Brevet FR2625337A1 — publié le 19890630

La présente invention concerne un capteur de com- mande automatique de densité de toner qui est destiné à com- mander la densité de toner dans un processus de développe- ment d'une image latente qui est obtenue à partir d'un ori- ginal. Les machines de reprographie utilisant un procédé de développement à deux composants par électrocopie, em- ploient de façon générale un capteur de commande automatique de densité de toner, qui consiste par exemple en un capteur o10 de type magnétique, dans le but de maintenir la densité du toner à un niveau approprié. La figure 1 montre un tel capteur de commande auto- matique de densité de toner. Dans ce capteur de commande au- tomatique de densité de toner, une tension de commande Vcnt qui est obtenue à partir d'une tension d'alimentation Vcc divisée par une résistance variable VR, est appliquée à une borne de commande d'un capteur 10, qui affecte la sensibili- té de la détection de la densité du toner. Sous l'effet de ce signal de commande Vcnt, le capteur 10 détecte la densité du toner et il produit une tension de sortie de capteur V s qui est une tension continue proportionnelle à la densité détectée du toner. Dans un tel capteur de commande automatique de den- sité de toner de type classique, il est nécessaire de régler initialement la résistance variable, de façon que la tension de sortie du capteur Vs pour un toner de densité standard soit égale à une valeur standard prédéterminée. Le toner n'est absorbé à un niveau approprié sur l'image latente ob- tenue à partir de l'original, qu'après que la tension de sortie du capteur Vs a été réglée par rapport à la valeur standard, par ce réglage initial. La tension de sortie du capteur Vs peut varier lu fait de la variation de la sensibilité de la détection par le capteur 10, des conditions d'environnement de la machine de reprographie, comme l'humidité, et de la variation de la densité du toner. Il en résulte que dans le capteur de com- mande automatique de densité de toner de type classique, le réglage initial de la tension de sortie du capteur Vs, par rapport à la valeur standard, doit être effectué manuelle- ment par l'opérateur. Cependant, du fait que l'absorption du toner par le tambour est très faible, ce réglage exige une précision élevée, et il est apparu que cette opération était extrême- ment malcommode pour l'opérateur. L'invention a donc pour but de procurer un capteur de commande automatique de densité de toner qui soit capable d'effectuer automatiquement le réglage initial de la sensi- bilité de la détection de la densité du toner, au moyen d'une configuration simple. Un aspect de l'invention procure un capteur de com- mande automatique de densité de toner, comprenant: une structure de capteur destinée à détecter une densité de toner et à produire un signal de sortie de capteur indiquant la densité de toner détectée, la sensibilité de la structure de capteur étant réglable au moyen d'un signal de commande qui lui est appliqué; des moyens pour comparer une valeur du si- gnal de sortie de capteur avec une valeur de référence prédé- terminée indiquant un niveau approprié de la densité du to- ner, afin de produire un signal de comparaison qui indique le résultat de la comparaison; et des moyens pour produire, con- formément au signal de comparaison, un signal de commande destiné à être appliqué à la structure de capteur, ce signal réglant la sensibilité de la détection de la densité du toner et ce signal de commande ayant une valeur telle que la valeur du signal de sortie de capteur est pratiquement égale à la valeur de référence lorsque la densité du toner est au niveau approprié. Un autre aspect de l'invention procure un appareil d'alimentation en toner, comprenant: une structure de cap- teur destinée à détecter une densité de toner et à produire un signal de sortie de capteur indiquant la densité de toner détectée, la sensibilité de la structure de capteur étant ré- glable au moyen d'un signal de commande qui lui est appliqué; des moyens pour comparer la valeur du signal de sortie de capteur avec une valeur de référence prédéterminée qui indi- que un niveau approprié de la densité de toner, afin de pro- duire un signal de comparaison indiquant le résultat de la comparaison; des moyens pour produire,conformément au signal de comparaison, un signal de commande destiné à être appliqué à la structure de capteur, qui règle la sensibilité de la dé- tection de la densité de toner, ce signal de commande ayant une valeur telle que la valeur du signal de sortie de capteur soit pratiquement égale à la valeur de référence lorsque la densité du toner est au niveau approprié; des moyens de mé- moire destinés à mémoriser la valeur du signal de commande; et des moyens pour commander une source de toner de façon que le toner ne soit distribué que lorsque la valeur du signal de sortie de capteur diffère de la valeur de référence, d'une manière indiquant que la densité de toner est inférieure au niveau appropriée, pendant que le signal de commande ayant la valeur mémorisée est appliqué à la structure de capteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique d'un capteur de commande automatique de densité de toner de type classique. La figure 2 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation d'un capteur de commande automatique de densité de toner conforme à l'invention. La figure 3 est une vue agrandie d'une tête de dé- tection d'un capteur qui fait partie du capteur de commande automatique de densité de toner représenté sur la figure 2. Les figures 4(a) et 4(b) sont des graphiques qui montrent les relations entre une tension de sortie de capteur, une tension de commande et une tension réglée qui sont utili- sées dans le capteur de commande automatique de densité de toner qui est représenté sur la figure 2. La figure 5 est un organigramme du fonctionnement du capteur de commande automatique de densité dé toner qui est représenté sur la figure 2. En considérant maintenant la figure 2, on voit un mode de réalisation d'un capteur de commande automatique de densité de toner conforme à l'invention. Ce capteur de com- mande automatique de densité de toner présente la structure suivante. Un capteur 1 détecte une densité de toner et il produit une tension de sortie de capteur V qui indique la densité de toner qui est détectée. Un convertisseur analogi- que-numérique (A/N) 2 convertit le signal de sortie de cap- teur Vs de la forme analogique à la forme numérique. Une unité centrale (UC) 3 élabore une tension réglée Vr, non re- présentée, à partir d'une tension de référence prédéterminée Vref qui indique une densité de toner appropriée, et à par- tir de la tension de sortie de capteur Vs, et elle produit une tension de commande Vcnt qui indique le réglage qu'il est nécessaire d'introduire dans la détection de la densité de toner par le capteur 1, ainsi qu'un signal de commande de toner, non représenté, qui indique une quantité appropriée de toner à fournir, conformément à la tension réglée Vr. Un convertisseur numérique/analogique (N/A) 4 convertit le si- gnal de commande Vcnt de la forme numérique à la forme ana- logique. Un dispositif de commande d'alimentation en toner 5 commande l'alimentation en toner réelle conformément au si- gnal de commande de toner. Un réservoir de toner 6 contient le toner et il libère une quantité appropriée du toner sous la commande du dispositif de commande d'alimentation en toner 5. La figure 3 montre une tête de détection du cap- teur 1. La tête de détection est constituée par deux trans- formateurs en forme de U, portant les références Ta et Tb, qui sont disposes dos à dos. On appelle le transformateur Ta le transformateur côté détection, et on appelle le transformateur Tb le transformateur côté comparaison. Des bobines primaires Lal et Lbl sont connectées en série à un oscillateur P qui fournit un courant alternatif, de façon à produire une force électromotrice dans des bobines secondaires La2 et Lb2. Du fait que les bobines La2 et Lb2 sont connectées avec une po- larité inverse, le signal de sortie de la bobine Lb2 présente un retard de phase de 180 par rapport à celui de l'oscilla- teur P et de la bobine La2. On obtient le signal de sortie de la tête de détection sous la forme de la combinaison des si- gnaux de sortie des bobines secondaires La2 et Lb2, et ce si- gnal de sortie est ensuite amplifié, après quoi on produit pour la tension de sortie de capteur Vs une différence de phase par rapport à une forme d'onde de phase standard, pré- sentant un retard de phase de 180 par rapport au signal de l'oscillateur. Lorsque le toner contenu dans un matériau de déve- loppement D est consommé, et lorsque la densité spécifique de toner est diminuée, il se produit uné augmentation du degré de couplage du transformateur du côté détection Ta, d'une force électromotrice induite dans la bobine La2, et d'une composante du signal de sortie de la tête de détection qui a une phase identique à celle du signal de sortie de l'oscillateur P. Il en résulte que la différence de phase entre le signal de sortie de la tête de détection et la forme d'onde de phase standard augmente et, par conséquent, la tension de sortie de capteur Vs augmente. On peut régler la tension de sortie de capteur Vs en faisant varier le degré de couplage du transformateur côté comparaison Tb, ce qui peut être effectué au moyen de la tension de commande Vcnt. On obtient cette tension de commande Vcnt à partir de la tension réglée Vr dans l'unité centrale 3, en appliquant une réaction négative, telle que celle qu'on peut obtenir de façon classique au moyen d'un am- plificateur différentiel. Les figures 4(a) et 4(b) montrent des relations idéales entre la tension de sortie de capteur Vs, la tension de commande Vcnt et la tension réglée Vr. Cette dernière constitue un objectif final qu'on cherche à atteindre en ef- fectuant le réglage initial. Lorsque la tension de commande Vcnt est une fonc- tion croissante monotone de la tension de sortie de capteur Vs, comme représenté sur la figure 4(a), la tension réglée Vr doit diminuer lorsque la tension de sortie de capteur Vs augmente par rapport à la tension de référence Vref, comme le montre la figure 4(b). Dans cette situation, lorsque la tenm sion de sortie de capteur V est supérieure à la tension de référence Vref, on peut régler la tension de sortie de cap- teur Vs pour qu'elle tende vers la tension de référence Vref, en diminuant la tension de commande Vcnt. Lorsque la tension de sortie de capteur V est inférieure à la tension de réfé- rence Vref, on peut régler la tension de sortie de capteur Vs de façon qu'elle tende vers la tension de référence Vref, en augmentant la tension de commande Vcnt. D'autre part, l'unité centrale 3 compare la tension de sortie de capteur Vs avec la tension de référence Vref, et on utilise le résultat de cette comparaison pour évaluer le changement de la densité du toner. De plus, lorsque la ten- sion de sortie de capteur Vs et la tension de référence Vref sont égales, la valeur que présente à ce moment la tension réglée Vr est mémorisée par une mémoire de l'unité centrale 3. La valeur mémorisée de la tension réglée Vr est utilisée dans les opérations de commande de densité de toner, en tant que valeur de consigne vis-à-vis de laquelle on commande la quantité de toner à fournir. On va maintenant expliquer l'opération de réglage initial de ce capteur de commande automatique de densité de toner, en se référant à la figure 5. Après la mise sous tension de la machine de repro- graphie, un opérateur place la machine dans un mode de régla- ge à l'étape 101, dans le but d'effectuer le réglage initial. Ensuite, à l'étape 102, le moteur de toner (non représenté) qui est fixé au réservoir de toner 6 est mis sous tension pour fournir le toner à partir du réservoir de toner 6. En- suite, après une attente de deux minutes à l'étape 103, le capteur 1 échantillonne la densité de toner, à l'étape 104, pour produire la tension de sortie de capteur Vs qui est en- suite comparée avec la tension de référence Vref dans l'uni- té centrale 3, à l'étape 105. Si la tension de sortie de cap- teur V et la tension de référence Vref sont égales, la ten- sion réglée Vr qui est présente à ce moment dans l'unité cen- trale 3 est mémorisée par la mémoire de l'unité centrale, et l'opération se termine à l'étape 115. Dans le cas contraire, la tension de commande Vcnt est ramenée à sa valeur initiale x à l'étape 106, et ensuite, après une attente de trois se- condes à l'étape 107, le capteur I échantillonne à nouveau la densité du toner, à l'étape 108, pour produire la tension de sortie de capteur Vs, qui est-ensuite comparée à nouveau à la tension de référence Vref, dans l'unité centrale 3, à l'étape 109. Comme à l'étape 105, si la tension de sortie de capteur Vs et la tension de référence Vref sont égales, la tension réglée Vr qui est présente à ce moment dans l'unité centrale 3 est mémorisée par la mémoire de l'unité centrale, et l'opération se termine à l'étape 115. Dans le cas con- traire, la tension de commande Vcnt est fixée à la-valeur x - (V s - Vref) aux étapes 110 et 111, et ensuite, après une attente de trois secondes à l'étape 112, le capteur 1 échantillonne à nouveau la densité de toner à l'étape 113, pour produire la tension de sortie de capteur Vs, qui est ensuite comparée à nouveau avec la tension de référence Vref dans l'unité centrale 3, à l'étape 114. Comme à l'étape 105, si la tension de sortie de capteur V et la tension de réfé- rence Vref sont égales, la tension réglée Vr qui est présente à ce moment dans l'unité centrale 3, est mémorisée par la mémoire de l'unité centrale, et le fonctionnement se termine à l'étape 115. Dans le cas contraire, les étapes 110 à 114 sont répétées jusqu'à ce que la tension de sortie de capteur Vs et la tension de référence Vref deviennent mutuellement égales. Après ce réglage initial, la machine de reprogra- phie est automatiquement commutée vers un mode de copie, et l'unité centrale 3 commande le dispositif de commande d'ali- mentation en toner 5 de façon que l'alimentation en toner commence au moment o la valeur de la tension de référence Vref est supérieure à celle de la tension de sortie de cap- teur Vs, tandis que l'alimentation en toner est arrêtée dans le cas contraire. Le dispositif de commande d'alimentation en toner 5 commande le moteur de toner (non représenté) qui est associé au réservoir de toner 6, conformément au signal de commande de toner provenant de l'unité centrale 3, pour faire démarrer ou arrêter réellement l'alimentation en toner. Il en résulte que dans ce mode de réalisation du capteur de commande automatique de densité de toner, on peut toujours maintenir automatiquement la densité du toner au niveau approprié, sans que l'opérateur ait besoin d'effectuer le réglage initial malcommode, du fait que le réglage initial du capteur est également effectué automatiquement. Il faut noter que bien que le capteur 1 du mode de réalisation expliqué ci-dessus soit un capteur de type magné- tique, on peut remplacer ce dernier par un capteur de type optique, sans changer l'efficacité de l'invention. De façon similaire, bien que la mémoire utilisée pour mémoriser la tension réglée Vr dans le mode de réalisation expliqué ci- dessus, ait été incorporée dans l'unité centrale 3, on peut employer dans ce but une mémoire externe. Il va de soi que de nombreuses autres modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Capteur de commande automatique de densité de toner, caractérisé en ce qu'il comprend: une structure de capteur (1), destinée à détecter une densité de toner, et qui produit un signal de sortie de capteur (Vs) indiquant la densité de toner détectée, la sensibilité de la structure de capteur (1) étant réglable au moyen d'un signal de com- mande qui lui est appliqué; des moyens (3) pour comparer la valeur du signal de sortie de capteur (Vs) avec une valeur de référence prédéterminée (Vref) indiquant un niveau appro- prié de la densité du toner, pour produire un signal de com- paraison (V,) qui indique le résultat de la comparaison; et des moyens (3) destinés à produire, conformément au signal de comparaison, un signal de commande (Vcnt), appliqué à la structure de capteur (1), qui règle la sensibilité de la dé- tection de la densité du toner, le signal de commande (Vcnt) ayant une valeur telle que la valeur du signal de sortie de capteur (Vs) soit pratiquement égale à la valeur de référen- ce lorsque la densité du toner est au niveau approprié. -2. Capteur de commande automatique de densité de toner selon la revendication 1, caractérisé en ce que le si- gnal de commande (Vcnt) est restauré à une certaine valeur après l'accomplissement de la comparaison par les moyens de comparaison (3), et en ce que la comparaison par les moyens de comparaison a lieu après l'écoulement d'une durée prédé- terminée à partir d'une restauration antérieure du signal de commande (Vcnt). 3. Capteur de commande automatique de densité de toner selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il com- prend en outre des moyens pour agiter le toner pendant l'écoulement de la durée prédéterminée. 4. Capteur de commande automatique de densité de toner selon la revendication 1, caractérisé en ce que le si- gnal de sortie de capteur (Vs), le signal de comparaison (V r) et le signal de commande (Vcnt) sont tous exprimés sous la forme de tensions. 5. Appareil d'alimentation en toner, caractérisé en ce qu'il comprend: une structure de capteur (1), destinée à détecter une densité de toner, et à produire un signal de sortie de capteur (Vs) indiquant la densité de toner détectée, la sensibilité de la structure de capteur (1) étant réglable au moyen d'un signal de commande (Vcnt) qui lui est appliqué; des moyens (3) pour comparer la valeur du signal de sortie de capteur (Vs) avec une valeur de référence prédéterminée (Vref) qui indique un niveau approprié de la densité du toner, afin de produire un signal de comparaison (Vr) qui indique le résultat de la comparaison; des moyens (3) pour produire conformément au signal de comparaison, un signal de commande (Vcnt), appliqué à la structure de capteur (1), qui règle la sensibilité de la détection de la densité du toner, le signal de commande (Vcnt) ayant une valeur telle que la valeur du signal de sortie de capteur (Vs) soit pratiquement égale à la valeur de référence lorsque la densité du toner est au niveau approprié; des moyens de mémoire (3) pour mémoriser la valeur du signal de commande (Vcnt); et des moyens (5) destinés à commander l'alimentation en toner, de façon que le toner ne soit fourni que lorsque la valeur du signal de sortie de cap- teur (Vs) diffère de la valeur de référence (Vref) d'une ma- nière qui indique que la densité du toner est inférieure au niveau approprié, pendant que le signal de commande ayant la valeur mémorisée est appliqué à la structure de capteur (1). 6. Appareil d'alimentation en toner selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que le signal de commande (Vcnt) est restauré à une certaine valeur après l'accomplis- sement de la comparaison par les moyens de comparaison (3), semt en ce que la comparaison par les moyens de comparaison (3), et en ce que la comparaison par les moyens de comparaison a lieu après l'écoulement d'une durée prédéterminée à partir d'une restauration antérieure du signal de commande (Vcnt). 7. Appareil d'alimentation en toner selon la reven- dication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour agiter le toner pendant l'écoulement de la durée prédéterminée. 8. Appareil d'alimentation en toner selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que le signal de sortie de cap- teur (Vs), le signal de comparaison (Vr) et le signal de commande (Vcnt) sont tous exprimés sous la forme de tensions.