Brevet FR2241480A1 — publié le 19750321

La présente invention se rapporte à un dispositif d'alimentation en feuilles et elle concerne en particulier un galet d'alimentation destiné à faciliter le prélèvement d'une feuille sur une pile dé feuilles. Dans la technique de iracheminement des feuilles, le problème consistant à prélever des feuilles une à une sur une pile dtune façon efficace et reproductible était resté longtemps sans-solution. La raison de la difficulté qui peut etre attribuée entre autres, à la construction de la plupart des galets d'alimentation classiques utilises pour cette fonction particulière. En effet, ces galets peuvent être essentiellement classés en deux types principaux. Le premier type, qui est le plus important, est représenté par le galet à friction qui assure l'acheminement voulu uniquement par le seul frottement établi entre lui-m8me et la feuille considérée. Normalement un galet d'alimentation caoutchouté est appliqué avec pression sur la feuille supérieure ou la feuille inférieure d'une pile et est mis en rotation pour transmettre à la-feuille une force d1entrane- ment engendrés par frottement.Les galets de ce type présentent invariablement une usure considérable à l'usage, en raison du glisse ment qui B rétablit entre les surfaces mises en contact. Ce glissement entraîne une modification considérable des carac téristiques de friction de la combinaison galet-feuille et cette modification de caractéristiques conduit finalement à une panne du dispositif. Le deuxième type de galets comprend, d'une façon générale, les galets d'alimentation qui opèrent le prélèvement d'une feuille sur une pile et l'acheminement de cette feuille par prise positive, grâce à une propriéte~que l'on peut d8finir par le terme d'adhéren- ce.Ce type de galet, dont un exemple est décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique 3.642.274, est généralement muni d'éléments ou tétons saillants relativement raides qui sont mis en contact avec la dernière feuille de la pilez pour détacher cette feuille de la pile pratiquement par chocs. Du fait des forces de chocs qu'il met en jeu, ce type de dispositif d'alimentation entrain un risque constant pour la feuille à prélever. L^tinvention a principalement pour buts de : réaliser des galets d'alimentation appropriés pour être utilisés dans un dispositif dtalimentation destiné à acheminer des feuilles; réaliser des moyens capables de prélever des feuilles une à une sur une pile et de les acheminer une à une d'une façon efficace et reproductible ; perfec tionner les galets d'alimentation dejà connus dans la technique. Ces buts de l'invention, ainsi que d'autres sont atteints au moyen d'un galet d'alimentation perfectionné qui est agencé pour entrer en prise avec la Feuille supérieure ou la feuille inférieure d'une pile, avec pression pour l'entrainer, ce galet étant fermé d'une matière élastique, telle que la partie contenue dans la zone de contact do la feuille est déformée pendant la phase d'entraîne- ment, et comprend une série d'aiguilles indéformables, relativement rigides, qui sont montées en retrait par rapport à la circonférence externe de la surface du galet et agencées pour faire saillie audelà de cette surface pour attaquer ladite feuille lorsque le galet se déforme dans la région du contact. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : - la Fig. 1 est une représentation schématique d'une machine automatique de reproduction xérographique utilisant un dispositif d'alimentation à galet suivant l'invention, - La Fig. 2 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un mécanisme d'alimentation destiné à prélever les feuilles une à une sur une pile alimentaire et qui utilise des galets d'alimentation suivant l'invention, - la Fig. 3 est une vue en bout partielle, avec arrachement et à plus grande échelle, d'un galet d'alimentation suivant l'invention et elle représente ce galet en position d'attaque de la feuille supérieure d'une pile alimentaire. La Fig. 1 est une représeytation schématique d'une machine automatique de reproduction xérographique qui utilise le galet d'alimentation suivant l'invention. Il convient d'indiquer ici que le dispositif se rapportant à l'invention sera décrit dans son application à un procédé de reproduction xérographique. Toutefois, il sera évident pour l'homme de l'art que le dispositif suivant l'invention n'est pas limité à cette utilisation et que l'invention trouve d'autres applications dans la technique de manipulation du papier, quel que soit ltenvironnementb pourvu qu'il s'agisse d'acheminer une à une des feuilles prises individuellement sur une pile d'alimentation ou autre source. Le traitement de reproduction xérographique est bien connu et largement utilisé de sorte qu'il suffira de donner une brève description des phases de traitement mises en oeuvre dans ce procédé, ce qu'on fera ~avec référence à la Fig. 1. Le coeur de la machine est essentiellement constitué par une plaque photo-sensible 10 en- roulée sur un tambour. Le tambour est monté sur un arbre porteur 12 horizontal et il est entra*ne en rotation dans le sens indiqué de manière que la surface de la plaque photo-sensible passe successivement par une série de postes de traitement.La plaque photo-sensible est composée d'une couche extérieure 13 de matière photo-conduetrice telle que le sélénium ou équivalent, qui recouvre un substrat -i4 mis électriquement à la masse. En fonctionnement, la plaque est initialement chargée à un potentiel uniforme dans un poste de charge électrostatique A, au moyen d'un générateur 15 à effet couronne. La surface de la plaque uniformément charge est ensuite amenée à un poste d'exposition B, dans lequel une image mobile d'un document original, placé sur un plateau d'exposition transparent 17, est projetée sur la surface de la plaque photoconductrice par l'intermédiaire d'un objectif mobile de balayage 18 et de deux miroirs 19 et 20. Sous l'effet de l'expo- sition, une image électrostatique latente représentative de l'ori- ginal est enregistrée sur la plaque photoconductrice.La surface du tambour transporte ensuite l'image latente à un posi;e de développe ment C dans lequel l'image latente est rendue visible par le dépit sur la plaque de -particules de révélateur possèdant une charge particulière, ce dépit s'effectuant en faisant écouler les particulesde révélateur en cascade sur la plaque. L'image de révélateur, qui est maintenant visible, est amenée à un poste dtimpression D. Ainsi qu'on le décrira avec plus de détails dans la suite, les feuilles d'une matière de support final sont introduites successivement dans un poste de transfert, en provenance de l'un ou ltautre de deux bacs d'alimentation qui sont, l'un un bac supérieur 24, l'autre un bac inférieur 25, et par lin termédiaire d'un mécanisme 30 de mise au repérage et d'acheminement des feuilles ; dans cette phase, les feuilles sont animées d'un mouvement synchronisé avec celui de l'image visible portée par la plaque, et elles sont acheminées de manière à entrer en contact avec cette plaquè. Le support et l'image formée de révélateur charges sur la surface du tambour restent en contact pendant leur passage, sous un générateur de charge de transfert 27 à effet couronne qui a pour fonction de transférer électriquement les partsicules du révélateur disposé conformément à la configuration de l'imagé, de la surface de la plaque à la face du support qui est en contact avec cette sur face. La feuille, qui porte maintenant l'image est ensuite séparée de la surface du tambour par un doigt leveur 28 et elle est dirigée ensuite le long dtun transporteur fixe à dépression 29, qui l'introduit dans la fente d'un dispositif de fusion à rouleaux F travaillant par chauffage et compression.On trouvera d'autres détails concernant ce type de dispositif de fusion en se reportant au brevet des Etats Unis d'Amérique 3.256.002. Ainsi qutil est bien connu, le copieur automatique décrit cidessus. est capable de produire des copies "une face", ctest à dire des copies qui ne portent une image de révélateur que sur l'une de leurs faces, ou des copies "recto-verso". Dans le mode de travail "une face", les feuilles du support final sont introduites directement à partir de l'un ou de l'autre -des deux bacs d'alimentation dans le poste de transfert, par l'intermédiaire du mécanisme 30 d'acheminement et de mise au repérage. On trouvera d'autres détails concernant ce mécanisme d'acheminement et de mise êu repérage des feuilles dans le brevet des Etats Unis drAmérique 3.061.392.Après ltéxécution de la phase de transfert, la feuille munie de son image traverse le dispositif de fusion à rouleaux et est envoyée directement dans un bac collecteur 29a dans lequel les copies sont stockées et retenues Jusqu'au moment où ltopérateur les y prend. Au contraire lorsqu'on a réglé la machine sur le mode "recto-verso" un guide mobile 26 intercalé dans le.circuit du papier est abaissé à la position représentée en traits mixtes sur la Fig. 1 et le bac d'alimen- tation supérieur, qui a été préalablement vidé de papier de copie est automatiquement préparé pour accepter les feuilles de copie qui lui sont envoyées.Les feuilles de copie sont prélevées dans le bac inférieur, traversent le poste de transfert et le poste de fusion et sont finalement débitées dans le bac supérieur où elles sont emmagasinées Jusqu'à ce que la machine soit programmée pour le deu xième passage.Lorsque le deuxième passage est déclenché, le guide mobile 26 est à nouveau relevé à la position travée en traits pleins sur la Fig. 7 et les feuilles de copie, qui portent une image sur une face, sont envoyées directement du bac supérieur aux postes de transfert et de fusion, dans lesquels une deuxième image est formée et fixée sur la face opposée, précédemment vierge, de la feuille de copie, Le dispositif qui assure automatiquement la production de copies "recto-verso" est décrit avec plus de détails dans le brevet des Etats Unis d'Amérique 3.645.615. Après la fusion de la deuxième image, la feuille de copie recto-verso est envoyée directement au plateau récepteur de la façon qui a été décrite plus haut. Les bacs d'alimentation 24, 25 sont mobiles dans le bati de la machine, dans lequel ils sont montés sur deux rails (non représentés) et capables de se déplacer dans une direction horizontale entre une première position de travail ou d'alimentation et une deuxième position, ou position de chargement. Lorsqutils sont dans leur position de travail ou d'alimentation, qui est représentée à la Fig. 2, ces bacs sont adjacents au dispositif 30 de mise au repèrage et d'acheminement des feuilles, dans lequel les feuilles acheminées en provenance de l'un ou l'autre des bacs sont introduites; entre deux doigts de mise au repèrage des feuilles qui servent à aligner le bord avant de la feuille de copie avec le bord avant de l'image de révélateur qui est introduite dans le poste de transfert.Les deux bacs dtaiimentation, supérieur et inférieur, sont de construction analogue et il suffira donc de décrire l'un d'eux en détaiil dans la suite. Chaque bac comprend une plate-forme porteuse horizontale 40 sur laquelle est monté un guide marginal droit fixe 41 et un guide marginal gauche réglable 42. Deux élesments 45 de retenue du bord arrière sont montés pour coulisser dans les deux guides latéraux. Une vis moletée 46 traverse un trou de la paroi latérale de chaque guide marginal pour permettre de régler les éléments de retenue par déplacement dans une direction parallèle aux guides marginaux, pour recevoir les feuilles en bonne position dans le bac. Deux frotteurs lestés mobiles ou bodies mobiles avant 48 sont disposés aubord avant de la plate-forme porteuse horizontale du bac et servent à maintenir le bord avant de la pile dans une position prédéterminée pendant les opérations de séparation et l'avanc-ement des feuilles. Les frot tueurs sont adaptés pour deseendre sous l'effet de la gravité au fur et à mesure de ltépuisement de la pile d'alimentation. Pour prélever les feuilles une à une dans chacun des bacs, il est prévu un moyen de séparation et d'avancement-des feuilles, dési- gné dans son ensemble par la référence 50 et qui comporte deux galets d'alimentation entrains 51 montés sur l'arbre*52 par des paliers flottants autocentreurs, Cet arbre 52 est à son tour monté dans des paliers 55 montés à l'extrémité avant ou extrémité libre de deux bras porteurs 56. L'extrémité opposée de chaque bras porteur est articulée sur un arbore de transmission 57 au moyen de paliers 58. A son tour, cet arbre de transmission tourillonne à ses deux extrémités dans le bâti de la machine, au-dessus du niveau du bac, de sorte que les galets d'alimentation peuvent rester appuyés sur la feuille supérieure de la pile. Chaque fois qu'une feuille est prélevée sur la pile, les galets d'alimentation autocentreurs descendent pour s'appuyer sur la feuille suivante qutils devront faire avancer. Ces galets sont couplés à l'arbre moteur par un dispositif de transmission comprenant un embrayage et des poulies. Ainsi qu'on l'explique avec plus de détails dans le brevet US 3.645.615 précité, le mouvement voulu d'acheminement des feuilles est transmis aux galets d'alimentation par l'intermédiaire du dispositif de transmission à embrayage et poulies, et suivant un mouvement coordonné dans le temps avec l'instant de la création d'une image de révélateur sur la surface du tambour photoconducteur. Le prélèvement des feuilles sur la pile et leur acheminement sont coordonnés avec le mouvement du tambour de manière que chacune des feuilles introduites une à une dans le poste de transfert soit superposée dans ce poste à l'image de révélateur portée par la surface du tambour.Le mouvement de l'arbre 57 est transmis à l'arbre 52 d'entrai- nement des galets d'alimentation par l'intermédiaire d'un embrayage électromagnétique CL-1 et d'une courroie 60 à entrainement positif. L'embrayage comprend un élément moteur 61 claveté sur l'arbre de transmission 37 et un élément entrain8 62 qui tourne fou sur cet arbre de transmission au moyen d'un roulement à rouleaux (non représenté). Une poulie 64 à entrainement positif est solidaire de l'élé- ment entraidé de l'embrayage et reliée par l'intermédiaire de la courroie à entralnement positif à une deuxième poulie 66 qui est elle-même clavetée sur l'arbre 52 d'entratnement des galets d'ali ment at ion. Au début de chaque cycle d'avance d'une feuille, les galets d'alimentation sont entrainés en rotation dans le sens qui fait reculer le bord avant de la feuille extrême supérieure de la pile en retirant ce bord dtau-dessous des forttours 48 du bord avant. Par contre, le bord arrière de la feuille est retenu fixe, en appui contre les éléments de retenue arrière 45 du bac, de sorte qutil se forme une boucle ou bosse longitudinale de séparation dans la partie arrière du corps de la feuille. Sous lteffet du mouvement de recul de la feuille supérieure, les frotteurs flottants de retenue du bord avant tombent sur la deuxième feuille de la pile pour exercer sur cette dernière une pression de retenue et ces fortteurs maintiennent ainsi le bord avant de la pile en bon alignement lorsque la feuille supérieure de la pile est enlevée de cette pile. Après la formation de la bosse longitudinale de séparation, le sens de rotation des galets est inversé et la feuille qui vient d'être séparée est poussée au-dessus de la face supérieure des butées avant et introduite dans le dispositif 30 de mise au repèrage et d'ache mineront des feuilles.La surface arrière des butées avant est in clinée pour donner à la partie supérieure des butées la forme d'un coin qui facilite le passage des feuilles au-dessus de ces butées. Ainsi qu'on l'a expliqué avec plus de détails dans le brevet US 3.645.615 précité, l'arbre de transmission 57 est entrainé par le mécanisme principal d'entraSnement de la machine par l'intermé- diaire d'un dispositif à secteur denté et came.Une came de commande (non représentée) est calée sur le mécanisme principal d'entraîne- ment de la machine, et, en agissant par l'intermédiaire d1 une biellette de contre-came 70, d'un secteur denté 71 et d'un pignon 72, cette came imprime un mouvement prescrit à l'arbre de transmission 57. Ce mouvement prescrit qui est transmis à l'arbre de transmission par l'intermédiaire du dispositif de commande à came fait tourner cet arbre 57 tout d' abord dans un premier sens pendant une partie du cycle d'avancement de la feuille, puis dans le sens oppose pendant le reste dette cycle.Ainsi qu'il est visible, l'arbre de transmission est solidaire de la chaine cinématique principale d'en- trainement de la machine et il est entraîné en rotation constante et coordonnée avec la rotation de la surface du tambour lorsque la machine est en fonctionnement. Toutefois, gracie à l'interposition de 1'embrayage, seule une -partie du mouvement total de cet arbre est transmise aux galets d'alimentation pendant chaque cycle d'avance d'une feuille de papier. En pratique, ltembrayage CL-1 est excité au- moment où l'arbre dtentrainemont des galets d'alimentation stapprocho du milieu du mouvement prescrit, c'est à dire du point où le sens de rotation de l'arbre est inversé. Lacoordination des mouvements est calculée de manière que les galets d'alimentation tirent la feuille supérieure de la pile de sous les butées avant 48. La distance décrite en marche arrière par le bord avant de la feuille est réglée de manière à être insuffisante pour chasser la feuille d'au-dessous des galets d'alimentation mais suffisante pour former une bosse de séparation dans la partie arrière du corps de cette feuille.L'embrayage est maintenu serré Jusqu'au-delà du point milieu du cycle, de sorte que, lorsque le sens de rotation des galets d'alimentation est inversé, la feuille -séparée est introduite par ces galets dans le dispositif 30 de mise au repèrage et d'acheminement des feuilles. A ce moment, l'embrayage électromagnétique CL-1 est desserré et les galets d'alimentation sont mis en roue-libre, ce qui permet de tirer la partie arrière de la feuille en la faisant passer sous ces galets. L'embrayage reste desserré jusqu'au moment du déclenchement d'un autre cycle d'introduction des feuilles. Ainsi quton le voit clairement sur les Fig. 2 et 3, chaque galet d'alimentation suivant l'invention est essentiellement composé d'un bloc 80 de matière du type du caoutchouc qui est capable de se déformer lorsqu'elle est appuyée sur la feuille extrême de la pile de feuilles. Le galet peut être composé d'un anneau de caoutchouc naturel ou synthétique, par exemple de polyuréthane ou équivalent, qui'est monté sur un noyau métallique cylindrique 61. A son tour, ce noyau est fixé à l'arbre 52 par une clavette, de sorte que l'en- semble du galet tourne avec cet arbre. Des trous 84 uniformément espacé s sur la ligne médiane circonférentielle du corps en caoutchouc du galet, traversent radialement le corps de ce galet.Une aiguille de forme allongée est montée dans chacun des trous radiaux. Une extrémité de l'aiguille est fixée au noyau cylindrique, par exemple par brasage, et la pointe de chaque aiguille est normalement située légèrement on retrait par rapport à la périphérie extérieure ou surface extérieure du galet. Une barre de pression 88 glisse sur la surface supérieure de chacun des bras porteurs oscillants 56, et est retenue dans une fente 89 formée sur ces bras. Cette barre de pression est continuellement repoussée vers le bas par un ressort 90 dont une extrémité est fixée à la partie extérieure de la barre tandis que l'autre est fixée à la plate-forme 40 du bac d'alimentation0 La tension du ressort est adaptée de manière à exercer sur les galets d'alimentation une force qui reste uniforme et constante pendant toute la période d'épuisement de la pile. A cet effet, le ressort 90 est de préférence du type "flexator", tel que celui décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique RE 23.974, capable d'exercer une force constante sur un large intervalle de positions. En pratique, le ressort exerce sur la barre une force suffisante pour déformer les galets de caoutchouc sur une flèche prédéterminée dans la région de contact entre ces galets et les feuilles. La déformation des galets est de préférence telle que, pendant le temps où les aiguilles traversent la zone de contact, les pointes de ces aiguilles forment sur la surface du galet une saillie de hauteur inférieure à l'épaisseur de feuille attaquée. De cette façon, les aiguilles ne risquent pas de traverser entièrement la feuille supérieure et d'attaquer la deuxième feuille de la pile, ce qui élimine à peu près totalement le risque de détérioration des feuilles. On peut obtenir ce-résultat en choisissant convenablement la relation entre la dureté du caoutchouc du galet et la force normale exercée par le mécanisme à ressort. Il est visible que les galets présentant cette construction sont capables, de transmettre à la feuille de copie attaquée, non seulement une force d'entralnement par friction, une force d'entratnement plus positive grâce à l'ac- tion des aiguilles. Toutefois, étant donné que les aiguilles ne se mettent en saillie sur la surface des galets que d'une façon progressive, au fur et à mesure de la traverse4 de la zone de contact, on évite les forces de choc généralement brutales qui sont normalement exercées par les galets d'alimentation à entratnement par adhérence. En pratique, ltespacemont uniforme des aiguilles est calculé de manière que plusieurs aiguilles puissent entrer simultanément en prise avec la feuille de copie attaquée en traversant la zone de contact. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'alimentation destiné à faire avancer une feuille, notamment dans un copieur ou machine similaire, ce dispositif comprenant : un galet d'alimentation qui est agencé pour s'appuyer sur la feuille aveo pression, et tout le corps est en une matière élastique telle que ce galet se déforme lorsqu'il est appuyé sur la feuille pour exercer sa fonction d'alimentation,et des élé- ments indéformables montés rigidement dans ce galet, en retrait par rapport à sa surface externe et agencés pour faire saillie au-delà de cette surface afin entrer en prise avec la feuille lorsque le galet est déforme. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, dans lequel les éléments indéformables sont constitués par une série dtaiguilles disposées radialement et dont les pointes sont agencées pour attaquer les feuilles. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, dans lequel les aiguilles sont uniformément espacées sur la périphérie du gale 4 - Dispositif suivant la revendication 2, dans lequel les aiguilles sont alignées latéralement et uniformément espacées sur la périphérie du galet. 5 - Dispositif suivant la revendication 1 et destiné à faire avancer une feuille prélevée sur une pile d'alimentation, ce dispositif comprenant : au moins. un galet d'alimentation avec son corps en matière élastique et son jeu d'aiguilles ; des moyens qui maintiennent le galet en contact avec ladite feuille en exerçant une force normale prédéterminée et constante sur le galet de manière que ce galet soit déformé par la réaction de la feuille dans la zone de contact ; chaque aiguille faisant saillie sur la surface du galet dans la zone de contact et attaquant la feuille à faire avancer. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, dans lequel la saillie de chaque aiguille dans la zone de contact est inférieure à l'épaisseur de ladite feuille. 7 - Dispositif suivant la revendication 5, dans lequel les aiguilles sont agencées de manière que ladite feuille soit attaquée simultanément par plusieurs aiguilles dans la zone de contact. 8 - Dispositif suivant la revendication 5, dans lequel le corps du galet est en une matière possèdant un fort coefficient de frottement par rapport à ladite feuille sur laquelle il agit. 9 - Dispositif suivant la revendication 8, dans lequel le corps du galet est en un caoutchouc dè faible dureté.