Brevet FR2351441A1 — publié le 19771209

La présente invention concerne un procédé et un appareil perfectionnés pour la fusion d'une matière colorante en poudre sèche sur un milieu approprié d'enregistrement tel que du papier coquille. Une machine à photocopier dtun type classique actuellement en service charge électrostatiquement une feuille de papier photoconducteur, puis engendre sur cette feuille une configuration de conduction différente dans le sens transversal en exposant la feuille chargée a une configuration de lumière et d'ombre transmise par un objectif mobile. La feuille supportant la configuration de charge électrostatique ainsi créée passe ensuite dans un mécanisme distributeur de matière colorante contenant une matière colorante ou poudre révélatrice résistante qui est attirée vers la surface de la feuille en fonction de la configuration de la charge pour développer l'image latente.La feuille supportant la matière colorante configurée est ensuite avancée vers un poste de fusion dans lequel la matière colorante est liée d'une façon durable sur le papier par application de chaleur ou de pression. Un autre mode de fixation d'une matière colorante sur le papier est appelé procédé par voie humide. Le papier est configuré électrostatiquement puis est plongé dans un système liquide spécial qui développe l'image latente. A la fin de cette étape, le papier est pressé entre des rouleaux pour être partiellement séché et un compartiment de séchage chauffé électriquement achève le processus de séchage. Ces deux systèmes classiques de développement pre-sen- rent un inconvénient inhérent du fait qu'ils sont relativement complexes du point de vue mécanique. Dans le mode de fusion de la matière colorante sur le papier par application de chaleur, il est nécessaire d'utiliser un système de ventilateur de refroidissement et de soufflante de ventilation pour éviter un surchauffage à la machine. Ce mode opératoire, de par sa nature propre, peut être parfois la cause d'un incendie. I1 n'est pas rare qu'une feuille de papier se coince dans le poste de fusion par application de chaleur et soit soumise à la haute température nécessaire pour la fusion de la matière colorante sur le papier, en provoquant ainsi l'inflammation du papier. La fusion de la matière colorante par application de chaleur peut également soulever d'autres problèmes concernant à la fois le papier et la machine. La chaleur sèche nécessaire pour la fusion a pour effet d'accroitre l'electri- cité statique du papier. Une quantité excessive de matière colorante peut s'accumuler sur les rouleaux, entonnant une épreuve peu satisfaisante ou en provoquant un coincement du papier. Le procédé par voie humide a les mêmes inconvénients inhérents que le procédé de fusion par application de chaleur à cause de son compartiment de séchage. De plus, le liquide révélateur nécessite l'utilisation de b a c s de développement qui s o n t encombrants et d'un système de pompage pour faire circuler le liquide.D'autres difficultés se présentent également si les éléments chauffants se dérèglent avec le temps, en risquant ainsi de provoquer un incendie comme on l'a décrit plus haut ou en donnant un produit final humide susceptible d'être maculé et déchiré. A cause de la complexité de l'appareillage nécessaire pour obtenir une copie convenable, il est souvent nécessaire d'entretenir constamment ces machines à cause de la défaillance des pompes, des éléments chauffants, des soufflantes, des ventilateurs et des moteurs d'entraInement. Le problème de maintenance est compliqué du fait qu'il est souhaitable que les machines soient compactes et le réglage de la machine est rendu encore plus difficile par le faible encombrement. L'application d'une fusion par pression, plutôt que par application de chaleur, élimine naturellement un certain nombre des inconvénients décrits plus haut. Toutefois, la pression est couramment appliquée par deux rouleaux opposés sollicités par ressort entre lesquels passe le papier portant la matière colorante. Ces rouleaux sont constamment en rotation et sont mutuellement en contact entre les copies successives; ainsi, les rouleaux doivent être entraînes pendant tout un tirage et imposent une forte charge au moteur d'entrainement.Hormis la dépense qu'entraîne l'incorporation dans la machine d'un moteur plus puissant que celui qui serait autre ment nécessaire, les rouleaux sont sujets à une forte usure et les copies ont tendance à être glacées et lisses à cause de l'écrasement des fibres du papier qui se produit sous l'action des rouleaux sollicités par ressort. Par conséquent, la présente invention a principalement pour objet un procédé et un appareil pour la fusion d'une poudre de matière colorante sèche sur un milieu d'enregistrement dans une machine à photocopier ou duplicateur, qui n'ont pas l'inconvénient d'une fusion par application de chaleur, d'un séchage et d'une fusion par pression comme on l'a décrit ci-dessus. L'invention a en outre pour objet un procédé et un appareil de fusion d'une matière colorante en poudre sèche sur un papier présentant une configuration électrostatique par une action de coincement. A cet effet, on utilise deux élé- ments ou rouleaux presseurs qui sont maintenus à un écartement fixe. L'appareil de fusion est de construction simple et compact et peut être-installé sur des machines à photocopier existantes sans grande modification de ces dernières ou peut être facilement adapté comme composant d'une machine à photocopie originale. Ledit appareil de fusion peut être facilement réglé en fonction d'une grande plage de forces du papier.De plus, les deux éléments presseurs écartés sont texturés de façon à éliminer pratiquement toute tendance à produire un fini glacé sur le papier de tirage traité, ce qui réduit au minimum le brillant de la feuille finie. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, la feuille de papier supportant la matiere colorante configurée est avancée entre deux rouleaux presseurs menés qui sont maintenus à un écartement fixe et constant dans leur zone de serrage. La largeur de l'intervalle formé par l'ecar- tement ne dépasse pas l'épaisseur du papier et est maintenue normalement entre environ 0,025 et 0,05 mm pour un papier d'une épaisseur de 0,076 mm. I1 en résulte un pincement qui assure la fusion de la matière colorante sur le papier et produit une épreuve de très bonne qualité.En n'appliquant sélectivement une pression que lorsque la feuille de papier passe entre les rouleaux, le dispositif d'entraînement de l'appareil n'est pas soumis à une charge supplémentaire et l'usure des composants mécaniques, notamment des rouleaux proprement dits, est très réduite. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue de coté schématique d'une machine à copier à sec comportant l'appareil de fusion d'une matière colorante, ce dernier étant représenté comme un dispositif accessoire modifiant une machine à copier par voie humide; la figure 2 est une vue de côté à grande échelle de l'appareil de fusion de la matière colorante en le regardant du côté de la transmission; la figure 3 est une vue partielle en plan de l'appareil de fusion à une échelle légèrement réduite; la figure 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la figure 3, à la même échelle que la figure 2; la figure 5 est une vue de face partielle d'une paroi latérale de support montrant en pointillé les vis de réglage des rouleaux presseurs; ; la figure 6 est une coupe partielle analogue à la figure 4, mais montrant les vis de réglage des rouleaux dans des positions dans lesquelles l'ouverture de la fente de la paroi latérale est exagérée; et la figure 7 montre l'engagement d'une feuille de papier, sur laquelle une matière colorante est répartie, dans la zone de serrage des rouleaux de fusion et illustre la fusion de la matière colorante qui se produit par l'action de pincement lorsque la feuille passe dans l'intervalle des rouleaux. On va examiner maintenant la figure 1 qui représente un appareil 10 de fusion d'une matière colorante de la présente invention qui est monté dans une machine à copier à sec transformée 11. La machine 11 comporte des composants fondamentaux, une bobine de papier coquille 12, un dispositif de découpage 14 destiné à couper le papier 12 à la longueur voulue, un dispositif classique 16 de charge électrostatique destiné à recevoir le papier 12, une plaque 18 exposée au vide, un objectif mobile 20, un moteur d'entraînement 22, l'appareil de fusion 10, une ouverture 24 de sortie du papier et un plateau récepteur 26 pour stocker les copies terminées. Le moteur d'entraînement 22 est destiné à entraîner une série de courroies 28 de transfert de ag,ier parl'inter- médiaire d'une channe de transmission 50 eut 'appareil de fusion 10 par une channe 52. Be brin supérieur des courroies de transfert 28 s ' a v a n c e vers 1 a g a u c h e en observant la figure 1, en passant sur la plaque à vide 18. L'appareil de fusion 10 comprend deux parois latérales verticales de support 34 et 36 qui sont parallèles et espacées, de construction identique et de préférence en fonte d'aluminium. Plusieurs éléments transversaux 38 relient les parois 34 et 36 pour former un bâti rigide présentant une partie 40 pour l'entrée du papier et une partie 42 pour la sortie du papier. Un rouleau mené 44 d'avance du papier monté sur un arbre 45 et un guide-papier 46 dans la partie d'entrée 40 dirige le papier 48 présentant une charge électrostatique (voir figure 7) dans une trémie amovible se prolongeant transversalement 50 qui contient une poudre sèche de matière colorante. La trémie 50 est introduite et montée dans des ouvertures alignées 52 ménagées dans les parois latérales de support 34 et 36. A l'intérieur de la trémie 50 se trouve un bac 54 de stockage de la matière colorante sèche et un rouleau ou brosse mene 56 de distribution de la matière colorante qui répartit sur le papier 48 présentant une configuration électrostatique la matière colorante devant subir une fusion comme cela se fait couramment en pratique. Entre les extrémités d'entrée et de sortie 40 et 42 sont montés deux rouleaux presseurs en acier supérieur et inférieur 57 et 58 qui sont à peu près alignés verticalement et se prolongent transversalement, montés sur des arbres 57' et 58' entre les parois latérales 34 et 36. Les parties extrêmes des arbres 57' et 58' sont logées dans des paliers 59 et 61 montés dans les parois latérales 34 et 36. Bien que les rouleaux soient à peu près alignés verticalement, le rouleau inférieur 58 est de préférence de 170 en avant du rouleau supérieur 57 (correspondant à un angle par rapport à la verticale passant par les axes des rouleaux et dont le sommet coincide avec l'axe du rouleau supérieur 57 Entre les extrémités 40 et 42 sont également ménagées dans les parois latérales respectives 34 et 36 deux fentes de réglage allongées et alignées 60 et 62 qui sont légèrement inclinées vers le haut. Les fentes de réglage 60 et 62 sont fermées à mi-chemin des parois latérales et sont ouvertes aux bords des parois latérales avoisinant l'extrémité de sortie 42. Deux orifices taraudés 64 et 68, ménagés dans chaque paroi à proximité des extrémités ouvertes des fentes, sont orientés suivant un angle de 90" par rapport aux fentes de réglage 60 et 62 et logent deux vis 70 et 72 respectivement de réglage du rouleau presseur supérieur. Comme on le voit en particulier sur les figures 2 et 6, la vis de réglage 72 est une vis déterminant l'intervalle réglable et la vis de réglage 70 est une vis de serrage. Chaque vis de serrage 70 se prolonge vers le bas à travers un doigt supérieur de la paroi respective 34 ou 36, traverse la fente 60 ou 62 et se visse dans l'orifice 64 d'un doigt inférieur de la paroi. Les rouleaux presseurs 57 et 58 sont montés audessus et au-dessous des fentes 60 et 62 et se prolongent à un angle d'environ 900 par rapport à ces dernières, le rouleau supérieur 57 appliquant sélectivement la pression de fusion. Ainsi, lorsque les vis de serrage 70 sont desserrées, les vis 72 de réglage de l'intervalle peuvent être déplacées vers l'intérieur ou vers l'extérieur, en sculevant ou en abaissant le rouleau presseur supérieur 57 et en déterminant la pression de fusion appliquée à la matière colorante située sur le papier. Dès que les vis 72 sont réglées, les vis 70 sont de nouveau serrées. Il est évident que les plaques d'aluminium constituant les parois latérales 34 et 36 maintiennent tous les composants internes d'une façon rigide, mais que les plaques sont suffisamment élastiques pour permettre l'ouverture et la fermeture des fentes 60 et 62 en fonction du degré auquel les vis 72 s'appuient contre les doigts inférieurs des parois. Les éléments transversaux 38 situés à proximité des rouleaux presseurs 57 et 58 sont équipés de lames racleuses 74 et 76 qui, bien qu'elles ne touchent pas les rouleaux, empêchent toute accumulation de la matière colorante sur ces derniers. La lame racleuse supérieure 74 présente une partie solidaire 78 de guidage ou de déviation du papier qui dirige le papier 48 vers un rouleau mené de sortie 80 monté sur un arbre 81 et de là vers le plateau récepteur 26. Les arbres menés 45, 55, 57', 58'et 81 traversent la paroi latérale 34 et des pignons 82, 84, 86, 88 et 90 respectivement sont calés sur ces arbres. Comme on l'a décrit précédemment, l'appareil de fusion 10 est entraîné par le moteur 22 et la chaîne de transmission 32. Cette dernière passe du moteur 22 sur un pignon fou 92 monté sur le bord supérieur de la paroi 34, puis autour du pignon 90 du rouleau de sortie, qui est monté sur l'arbre 81. La chaîne de transmission 32 passe ensuite sur un pignon fou d'un tendeur de chaîne 94 et sur le pignon menant principal 88 monté sur l'arbre 58 du rouleau presseur inférieur 58. A partir de ce pignon principal 88, la chaîne 32 passe sur un pignon 82 monté sur l'arbre 45 du rouleau d'avance et de là, rejoint à nouveau le moteur d'entraînement. Le pignon principal 88 présente une série de dents venant en prise avec la chaîne de transmission 32 et une seconde série de dents qui engrènent avec le pignon 86 monté sur lar- bre 57' du rouleau presseur supérieur. Ainsi, les rouleaux presseurs supérieur et inférieur 57 et 58 sont entraînés dans des directions opposées et assurent l'action de pincement tout en constituant un dispositif destiné à transférer les feuilles de papier 48 vers le rouleau de sortie 80. Le pignon principal 88 entraîne également un pignon fou 96 de grande dimension supporté par la paroi latérale 34 qui engrène lui-même avec le pignon 84 monté sur l'arbre 55 du rouleau 56 et l'entraîne. Lors du fonctionnement, on place le document à copier sur la fenêtre 98 de la machine (figure 1) et on enfonce le bouton usuel de mise en marche (non représenté). Une feuille de papier 48 de longueur correcte est coupée par le mécanisme 14, passe dans le dispositif de charge électrostatique 16, puis est placée sur la plaque à vide 18 par les courroies 28. La feuille 48 est soumise à une aspiration sur la plaque 18 de façon qu'elle reste à plat.La configuration de lumière et d'ombre du document original à copier est alors concentrée sur le papier chargé électrostatiquement par l'objec- tif 20 animé d'un mouvement alternatif. La charge électrostatique est photosensible et prend une configuration correspondant à la variation de l'intensité de lumière atteignant le papier. Le papier 48 supportant la configuration est déplacé ensuite dans l'entrée 40 de l'appareil de fusion 10 par le moteur 22 et les courroies de transfert 28 de la plaque à vide 18. Le rouleau d'avance 44 et le guide-papier 46 dirigent le papier 48 sous le rouleau 56 qui applique à sa surface une quantité dosée de la matière colorante 54. Cette dernière n'est attirée que vers les parties du papier 48 présentant une charge convenable. Le guide-papier 46 dirige le papier et la matière colorante répartie sur ce dernier dans la zone de serrage des rouleaux presseurs supérieur et inférieur 57 et 58. Comme on l'a décrit précédemment, il est possible de faire varier l'intervalle ou écartement des rouleaux 57 et 58 dans leur zone de serrage en ajustant les vis 70 et 72. Normalement, l'écartement des rouleaux presseurs est inférieur à l'épaisseur du papier traité, un intervalle de 0,025 à 0,05 mm étant convenable pour un papier d'une épaisseur de 0,076 mm. Comme le montre en particulier la figure 6, il est évident que l'intervalle peut être facilement ajusté en fonction des diverses forces (épaisseurs) du papier. La pression appliquée par les rouleaux au papier 48, lorsque celui-ci est pincé entre les rouleaux 57 et 58, est suffisante pour assurer la fusion permanente de la matière colorante 54 sur le papier 48, comme on le voit sur la figure 7. Les rouleaux 57 et 58 de fusion font également avancer la copie terminée pour la mettre en contact avec le rouleau de sortie 80 qui transfère à son tour le papier 48 dans le plateau récepteur 26. Les photocopies obtenues en mettant en oeuvre le procédé utilisant des rouleaux de pincement de la présente invention sont de meilleure qualitidu fait que la photocopie entièrement traitée ne présente pas le fini lisse et glacé qui caractérise souvent les photocopies obtenues par des procédés dans lesquels la fusion de la matière colorante est assurée par des rouleaux presseurs sollicités par ressort. Le pincement minimise l'écrasement des fibres du papier et naturel lement, aucune charge n'est imposée au moteur d'entraînement de la machine sauf lorsqu'une feuille se trouve dans l'intervalle compris entre les rouleaux 57 et 58. Il importe d'obtenir un fini aussi plat que possible car une surface brillante est plus réfléchissante et par suite, le document est plus difficile à lire. Pour éliminer pratiquement le fini brillant, il est préférable que les rouleaux 57 et 58 présentent une surface texturée plutôt qu'une surface lisse et polie. On obtient cette texture en rendant volontairement rugueuses les surfaces des rouleaux, soit en les meulant, soit en les traitant au tour, puis en soumettant les rouleaux à un sablage. Ensuite, il est éventuellement possible de chromer les rouleaux. Ceci n'a aucun effet sur la qualité de l'épreuve et réduit vraiment au minimum le brillant superficiel de la photocopie traitée. Bien que l'appareil de fusion d'une matière colorante de la présente invention soit représenté dans le présent mémoire comme un appareil auxiliaire pouvant être ajusté après coup pour transformer une machine à copier par voie humide en une machine à copier à sec, il est bien entendu que l'invention peut également être adaptée à la fabrication d'une machine à copier à sec initiale. Toutefois, l'absence de complexité mécanique et la simplicité du réglage rendent le procédé de pincement de l'invention particulièrement approprié pou-r équiper après coup des machines existantes de traitement par voie humide de façon à pouvoir tirer profit des avantages d'une copie sèche de bonne qualité. Il est également évident que l'invention peut être mise en oeuvre en modifiant une machine existante qui utilise des rouleaux de fusion par pression sollicités par ressort. On l'effectue en supprimant les ressorts et en équipant l'ensemble des rouleaux d'une butée qui limite efficacement le degré d'écartement des rouleaux lorsqu'une feuille de papier est introduite dans leur zone de serrage. Par conséquent, cette butée établit un intervalle fixe de pincement entre les rouleaux lorsque la pression est appliquée au papier supportant la matière colorante. Selon cette disposition les rouleaux (dont les ressorts de pression ont été enlevés) tournent pendant un tirage en étant légèrement en contact l'un avec l'autre entre les feuilles successives, mais l'usure est minimale de même que la charge imposée au moteur d'entraînement. Il va de soi que l'appareil et le procédé décrits peuvent subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de fusion d'une matière colorante sur le papier de tirage d'une machine à photocopier ou duplicateur utilisant un dispositif pour distribuer une matière colorante en poudre sèche sur ledit papier et former une image du document à reproduire, appareil caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments presseurs établissant entre eux un intervalle de pincement d'une largeur qui n'est pas supérieure à l'épaisseur du papier, et un dispositif destiné à faire avancer dans ledit intervalle le papier sur lequel la matière colorante est répartie de façon que le papier et la matière colorante répartie soient soumis à une action de pincement. 2. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux éléments presseurs se composent de deux rouleaux présentant un écartement ou zone de serrage définissant l'intervalle de pincement, ledit dispositif d'avance comprenant un dispositif d'entraînement relié aux rouleaux pour les faire tourner dans des directions opposées, et une structure de guidage pour diriger le papier dans la zone de serrage. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des rouleaux présente une surface cylindrique texturée. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à régler sélectivement la largeur de l'intervalle de façon à régler le pincement auquel sont soumis le papier et la matière colorante répartie. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux supports espacés pour lesdits éléments qui s'étendent entre eux dans des positions sensiblement parallèles, lesdits éléments comprenant deux rouleaux présentant une zone de serrage définissant l'intervalle de pincement, le dispositif d 'avance comprenant un dispositif d'entraînement relié aux rouleaux pour les faire tourner dans des directions opposées, et une structure de guidage pour diriger le papier dans la zone-de serrage. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif sur lesdits supports qui est destiné à ajuster sélectivement les positions transversales relatives des rouleaux pour faire varier la largeur de l'inter valle afin de régler le pincement auquel le papier et la matière colorante répartie sur ce dernier sont soumis. 7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun des supports comprend une plaque élastique verticale présentant une fente et des doigts supérieur et inférieur sur les côtés opposés de cette dernière, les rouleaux étant positionnés l'un au-dessus de l'autre et supportés par les doigts supérieur et inférieur correspondants, et un dispositif sur lesdits doigts pour ouvrir et fermer sélectivement les fentes afin de faire varier la largeur de l'intervalle de manière à régler le pincement auquel le papier et la matière colorante répartie sont soumis. 8. Procédé de fusion d'une matière colorante en poudre sèche sur un papier revêtu d'oxyde de zinc, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à répartir une matière colorante en poudre sèche pour former une image sur ledit revêtement d'oxyde de zinc du papier, à faire avancer le papier et la matière colorante entre deux rouleaux presseurs qui sont montés pour établir un intervalle entre eux, l'intervalle ayant une largeur inférieure à ltépaisseur du papier revêtu d'oxyde de zinc, les rouleaux étant mis en rotation par un moteur dans des directions opposées de façon que la matière colorante soit fixée par pincement sur le papier couché pour former une image permanente au cours de l'étape d'avance, la pression des rouleaux, lorsque le papier couché passe entre eux, n'étant pas suffisante pour écraser le revêtement d'oxyde de zinc du papier.