Brevet FR2481821A1 — publié le 19811106

Un type bien connu de copieur électrophotographique possède un Tambour photosensible dont la surface, en cours d'utilisation, est chargée électrostatiquement de manière uni- f-orme avant de recevoir une image par exposition à un original éclairé de telle sorte que la charge soit retenue uniquement sur les zones du tambour correspondant aux zones noires de l'original. Pa surface munie de l'image à électrostatique latente est ensuite amenée à un dispositif de développement qui applique un révéla- teur pigmentaire ou toner. Le révélateur pigmentaire est retenu dans les zones chargées et peut alors être transféré à du papier de copie auquel il peut être fixé, habituellement par chaleur ou pression, pour former une copie permanente. En variante la surface photosensible peut comprendre une couche photoconductrice sur une feuille de copie sensibilisée et l'image latente est alors formée sur la feuille de copie et développée par applica- tion de révélateur pigmentaire sur elle avant fixage. La présente invention est relative à des dispositifs de développement qui appliquent le révélateur pigmentaire aux images électrostatiques latentes. Elle concerne plus particulièrement des dispositifs de développement qui utilisent un révélateur pigmentaire à composant unique, c'est-à-dire des dispositifs dans lesquels il n'y a pas ou pratiquement pas de particules porteuses. Dans un dispositif de développement du type à brosse magnétique, une coquille cylindrique de matière non magnétique est disposée parallèlement au trajet de la surface conductrice, les surfaces de la coquille et la surface photoconductrice étant séparées par un petit intervalle. Un rouleau magnétique est monté rotatif dans la coquille et une lame de raclage fixe-, parallèle a la surface de la coquille, et écartée de celleci, limite et rend uniforme l'épaisseur de la couche de révélateur se déplaçant autour de la coquille. Le révélateur à composant unique est susceptible d'être attiré magnétiquement et, en cours d'uti- lisation, est maintenu contre la surface de coquille et déplacé sur elle par la rotation du rouleau magnétique et/ou de la coquille sous l'action d'au moins un moteur extérieur. L'image de charge sur la surface photoconductrice peut attirer les particules de révélateur à travers le petit intervalle existant entre elle- mëême et la couche de révélateur attiré magnétiquement sur la coquille. Il est nécessaire que les copies fournies par la machine Al0 2 2481821 Présentent une densité uniforme sur toute leur surface qu'elles soient la première ou la dernière copie d'une longue série, et il est nécessaire d'avoir une densité uniforme et constante que l'image occupe pratiquement toute la surface de la copie ou seulement une partie très faible de celleci. La quantité du révélateur enlevée de la coquille est donc variable dans une large mesure et est déterminée par l'aspect des originaux à copier. Les tentatives antérieures pour doser et réalimenter un révélateur à composant unique ont consisté à prévoir un agitateur tournant agissant pour propulser le révélateur depuis un réser- voir à un rouleau de développement contre la pression d'un organe pivotant à léger rappel élastique qui ferme en microrupteur en cas d'interruption de l'alimentation en révélateur. La fermeture du microrupteur actionne une lampe indicatrice ou une sonnerie, ou bien ouvre une entrée pour admettre davantage de révélateur. De tels dispositifs de dosage provoquent l'agglomération du révélateur du fait, a), qu'il y a un amas de révélateur en dessous du rouleau de développement qui se trouve comprimé par la rotation du rouleau et du fait, b), que le révélateur est comprimé physiquement pour sa propulsion au-delà de l'organe pivotant. Le problème de l'agglomération se produit en outre avec des copies de papier ordinaire lorsque l'on utilise des dispo- sitifs de développement à brosse magnétique dans lesquels le rouleau de développement se trouve dans un lit de révélateur pigmentaire, du fait de la proximité du dispositif de dévelop- pement vis-à-vis du tambour photoconducteur; lorsqu'il est nécessaire de retirer le dispositif de développement de la machine pour son entretien, il est nécessaire de déplacer le rouleau de développement radialement à l'écart de la surface - photoconductrice du tambour avant de le retirer dans le sens de son axe. Ce mouvement radial provoque une sérieuse compression du révélateur. Le problème de l'agglomération du révélateur est d'importance primordiale lorsque l'on utilise des révélateurs à composant unique de type à fixage par pression, révélateurs qui sont de plus en plus utilisés. Là présente invention se propose de réaliser un dis- positif de développement à brosse magnétique, à révélateur à D32481821 composant unique, comprenant un rouleau magnétique possédant plusieurs pâles magnétiques répartis autour de son axe, un support cylindrique pour une couche tournante de révélateur concentrique audit rouleau, une lame de raclage plaçée au voisi- nage du support cylindrique pour rendre uniforme la couche tournante, et des moyens sensibles au révélateur comprenant a) au moins une bobine montée sur la lame de raclage sur le côté vers lequel s'approche la couche tournante de révélateur pendant l'utilisation du dispositif de développement, de manière à être coupée par le champ magnétique mobile desdits pôles du rouleau magnétique lorsque le rouleau tourne lors de l'utilisation du dispositif de développement, et placée de manière telle que la valeur du champ induit par la bobine dépend de la quantité de révélateur retenue par la lame de raclage et b) des moyens fonctionnant en réponse au champ coupant ladite bobine pour commander l'alimentation en révélateur dudit support cylindrique. Un dispositif de développement selon l'invention va maintenant être décrit plus en détail à titre d'exemple en se référant au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique d'une exemple de copieur utilisant un dispositif de développement selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe en bout du dispositif de dévelop- pement de la figure 1 à plus grande échelle, la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2, et la figure 4 est un schéma du circuit électrique. Le copieur de type à "papier ordinaire" représenté à la figure 1 comprend un boîtier 10 possédant sur sa surface supérieure - une fenêtre transparente 12 sur laquelle un original est placé pour la copie. Une plaque de couvercle articulée 14 se trouve au- dessus de l'original. La fenêtre et le couvercle sont fixés à un châssis 16 qui peut être déplacé en va et vient par un moteur, non représenté, pour déplacer l'original devant un poste de formation d'image dans le bottier. Ce poste comprend une lampe 18, des miroirs 20a, 20b et une lentille 21. La fonction de ces éléments est de projeter une image de l'original sur un tambour photosensible 22 lorsque ce dernier tourne. Avant de recevoir l'image, la surface du tambour a reçu une charge électrostatique depuis un corona 24. La formation d'image amène la charge à être retenue uniquement sur les zones du tambour qui n'ont pas été éclairées, c'est-à-dire les régions noires de l'original. On désigne ceci comme étant l'image de charge. L'image de charge passe ensuite dans un dispositif de développement 25 qui applique un révélateur pigmentaire à composant unique, c'est-à-dire une poudre de révélateur, au tambour, destiné à être retenue par l'image de charge mais non par l'arrière plan maintenant déchargé. L'image développée passe à un poste de transfert 26 auquel elle rencontre une feuille de papier amenée depuis une pile 28. Une polarisation électrique sur un rouleau 30 qui presse légèrement le papier contre le tambour 22 transfère l'image de révélateur au papier. Le papier comportant l'image passe ensuite entre des rouleaux 32 qui a) fondfnt par pression l'image pour la fixer au papier, b) délivrent la feuille à un plateau de déli- vrance 34. Le tambour 22 entre temps se déplace devant une brosse 36 qui nettoie le révélateur résiduel de sa surface, après quoi le tambour se déplace vers le poste de charge 24 pour commencer le cycle de copie suivant. Il est clair que la description qui vient d'être donnée n'est que très sommaire et que de nombreuses variantes et modifications en sont déjà bien connues. La présente invention concerne le dispositif de dévelop- pement 25 qui est représenté de manière plus détaillée aux figures 2 et 3. Le dispositif de développement 25 comprend une coquille cylindrique fixe 38 dont l'axe est parallèle à celui du tambour photosensible 22. A l'intérieur de la coquille 38 se trouve un rouleau magnétique 40 constitué par dix pôles magnétiques Nord et Sud espacés angulairement, agissant radialement et polarisés en alternance. Le rouleau magnétique 40 est entraîné en rotation par un moteur extérieur, non représenté, et les extrémités de son arbre traversent les parois d'extrémités de la partie inférieure 41 d'une trémie 42 dont la partie supérieure constitue un réser- voir 44 pour le révélateur pigmentaire 46. Deux brosses longues 48 montées dans des gorges de la parois de trémie 42 s'étendent vers l'intérieur de façon que leurs extrémités libres prennent contact avec un rouleau de dosage 50 de révélateur et isolent positivement le réservoir 44 de la partie inférieure de la trémie 41. Le rouleau de dosage de révélateur 50 possède un noyau métallique et un manchon externe en caoutchouc mousse et est entraîné en rotation par un moteur 69 décrit ci-dessous. En'dessous du rouleau de dosage de révélateur 50 se trouve une plaque déflectrice 52 pour guider le révélateur tombant e l a brosse de dro-te fou d-isposée en arriare) 48 vers la surfac de l a cQruIl e 38. Une 'Leme de raclage 50est fixée de manière réglable au bord inférieur de la paroi de trémie 53 au voisinage du tambour 22' !e bord inférieur de la lame étant parallèle à la surface extérie-ure de la cocquil!e 38 mais!g eremen't espacée de celle-ci. Sur la lame 54 est montre une bobine 5e dont!Daxe est perpendiculaire au plan du dessin, Les spires de la bobine sont reliées par des fils 58 a un circuit électrique représenté schématiquement dans la figure 4o En cours d'utilisation du dispositif de développement, de la poudre de révélateur en vrac est versée dans le réservoir 44 par l'opérateur de la machine. La rotation du rouleau de dosage de révélateur 50, actionnée par le circuit électrique, qui va être décrit ci-dessous en référence à la figure 4, en sens horaire comme vu sur la figure 2, amène du révélateur sur la surface du rouleau à passer sur une des brosses 48, une partie étant libérée de la surface, le reste étant éjecté par la seconde brosse. Le révélateur tombe sur la plaque déflectrice 52 qui le conduit vers la coquille 38. Le révélateur est magnétique il est connu que la rota- tion en sens horaire des aimants 40 amène le révélateur à se déplacer en sens anti-horaire autour de la surface de la coquille 38 tout en étant attaché a elle. L'espace entre la lame de raclage 54 et la coquille 38 amène le révélateur à se répartir sur la coquille pour former une couche uniforme de révélateur 60 couvrant la coquille 38. Du révélateur continue à tomber le rouleau 50 jusqu'à ce qu'il y ait un dépôt 39 de révélateur le long de la lame 54 à la position représentée dans la figure 2, c'est-àdire sur le côte de la lame de raclage 54 vers lequel le révélateur se déplace en approchant de la lame. A mesure que le dépôt 39 s'accumule, la bobine 56 placée sur la lame 54 se trouve sensiblement submergée par ce dépôt de révélateur. Les champs magnétiques orientés de manière alternée du rouleau magnétique 40 traversent la bobine 56 de telle sorte que la rotation du rouleau magnétique 40 provoque l'induction d'une tension alternative dans la bobine. La valeur du champ coupant la bobine, et dont la tension induite dans la bobine avec une vitesse constante de rotation du rouleau magnétique 40 sont affaibles par la reluctance magnétique du révélateur enveloppant la bobine 39. 6 2 2481821 3e circuit, qui va être décrit ci-dessous en référence à la figure 4, a pour action d'interro être la rotation du rouleau de dosage de révélateur 50 lorsque ce révélateur 39 recouvre sensiblement la bobine 56 et agit pour provoquer à nouveau sa rotation lorsque la bobine 56 se trouve sensiblement découverte. De cette manière une couche uniforme de révélateur 60 est maintenue sur la coquille 38 et seulement une petite quantité de révélateur ern excès de la couche 60 reste dans le dépôt 39 couvrant la bobine. Ce dépôt 39 est naturellement sensiblement uniforme sur la longueur de la lame 54. Pendant une opération de copie l'image de charge se déplaçant devant le petit intervalle entre le tambour 22 et la couche de révélateur 60 attire du révélateur depuis la couche 60. La couche 60 réduite est rétablie par prélèvement sur le dépôt 39 jusqu'à ce que la bobine 56 se trouve suffisamment découverte pour que les fluctuations induites dans la bobine augmentent en ampli- tude jusqu'à la valeur de seuil à laquelle le circuit de la figure 4 fournit une réponse en amenant le moteur 69 à reprendre l'entraine- ment du rouleau de dosage de révélateur 50. Le cycle de réalimentation en révélateur décrit ci-dessus s'effectue jusqu'à ce que le dépôt de révélateur 39 à la bobine amène à nouveau une réduction d'ampli- tude des fluctuations induites. Le circuit détecte la diminution et arrête le moteur. La figure 4 représente schématiquement la bobine 56 et ses fils 58 reliés à un amplificateur 62 dont le signal de sortie est amené à un comparateur 64 après redressement et lissage au moyen d'une diode 61 et d'un condensateur 63. Dans le comparateur 64 le signal de sortie de l'ampli- ficateur est comparé à une tension d'entrée de référence 66. On s'arrange pour que cette tension de référence soit dépassée par l'amplitude accrue consécutive à une absence substantielle de révé- lateur à la bobine 56 mais soit supérieure à l'amplitude de l'ampli- ficateur lorsque la bobine 56 est sensiblement recouverte. Le compa- rateur 64 ne fournit un signal de sortie que lorsque la tension de référence est dépassée. Le signal de sortie actionne un électro-aimant 68 qui ferme un interrupteur 70 pour exciter le moteur 69 entraînant le rouleau de dosage de révélateur 50. Le paramètre actionnant la commande est la quantité de révélateur à la bobine. Celle-ci est directement et uniquement-dé- pendante de l'appauvrissement en révélateur de la coquille 38 et est 7 e 2 déterminée uniquement par la densité d'image de la copie. Les appauvrissements localisés, dûs par exemple à une image noire dense sur un côté de l'original et un fond largement blanc sur l'autre côté, peuvent être compensés par une migration du révélateur le long de la lame 54 pour répartir le dépôt de révélateur 39 de manière uniforme le long de la lame. L'amas de révélateur à composant unique est maintenu statique et non comprimé dans le réservoir 44 et est efficacement filtre et dispersé par l'action du rouleau de dosage de révélateur 50 et des brosses 48. Il tombe alors simplement librement par gravite sur le cylindre magnétique évitant de manière évidente une agglomération. La coquille 38 ne se trouve pas dans un lit de révélateur et peut donc facilement être extraite radialement du tambour 22 pour permettre son enlèvement axial pour l'entretien, sans comprimer la couche de révélateur par ce mouvement radial. En dehors de la-surface libre du révélateur dans le réservoir, qui dans tous les cas possède un couvercle, la seule partie du révélateur exposée à l'environnement est celle qui est retenue par la coquille 38, par les aimants du rouleau 40, à la zone de développement o la coquille 38 est exposée à l'exté- rieur de la trémie 42. Du fait de l'action de raclage de la lame 54 cette quantité est inférieure à celle que les aimants peuvent supporter. Le révélateur n'est donc pas libre de se disperser dans la machine.- Il est évident que la quantité de révélateur à la bobine 56 suffisante pour actionner puis désactionner le circuit de commande doit être déterminée expérimentalement. Les différents révélateurs possèdent des reluctances magnétiques différentes et la quantité d'hystérésis nécessaire pour un fonctionnement satisfaisant peut être déterminée par des éléments du circuit de commande. Des moyens de compensation appropriés, par exemple des moyens pour régler la tension de référence à l'entrée 66 au comparateur 64 de la figure 4 peuvent être prévus pour permettre au dispositif de développement 41 d'être réglé pour s'adapter à différents révélateurs. Dans le cadre de l'invention on peut prévoir deux bobines ou plus placées le long de la lame de raclage. Ces bobines peuvent soit être reliées l'une à l'autre de telle manière que leur sortie soit une somme moyenne, ou bien chaque bobine peut commander un dispositif correspondant d'admission de révélateur 8 2481821 depuis le réservoir. Ceci serait utile par exemple si l'on envisage que le révélateur soit utilisé principalement depuis une partie de la coquille. Une variante des moyens de dosage en révélateur, à: la place du rouleau de dosage de révélateur 50 entraîné par moteur et des brosses 48, pourrait être un électro- aimant qui, lors de son actionnement, pourrait retirer un obtu- rateur recouvrant une ou des fentes dans le fond du réservoir. Un agitateur dans le réservoir pourrait être simultanément actionné pour favoriser une chute libre du révélateur. Il est important toutefois que ce moyen de dosage de révélateur fournissant du révélateur depuis le réservoir 44 soit totalement séparé du dépôt 39 de révélateur détecté par la bobine. Si le moyen de dosage de révélateur devait fournir directe- ment du révélateur vers le dépôt 39 il pourrait y avoir des interactions nuisibles entre l'effet de dosage de révélateur. et l'effet de raclage de révélateur, et cela pourrait conduire à une couche non uniforme de. révélateur sur la coquille 38 de rouleau de brosse magnétique. L'utilisation d'une bobine passive 56 excitée par le champ fluctuant induit par les aimants nécessaires du rouleau 40 (le champ coupant la bobine étant modulé par le dépôt de révélateur 39) plutôt qu'un système à bobine nécessitant un champ d'excitation séparé (par exemple une bobine à excitation séparée) est également un avantage important de l'invention favorable à l'économie de la construction et du fonctionnement. REVENDICATIONS Io Dispositif de développement a composant unique a brosse maqnétique comprenant un rouleau magnétique présentant plusieurs pôles magnétiques xépartis autour de son axe, un support cylindrique pour une couche tournante de révélateur concentrique audit rouleau, une lame de raclage plagée au voisinage du support cylindrique pour rendre la couche tournante uniforme, une commande sensible au révélateur et comportant au moins une bobine électro- magnétique pour déterminer la présence de révélateur dans le dispositif de développement, et un moyen de dosage de révélateur commandé par ladite commande sensible au révélateur pour intro- duire du révélateur dans le dispositif de développement lorsque cela est nécessaire, caractérisé par le fait que la bobine (56) est montée sur la lame de raclage (54) sur le côté o la bobine est coupée par le champ magnétique mobile desdits pôles du rou- leau magnétique (40) lorsque le rouleau (40) tourne lors du fonctionnement du dispositif de développement, ladite bobine (56) étant plaçée de telle manière que la valeur du champ induit dans la bobine par le champ du rouleau de brosse dépend de la quantité (39) de révélateur retenue par la lame de raclage (54), et par le fait que des moyens sont prévus pour détecter le champ magnétique induit dans la bobine par l'interaction du champ magnétique mobile desdits pôles du rouleau (44) et dudit révélateur retenu (39), pour indiquer qu'il est nécessaire d'ajouter davantage de révélateur par l'intermédiaire du moyen de dosage de révélateur. 2. Dispositif de développement selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la commande sensible au champ coupant la ou chaque bobine (56) comprend un circuit traitant la tension induite dans la bobine (56) pour amplifier cette tension (en 62) et pour la comparer en (64) à une tension de référence qui n'est dépassée que lorsque la quantité de révélateur (39) retenue par la lame de raclage (54) est inférieure à une valeur de seuil en dessous de laquelle il est nécessaire de provoquer une applica- tion supplémentaire de révélateur audit support cylindrique (38)o 3o Dispositif de développement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comprend un mécanisme de dosage de révélateur (48, 50) relié à ladite commande sensible au révélateur (58-70) et agencé pour a) supprimer J'application de révélateuroau support cylindrique (38) dès l'instant o il reçoit un signal indiquant que le champ induit 2481821 dans ladite bobine se trouve en-dessous d'une valeur de seuil donnée et pour b) reprendre l'application du révélateur uni- auement lors de la réception d'un signal indiquant que le champ magnétique induit dépasse ladite valeur de seuil. 4. Dispositif de développement selon les revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que le mécanisme de dosage de révélateur est actionné lorsque la tension induite dans la bobine (56) dépasse la tension de référence et est maintenu en fonction- nement jusqu'à ce que la tension de référence dépasse ladite tension induite pendant la variation cyclique de ladite tension induite. 5. Dispositif de développement selon l'une quelconque des revendications 3 et 4 caractérisé par le fait que le mécanis- me de dosage de révélateur comprend un rouleau de dosage (50) possédant un axe horizontal de rotation parallèle à l'axe de symétrie dudit support cylindrique(38) et espacé au-dessus de celui-ci, et des brosses (48) coopérant avec ledit rouleau de dosage (50) à des emplacements espacés horizontalement pour maintenir une alimentation (46) de révélateur audessus du niveau des brosses (48) jusqu'au moment o la rotation dudit rouleau de dosage (50) est provoquée en réponse à la réduction de la quan- tité de révélateur (39) affectant le champ induit dans ladite bobine (56). 6. Dispositif de développement selon la revendication 5 caractérisé par le fait que les brosses (48) sont disposées diamétralement par rapport au rouleau de dosage (50) et qu'une plaque déflectrice (52) est montée endessous du niveau des brosses (48) pour assurer que le révélateur passant entre les brosses (48) et la surface dudit rouleau de dosage (50) atteint toujours la couche de révélateur (60) sur ledit support cylin- drique (38). 7. Dispositif de développement selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 combinés avec la revendication 2, caractérisé par le fait que le rouleau de dosage de révélateur (50) est relié en fonctionnement à un moteur qui est commandé au moyen d'un électro-aimant (58) actionné en réponse à la com- paraison entre la tension induite dans ladite bobine (56) et la tension de référence définissant la valeur de seuil à laquelle l'application de révélateur reprend ou est suspendue.