Brevet FR2718681A1 — publié le 19951020

Machine de finition pour des feuilles imprimées La présente invention concerne une machire de finition pour des feuilles imprimées délivrées individuellement en succession rapide par une machine de reproduction telle qu'une imprimante ou copieuse et pour leur confection en fascicule, livret ou brochure. Les imprimantes modernes sont à même de produire des reproductions, page par page, à des cadences très rapides allant jusqu'à plus de cent pages par minute et davantage. Au lieu de reproduire toujours la même page dans un cycle de travail, comme c'est le cas avec les copieuses ou avec les imprimantes offset, ces machines produisent successivement des jeux complets de pages d'un ouvrage, qui doit souvent être confectionné en fascicule, livret ou brochure. Pour la confection de piles de feuilles en fascicule, livret ou brochure, des machines de finition sont certes disponibles. Lorsqu'on souhaite présenter le fascicule, le livret ou la brochure dans une couverture, ces machines de finition comportent une station d'encollage et d'emboîtage dans laquelle une pile de feuilles est d'abord encollée sur une tranche par passage sur un rouleau tournant plongé partiellement dans une colle liquide, et la couverture est ensuite appliquée contre la tranche encollée de la pile et pliée autour de celle-ci. Compte tenu de l'irrégularité avec laquelle les feuilles se présentent dans une pile. et pour obtenir des bords proprement alignés du produit fini, on est ensuite amené à découper les bords de la pile de feuille et de sa couverture. Le produit fini ne présente donc plus les dimensions des feuilles telles qu'elles sortent de la machine de reproduction, par exemple en format DIN 4. Par ailleurs. les piles de feuilles sont chargées manuellement dans la machine de finition, ce qui suppose non seulement un assemblage préalable par piles des jeux de feuilles sortant de la machine de reproduction, mais aussi une intervention humaine pour le transport de chaque pile assemblée dans la machine de finition. -2 - La machine de finition selon la présente invention obvie à tous ces inconvénients. Suivant l'invention, la machine de finition comporte en succession: une station de prise en charge des feuilles délivrées par la machine de reproduction; un dispositif de ralentissement contrôlé des feuilles reçues de la station de prise en charge; une station d'empilage à plat des feuilles ralenties; des moyens d'alignement des feuilles en pile; un dispositif de serrage de la pile de feuilles alignées; un dispositif de rotation de la pile serrée d'une position à plat en une position sur chant; et un dispositif d'encollage d'une tranche de la pile et/ou d'emboîtage de la pile dans une couverture. Par cette combinaison de moyens et dispositifs éventuellement connus en soi, on obtient une ligne de production continue et entièrement automatique depuis la machine de reproduction jusqu'à une station terminale qui peut être une station de collecte du produit fini. Si l'on tient compte de la vitesse avec laquelle les feuilles sortent de la machine de reproduction, par exemple 1 mètre par seconde ou davantage, ce résultat est tout à fait remarquable. En effet, à une telle vitesse d'avancement, les feuilles se comportent de manière pratiquement aléatoire à moins de leur imposer un guidage forcé. Aussi, pour empiler les feuilles ainsi éjectées, il faut d'abord les ralentir. Pour empiler les feuilles dans de bonnes conditions permettant un alignement correct dans la pile, l'invention prévoit un ralentissement contrôlé des feuilles. Par un ralentissement contrôlé des feuilles, on entend dans ce contexte une décélération pratiquement identique pour chaque feuille à partir d'une vitesse de départ jusqu'à une vitesse réduite déterminée, permettant aux feuilles de se superposer correctement dans une pile, de telle sorte qu'il suffit alors d'employer des moyens simples pour aligner les feuilles dans la pile. Puisque l'invention prévoit ensuite l'utilisation d'un dispositif de serrage de la pile de feuilles alignées, même lors de la rotation de la pile d'une position à plat en une position sur chant, l'alignement correct des feuilles dans la pile est conservé. Dans l'ensemble, ces mesures permettent d'abord d'établir et puis de conserver un alignement correct des feuilles dans la pile jusqu'à la station d'emboîtage, ce qui rend superflue toute opération de découpage pour ajuster les bords du produit fini. Dans une forme de réalisation préférée, on prévoit un alignement des feuilles de la pile non seulement lors de la formation de celle-ci, mais aussi après sa rotation en une position sur chant. En effet, lors du transfert de la station -3 - d'empilage vers le dispositif de rotation de la pile, l'alignement des feuilles peut être légèrement perturbé. En outre, lorsque la pile de feuilles se trouve en position sur chant, la gravité peut être exploitée pour améliorer la précision d'alignement. Dans chaque cas, l'alignement s'effectue de préférence en deux sens, c'est-à-dire en direction frontale et dans une direction transversale par rapport à la direction d'avancement des feuilles. Suivant un aspect important de l'invention, on prévoit un dispositif de ralentissement de feuilles reçues individuellement et à cadences rapides en vue de leur empilage, en particulier, mais non exclusivement, dans une machine de finition du type décrit ci-dessus. Ce dispositif comporte au moins une paire de rouleaux entre lesquels chaque feuille est engagée dès sa réception; l'un des rouleaux est entraîné par un moteur à vitesse contrôlée, en parti- culier un moteur pas à pas commandé de façon telle que la vitesse de rotation des rouleaux correspond à la vitesse d'avancement des feuilles au moment de leur -engagement entre les rouleaux, et est réduite à une fraction de cette vitesse au moment de la libération de la feuille par les rouleaux. De pré- férence, le moteur pas à pas tourne à vitesse réduite en régime d'attente d'une feuille et est accéléré dès la détection de l'arrivée d'une feuille. Dans ce cas, un détecteur de feuilles étant agencé en amont des rouleaux et à distance de ceux-ci, l'accélération du moteur pas à pas est déclenchée lors de la détection du bord avant d'une feuille par le détecteur, et la phase de ralentissement de la feuille est déclenchée lors de la détection du passage de son bord arrière sur le détecteur. Grâce à cette configuration, le moteur pas à pas n'est pas sollicité lorsqu'il est en régime d'attente, et la commande du moteur pas à pas est largement facilitée par le fait que la décélération de la feuille est toujours déclenchée par le passage de son bord arrière sur le détecteur, la commande étant donc indépendante de la longueur de la feuille. Pour améliorer la précision d'alignement de la couverture par rapport aux feuilles de la pile, l'invention propose encore de prévoir un dosage précis de la quantité de colle utilisée pour chaque fascicule, livret ou brochure. Plus précisément, l'invention prévoit que la station d'emboîtage comporte un rouleau tournant d'encollage plongé partiellement dans une colle liquide et un racleur commandé sélectivement entre une position de retrait et une position d'engagement de la surface du rouleau pour accumuler une masse de colle qui est présentée à la tranche d'une pile de feuilles lorsqu'elle passe sur chant par dessus le rouleau tournant. Le dosage de la masse de colle est déterminé -4 - par la commande du racleur en fonction du mouvement de la pile et de son épaisseur. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description suivante et du dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une vue en plan schématique d'une forme de réalisation de la machine de finition; la fig. 2 est une vue en élévation schématique d'une station de prise en charge des feuilles, d'un dispositif de ralentissement contrôlé des feuilles, d'une station d'empilage et d'un dispositif de rotation d'une pile de feuilles; la fig. 2a est un diagramme illustrant la fonction de ralentissement; la fig. 3 est une vue schématique de détail du dispositif de ralentissement; la fig. 4 est une vue de détail d'un dispositif d'alignement des feuilles en pile; la fig. 5 est une vue schématique du dispositif de rotation d'une pile, d'un dispositif d'alignement par vibration et d'un dispositif d'encollage, précédant une station d'emboîtage de la machine; et la fig. 6 représente schématiquement les tranches encollées de deux piles de feuilles d'épaisseur différente. Dans l'exemple décrit, la machine de finition suivant l'invention est accollée à une imprimante 10 d'un type connu, capable de fournir plus de cent pages imprimées à la minute. Les feuilles imprimées sortent de cette machine à une vitesse supérieure à 1 mètre par seconde. La première station de la machine de finition est une station 12 de prise en charge des feuilles délivrées par l'imprimante 10. Cette station 12 est suivie par un dispositif 14 de ralentissement des feuilles reçues de la station 12. Après ralentissement contrôlé des feuilles par le dispositif 14, les feuilles sont empilées dans une station 16 d'empilage à plat. Chaque pile de feuilles passe alors par une -5 - table de transfert 18 vers un dispositif de rotation 20 qui délivre chaque pile de feuilles en position sur chant, après rotation d'un angle de 90 autour d'un axe horizontal, à une station d'emboîtage 22, orientée perpendiculairement à l'alignement de l'imprimante 10 et des unités 12 à 20 de la machine de finition. Cette station d'emboîtage sera décrite plus en détail dans la suite de l'exposé. Comme il ressort plus clairement de la figure 2, la station 12 de prise en charge des feuilles délivrées par l'imprimante 10 comporte plusieurs paires de rouleaux de transport 30, 32 qui tournent à une vitesse correspondant essentiellement à la vitesse d'avancement des feuilles reçues de l'imprimante 10. A la sortie de cette station 12, un détecteur 34 détecte le passage de chaque feuille. Plus particulièrement, ce détecteur 34 délivre un premier signal lors de la détection du bord avant d'une feuille et un second signal lors de la détection du bord arrière d'une feuille. Les feuilles passent ensuite dans le dispositif 14 de ralentissement contrôlé. Ce dispositif est essentiellement constitué de deux paires de rouleaux 36, 38 dont l'un, 38, est commandé en rotation par un moteur pas à pas 40 à travers une courroie dentée 42. Comme il ressort du diagramme de la figure 2a, le moteur pas à pas 40 entraîne les rouleaux 38 normalement à une vitesse basse vl, en régime d'attente d'une feuille. Lorsqu'au moment tl le détecteur 34 détermine le passage du bord avant d'une feuille, le moteur 40 est accéléré pour entraîner les rouleaux 38 à une vitesse v2 largement supérieure, correspondant essentiellement à la vitesse d'avancement des feuilles. Dans le diagramme de la figure 2a, cette vitesse v2 est atteinte au moment t2. Le bord avant de la feuille s'engage entre les rouleaux 36, 38, et la feuille est avancée à la vitesse v2 jusqu'au moment t3 o le passage du bord arrière de la feuille est déterminé par le détecteur 34. Cet évènement déclenche un ralentissement contrôlé du moteur à pas 40 jusqu'à ce que les rouleaux 38 tournent à la vitesse réduite vl. Cette vitesse vl est suffisamment basse pour que les feuilles, lorsqu'elles sont libérées par les rouleaux 36, 38 au moment t4, tombent correctement et en chute libre dans la station 16 d'empilage. Comme il ressort de la figure 3, les rouleaux 36 sont profilés pour légèrement déformer la feuille F et de ce fait en augmenter la rigidité lors de son passage dans le dispositif de ralentissement vers la station d'empilage. Cette action est généralement appelée "tuilage". -6- Dans la station d'empilage 16 représentée plus en détail dans la figure 4, les feuilles F sont empilées sur un plateau 44 pourvu d'une butée fixe arrière 46 et associé à une butée frontale de taquage 48, actionnée par un électro-aimant pour aligner les feuilles F contre la butée 46 par un mouvement de batte- ment en direction de cette butée. Simultanément, les feuilles F sont alignées par une butée de taquage latéral 52, également actionnée par un électro-aimant (non représenté). Comme il ressort également de la figure 4, la butée 48 de taquage frontal est escamotable pour permettre l'avancement de la pile de feuilles F lorsqu'elle est complète. L'escamotage de la butée 48 de taquage frontal est commandé à travers un mécanisme à bielle par un moto-réducteur 54. La table de transfert 18 est pourvue de deux fentes longitudinales parallèles permettant le passage de taquets d'entraînement 56 fixés à une courroie sans fin 58. La courroie sans fin 58 est traînée autour de deux rouleaux de renvoi et 62 disposés en dessous de la table de transfert 18. Pour avancer une pile complétée dans la station d'empilage 16, l'un des rouleaux 60, 62 est entraîné en rotation pour amener l'un des taquets 56 contre le bord arrière de la pile de feuilles F et la pousser en direction du dispositif de rotation 20 vers une butée frontale 65. La pile de feuilles F glisse donc sur la table de transfert 18 jusqu'à la butée frontale 65. Le dispositif de rotation 20 comporte une paire de mâchoires 64, 66 suscep- tibles d'engager et de serrer entre elles une pile de feuilles F reçue de la station d'empilage 16. Les mâchoires 64, 66 sont montées dans une unité tournante dont l'axe de rotation A est horizontal et perpendiculaire à la direction d'avancement à la pile de feuilles. Comme schématiquement indiqué à la figure 2, le dispositif de rotation 20 tourne chaque pile de feuilles F d'un angle de 90 pour la mettre dans une position sur chant. Dans cette posi- tion, la pile de feuilles F est transférée à la station d'emboîtage 22 o la pile de feuilles F est prise en charge par une deuxième paire de mâchoires 68, 70. Après engagement des mâchoires 68, 70, les mâchoires 64, 66 peuvent être desserrées pour permettre l'avancement de la pile de feuilles F dans une direction perpendiculaire à la direction d'avancement sur les unités 12 à 20 de la machine. A cet effet, les mâchoires 68, 70 sont montées sur un chariot mobile de la station d'emboîtage. Ces éléments étant connus en soi, ils ne seront ni décrits ni représentés plus en détail. -7 - La pile de feuilles F est ensuite avancée sur une table vibrante 72 o les mâchoires 68, 70 sont temporairement relâchées. La table vibrante 72 est associée à une butée frontale 74 solidaire de la mâchoire 70 qui est fixe sur le chariot de transfert, cette butée 74 permettant de corriger l'alignement frontal des feuilles. Puisque les feuilles de la pile reposent sur chant sur la table vibrante 72, leur alignement est assisté par gravité. Après nouvel alignement des feuilles F de la pile sur la table vibrante 72, la pile est avancée, toujours en position sur chant, vers une station d'encollage 76, en passant sur une unité de fraisage 78 qui travaille la tranche infé- rieure de la pile de feuilles F pour faciliter la prise de la colle. De ma- nière bien connue, la station d'encollage 76 comporte un rouleau tournant 80 partiellement plongé dans un bain de colle liquide 82 contenu dans un bac 84. Un racleur mobile 86 est associé à la surface périphérique du rouleau 80, de manière également connue en soi. Toutefois, suivant une particularité de l'invention, les mouvements du racleur 86 sont commandés de façon très précise en vue d'un dosage correct de la quantité de colle à appliquer sur la tranche de la pile de feuilles F lorsqu'elle passe sur le rouleau tournant 80. Puisque la colle intervient dans le volume du dos d'un livret ou fascicule avec cou- verture, sa quantité a une influence non négligeable sur l'alignement de la couverture par rapport aux feuilles de la pile, après emboîtement de celle-ci dans la couverture. Lorsque le bord du racleur 86 est reculé de la périphérie du rouleau tournant , la colle forme une couche mince, mais d'épaisseur constante à la péri- phérie du rouleau. Par contre, lorsque le bord du racleur 86 est en prise avec la périphérie du rouleau 80, la colle s'accumule en 88 devant le racleur et est empêchée de former une couche à la périphérie du rouleau. Lorsque le racleur 86 est à nouveau retiré, la colle 88 forme de nouveau une couche à la périphérie du rouleau 80. La quantité de colle appliquée sur la tranche de la pile de feuilles F lorsqu'elle passe par dessus le rouleau 80, est donc dé- terminée par la durée de retrait du racleur 86. La durée de retrait du racleur 86 est notamment commandée en fonction de l'épaisseur de la pile de feuilles. Quant à la commande du moment auquel le racleur 86 est engagé, celle-ci est déterminée par le mouvement même de la pile lorsque celle-ci est amenée par le chariot mobile de la station, toujours serrée entre les mâchoires 68, 70. -8 - Le résultat de ce dosage de colle est illustré à la figure 6. On voit que la colle, représentée par une hachure sur la tranche de la pile, n'est pas abondante. Elle laisse libre une extrémité de la tranche, compte tenu du fait qu'après l'application de la couverture, la colle aura été étalée pour couvrir cette zone. Apres emboîtement de la pile encollée dans une couverture et pressage du dos du fascicule ou livret par une autre paire de mâchoires, la confection du produit est terminée. Puisque l'alignement correct des feuilles est conservé même jusque dans la station d'emboîtage, aucune opération de découpe n'est nécessaire. L'opération d'emboîtage même étant bien connue en soi, elle ne sera pas décrite en détail. Revendications 1. Machine de finition pour des feuilles imprimées délivrées individuellement en succession rapide par une machine de reproduction telle qu'une imprimante (10) ou copieuse et pour leur confection en fascicule, livret ou brochure, caractérisée en ce quelle comprend en succession: a) une station (12) de prise en charge des feuilles délivrées; b) un dispositif (14) de ralentissement contrôlé des feuilles reçues de la station (12) de prise en charge; c) une station (16) d'empilage à plat des feuilles ralenties; d) des moyens (48, 52, 72, 74) d'alignement des feuilles en pile; e) un dispositif (64, 66, 68, 70) de serrage de la pile de feuilles alignées; f) un dispositif (20) de rotation de la pile serrée d'une position à plat en une position sur chant; et g) un dispositif (22) d'encollage d'une tranche de la pile et/ou d'emboîtage de la pile dans une couverture. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'alignement des feuilles comportent une butée (52) de taquage latéral de la pile dans la station (16) d'empilage. 3. Machine suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens d'alignement des feuilles comportent une butée (48) de taquage frontal de la pile dans la station d'empilage(16). 4. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens d'alignement des feuilles comportent une table vibrante (72) sur laquelle la pile repose en état desserré après sa rotation en position sur chant. et une butée frontale (74). - 10 - 5. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que le dispositif de serrage comporte une première paire de mâchoires (64. 66) faisant partie du dispositif (20) de rotation et maintenant la pile serrée lors de sa rotation et une seconde paire de mâchoires (68, 70) prenant en charge la pile après sa rotation et avant relâchement de la pre- mière paire de mâchoires. 6. Machine suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif (20) de rotation présente un axe (A) de rotation horizontal, transversal à la direction d'arrivée de la pile de feuilles et en ce que la seconde paire de mâchoires (68, 70) fait partie d'un dispositif de transfert de la pile vers la station d'emboîtage (22) dans une direction transversale à ladite direction d'arrivée de la pile. 7. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque pile de feuilles est transférée de la station d'empilage (16) vers le dispositif (20) de rotation par glissement sur une table (18) jusqu'à arrivée sur une butée frontale (65). 8. Machine suivant la revendication 7, caractérisée en ce que ladite table (18) présente une paire de fentes allongées parallèles pour le passage de taquets (56) d'entrainement de la pile. 9. Machine suivant les revendications 3 et 8, caractérisée en ce que la butée (48) de taquage frontal est escamotable pour permettre le passage de la pile sur ladite table (18) de la station d'empilage (16) vers le dispositif (20) de rotation. 10. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le dispositif (14) de ralentissement contrôlé des feuilles comporte au moins une paire de rouleaux (36. 38) entre lesquels chaque feuille est engagée dès sa réception de la station de prise en charge. l'un desdits rouleaux (38) étant entraîné par un moteur à vitesse contrôlée, en particulier un moteur pas à pas (40) commandé de façon telle que la vitesse (v2) de rotation des rou- leaux (36, 38) correspond à la vitesse d'avancement des feuilles au moment de leur engagement entre les rouleaux. et est réduite à une fraction (vl) de cette vitesse (v2) au moment de la libération de la feuille pour son passage dans la - il - station d'empilage (16) o la feuille est reçue en chute libre. 11. Machine suivant la revendication 10, caractérisée en ce que ledit moteur à pas (40) tourne à vitesse réduite (vl) en régime d'attente d'une feuille et est accéléré dès la détection de l'arrivée d'une feuillle. 12. Machine suivant la revendication 11, caractérisée en ce qu'un détecteur (34) de feuille est agencé entre ladite station (12) de prise en charge est le dispositif (14) de ralentissement, en ce que l'accélération du moteur pas à pas (40) est déclenchée lors de la détection du bord avant d'une feuille par le détecteur (34) et en ce que la phase de ralentissement de la feuille est déclenchée lors de la détection du passage de son bord arrière sur le détecteur. 13. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la station (22) d'emboîtage comporte un rouleau (80) tournant d'encollage plongé partiellement dans une colle liquide (82) et un racleur (86) commandé sélectivement entre une position de retrait et.. une position d'engagement de la surface du rouleau (80) pour accumuler une masse de colle (88) qui est présentée à la tranche d'une pile de feuilles lorsqu'elle passe sur chant par dessus ledit rouleau (80), et en ce que le dosage de la masse de colle est déterminé par la commande du racleur (86) en fonction du mouvement de la pile et de son épaisseur. 14. Dispositif de ralentissement de feuilles reçues individuellement et à cadence rapide en vue de leur empilage, en particulier dans une machine de finition suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paire de rouleaux (36, 38) entre lesquels chaque feuille est engagée dès sa réception. l'un desdits rouleaux (38) étant entraîné par un moteur à vitesse contrôlée. en particulier un moteur pas à pas (40) commandé de façon telle que la vitesse de rotation des rouleaux corres- pond à la vitesse d'avancement des feuilles au moment de leur engagement entre les rouleaux. et est réduite à une fraction de cette vitesse au moment de la libération de la feuille par lesdits rouleaux. 15. DisDositif suivant la revendication 14. caractérisée en ce que ledit moteur à pas (40) tourne à vitesse réduite en régime d'attente d'une feuille et est accéléré dès la détection de l'arrivée d'une feuillle. - 12 - 16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisée en ce qu'un détecteur de feuille (34) est agencé en amont desdits rouleaux (36, 38) et à distance de ceux-ci, en ce que l'accélération du moteur pas à pas (40) est déclenchée lors de la détection du bord avant d'une feuille par le détecteur (34) et en ce que la phase de ralentissement de la feuille est déclenchée lors de la détection du passage de son bord arrière sur le détecteur (34).