Brevet FR2718542A1 — publié le 19951013

Appareil de formation d'image. La présente invention a trait à un appareil de formation d'image pour former une image reçue d'un document original ou d'un signal d'image sur une feuille de papier, et plus particulièrement, à un appareil de formation d'image pour former une image multicolore ou monochrome en utilisant des développeurs de différentes couleurs. Afin d'imprimer une image à l'aide d'un appareil de formation d'image, telle qu'un photocopieur, une imprimante ou un télécopieur, un matériau photosensible est tout d'abord exposé selon une information d'image obtenue d'un document original ou d'une source d'image prédéterminée, en formant ainsi une image latente. Ensuite, un développeur, par exemple un toner, adhère à la partie sur laquelle l'image latente est formée, afin de développer l'image. L'image développée est transférée et fixée sur une feuille de papier. Pour former une image en couleur, habituellement trois (ou quatre) développeurs pour les couleurs jaune, magenta, et cyan (parfois le noir) sont utilisés. Contenus dans des dispositifs de développement respectifs, des développeurs de différentes couleurs sont séquentiellement sélectionnés, fixés à la partie de l'image latente du matériau photosensible, et transférés sur une feuille de papier. Les appareils de formation d'image en couleur avec une pluralité de dispositifs de développement contenant respectivement des développeurs de couleurs différentes sont classés en un type fixe et en type rotatif selon l'agencement des dispositifs de développement. Dans le type fixe, une pluralité de dispositifs de développement sont disposés à demeure à proximité d'un tambour photoconducteur de sorte qu'un dispositif de développement sélectionné agit pour appliquer son développeur au tambour photoconducteur dans sa propre position (cf. le brevet US N 4.063.724). Dans le type rotatif, les dispositifs de développement sont incorporés radialement dans un élément rotatif disposé à proximité du tambour photoconducteur. L'élément rotatif tourne de sorte que le dispositif de développement sélectionné se déplace vers la surface de développement du tambour photoconducteur (cf. le brevet US N 4.615.612). L'appareil de type fixe n'est pas favorable à une miniaturisation du fait qu'un tambour photoconducteur de grand diamètre est nécessaire pour assurer un espace suffisant pour une pluralité de dispositifs de développement. En outre, puisque les distances entre une partie o commence une formation de l'image latente de matériau photoconducteur, c'est-à-dire, la partie devant être exposée, à une partie de développement de dispositifs de développement respectifs, sont différentes, le potentiel résiduel d'image latente est différent en des parties de développement respectives. Pour cette raison, la densité des couleurs respectives développées n'est pas uniforme, se traduisant par une qualité médiocre de l'image. Dans le type rotatif, puisqu'au moins un dispositif de développement se retourne vers le bas lorsque l'élément rotatif tourne, le développeur contenu à l'intérieur s'échappe et ainsi contamine l'intérieur de l'appareil. Ceci est défavorable à l'entretien de l'appareil. De plus, un couple d'entraînement élevé est nécessaire pour entraîner l'élément rotatif. Par conséquent, lorsque l'élément rotatif tourne, une vibration importante et un bruit élevé sont générés, qui empêchent un entraînement stable. Ceci entraîne une qualité médiocre d'image. Le brevet US N 5.014.095 divulgue un autre appareil de formation d'image possédant un type différent des types fixe et rotatif expliqués ci-dessus. Cet appareil de formation d'image, comme représenté sur la Figure 1, de la présente demande, comporte une boite élévatrice 3 dans laquelle sont superposés quatre éléments de développement 2m, 2y, 2c et 2b. La boîte 3 est abaissée ou élevée de sorte qu'un dispositif de développement sélectionné sur un côté du tambour photoconducteur 1 se déplace dans la position de développement du tambour photoconducteur 1. Dans ce type, dans lequel des dispositifs de développement 2m, 2y, 2c et 2b sont abaissés ou élevés, le manque d'uniformité de la densité d'image provoqué par la différence de potentiel de l'image latente entre des développeurs respectifs est éliminée et la contamination dûe à une fuite de développeur est évitée. Cependant, ce type d'appareil est encore désavantageux du point de vue miniaturisation du fait qu'un espace suffisant est nécessaire pour déplacer la boîte 3 recevant les dispositifs de développement 2m, 2y, 2c et 2b. De plus, un couple d'entraînement élevé doit être utilisé, ce qui constitue un obstacle à l'entraînement stable de l'appareil, et l'amélioration de la qualité d'image n'est pas suffisante. Par conséquent, afin de surmonter ces problèmes, un des buts de la présente invention est de proposer un appareil de formation d'image compact en optimalisant la disposition et le mode d'entraînement d'une pluralité de dispositifs de développement. Un autre but de la présente invention est de proposer un appareil de formation d'image pouvant être entraîné avec un couple faible pour permettre un fonctionnement stable. Un autre but de la présente invention est de proposer un appareil de formation d'image éliminant les problèmes liés à la fuite d'un développeur d'une pluralité de dispositifs de développement. Un autre but de la présente invention est de proposer un appareil de formation d'image permettant une impression à vitesse élevee. Pour atteindre ces buts, la présente invention a pour objet un appareil de formation d'image pour former une image sur une feuille de papier conformément à une information d'image, l'appareil comportant: une pluralité d'unités de formation d'image possédant chacune un tambour photoconducteur pour former une image latente par exposition et un dispositif de développement pour contenir un développeur de couleur prédéterminée et développer l'image latente, pour produire des images développées de couleurs différentes; un dispositif d'exposition apte à se déplacer vers la position d'une unité de formation d'image choisie de la pluralité d'unités de formation d'image et pour exposer le tambour photoconducteur selon l'information d'image; une courroie de transfert sans fin pour acheminer la feuille de papier le long de la surface extérieure de celle-ci de sorte que la feuille de papier passe devant les tambours photoconducteurs de la pluralité d'unités de formation d'image; une pluralité d'éléments de charge de transfert disposés pour correspondre aux tambours photoconducteurs respectifs sur la courroie de transfert sans fin, de sorte que l'image développée par le tambour photoconducteur soit transférée sur la feuille de papier; et des moyens d'alimentation/éjection de papier pour délivrer la feuille de papier à la courroie de transfert sans fin et en éjecter la feuille de papier. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation préféré de celle-ci en référence aux dessins annexés sur lesquels: la Figure 1 est une vue latérale schématique d'un appareil de formation d'image classique possédant des dispositifs de développement mobiles la Figure 2 est une vue latérale schématique d'un appareil de formation d'image d'un mode de réalisation de la présente invention; et la Figure 3 est une vue latérale schématique d'un autre mode de réalisation d'appareil de formation d'image de la présente invention. Dans l'appareil de formation d'image de la présente invention représenté sur la Figure 2, le chiffre de référence 10 désigne un document original. Le chiffre de référence 20 désigne une unité d'analyse. Le chiffre de référence 30 désigne un dispositif d'exposition. Les chiffres de référence 40a-40d sont des unités de formation d'image. Le chiffre de référence 50 désigne une cassette de papier. Le chiffre de référence 60 désigne une courroie de transfert sans fin. Les chiffres de référence 70a-70d désignent des éléments de charge de transfert. L'unité d'analyse 20 constituée par, un dispositif optique à balayage pour analyser optiquement le document original 10, délivre un signal d'image électrique correspondant à une information d'image du document original analysé 10 et transmet le signal au dispositif d'exposition 30. Le dispositif d'exposition 30 est un système d'analyse à laser pour projeter un faisceau laser fin selon le signal d'image électrique transmis. Le dispositif d'exposition 30 est abaissé ou élevé par un moyen d'entraînement (décrit plus loin) et ainsi se déplace dans des positions respectives Ha-Hd du tambour photoconducteur 41 d'une unité choisie parmi la pluralité d'unités de formation d'image 40a-40d. Chacune des unités de formation d'image 40a-40d comprend un tambour photoconducteur 41, un rouleau de charge 42 pour charger le tambour photoconducteur 41, une partie de développement 43 contenant un développeur 44 et possédant un rouleau de développement 45 pour appliquer le développeur 44 sur le tambour photoconducteur 41, et un organe de nettoyage 46 pour éliminer le développeur subsistant adhérant au tambour photoconducteur 41. Les quatre unités de formation d'image 40a-40d sont superposées de manière à produire une image développée en quatre couleurs, par exemple noir, jaune, magenta et cyan, séquentiellement depuis le sommet. Initialement, la surface du tambour photoconducteur 41 est chargée uniformément par le rouleau de charge 42. Une image latente électrostatique, invisible à l'oeil nu, est formée sur la partie superficielle du tambour photoconducteur o les charges électriques sont éliminées par exposition du dispositif d'exposition 30. Un dispositif de développement 43 fait tourner le rouleau de développement 45 de manière à appliquer le développeur 44 contenu à l'intérieur sur l'image latente électrostatique formée sur le tambour photoconducteur 41 et développer l'image latente électrostatique, pour ainsi former une image visible. La cassette de papier 50 contient des feuilles de papier 51 et délivre une feuille de papier à la fois par l'intermédiaire du rouleau d'alimentation 52 à une courroie de transfert sans fin 60. La feuille de papier 51 devant être délivrée est chargée par le chargeur de papier 53 et simultanément la courroie de transfert sans fin 60 est chargée par un chargeur de courroie 61 de sorte qu'ils s'attirent mutuellement. Un élément de décharge 50 élimine l'état chargé de la courroie de transfert sans fin 60 de sorte que la feuille de papier 51 est séparée de la courroie de transfert sans fin 60. Un racleur 56 sépare la feuille de papier déchargée 51 de la courroie de transfert sans fin 60, éjecte la feuille de papier séparée 51 à l'extérieur de l'appareil, et simultanément la guide vers un rouleau de fixation 57 pour fixer l'image transférée sur celle-ci. Par ailleurs, la courroie de transfert sans fin 60, disposée étroitement sous la forme d'une courroie sans fin et sans joint autour de deux rouleaux supports d'entraînement 61 et 62 qui sont détachés l'un de l'autre en haut et en bas, tourne pour acheminer la feuille de papier y adhérant. Le long de la courroie de transfert sans fin 60, quatre éléments de charge de transfert 70a-70d et un capteur de papier 63 sont disposés en plus du chargeur de courroie précité 54 et de l'élément de décharge 55. Le capteur de papier 63 détecte le bord antérieur de la feuille de papier 51 acheminée par la courroie de transfert sans fin 60 et génère un signal électrique. En pratique, le signal électrique détermine l'instant de début de l'exposition et du développement, en tenant compte de la distance du capteur à la position de développement du tambour photoconducteur sélectionné 41 et de la vitesse de transport de la courroie de transfert sans fin. Des éléments de charge de transfert 70a-70d sont disposés en face du tambour photoconducteur 41 des dispositifs de développement a-40d, respectivement. Lorsque la feuille de papier 51 passe devant le tambour photoconducteur 41, les éléments de charge de transfert sont alimentés de manière à transférer l'image sur la feuille de papier 51 depuis le tambour photoconducteur 41. Dans le mode de réalisation de la présente invention, représenté sur la Figure 2, le dispositif d'exposition 30 est initialement situé dans la position la plus élevée Ha, un toner noir en tant que développeur 44 est reçu dans le dispositif de développement supérieur 43 de l'unité de formation d'image 40a, et des toners jaune, magenta et cyan sont reçus dans les autres dispositifs de développement. Si une image noire est formée dans l'état dans lequel le dispositif d'exposition 30 se trouve dans la position initiale, l'alimentation en papier, l'exposition, le développement, le transfert et l'éjection du papier sont effectués séquentiellement. Ici, l'appareil fonctionne de sorte que la feuille de papier 51 parcourt un tour le long de la courroie de transfert sans fin 60. Si une image en couleur est imprimée, le dispositif d'exposition 30 est déplacé dans les positions respectives Ha, Hb, Hc et Hd de manière à exposer séquentiellement les tambours photoconducteurs 41 selon une séquence prédéterminée, et un dispositif de développement correspondant développe l'image latente du tambour photoconducteur 41. Quatre éléments de charge de transfert 70a, 70b, 70c et 70d sont également sélectionnés et fonctionnent selon une séquence prédéterminée. Ici, la feuille de papier 51 est réglée pour décrire au moins deux tours le long de la courroie de transfert sans fin 60 ou, tout au plus, trois ou quatre tours. A mesure que les rotations sont répétées, des couleurs respectives d'images monochromes sont transférées de façon superposée de sorte que l'image en couleur est imprimée sur la feuille de papier 51. Dans l'appareil de formation d'image de la présente invention, des couleurs uniques, telles que du rouge mélangé à du jaune et du magenta, du vert mélangé à du jaune et à du cyan, et du bleu mélangé à du magenta et du cyan, peuvent être imprimées, ainsi que du noir et des couleurs naturelles. La Figure 3 est un autre mode de réalisation de l'appareil de formation d'image de la présente invention. Sur la Figure 3, des dispositifs d'exposition 30a-30d pour une utilisation particulière dans des tambours photoconducteurs respectifs 41 de quatre unités de formation d'image 40a-40d sont disposés à demeure en des positions respectives Ha, Hb, Hc et Hd. Pour cette raison, une force d'entraînement et des dispositifs pour déplacer le dispositif d'exposition ne sont pas nécessaires pour exposer les tambours photoconducteurs 41, l'appareil peut fonctionner de façon plus stable. De plus, le temps nécessaire pour déplacer le dispositif d'exposition est éliminé, permettant ainsi une impression à vitesse élevée. Comme décrit ci-dessus, l'appareil de formation d'image de la présente invention est compact, du fait qu'il est réalisé de sorte que la feuille de papier soit délivrée en utilisant une courroie de transfert sans fin et les quatre dispositifs de développement de grandes dimensions sont fixes. Un faible couple de force permet un entraînement relativement stable et se traduit par l'obtention d'une image de qualité satisfaisante. De plus, puisque les quatre unités de formation d'image sont fixes, il n'y a pas de problème de fuite de développeur. De plus, les unités de formation d'image respectives peuvent être remplacées individuellement, facilitant ainsi l'entretien de l'appareil, tel que le renouvellement du développeur. De plus, une pluralité de dispositifs d'exposition pour une utilisation exclusive dans des tambours photoconducteurs respectifs sont installés à demeure, permettant ainsi un entraînement plus stable et une impression à vitesse élevée. R E V E N D I C A T ION S 1. Appareil de formation d'image pour former une image sur une feuille de papier conformément à une information d'image, caractérisé en ce qu'il comporte: une pluralité d'unités de formation d'image (40a-40d) possédant chacune un tambour photoconducteur (41) pour former une image latente par exposition et un dispositif de développement (43) pour contenir un développeur de couleur prédéterminée (44) et pour développer ladite image latente, pour produire des images développées de couleurs différentes; un dispositif d'exposition (30) apte à se déplacer dans la position d'une unité de formation d'image choisie parmi ladite pluralité d'unités de formation d'image et pour exposer ledit tambour photoconducteur conformément à ladite information d'image; une courroie de transfert sans fin (60) pour transporter ladite feuille de papier le long de la surface extérieure de celle-ci de sorte que ladite feuille de papier (51) passe devant lesdits tambours photoconducteurs de ladite pluralité d'unités de formation d'image; une pluralité d'éléments de charge de transfert (70a-70d) disposés pour correspondre auxdits tambours photoconducteurs respectifs sur ladite courroie de transfert sans fin de sorte que l'image développée par ledit tambour photoconducteur est transférée sur ladite feuille de papier; et des moyens d'alimentation/éjection de papier (50, 52, 53, 56, 57) pour délivrer ladite feuille de papier à ladite courroie de transfert sans fin et en éjecter ladite feuille de papier. 2. Appareil de formation d'image selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur (63) disposé en une position prédéterminée de ladite courroie de transfert sans fin pour détecter ladite feuille de papier à transporter. 3. Appareil de formation d'image selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite pluralité d'unités de formation d'image sont chacune formées unitairement comprenant en outre un rouleau de charge (42) pour charger ledit tambour photoconducteur et un organe de nettoyage (46) pour éliminer un développeur maculant ledit tambour photoconducteur (41). 4. Appareil de formation d'image selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un chargeur (61) de courroie pour charger ladite courroie de transfert sans fin (60) de manière à attirer ladite feuille de papier délivrée par lesdits moyens d'alimentation/éjection de papier, et un élément de décharge (55) pour éliminer l'état de charge de ladite courroie de transfert sans fin de manière à supprimer ladite force d'attraction. 5. Appareil de formation d'image selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation/éjection de papier comportent: une cassette de papier (50) pour contenir des feuilles de papier un rouleau d'alimentation (52) pour extraire une feuille de papier de ladite cassette de papier et délivrer ladite feuille de papier à ladite courroie de transfert sans fin; un élément de charge de papier (53) pour charger ladite feuille de papier délivrée par ledit rouleau d'alimentation; un racleur (56) pour séparer ladite feuille de papier de ladite courroie de transfert sans fin; et un rouleau de fixation (57) pour fixer ladite image transférée sur ladite feuille de papier tout en éjectant ladite feuille de papier séparée par ledit racleur. 6. Appareil de formation d'image pour former une image sur ladite feuille de papier conformément à une information d'image, caractérisé en ce qu'il comporte: une pluralité d'unités de formation d'image (40a-40d) possédant un tambour photoconducteur (41) pour former une image latente par exposition, et un dispositif de développement (43) pour contenir un 1 1 développeur d'une couleur prédéterminée (44) et développer ladite image latente, pour produire des images développées de couleurs différentes; une pluralité de dispositifs d'exposition (30a- 30d) disposés à demeure pour correspondre auxdits tambours photoconducteurs respectifs de ladite pluralité d'unités de formation d'image et pour exposer lesdits tambours photoconducteurs, conformément à ladite information d'image; une courroie de transfert sans fin (60) pour transporter ladite feuille de papier le long de la surface extérieure de celle-ci, de sorte que ladite feuille de papier passe devant lesdits tambours photoconducteurs de ladite pluralité d'unités de formation d'image; une pluralité d'éléments de charge de transfert (70a-70d) disposés pour correspondre auxdits tambours photoconducteurs respectifs sur ladite courroie de transfert sans fin, de sorte que l'image développée par ledit tambour photoconducteursoit transférée sur ladite feuille de papier; et des moyens d'alimentation/éjection de papier (50, 52, 53, 56, 57) pour délivrer ladite feuille de papier à ladite courroie de transfert sans fin et en éjecter ladite feuille de papier.