Brevet FR2743161A1 — publié le 19970704

DISPOSITIF DE FORMATION D'IMAGE La présente invention concerne un dispositif de formation d'image pour former une image reçue depuis un document original ou une source de signal d'image sur une feuille de papier, et, plus particulièrement, un dispositif de formation d'image pour former une image multicolore, unicolore ou monochrome en utilisant des révélateurs de couleurs différentes. Pour imprimer une image désirée avec Le dispositif de formation d'image, tel qu'un photocopieur, une imprimante ou un télécopieur, tout d'abord, un matériau photosensible est exposé en fonction d'une information d'image obtenue à partir d'un document original ou d'une source d'image prédéterminée, de façon à former par conséquent une image latente. Ensuite, un révélateur (par exemple un toner) adhère à la partie o 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 couleurs, trois (ou quatre) révélateurs pour le jaune, le magenta et le cyan (comprenant parfois le noir) sont habituellement utilisés. Contenus dans des dispositifs de développement respectifs, des révélateurs de couleurs différentes sont successivement choisis, ils adhèrent à la partie de l'image latente du matériau photosensible, et ils sont transférés sur une feuille de papier. Un dispositif de formation d'image en couleurs avec une pluralité de révélateurs contenant respectivement les révélateurs de couleurs différentes peut appartenir à un type fixe ou à un type rotatif, selon la configuration du dispositif de développement. Dans le type fixe, une pluralité de dispositifs de développement sont disposés radialement autour d'un tambour photosensible cylindrique, de telle sorte qu'un dispositif de développement sélectionné fonctionne de façon à appliquer son révélateur sur le tambour photosensible dans sa propre position fixe (Voir le brevet des Etats Unis n' 4 063 724). Dans le type rotatif, les dispositifs de développement sont incorporés radialement dans un rotateur installé de façon à pouvoir tourner au voisinage du tambour photosensible. Le rotateur tourne de telle sorte que le dispositif de développement choisi se déplace jusqu'à la zone de développement du tambour photoconducteur (voir le brevet des Etats Unis n 4 615 612). Le dispositif du type fixe est défavorable en ce qui concerne la miniaturisation du fait qu'un tambour photosensible de grand diamètre est nécessaire pour assurer un espace suffisant pour disposer une pluralité de dispositifs de développement. De plus, comme les distances d'une partie o commence la formation de l'image latente du matériau photosensible, 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 d'attente est différent dans les parties de développement respectives. Pour cette raison, la densité des couleurs respectives développées n'est pas uniforme, ce qui produit une médiocre qualité d'image. Dans le dispositif de formation d'image en couleurs du type rotatif, au moins une unité de développement se retourne de haut en bas lorsqu'un rotateur tourne, et le révélateur contenu à l'intérieur de celle-ci fuit, contaminant par conséquent l'intérieur du dispositif. Ceci est néfaste pour la maintenance de l'appareil. De plus, un couple d'entraînement élevé est nécessaire pour actionner le rotateur. Par conséquent, lorsque le rotateur tourne, des vibrations importantes et un bruit important sont générés, ceux-ci empêchant un actionnement stable. Ceci produit également une médiocre qualité d'image. Le brevet des Etats Unis n' 5 014 095 présente un autre dispositif de formation d'image qui a un mode différent des types fixe et rotatif décrits ci-dessus. Ce dispositif de formation d'image comprend un boîtier d'élévation dans lequel quatre unités de développement sont empilées successivement. Le boîtier d'élévation est abaissé ou élevé de la même façon que celle d'un élévateur de façon à ce qu'une unité de développement sélectionnée sur un côté d'un tambour photosensible se déplace jusqu'à la position de développement du tambour photosensible. Dans ce type, dans lequel les dispositifs de développement son abaissés ou élevés, la non uniformité de la densité d'image provoquée par la différence de potentiel de l'image latente entre les révélateurs respectifs est éliminée, et la contamination due aux fuites des révélateurs est empêchée. Toutefois, le mode est toujours désavantageux de point de vue de la miniaturisation, du fait qu'il faut un espace suffisant pour déplacer le boîtier d'élévation recevant les dispositifs de développement. De plus, un couple de forces d'entraînement élevé doit être utilisé, ce qui gêne l'actionnement stable du dispositif, et l'amélioration de la qualité de l'image n'est pas aussi efficace. Pour résoudre les problèmes classiques ci-dessus, le demandeur a développé un dispositif de formation d'image adoptant un nouveau procédé d'actionnement, comme on peut le voir dans la demande de brevet coréenne n'94-1375. Le dispositif de formation d'image a une structure utilisant le déplacement synchrone d'une unité de transfert relativement petite et légère et d'une unité d'exposition, au lieu de la fixation de révélateurs lourds et volumineux, ce qui permet d'avoir une structure de taille très réduite, et un actionnement stable. De plus, le demandeur a développé un dispositif de formation d'image qui est actionné de façon plus stable grâce à la fixation d'un dispositif de l'unité d'exposition, qui est décrit dans les demandes de brevet coréens n 94-7658 et n 94-7659, toutes deux ayant été incorporées dans la demande de brevet US correspondante n' 08/319 811. Dans les technologies décrites dans les demandes ci-dessus, un miroir rotatif et une pluralité de miroirs fixes sont utilisés pour réfléchir la lumière projetée depuis le dispositif optique d'exposition sur des tambours photosensibles respectifs de la pluralité des unités de formation d'image. Par ailleurs, comme les longueurs des trajets optiques depuis le dispositif optique d'exposition du tambour photosensible respectif sont différentes dans les systèmes d'exposition ci-dessus, la grandeur de l'image latente formée dans le tambour photosensible respectif est légèrement changée. En résultat, un décalage est généré dans une image en couleurs transférée sur une feuille de papier destinée à la reproduction. Une opération de focalisation est nécessaire pour résoudre le problème de génération de décalage, ce qui provoque une complication indésirable du dispositif optique. Par conséquent, pour résoudre ces problèmes, un objet- de la présente invention est de procurer un dispositif de formation d'image qui puisse être actionné de façon à permettre un fonctionnement très stable par fixation d'un dispositif optique d'exposition, et qui puisse former une image en couleur d'une image de haute qualité sans avoir aucun décalage en maintenant une longueur de trajet optique constante du dispositif optique d'exposition à un tambour photosensible respectif sans modifier le dispositif optique. Pour accomplir l'objet de la présente invention, on procure un dispositif de formation d'image comprenant: une pluralité d'unités de formation d'image comprenant chacune un tambour photosensible pour former une image latente par exposition et un dispositif de développement pour développer l'image latente formée sur le tambour photosensible; un dispositif optique d'exposition pour projeter de la lumière en fonction de l'information d'image afin d'exposer le tambour photosensible dans lequel est fixé le dispositif optique d'exposition; une unité de transfert pour transférer l'image développée sur le tambour photosensible à une feuille de papier destinée à la reproduction; un premier miroir mobile qui est installé de façon à pouvoir se déplacer le long d'un premier trajet optique de la lumière projetée depuis le dispositif optique d'exposition et qui réfléchit la lumière vers un deuxième trajet optique qui est espacé parallèlement au premier trajet optique; un deuxième miroir mobile qui est installé de façon à pouvoir se déplacer le long du deuxième trajet optique et qui réfléchit la lumière réfléchie par le premier miroir mobile vers les tambours photosensibles respectifs de la pluralité des unités de formation d'image; et des moyens pour actionner les premier et deuxième miroirs mobiles pour leur entraînement. - Selon la présente invention, un dispositif optique d'exposition relativement lourd peut être fixe, ceci à la place du déplacement des premier et deuxième miroirs mobiles, de façon à produire un actionnement stable. Egalement, dans la présente invention, les premier et deuxième miroirs mobiles se déplacent de façon synchrone, de façon à maintenir par conséquent la même longueur de trajet optique du dispositif optique d'exposition à un tambour photosensible d'une unité de formation d'image sélectionnée. Par conséquent, une grandeur de l'image latente qui est formée sur le tambour photosensible peut être maintenue uniforme. En résultat, une image en couleurs de haute qualité d'image peut être réalisée sans aucun décalage. Les objets et avantages ci-dessus de la présente invention apparaîtront de façon plus évidente à partir d'une description détaillée de réalisations préférées de celle-ci en se référant aux dessins joints, dans lesquels: la Figure 1 est une vue latérale d'un dispositif de formation d'image selon une réalisation de la présente invention; la Figure 2 est une vue latérale d'un dispositif de formation d'image selon une autre réalisation de la présente invention; la Figure 3 est un schéma d'agencement destiné à expliquer les conditions d'agencement d'organes de miroir disposés entre le dispositif optique d'exposition et le tambour photosensible montrés dans les Figures 1 et 2; la Figure 4 est une vue avant montrant une structure destinée à déplacer les premier et deuxième miroirs mobiles montrés en Figure 3; et la Figure 5 est vue de face montrant une autre structure pour déplacer les premier et deuxième miroirs mobiles montrés en Figure 3. En Figure 1, le chiffre de référence 10 indique un document original. Le chiffre de référence 20 désigne une unité de balayage. Le chiffre de référence 30 désigne un dispositif optique d'exposition. Les chiffres de référence 40B, 40Y, 40M et 40C désignent des unités de formation d'images pour former et développer des images latentes, respectivement. Le chiffre de référence 50 désigne une cassette d'alimentation en papier. Le chiffre de référence désigne un tambour de transfert. Dans le dispositif, une unité de balayage 20, un dispositif optique général pour balayer optiquement le document original 10, délivre en sortie un signal d'image électrique correspondant à l'information d'image du document original balayé 10, et transmet le signal à un dispositif optique d'exposition 30. Le dispositif optique d'exposition 30 projette, par exemple, un faisceau de laser selon le signal d'image électrique transmis et expose sélectivement les tambours photosensibles 41B, 41Y, 41M et 41C qui sont contenus dans la pluralité d'unités de formation d'image 40B, 40Y, 40M et C, respectivement. Chaque unité de formation d'image 40B, 40Y, 40M ou C contient un tambour photosensible du type à tambour 41B, 41Y, 41M ou 41C, un rouleau de chargement 42 pour charger le tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C, un dispositif de développement 43 contenant un toner 44 et comportant un rouleau de développement 45 pour revêtir de toner 44 le tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C, et un dispositif de nettoyage 46 pour retirer du toner résiduel adhérant encore sur le tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C. Les quatre unités de formation d'image 40B, 40Y, 40M et 40C, sont empilées de façon à procurer une image développée de quatre couleurs, par exemple le noir, le jaune, le magenta et le cyan, en séquence à partir du dessus. Initialement, la surface du tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C est uniformément chargée par le rouleau de chargement 42. Une image latente électrostatique, qui ne peut pas être distinguée par l'oeil humain, est formée, sur la partie de surface du tambour photosensible 41 o le potentiel électrique est réduit par exposition du dispositif optique d'exposition 30. Le dispositif de développement 43 fait tourner le rouleau de développement 45 de façon à adsorber le toner contenu intérieurement 44 sur l'image latente électrostatique formée sur le tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C, et à développer l'image latente électrostatique, de façon à former par consequent 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 d'un rouleau de délivrance 52, en direction d'un tambour de transfert 60. La feuille de papier 51 devant être délivrée est chargée par un chargeur de papier 53, et, simultanément, un tambour de transfert 60 est chargé par un chargeur de tambour 54 de telle sorte que la feuille de papier soit adsorbée sur la circonférence du tambour de transfert 60. Ici, un déchargeur 55 retire les charges restantes dans la feuille de papier 51 de telle sorte qu'elle soit séparée du tambour de transfert 60. Un séparateur 56 sépare la feuille de papier déchargée 51 du tambour de transfert 60 et la guide vers un rouleau de sortie 57 pour éjecter la feuille de papier 51 à l'extérieur de l'appareil. Le séparateur 56 est actionné par une unité d'actionnement (non représentée) de telle sorte qu'il soit disposé séparément du tambour de transfert au commencement, et qu'il vienne ensuite en contact avec le tambour de transfert 60 lorsque la feuille de papier est éjectée après que l'image ait été fixée sur la feuille de papier. Le tambour de transfert 60 comporte un chargeur de transfert 61 en plus du chargeur de tambour 54 et du déchargeur 55, qui sont abaissés ou élevés avec le tambour de transfert 60. La Figure 2 montre un autre dispositif de formation d'image selon la présente invention. Ici, le tambour de transfert 60 de la Figure 1 est remplacé par un organe de courroie 70. L'organe de courroie 70 est tendu sous la forme d'une boucle sans fin, sans aucun point de connexion entre deux rouleaux de support d'actionnement inférieur et supérieur 71 et 72, de façon à fonctionner en rotation pour transporter la feuille de papier adhérant sur celui-ci. Quatre chargeurs de transfert 80B, 80Y, 80M et C et un détecteur de papier 73 sont déposés sur le trajet de la boucle sans fin de l'organe de courroie 70. Le détecteur de papier 73 détecte la fin de la feuille de papier 51 qui est transportée par l'organe de courroie 70, et génère un signal électrique. En fait, le signal électrique donne une base sur laquelle sont déterminés un temps de démarrage d'exposition et un temps de démarrage de développement, après un temps prédéterminé qui est calculé à l'avance en fonction d'une distance entre la feuille de papier et une position de développement sélectionnée, et de la vitesse de transport. Les chargeurs 80B, 80Y, 80M et 80C sont installés à proximité, à l'opposé de tambours photosensibles 41B, 41Y, 41M ou 41C, dans les dispositifs de développement 40B, 40B, 40M et 40C. Lorsque la feuille de papier 51 passe sur les tambours photosensibles 41B, 41Y, 41M et 41C, de l'énergie est appliquée pour transférer une image développée sur le tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C à la feuille de papier 51. Dans les Figures 1 et 2, un dispositif optique d'exposition 30 est installé de façon fixe parallèlement à une direction dans laquelle une pluralité d'unités de formation d'image 40B, 40Y, 40M ou 40C sont disposées. Des premier et deuxième miroirs mobiles 31 et 32 sont présents pour exposer chaque tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C contenus dans la pluralité d'unités de formation d'image 40B, 40Y, 40M et 40C, de façon à avoir la même longueur de trajet optique à partir du dispositif optique d'exposition 30. Un premier miroir mobile 31 comprend deux miroirs 31a et 31b, de telle sorte que la lumière projetée par le dispositif optique d'exposition 30 est réfléchie vers un deuxième trajet optique 34 espacé parallèlement du premier trajet optique 33. Un deuxième miroir mobile 32 est un miroir unique destiné à réfléchir la lumière réfléchie par le deuxième trajet optique 34 vers un tambour photosensible sélectionné 41B, 41Y, 41M ou 41C. Ici, les premier et deuxième miroirs mobiles 31 et 32 se déplacent le long des premier et deuxième trajets optiques 33 et 34 de façon à ce qu'il y ait les mêmes longueurs de trajet optique entre le dispositif optique d'exposition 30 et chaque tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C. Les conditions de déplacement des premier et deuxième miroirs mobiles 31 et 32 seront décrites en se référant à la Figure 3. En Figure 3, le deuxième miroir mobile 32 se déplace en séquence vers un point Q1, Q2, Q3 ou Q4, o le deuxième trajet optique 34 de la lumière réfléchie par le deuxième miroir 3lb du premier miroir mobile 31 rencontre chaque trajet optique d'exposition de tambour photosensible 41B, 41Y, 41M ou 41C. Par conséquent, le premier miroir mobile 31 se déplace également dans la même direction que celle du deuxième miroir mobile 32. Une distance de déplacement "a" du premier miroir mobile 31 est commandée de façon à avoir la moitié d'une distance de déplacement "b" du deuxième miroir mobile 32. Autrement dit, a = b. De la même façon, le deuxième miroir mobile 32 se déplace du point Q1 au point Q4. En même temps, le premier miroir mobile 31 se déplace dans la même direction de la moitié de la distance de déplacement du deuxième miroir mobile 32, de façon à exposer les tambours photosensibles 41B, 41Y, 41M et 41C. En résultat, les longueurs de trajet optique du dispositif optique d'exposition 30 aux tambours photosensibles 41B, 41Y, 41M et 41C sont identiques, de façon à former des images latentes de la même grandeur sur chaque tambour photosensible. Les Figures 4 et 5 montrent un exemple détaillé d'une unité d'actionnement pour déplacer les premier et deuxième miroirs mobiles 31 et 32 à l'aide d'une source d'actionnement unique. Si l'on se réfère à la Figure 4, un moteur 90 est connecté à un arbre rotatif 93 par l'intermédiaire d'engrenages de connexion 91 et 92. Une paire -de poulies dentées 94 et 95 sont connectées à chaque côté de l'arbre rotatif 93, et une paire de courroies crantées 96 et 97 sont connectées aux poulies dentées 94 et , respectivement. Les premier et deuxième miroirs mobiles 31 et 32 sont chargés sur deux paires de courroies crantées 96 et 97, respectivement. Ici, le diamètre d'une poulie dentée 94 pour déplacer le premier miroir mobile 31 est égal à la moitié de celui de l'autre poulie dentée 94 pour déplacer le deuxième miroir mobile 32. Autrement dit, si le moteur 90 fonctionne, les poulies dentées 94 et 95 tournent en même temps que des engrenages de connexion 91 et 92, et deux paires de courroies crantées 96 et 97 se déplacent de façon à déplacer les premier et deuxième miroirs mobiles 31 et 32. Ici, comme le diamètre d'une poulie dentée 95 est il égal à la moitié de celui de l'autre poulie dentée 94, le premier miroir mobile 31 se déplace de la moitié de la distance de déplacement du deuxième miroir mobile 32. Ensuite, si l'on se réfère à la Figure 5, deux vis sans fin 100oa et 100Ob comprenant deux rainures de filetage la et 0llb et des angles de filetage différents sont disposées aux deux extrémités des premier et deuxième miroirs mobiles 31 et 32. Une vis sans fin 100a tourne par l'intermédiaire d'engrenages de connexion 102 et 103 et d'une courroie crantée 104, sous l'actionnement du moteur , et l'autre vis sans fin 0lb tourne de la même façon que la vis sans fin 100Oa, grâce à des engrenages 105a et b qui sont installés sur deux vis sans fin 100a et 100lb et d'une courroie crantée 106 connectant les deux engrenages 105a et 105b. Les premier et deuxième miroirs mobiles 31 et 32 se déplacent linéairement le long des vis sans fin 10la et 10lb grâce à des supports filetés 107a et 108b et des dispositifs de guidage 107b et 108a, qui sont connectés, de façon à pouvoir se déplacer, aux deux vis sans fin 100Oa et 100Ob, respectivement. Un support fileté 107a du premier miroir mobile 31 et l'autre support fileté 108b du deuxième miroir mobile 32 comportent des broches de verrouillage O109a et 109b insérées de façon à être verrouillées dans les rainures de filetage 0lla et lObb des vis sans fin 100a et 100Ob, respectivement. Autrement dit, le premier miroir mobile 101 se déplace linéairement en même temps que la rotation d'une vis sans fin 100a, et le deuxième miroir mobile 32 se déplace linéairement en même temps que la rotation de la vis sans fin 100Ob. Ici, la distance d'entrainement de la vis sans fin 0l0a est égale à la moitié de celle de l'autre vis sans fin 100Ob. Par conséquent, si deux vis sans fin 100a et 10Ob tournent en même temps, le premier miroir mobile 31 se déplace de la moitié du déplacement du deuxième miroir mobile 32. Comme décrit ci-dessus, la présente invention utilise une pluralité de miroirs simples pour commander un trajet optique d'un dispositif optique d'exposition. Par conséquent, le dispositif optique d'exposition n'a pas besoin de se déplacer, et la longueur du trajet optique du dispositif optique d'exposition à des tambours photosensibles respectifs est maintenue uniforme, de façon à obtenir une grandeur uniforme d'une image d'attente formée sur chaque tambour photosensible. Par conséquent, la présente invention permet d'obtenir un actionnement plus stable, de façon à générer peu de bruit, et à procurer une qualité d'image élevée d'une image, et à améliorer par conséquent la fiabilité vis-à-vis des utilisateurs. Revendications 1. Dispositif de formation d'image, caractérisé en ce qu'il comporte: une pluralité d'unités de formation d'image (40B, 40Y, 40M, 40C), chacune d'entre elles comportant un tambour photosensible (41B, 41Y, 41M, 41C) pour former une image latente par exposition, et un dispositif de développement (43) pour développer l'image latente formée sur le tambour photosensible, un dispositif optique d'exposition (30) pour projeter de la lumière en fonction d'une information d'image afin d'exposer le tambour photosensible dans lequel est fixé le dispositif optique d'exposition, une unité de transfert pour transférer l'image développée sur le tambour photosensible à une feuille de papier destinée à la reproduction (51), un premier miroir mobile (31) qui est installé de façon à pouvoir se déplacer le long d'un premier trajet optique de la lumière projetée depuis le dispositif optique d'exposition et qui réfléchit la lumière vers un deuxième trajet optique qui est espacé parallèlement au premier trajet optique, un deuxième miroir mobile (32) qui est installé de façon à pouvoir se déplacer le long du deuxième trajet optique et qui réfléchit la lumière réfléchie par le premier miroir mobile vers les tambours photosensibles respectifs de la pluralité des unités de formation d'image, et des moyens pour actionner les premier et deuxième miroirs mobiles (31, 32) pour leur entraînement. 2. Dispositif de formation d'image selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier miroir mobile (31) comporte deux miroirs réfléchissants (31a, 31b). 3. Dispositif de formation d'image selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier miroir mobile (31) se déplace de la moitié de la distance de déplacement dudit deuxième miroir mobile (32). 4. Dispositif de formation d'image selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement comportent un moteur (90) pour générer une énergie d'actionnement, un arbre rotatif (93) que fait tourner le moteur, deux paires de poulies dentées (94, 95), dont chacune est installée à l'une des extrémités de l'arbre rotatif et a un diamètre différent, et deux paires de courroies crantées (96, 97) qui sont connectées à deux paires de poulies dentées, lesdits premier et deuxième miroirs mobiles étant chargés sur lesdites deux paires des courroies crantées. 5. Dispositif de formation d'image selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent un moteur (90) pour générer une énergie d'actionnement, un arbre rotatif que fait tourner le moteur, deux vis sans fin (100ba, 10Ob) ayant chacune une rainure de filetage différente (101a, 0llb) dont le pas est différent, et qui tournent de la même façon sous l'actionnement du moteur, et deux paires de supports filetés (107a, 108b; 107b, 108a) qui sont connectés de façon à pouvoir se déplacer auxdites deux vis sans fin de façon à supporter lesdits premier et deuxième miroirs mobiles, et qui sont verrouillés avec lesdites rainures de filetage.