Brevet FR2481818A1 — publié le 19811106

SYSTEME DE BALAYAGE D'IMVAGE POUR DES MACHINES DE REPRODUCTION L'invention concerne un perfectionnement aux machi..nes de reproduction et notamment un perfectionnement du positionnement spatial relatif du dispositif de balayage des documents et du récepteur d'image. En outre, l'invention vise un dispositif de balayage perfectionné pour machines de reproduction, et notamment un perfectionnement de lien- trainement des chariots de balayage permettant de minimiser les à-coups de la machine durant tout le cycle de balayage. Dans la reproduction optique de documents, il est courant de placer le sujet sur un support d'exposition opti- que fixe, le dispositif d'exposition optique comportant une lentille ou objectif par l'intermédiaire duquel une image est transférée sur le matériau de reproduction par un rayon lu- mineux. On réalise ceci habituellement en déplaçant devant l'original une source de lumière d'exposition et une série de miroirs sur un chariot. Les zones incrémentales succes- sives du document devant être reproduit sont reportées sous forme d'images sur le matériau de reproduction ou élément récepteur d'image, par les miroirs et une lentille. Le ma- tériau de reproduction ou récepteur est habituellement sup- porté sur un tambour tournant autour d'un axe perpendicu- laire à la direction du déplacement des miroirs, ou le maté- riau de reproduction est déplacé le long d'un trajet cou- pant une ligne parallèle à la direction du déplacement des miroirs. Cette technique de balayage a été utilisée pour réduire les dimensions de la machine en réalisant des copies à l'échelle 1/1, et pour permettre l'utilisation d'une len- tille ou objectif moins coûteux que dans une machine dans la- quelle tout l'original est exposé simultanément sur le ré- cepteur. Des systèmes antérieurement connus pour-balayer le document original en utilisant deux chariots mobiles l'un par rapport à l'autre qui supportent des miroirs pour trans- férer les images successives sur le matériau de reproduction sont décrits dans les brevets américains n0 3 330 181, 3 431 053, 3 832 057 et 3 858 976. 2. Les dispositifs décrits dans ces brevets comportent des agencements similaires comprenant un premier chariot pour le dispositif d'éclairage, un miroir et l'ouverture d'exposition, et un second chariot mobile par rapport au pre- mier et supportant un ou des miroirs pour diriger une image vers un objectif. Les deux chariots se déplacent l'un par rapport à l'autre de manière que, lorsque l'un se déplace, l'autre se déplace sur la moitié de la distance couverte par le premier mais dans la même direction. Ceci assure que le trajet optique entre l'original et l'objectif a toujours la même longueur, quelle que soit la position de l'élément com- portant l'ouverture d'exposition en forme de fente. Ces dis- positifs antérieurs utilisent des systèmes d'entraînement complexes, tels que des mécanismes de détente à cliquet, des poulies sur lesquelles s'enroule un câble profilé, des amor- tisseurs ou "dashpots", et autres systèmes pour déplacer les chariots par rapport à l'objectif et en synchronisme avec le matériau de reproduction. De façon typique également, lorsque les chariots ont dépassé la surface de support du document, pour en projeter l'image sur la surface réceptrice d'image de l'appareil de reproduction, le chariot est renvoyé automa- tiquement vers la position de départ de manière que l'appareil soit prêt à réaliser la copie suivante. Ces mouvements de re- tour des chariots sont généralement effectués sous l'action d'un ressort qui ramène rapidement le chariot vers la position de départ. Ces mécanismes et systèmes ne fournissent pas une commande adéquate, ce qui résulte en des valeurs d'accéléra- tion très aléatoires, des vibrations non souhaitables et du bruit. La présente invention réduit ces problèmes et non seu- lement résoud les problèmes d'à-coups, de vibrations, de bruit et de fiabilité, mais sert également à réduire la hauteur et l'encombrement de la machine de reproduction. Le système d'entraînement pour un dispositif d'exposi- tion par balayage est très simplifié quant à ses éléments constitutifs, et le système d'entraînement pour les chariots de balayage supprime les àcoups dûs à une accélération ou une décélération non contrôlée des éléments mobiles. Le système d'entraînement du mécanisme de balayage suivant l'invention utilise un entraînement à tige de liaison et à came pour le chariot principal, de sorte que l'accélération, la vitesse et le déplacement des cha- riots mobiles sont continuellement contrôlés. Le seul autre dispositif d'entraînement à came actuellement connu pour un dispositif d'exposition par balayage est décrit dans le brevet américain n0 3 612 679. Dans ce brevet le dispositif d'exposition comporte une ouverture et un dispositif d'é- clairage pouvant être déplacé au niveau du support d'expo- sition optique, et un objectif, monté de façon mobile entre le dispositif de balayage et l'élément récepteur d'image, peut se déplacer par rapport à celui-ci pour projeter les images séquentielles sur l'élément récepteur d'image. Dans le système de balayage du brevet n0 3 612 679 il est nécessaire d'avoir un trajet optique rectiligne, ce qui nécessite une machine plus large, et il est nécessaire que le support de l'objectif ne soit soumis à aucune vibra- tion durant son déplacement, pour avoir une bonne résolution de l'image projetée sur le récepteur d'image de l'appareil de reproduction. En outre, ce brevet indique qu'il est sou- haitable que les éléments de balayage reviennent rapidement vers la position de départ à la fin du balayage, ce qui est accompli par l'intermédiaire du ressort 75 et de l'organe suiveur 74 sur la came 73. Par conséquent, l'art antérieur fournit plusieurs façons pour réaliser fonctionnellement l'exposition par balayage d'une surface photoconductrice ou autre récepteur d'image, mais on a rencontré des problèmes qui n'ont pas été résolus, et les structures antérieures ne permettent pas la simplicité pouvant être obtenue suivant l'invention0 La présente invention a pour but un appareil de reproduction perfectionné comportant un support pour le sujet à reproduire, un dispositif de balayage pour en former une image sur un récepteur d'image tournant autour d'un axe parallèle à la direction du déplacement du dispositif de ba- layage. L'entraînement du dispositif de balayage de l'image est perfectionné de manière que l'accélération, la vitesse - 2481818 et le déplacement des éléments-mobiles soient contrôlés de façon continue. La machine de reproduction comporte un dispositif de balayage disposé côte à côte avec un tambour muni d'un revêtement récepteur d'image, l'axe du tambour étant parallè- le à la direction du déplacement du dispositif de balayage. L'invention a pour objet une machine de reproduc- tion comportant un bâti, un organe de support monté sur le bâti et destiné à recevoir un document original, un élément mobile récepteur d'image, et un dispositif de balayage op- tique destiné à balayer l'organe de support et un original qui s'y trouve pour transférer une image de cet original sur l'élément récepteur d'image, caractérisé en ce que ledit élément mobile récepteur d'image est constitué par un photo- conducteur disposé sur un tambour tournant autour d'un axe, ledit dispositif de balayage comportant un premier chariot et un second chariot supportant des miroirs et pou- vant se déplacer le long d'un trajet parallèle à l'organe de support et à l'axe du tambour, avec un miroir disposé à 450 par rapport à la direction du déplacement des chariots pour envoyer des images successives balayées par le second cha- riot sur le photoconducteur se trouvant sur le tambour. La présente invention sera mieux comprise à la lec- ture de la description détaillée qui va suivre, et à l'exa- men des dessins annexés, qui représentent, à-ïitre d'exemple; non limitatif un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est un schéma du dispositif de balayage d'image et de son entraînement. La figure 2 est une vue en coupe verticale et trans- versale d'une partie d'une machine de reproduction suivant l'invention. La figure 3 est une vue en coupe verticale et trans- versale d'un détail de réalisation. Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe verticales longitudinales représentant la machine de reproduction sui- vant l'invention, dans deux positions différentes durant un cycle de balayage. La figure 6 représente une courbe d'accélération d'une forme de réalisation de came utilisée dans le disposi- tif représenté dans les figures 1, 3, 4 et 5. Les figures 7 et 8 représentent des courbes pour le déplacement et la vitesse pour une partie de la came en fonction au profil de cette came. Dans une machine de reproduction ou de photoco- pie suivant l'invention un document original ou sujet à reproduire est placé sur un support fixe d'exposition op- tique, et le sujet est éclairé pour permettre le transfert d'une image sur un élément récepteur d'image qui est géné- ralement un élément photo-sensible, tel qu'une couche de matériau photoconducteur, supportée par un tambour en ro- tation. L'image est alors développée électrographiquement sur ce tambour, et des poudres de formation de l'image sont alors transférées du tambour à une feuille réceptrice. Le dispositif d'exposition pour une telle machine de reproduction peut se présenter sous différentes formes, et la présente invention concerne une forme de réalisation perfectionnée du dispositif d'exposition qui se prête égale- ment à une variante pour la conception globale de la machine de reproduction. En se référant tout d'abord à la figure 1, qui re- présente schématiquement le dispositif d'exposition d'une machine de reproduction, on a représenté un support fixe 10 d'exposition optique qui est en général une plaque de verre transpa., sur laquelle peut être placé le document ou su- jet à Reproduire. Au-dessous de ce support 10 est disposé le dispositif de balayage. Ce dispositif de balayage comporte un premier chariot 12 qui est le chariot se déplaçant à demi- vitesse et cele long de moyens de guidage fixes 14, par rapport à un bâti fixe 15, à l'encontre de la force d'un ressort 160 Ce premier chariot 12 supporte deux miroirs 18 et 19 disposés perpendiculairement. Un second chariot 20 est monté sur les moyens de guidage 14 et est appelé chariot rapide, ce chariot se déplaçant par rapport au premier cha- r riot 12. Le second chariot supporte un miroir 21 qui balaie le support 10 à travers une ouverture d'exposition pour diriger des images successives de ce support vers le miroir (s 18 qui renvoie cette image au miroir 19 qui la renvoie à un autre miroir (décrit ci-après) qui dirige l'image sur la surface réceptrice d'image. Le premier chariot et le second chariot sont réunis par un câble 25 disposé autour de deux poulies 26 et 28 fixées sur le premier chariot. Un point du câble 25 est relié à un organe de fixation 29 fixé sur le bâti 15, et le câble 25 est fixé sur le chariot 20 au point 30. Sur le chariot 12 est montée de façon pivotante une première tige de liaison 31 dont une extrémité est reliée à une extrémité d'un levier 32 monté de façon pivotante sur le châssis 15, au point 34. Un organe suiveur 35 est monté entre les extrémités du levier 32 et s'appuie sur le contour d'une came 36 en rotation entraînée dans le sens des aiguilles d'une montre, comme indiqué sur les figures 1,4 et 5. Comme représenté sur la figure 1, l'organe suiveur s'appuie sur le contour de la came 36 de manière que lors de la rotation initiale de la came 36, le chariot 12 se dé- place vers la droite sous l'action du ressort 16 lorsque l'or- gane suiveur passe dans la zone creuse ou en retrait de la surface de la came. Le chariot s'arrête alors et est déplacé très rapidement, avec une accélération maximale, vers la gauche. Le chariot s'arrête alors puis est renvoyé vers la droite. Il est tout d'abord amené jusqu'à une vitesse prédé- terminée, et-commence alors la phase de balayage du cycle et se déplace à une vitesse constante pour déplacer le chariot le long du support d'exposition optique 10 à une vitesse constante, puis les chariots 12 et 20 s'arrêtent. La posi- tion d'arrêt ou de repos correspond à une surface de la came 36 se trouvant à une certaine distance du creux, cette sur- face étant la plus proche de l'axe de rotation de la came 36. Durant le déplacement du chariot 12, sous la commande du levier 32 et de la tige de liaison 31, le chariot 20 est déplacé par rapport au chariot 12 sous l'action du câble 25. En se référant maintenant aux autres figures, dans lesquelles les éléments similaires sont désignés par les mêmes références, on voit que la machine de reproduction, désignée dans son ensemble par-la référence 40, comporte un bâti 15 comprenant le support 10 d'exposition optique, et servant de support pour un mécanisme de balayage, tel que décrit ci-dessus et désigné dans son ensemble par la réfé- rence 42, pour projeter des images successives d'un sujet sur le support 10; par l'intermédiaire d'une fenêtre trans- parente 44, sur la surface revêtue d'un tambour 45 entrai- né en synchronisme. Le tambour 45 peut être muni d'une couche photoconductrice pour recevoir les images lumineuses afin de former électrographiquement une reproduction de l'image. Le tambour 45 est entraîné en synchronisme autour d'un axe 46 qui est parallèle à la direction du déplacement des chariots 12 et 20 du dispositif de balayage 42, lorsque le tambour tourne autour de son axe 46, par l'intermédiaire de moyens d'entraînement appropriés (non représentés), sa surface passe dans des postes de traitement successifs. Dans la description qui suit les éléments disposés autour de la surface du tambour ne sont décrits que du point de vue de leur fonction. En partant de la partie supérieure du tam- bour, tel que représenté sur la figure 2, et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, le premier élément est une lampe 48 pour conditionner initialement le photocon- ducteur, le second élément est un élément 49 de charge par effet corona qui place une charge électrostatique uniforme sur la couche photoconductrice du tambour 45. Une lampe de nettoyage 50 expose la couche photoconductrice entre les cycles de reproduction pour éliminer les parties de photo- conducteur qui ne sont pas utilisées, afin de rendre ce photoconducteur uniformément conducteur. Le tambour passe alors dans le poste d'exposition dans lequel il est exposé à l'image lumineuse traversant la fenêtre 44. Le tambour passe alors dans un poste de développement 51 dans lequel un matériau en poudre approprié tel qu'un "toner", est placé sur la surface du tambour, par un rouleau 52, pour y déve- lopper l'image latente. Le toner adhère à la surface du tam- bour suivant la configuration de l'image latente, ce qui développe cette image latente. Le tambour passe alors dans un poste de prétransfert 54 à effet corona qui sert à ré- duire la force d'attraction entre le toner et le photocon- ducteur. Le tambour passe ensuite dans le poste de transfert 248181e dans lequel la surface de ce tambour est amenée en contact avec une feuille réceptrice, par exemple du papier, tandis qu'un dispositif de transfert 56 à effet corona est alimenté. Un autre dispositif 57 à effet corona est disposé au voisinage de la feuille réceptrice et, en coopération avec un organe d'éjection 59, sert à enlever la feuille ré- ceptrice de la surface du tambour. Le tambour passe alors devant une lampe 60 qui nettoie de nouveau la surface du tambour par action de la lumière, et devant une roue de net- toyage 62 qui enlève toute trace de toner provenant de cette exposition de la surface du tambour. L'entraînement du tambour 45 et de la came commandant le dispositif de balayage 42 est réalisé par un moteur (non représenté). Le moteur entraîne une boîte de vitesse qui, à son tour, entraîne en synchronisme la came 36 et le moteur 45. Comme représenté sur les figures 2 et 3, le chariot 12 est supporté de façon à se déplacer le long du guide 14 comportant deux tiges parallèles 64 et 65 dont les extrémi- tés sont supportées par le bâti 15. Le châssis du chariot 12 s'adapte sur l'arbre 64 en deux points espacés longitu- dinalement et l'autre côté, espacé transversalement, du cha- riot 12 est muni d'un organe de support 66 qui repose sur le dessus de l'arbre 65. Des poulies 26 et 28 sont supportées par le chariot 12, et le câble 25 passe sur ces poulies entre l'organe de fixation 29, le bâti 15 et le point de fixation reliant le câble 25 au chariot 20.- Le ressort 16 est un ressort de recul ou de torsion monté de façon à entraîner un tambour 68 autour duquel est enroulé un câble 69 qui est fixé sur le chariot 12 par une broche de connexion 70. Le chariot 20 supporte une lampe 71 pour éclairer le support d'exposition optique et le sujet qui s'y trouve. La lampe est montée entre deux réflecteurs 72 et 74 et éclaire le sujet. Le châssis du chariot 20 est muni d'une ouverture d'exposition 75 en forme de fente au-dessous de laquelle est monté le miroir 21. Le chariot 20 est monté de façon à se déplacer le long des arbres 64 et 65, comme représenté sur les figures 2, 3 et 5. Les images successives reçues, à travers l'ouverture d'exposition 75, par le miroir 21 sont dirigées viers les miroirs 18 et 19, puis vers la lentille de projection disposée dans le cylindre fixe 76e A partir de la lentille de projection, l'image est envoyée vers et réfléchie par un miroir 78, orienté à 450 par rapport à la direction du déplacement des chariots, pour envoyer les images sur la surface du tambour 45, par l'intermédiaire de la fenêtre 44. Le chariot 12 est relié à son organe d'entraî- nement par l'intermédiaire de la tige de liaison 31 montée de façon pivotante et du levier 32e Le levier 32 est fixé sur le bâti au niveau du point de pivot 34 et l'organe sui- veur 35 est positionné de façon à être en contact avec la surface-de la came 36 en rotation. Comme représenté sur la figure 4, la came 36 a tourné d'environ 300 dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la position de repos et a maintenant at- teint la position dans laquelle tout autre déplacement vers la droite est interdit par cette came, et un mouvement ul- térieur de rotation de la came fait débuter une accéléra- tion rapide vers la gauche lorsque la came 36 continue à entraîner l'organe suiveur 35. La figure 5 représente la position des chariots et du levier 32 lorsque les chariots commencent à se déplacer à vitesse constante au-dessous du support d'exposition optique 10 pour commencer la phase de balayage. Lorsque le chariot 20 a balayé le support, les chariots ralentissent. Lorsque la came atteint de nouveau la position de repos indiquée par la référence 80, l'entraîne- ment par la came est interrompu, ce qui arrête les chariots. Le balayage est terminé et l'image projetée sur le tambour. La position des chariots par rapport au bâti est enregistrée dans la section de contrôle de synchronisation de la machi- ne de reproduction 40, au moyen de commutateurs disposés le long du trajet du chariot 12. Le contour de la came 36 est tel que durant le mouvement initial de la came, les chariots 12 et 20 sont po- sitionnés aussi rapidement que possible pour commencer le 2481818 balayage. Pour le balayage proprement dit, le contour de la came 36 est choisi de manière que cette came coopère avec les organes de liaison de façon que les chariots soient entraînés à vitesse constante. L'organe suiveur 35 est chargé à tout moment contre la came 36 par la tige de liaison 31 et le levier 32, sous l'action du tambour 68 sur lequel est enroulé un câble. La came 36 est formée à partir des six segments suivants: 1) balayage à vitesse constante; 2) variation cosinusoldale décalée jusqu'à la décélération maximale; 3) décélération constante; 4) variations cosinusoldales de la décélération maximale à l'accélération maximale; 5) accélé- ration constante; 6) variation cosinusoidale de l'accélé- ration maximale jusqu'à une accélération nulle. La came 36 est commandée de manière que l'organe suiveur passe sur les segments de came dans l'ordre inverse. Les accélérations maximales dans les segments 2 à 6 ont la même valeur. La durée des segments 2 et 6 (respectivement 8 et 50) permet des transitions sans à-coups entre le segment de balayage et les segments d'accélération maximale. La durée du segment 4 (500) donne une certaine latitude entre la décélération maximale et l'accélération maximale au début du cycle de balayage pour réduire le couple initial de l'arbre de la came. Les durées des segments 3 et5 sont telles que la somme des segments est égale à 3600, et ne permettent pas une varia- tion de vitesse résultante à partir de la combinaison des segments 2 à 6. La courbe d'accélération est représentée sur la figure 6 et les zones correspondant aux segments sont désignées par des chiffres. Les courbes, en fonction du profil de la came, pour le déplacement et la vitesse du dispositif de balayage optique, obtenus par le positionnement rapide du dispositif de balayage à partir de la position de repos, jusqu'à la position correspondant au mode de balayage, sont données dans les graphiques représentés sur les figures 7 et 8. C'est cette partie du profil de la came qui présente une structure particulière permettant d'obtenir une commande sans à-coups 11. du mouvement des chariots et d'empêcher des valeurs d'accé- lération aléatoires, des vibrations et le bruit. Le dispositif de balayage 42, disposé à côté du tambour 45, permet à la machine d'avoir une faible hau- teur, ce qui la rend plus courte et plus large. De façon classique, le papier pour les copies est emmagasiné sous le dispositif de balayage et est distribué le long d'un trajet de guidage pour arriver en contact avec la périphérie du tambour afin d'en recevoir l'image de toner. Les feuilles de reproduction sont alors séparées par l'organe d'éjection 59 et sont dirigées sur un plateau (non représenté). Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. REVEND ICAT ION 1. Machine de reproduction comportant un bâti, un organe de support (10) monté sur le bâti et destiné à recevoir un document original, un élément mobile récepteur d'image, et un dispositif de balayage optique destiné à balayer l'organe de support et un original qui s'y trouve pour transférer une image de cet original sur l'élément récepteur d'image, caractérisée en ce que ledit élément mobile récepteur d'image est constitué par un photocon- ducteur disposé sur un tambour (45) tournant autour d'un axe (46), ledit dispositif de balayage comportant un premier chariot (12) et un second chariot (20) supportant des miroirs et pouvant se déplacer le long d'un trajet pa- rallèle à l'organe de support (10) et à l'axe (46) du tambour (45), avec un miroir (78) disposé à 450 par rap- port à la direction du déplacement des chariots pour en- voyer des images successives balayées par le second chariot (20) sur le photoconducteur se trouvant- sur le tambour (45).