 o ,6 o ,7 x 6,5 x Bien que la hauteur de la saillie ait été déterminée comme étant la hauteur par rapport à l'axe central, une courbe obtenue par addition d'une valeur Rz/2 à l'axe central est considérée comme droite de référence, et la hauteur de la saillie est déterminée comme hauteur par rapport à cette droite de référence Il faut noter que la nouvelle hauteur de saillie est appelée hauteur efficace de

la saillie.

La figure 14 est un graphique permettant la détermi- nation de la hauteur efficace de la saillie La figure 14 représente la hauteur efficace de la saillie dans le profil

en coupe de la figure 13 La courbe en trait plein repré-

sente le profil en coupe, la courbe en trait interrompu représente l'axe central et les traits longs et courts qui alternent représentent la droite de référence La hauteur par rapport à la droite de référence désigne la hauteur

efficace de la saillie.

Les tableaux 6 et 7 ont été repris par utilisation de la hauteur efficace de la saillie Les résultats sont

indiqués dans le tableau 8.

Tableau 8

Hauteur de Rz (pm) Hauteur efficace Image saillie (pm) de saillie (pim) 3,4 1,2 2,8 o 4,8 1,2 4,2 o ,0 1, 2 4,4 x 6,2 1,2 5,6 x 15,7 1,2 15,1 x ,2 2,5 3,95 o ,6 2,5 4,35 o ,7 2,5 4,45 x 6,5 2,5 5,25 x On peut noter, d'après les résultats du tableau 8, qu'il existe une relation entre la hauteur efficace de la saillie et l'image, et que si la hauteur efficace de la saillie est de 4,4 pm ou plus, l'organe à charger est trop chargé dans cette saillie si bien qu'un défaut apparaît dans l'image sous forme d'une rayure blanche On peut donc noter qu'une telle saillie dont la hauteur n'est pas inférieure à Rz/2 + 4,4 pm ne doit pas être présente au voisinage de la zone N. Ce résultat indique que, lorsque la hauteur de la saillie qui est présente au voisinage de la zone N de l'organe de charge est inférieure à Rz/2 + 4,4 pm, il est possible d'empêcher une charge anormale et d'effectuer une

charge uniforme.

Il faut noter que cette raison s'applique aussi aux appareils de charge par contact de type général, y compris un appareil de charge à rouleau et un appareil de charge à lame. Selon la présente invention, un appareil de charge est destiné à réaliser une opération de charge par mise de l'organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une

source externe, au contact de l'organe à charger, caracté-

risé en ce que l'organe de charge est tel que les deux extrémités de la pellicule souple sont supportées par un organe de support, et la pellicule prend une forme dans laquelle le rayon de courbure d'une partie de la pellicule qui est en aval de la région de contact entre la pellicule et l'organe à charger dans le sens de déplacement de l'organe à charger est inférieur au rayon de courbure de la partie de la pellicule qui se trouve en amont de cette région de contact Il est donc possible de maintenir de manière fiable et uniforme l'espace de décharge formé à proximité d'une partie de contact entre l'organe de charge et une matière photosensible Il est possible de réaliser un appareil de charge qui rend difficile la détérioration par frottement de l'organe à charger ou de l'organe de charge et qui permet une charge fiable et stable En outre, il est possible de réaliser un appareil de charge dans

lequel les matières étrangères, par exemple le développa-

teur, les adjuvants du développateur, la poussière de papier, et analogues, restent difficilement au voisinage de la partie de contact de l'organe de charge et de la matière photosensible. L'invention concerne ainsi un appareil de charge qui assure la charge par mise d'un organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une source externe, au contact d'un organe à charger, caractérisé en ce que l'organe de charge est tel que les deux extrémités d'une pellicule souple sont supportées par un organe de support et, si l'on appelle Ll la distance comprise entre les extrémités fixes de la

pellicule et L 4 la longueur qui donne une dimension maxi-

male à la pellicule suivant la courbure de la pellicule, on a alors Ll < L 4 Il est donc possible de maintenir l'espace de décharge formé au voisinage de la partie de contact de l'organe de charge et de la matière photosensible à des valeurs uniformes et fiables Il est aussi possible de réaliser un appareil de charge qui rend difficile la détérioration par frottement de l'organe à charger ou de l'organe de charge et qui permet une charge stable et fiable En outre, il est possible de réaliser un appareil de charge dans lequel des objets étrangers tels que le développateur, les adjuvants du développateur, la poussière de papier et analogues restent difficilement à proximité de la partie de contact de l'organe de charge et de la matière photosensible. L'invention concerne aussi un appareil de charge destiné à effectuer la charge par mise d'un organe de charge, auquel est appliquée une tension d'une source externe, au contact d'un organe à charger, caractérisé en ce qu'une force de contact de l'organe de charge contre l'organe à charger est donnée essentiellement par une force d'attraction électrostatique, et la force de contact due à la force d'attraction électrostatique est supérieure à la

force mécanique de contact Il devient possible de mainte-

nir de manière fiable et uniforme l'espace de décharge formé à proximité de la partie de contact de l'organe de charge et de la matière photosensible Il devient possible de réaliser un appareil de charge qui rend difficile la détérioration par friction de l'organe à charger ou de l'organe de charge et qui permet une opération stable et fiable de charge En outre, il est possible de réaliser un appareil de charge dans lequel les matières étrangères

telles que le développateur, les adjuvants du développa-

teur, la poussière de papier et analogues restent diffici-

lement à proximité de la partie de contact de l'organe de

charge et de la matière photosensible.

L'invention concerne aussi un appareil de charge qui effectue une charge par mise d'un organe de charge auquel est appliquée une tension d'une source externe au contact

d'un organe à charger, caractérisé en ce que, si la rugo-

sité moyenne en dix points de l'organe de charge est égale à Rz, la hauteur d'une saillie présente à la surface de l'organe de charge de dépasse pas Rz/2 + 4,4 pim Il est donc possible de maintenir de manière fiable et uniforme l'espace de décharge formé au voisinage de la partie de contact entre l'organe de charge et la matière photosensible Il est donc possible de réaliser un appareil

de charge qui permet une charge stable et fiable.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils et procédés de charge qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1 Appareil de charge destiné à exécuter une opéra-

tion de charge par mise d'un organe de charge ( 101), auquel une tension est appliquée par une source externe, au contact d'un emplacement d'un organe mobile à charger ( 110), l'emplacement de contact délimitant un côté amont et un côté aval, caractérisé en ce que l'organe de charge ( 101) est délimité par une pellicule souple ( 102) et un organe de support ( 104), la pellicule souple ( 102) ayant deux extrémités opposées supportées par l'organe de support

( 104) afin que la pellicule ( 102) prenne une forme déli-

mitée par au moins deux rayons, un rayon de courbure d'une

partie de la pellicule ( 102) placée en aval de l'emplace-

ment de contact de la pellicule ( 102) et de l'organe à charger ( 110) dans le sens de déplacement de l'organe à charger ( 110) étant inférieur au rayon de courbure d'une

partie de la pellicule ( 102) placée en amont de l'emplace-

ment de contact.

2 Appareil de charge destiné à exécuter une charge par mise d'un organe de charge ( 101), auquel est appliquée

une tension par une source externe, au contact d'un empla-

cement d'un organe mobile destiné à être chargé, l'emplace-

ment de contact déterminant un côté amont et un côté aval, caractérisé en ce que l'organe de charge ( 101) est délimité par une pellicule souple ( 102) et un organe de support ( 104), la pellicule souple ( 102) ayant deux extrémités opposées supportées à proximité l'une de l'autre par l'organe de support ( 104) et séparées l'une de l'autre au niveau de l'organe de support ( 104) par une distance Ll, la longueur correspondant à la dimension maximale mesurée le long de la pellicule ( 102) suivant une courbe de celle-ci

étant égale à L 4, la relation étant telle que Ll < L 4.

3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pellicule souple ( 102) supportée a pratiquement une forme de larme, qu'elle soit au contact de l'organe à

charger ( 110) ou non.

4 Appareil selon l'une des revendications 2 et 3,

caractérisé en ce que Ll est tel que O < Ll 1 mm.

Appareil de charge selon l'une quelconque des

revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moment de

flexion M de la feuille est tel que M est supérieur ou égal à 2 105 N m, avec M = w t E/( 12 r) w étant la largeur efficace de charge, t l'épaisseur de la pellicule ( 102), E le module de Young de la pellicule ( 102) et r le rayon de courbure de la pellicule ( 102) du côté aval de l'emplacement de contact de la pellicule ( 102) et

de l'organe à charger.

6 Appareil selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que la rigidité à la flexion B de la

-5 2

pellicule ( 102) est inférieure ou égale à 3,8 10 N m avec B = w t 3 E/12 w étant la largeur efficace de charge, t l'épaisseur de la

pellicule ( 102) et E le module de Young de la pellicule.

7 Appareil selon lrune des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que, si l'on appelle t l'épaisseur de la pellicule ( 102) et E son module de Young, l'inégalité suivante est obtenue

-7 3 -3

5.10 < t E 5 2,1 10 N m

8 Appareil selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que la pellicule ( 102) comporte, comme élément constituant, une substance choisie parmi au moins les résines de "Nylon", les résines de polyéthylène, les résines d'oléfines, les résines polyesters, les résines de polyuréthanne et les caoutchoucs de copolymère d'oxyde

d'éthylène d'épichlorhydrine.

9 Appareil selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que la valeur de la résistance R de la pellicule ( 102) est telle que 3 105 Q < R < 1 10 Q. 10 Appareil selon la revendication 9, dans lequel la valeur R de la résistance de la pellicule est telle que

1.106 N < R < 3 107 Q.

11 Appareil de charge destiné à exécuter une charge par mise d'un organe de charge, auquel est appliquée une tension provenant d'une source externe, au contact d'un organe à charger ( 110), caractérisé en ce qu'une force de contact de l'organe de charge ( 101) avec l'organe à charger ( 110) est due essentiellement à une force d'attraction électrostatique, et la force de contact qui dépend de la force d'attraction électrostatique est supérieure à la

force mécanique de contact.

12 Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la force mécanique de contact est inférieure ou

égale à 10 N/m.

13 Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la tension est appliquée à l'organe de charge ( 101) après le début du déplacement de l'organe à charger ( 110), ou le déplacement de l'organe à charger ( 110) est interrompu après l'arrêt de la transmission d'une tension à

l'organe de charge ( 101).

14 Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'organe de charge ( 101) comporte deux extrémités d'une pellicule souple ( 102) supportée par un organe de support ( 104), et la pellicule ( 102) prend une forme telle que le rayon de courbure d'une partie de la pellicule ( 102) placée en aval d'une région de contact entre la pellicule

( 102) et l'organe à charger ( 110) dans le sens de déplace-

ment de l'organe à charger ( 110) est inférieur au rayon de courbure d'une partie de la pellicule ( 102) qui se trouve

en amont de cette région de contact.

Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'organe de charge ( 101) est disposé de manière que les deux extrémités d'une pellicule souple ( 102) soient supportées par un organe de support ( 104), et, si Ll désigne la distance comprise entre les extrémités fixes de la pellicule ( 102) et L 4 désigne la dimension maximale de

la pellicule ( 102) suivant une courbe le long de la pelli-

cule, on a la relation Ll < L 4.

16 Appareil selon l'une des revendications 14 et

, caractérisé en ce que la rigidité à la flexion B de la

-5 2

pellicule ( 102) est inférieure ou égale à 3,8 10 5 N m avec B = w t E/12 w étant la largeur efficace de charge, t l'épaisseur de la

pellicule et E le module de Young de la pellicule.

17 Appareil de charge destiné à exécuter une opération de charge par mise d'un organe de charge ( 101), auquel est appliquée une tension par une source externe, au contact d'un organe à charger ( 110), caractérisé en ce que, si Rz désigne la rugosité moyenne en dix points de l'organe de charge ( 101), la hauteur d'une saillie présente à la surface de l'organe de charge ( 101) ne dépasse pas Rz/2 + 4,4 pm 18 Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'organe de charge ( 101) est disposé de manière que les deux extrémités d'une pellicule ( 102) soient supportées par un organe de support ( 104), et la pellicule

( 102) a une configuration dans laquelle le rayon de cour-

bure d'une partie de pellicule ( 102) placée en aval d'une région de contact entre la pellicule ( 102) et l'organe à charger ( 110) dans le sens de déplacement de l'organe à charger ( 110) est inférieur au rayon de courbure d'une partie de la pellicule ( 102) placée en amont de cette

région de contact.

19 Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'organe de charge ( 101) est disposé de manière que les deux extrémités d'une pellicule souple ( 102) soient supportées par un organe de support ( 104) et, si l'on appelle Ll la distance comprise entre les extrémités fixes de la pellicule ( 102) et L 4 la dimension maximale suivant

une courbe sur la pellicule, on a Ll < L 4.

Ensemble de charge, caractérisé en ce qu'il comprend: un organe à charger ( 110) et qui est mobile, une source de tension, et un organe de charge ( 101) raccordé à la source de tension, cet organe ayant une pellicule souple ( 102) délimitée par les extrémités opposées et une surface de feuille entre ces extrémités, l'organe étant au contact de l'organe à charger ( 110) dans une région de contact et déterminant un côté amont et un côté aval par rapport à la région de contact, les extrémités opposées de la pellicule souple ( 102) étant supportées par un organe de support ( 104) de manière que la surface de la feuille de la pellicule souple ( 102) prenne une forme ayant au moins un premier et un second rayon, un rayon de courbure d'une partie de la pellicule ( 102) placée en aval d'une région de contact entre la surface de la pellicule souple ( 102) et l'organe à charger ( 110) dans le sens de déplacement de l'organe à charger ( 110) étant inférieur au rayon de courbure d'une partie de

pellicule ( 102) placée en amont de cette région de contact.

21 Appareil de charge destiné à effectuer une charge par mise d'un organe de charge ( 101), auquel est appliquée une tension par une source externe, au contact d'un emplacement d'un organe mobile à charger ( 110), l'emplacement de contact délimitant des côtés amont et aval, caractérisé en ce que l'organe de charge ( 101) est formé par une pellicule souple ( 102) et un organe de support ( 104), la pellicule souple ( 102) a deux extrémités opposées supportées à proximité l'une de l'autre par l'organe de support ( 104) et séparées l'une de l'autre au niveau de l'organe de support ( 104) par une distance Ll, la pellicule souple ( 102), lorsqu'elle est supportée, délimite une surface courbe interne qui a des parties opposées séparées par une distance maximale L 4, et l'appareil est

tel que Ll < L 4.

22 Procédé d'exécution d'une charge par disposition d'un organe de charge ( 101) auquel est connectée une source

de tension au contact d'un organe à charger ( 110), caracté-

risé en ce qu'il comprend: la disposition de l'organe de charge ( 101) afin qu'il soit adjacent à l'organe à charger ( 110) et en contact mécanique avec celui-ci, avec une première force de contact de l'organe de charge ( 101) avec l'organe à charger ( 110), et l'application à l'organe de charge ( 101) d'une tension de manière que cet organe applique une seconde force de contact avec l'organe à charger ( 110), la seconde force de contact étant due essentiellement à une force d'attraction électrostatique, et la force de contact due à la force d'attraction électrostatique est supérieure à la

force mécanique de contact.

23 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la déconnexion de l'organe de charge ( 101) de la source de tension afin que la force de

contact avec l'organe à charger ( 110) soit réduite.

24 Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que la force mécanique de contact est inférieure ou

égale à 10 N/m.

25 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend l'application à l'organe de charge ( 101) d'une tension après le début du déplacement de l'organe à charger ( 110), et l'arrêt du déplacement de

l'organe à charger ( 110) après l'interruption de la trans-

mission de la tension à l'organe de charge ( 101).

26 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 1, 2, 11 et 17, caractérisé en ce que la surface de l'organe de charge ( 101) forme un espace à des emplacements qui sont à la fois en amont et en aval de l'emplacement de contact entre l'organe de charge ( 101) et l'organe à

charger ( 110).

27 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 1, 2, 11 et 17, caractérisé en ce que l'emplacement de contact délimite une zone de contact ayant une largeur

d'environ 0,4 mm.

28 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 1, 2, 14, 15, 18 et 19, caractérisé en ce que la pellicule ( 102) est un stratifié à plusieurs couches, l'une au moins étant conductrice et une autre étant résistive, la couche résistive étant au contact de l'organe qui doit être chargé. 29 Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1, 2, 11 et 17, caractérisé en ce que l'organe de charge ( 101) a une configuration assurant la dispersion des forces dans la direction axiale de l'organe à charger

( 110).

30 Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la force mécanique est inférieure à la moitié de

la force totale de contact pendant le fonctionnement.