CH643667A5 - Appareil de balayage pour photocopieur. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un appareil de balayage pour photocopieur.

On connaît déjà des appareils de balayage pour copieurs électrophotographiques comprenant habituellement un chariot se déplaçant à une vitesse normale et un chariot se déplaçant à mi-vitesse. Le chariot se déplaçant à vitesse normale porte une lampe et un miroir et se déplace le long du document, en éclairant les parties successives de la surface de celui-ci. Le chariot se déplaçant à mi-vitesse porte un miroir et se déplace dans le même sens que le chariot se déplaçant à vitesse normale, mais avec une vitesse deux fois plus faible. La lumière provenant du document est réfléchie par le miroir du chariot se déplaçant à vitesse normale, vers le miroir se déplaçant à mi-vitesse puis vers un objectif. Ce dernier focalise la lumière sur un tambour photoconducteur rotatif qui forme une image latente permettant l'exécution d'une photocopie. Le déplacement du chariot à mi-vitesse par rapport au chariot à vitesse normale assure le maintien d'une distance objet constante pour la partie éclairée du document par rapport à l'objectif si bien que l'image portée par le tambour photoconducteur est toujours focalisée.

Ces chariots sont montés sur deux guides parallèles et entraînés par un câble unique fixé au chariot se déplaçant à vitesse normale et passant sur une poulie montée sur le chariot se déplaçant à mi-vitesse. Le câble et la poulie sont montés d'un premier côté des chariots, à proximité de l'un des guides, afin qu'ils n'obstruent pas le trajet de la lumière entre le document et l'objectif. Comme le câble et la poulie n'agissent pas au centre de gravité des chariots, ceux-ci subissent des moments importants qui ont tendance à les faire pivoter. Chaque chariot comporte des paliers de guidage correspondant à un espacement important le long de l'un des guides au moins, afin que ce pivotement soit évité, si bien que la longueur et le poids des chariots sont accrus. Les chariots doivent avoir une structure rigide, donc massive, afin qu'ils empêchent la déformation lors de l'application de ces forces motrices asymétriques. L'accélération des chariots, au début et à la fin d'un balayage, provoque l'application de forces importantes de frottement aux paliers de guidage si bien que ceux-ci ont tendance à brouter.

En outre, dans les appareils connus, la lampe d'éclairement montée sur le chariot se déplaçant à vitesse normale est alimentée par des contacts électriques collecteurs. Ces contacts glissants créent des forces de frottement et subissent une usure.

Le but de l'invention et de créer un appareil de balayage pour copieur électrophotographique qui remédie aux inconvénients cités.

A cet effet, l'invention est définie comme il est dit à la revendication 1.

Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels:

la fig. 1 est une vue en plan d'un mécanisme de balayage pour photocopieur selon un mode de réalisation de l'invention;

la fig. 2 est une élévation latérale du mode de réalisation de la fig. 1, les chariots étant dans d'autres positions;

la fig. 3 est une élévation frontale du chariot à vitesse normale de la fig. 1;

la fig. 4 est une élévation latérale d'un second mode de réalisation d'appareil selon l'invention, et la fig. 5 est une élévation frontale du mode de réalisation de la fig. 4.

Les fig. 1 à 3 représentent un chariot 2 se déplaçant à vitesse normale et un chariot 3 se déplaçant à mi-vitesse, montés sur deux glissières parallèles 5 et 6. Ces dernières peuvent être formées par des tiges lisses de verre poli qui, comme indiqué sur la fig. 3, sont supportées par des flasques 10 et 8. Les chariots 2 et 3 sont montés sur les glissières 5 et 6 par l'intermédiaire de portées 12 formant des paliers. Ces portées 12 ont des parties 13 de diamètre plus grand afin que le déplacement latéral des chariots soit évité. Chaque chariot a quatre aimants d'appui 14 couplant un flux magnétique aux flasques 8 et 10 qui doivent être formés d'une matière perméable afin que les

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portées 12 restent en contact intime avec les glissières 5 et 6 malgré la masse relativement faible des chariots.

Une lampe d'éclairement 15 est montée sur le chariot 2 et a un réflecteur qui dirige la lumière de la lampe 15 sur une partie d'un document placé au-dessus du chariot 2 (fig. 4 et 5). La lumière de la partie éclairée du document est renvoyée, par un miroir de balayage 18 monté aussi sur le chariot 2, vers un miroir 19 monté sur le chariot 3. La lumière provenant du miroir 19 parvient sur un objectif.

Comme indiqué sur la fig. 4, un objectif réfléchissant comprenant une lentille 70 et un miroir 71 peut être utilisé. La lumière focalisée par l'objectif 70, 71 parvient à un miroir 72, puis à la surface photoconductrice d'un tambour 93.

Comme indiqué sur les fig. 1 à 3, les côtés opposés de chaque chariot sont entraînés par deux systèmes à câbles parallèles portant les références 20 et 21. Le système 20 est représenté en détail sur la fig. 2. Un câble conducteur souple 23 est fixé à une première extrémité par une pince 24. Ce câble 23 est renvoyé par une gorge d'une poulie double 25 qui peut tourillonner sur le chariot 2. Le câble 23 parvient à une pince 26 qui le fixe sur le chariot 2 à vitesse normale. Il est ensuite renvoyé sur la poulie 27 vers une poulie allongée 28. Le câble 23 passe alors sous une poulie de tension 29 vers un tambour 34 d'entraînement. La poulie 29 est montée sur un levier 30 articulé sur un arbre 31. Le levier 30 est tiré par un ressort hélicoïdal 32 vers un point 33 d'ancrage, si bien que le câble 23 reste tendu. Ce câble s'enroule en hélice sur le tambour 34. Une pince 34a fixe un point du câble 23 sur le tambour 34 afin que le câble 23 ne puisse pas glisser par rapport au tambour 34.

Le câble 23 partant du tambour 34 passe sur la poulie allongée 28, puis est renvoyé vers une poulie partant du tambour 34, passe sur la poulie allongée 28, puis sur une poulie supplémentaire de renvoi 35. Ensuite, le câble 23 passe sur une seconde gorge de la poulie double 25 vers une pince 36.

Le système 21 est analogue au système 20 et comporte un câble conducteur souple 43 fixé à une première extrémité par une pince 44 et passant successivement sur une première gorge d'une poulie 45, dans une pince 46, sur une poulie 47, sur une poulie allongée 48, sur une poulie 49 de tension, sur un tambour 54, dans une pince 54a, sur la poulie allongée 48, sur la poulie 55 et sur la seconde gorge de la poulie 45 vers la pince 56. La pince 46 fixe le câble de l'autre côté du chariot 2. La poulie double 45 peut tourner sur l'autre côté du chariot 3. Le câble est enroulé en hélice sur un tambour 54 et une pince 54a empêche le glissement relatif.

Une source de tension, par exemple une prise murale 64, a un premier conducteur relié à la pince 44 et un second conducteur relié à la pince 24 par l'intermédiaire d'un commutateur 65. Les câbles 23 et 43 et les pinces 24,44, 26 et 46 sont conducteurs. Tous les autres éléments qui sont au contact des câbles 23 et 53 sont formés de matière isolante ou ont des entretoises isolantes empêchant tout court-circuit.

Comme l'indique la fig. 3, la lampe 15 est alimentée à partir de la prise murale 64 par les câbles 23 et 43. Elle est montée dans des douilles 67 et 68. La douille 67 est relié électriquement à la pince 26 et la douille 68 à la pince 46.

La prise murale 64 est aussi reliée par des conducteurs 63 à un moteur électrique 62 qui entraîne une poulie 61 portant une courroie 60 qui passe sur une poulie 59 montée sur un arbre creux 58 qui tou-rillonne dans des paliers tels que 90. L'arbre 58 porte le tambour photoconducteur 93. Un arbre 99 passe dans l'arbre creux et porte les tambours 34 et 54 d'entraînement de câbles. L'arbre 99 passe aussi dans le boîtier 84 dans lequel est monté un ressort spiralé dont l'extrémité interne ou centrale est fixée à l'arbre 99 et dont l'extrémité périphérique ou externe est fixée au boîtier 84. Un boîtier 85 logeant ce ressort spiralé est monté sur l'organe 53.

Lors du fonctionnement, le tambour photoconducteur est entraîné constamment par un moteur 62 par l'intermédiaire de la poulie 61, de la courroie 60, de la poulie 59 et de l'arbre 58. Au début d'un balayage, les chariots 2 et 3 ont les positions indiquées sur la fig. 2 alors que, à la fin du balayage, ils ont les positions de la fig. 1. L'arbre 58 est embrayé sélectivement sur l'arbre 99 comme indiqué plus en détail sur les fig. 4 et 5 afin qu'il entraîne le tambour 34 dans le sens antihoraire sur la fig. 2 et provoque le déplacement des deux chariots vers la droite et l'enroulement du ressort spiralé dans le boîtier 84. A la fin d'un balayage, l'arbre 99 est débrayé de l'arbre 58 et le ressort spiralé du boîtier 84 se déroule et ramène les chariots dans les positions de la fig. 2. Pendant le balayage ver.s l'avant, le commutateur 65 est fermé et la lampe 15 s'éclaire alors que le commutateur 65 est ouvert et éteint la lampe 15 à la fin d'un balayage.

Comme indiqué sur les fig. 4 et 5, un document 78 à copier est placé sur une plaque transparente de verre 77 et est éclairée par des lampes 15 et 15a montées sur le chariot 2. Des réflecteurs 16 et 16a facilitent la concentration de la lumière des lampes 15 et 15a sur la région à éclairer. Le miroir 18 renvoie la lumière de la partie éclairée du document 78 vers le miroir 19 porté par le chariot 3. La lumière provenant du miroir 19 parvient à un objectif réfléchissant comportant une lentille 70 et un miroir 71. La lumière de l'objectif est renvoyée par un miroir 72 et est focalisée à la surface photoconductrice du tambour 93. Le chariot 2 prend appui sur des glissières parallèles et distantes 5 et 6 et le chariot 3 sur des glissières parallèles et distantes 5a et 6a. Chaque chariot a quatre pieds dépassant par-dessous et empêchant le déplacement latéral. Les pieds sont formés d'une matière perméable. Des organes 2a et 2b d'une matière perméable sont placés sous les glissières 5 et 6. Des organes 3a et 3b d'une matière perméable sont placés sous les glissières 5a et 6a. Le chariot

2 a quatre aimants 2c d'appui qui couplent un flux aux organes 2a et 2b, ce flux revenant par les pieds perméables du chariot 2. Le chariot

3 a aussi quatre aimants d'appui 3c couplant un flux aux organes 3a et 3b, ce flux revenant par les pieds perméables du chariot 3.

Le chariot se déplaçant à vitesse normale est entraîné par le tambour 34 qui porte deux câbles 23 et 43. Le câble 23 partant du tambour 34 passe sur la poulie 35 jusqu'à une pince 26 montée du côté le plus proche du chariot 2. Le câble 23, à partir de la pince 26, passe sur la poulie 27, puis sur la poulie 29 de tension jusqu'au tambour 34. Le câble 23 s'enroule en hélice sur le tambour 34 et y est fixé en un point par la pince 34a. Le câble 43 part du tambour 34 vers une poulie 75, puis vers une poulie 55. A partir de celle-ci, le câble 43 parvient à la pince 46 montée de l'autre côté du chariot 2. Le câble 43, après cette pince, passe sur la poulie 47, puis sur une poulie 74. Après celle-ci, le câble 43 passe sous une poulie 49 de tension vers le tambour 34. Le câble 43 s'enroule en hélice sur le tambour 34 et y est fixé en un point par une pince. Les poulies 29 et 49 de tension sont articulées sur des bras 30 et 50 pouvant pivoter chacun sur un organe 33. Les bras 30 et 50 sont éloignés l'un de l'autre par un ressort 32 afin que chacun des câbles 23 et 43 soit sous tension.

Le tambour photoconducteur 93 est monté sur un arbre 58 porté par des paliers tels que 90 montés dans des organes correspondants 91 et 92. Le moteur 62 fait tourner une poulie 61 qui, par l'intermédiaire d'une courroie 60, entraîne une grande poulie 59 montée sur l'arbre 58. La poulie 59 porte une couronne dentée 95 qui entraîne des satellites 96 et 96a. Ceux-ci tourillonnent sur des arbres 38 et 38a montés sur un organe 97. Ces satellites entraînent un planétaire 98 tourillonnant sur un arbre 58. Un arbre creux 99 peut tourner sur l'arbre 58 et porte le tambour 34 et un tambour supplémentaire 80. Le diamètre de ce dernier est sensiblement égal à la moitié de celui du tambour 34. Un ressort hélicoïdal 100 est enroulé sans jeu autour de l'arbre 99 et a une première extrémité montée dans le planétaire 98. Un autre ressort hélicoïdal 102 est enroulé avec du jeu autour de l'arbre 99 et a une extrémité montée dans un organe 101 qui est fixé à l'arbre 58. L'autre extrémité du ressort 102 est montée dans une bague 103 qui tourillonne sur l'arbre 99.

Des câbles 81 et 86 sont montés et fixés sur le tambour 80. Le câble 81 passe du tambour 80 sous une poulie 82 et sur une poulie 83 vers un premier côté du chariot 3 à mi-vitesse. Le câble 86 passe sous une poulie 87 et sur une poulie 88 vers l'autre côté du chariot 3.

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La bague 103 peut coopérer sélectivement avec un embrayage 104 à friction monté sur un levier 105 qui tourillonne sur un arbre 206. L'embrayage 104 est normalement repoussé afin qu'il libère l'anneau 103, sous la commande d'un ressort 124 monté sur un support 134 prenant appui contre un bras du levier 105 qui dépasse vers le bas. Ce bras est relié par une bielle 119 au plongeur 120 d'un électro-aimant 122 qui est alimenté sélectivement par la prise murale 64 par l'intermédiaire d'un commutateur 123. Le bras du levier 105 a une courte fente 118 dans laquelle glisse un axe 117 fixé à une bielle 116 articulée sur un arbre 110. Ce dernier est monté dans un organe 109 qui pivote sur un arbre 126. Une bielle 111 tourillonne aussi sur l'arbre 110 et couple l'organe 109 à l'arbre 112 de sortie d'un piston 113 placé dans un cylindre 114 d'un amortisseur pneumatique. L'extrémité libre de l'organe 109 peut coopérer avec un axe

108 monté sur le côté du tambour 34, près de sa périphérie. Deux ressorts hélicoïdaux 84 sont fixés à l'arrière du chariot 3 et à un organe 53. Les ressorts 84 déplacent le chariot 3 vers la gauche sur la fig. 4 et provoquent donc la rotation des tambours 80 et 34 dans le sens antihoraire. Le chariot 2 revient aussi alors dans la position de la fig. 4 au début du balayage.

Dans la position de retour de la fig. 4, l'axe 108 est repoussé par les ressorts 84 contre le levier 119 et le piston 113 prend appui contre le cylindre 114 et empêche toute rotation antihoraire supplémentaire du tambour 34. Le tambour photoconducteur 93 tourne normalement dans le sens horaire sur la fig. 4, et la surface du tambour 93 qui se trouve vers l'avant sur la fig. 5 descend. Lors du début d'un balayage, le commutateur 123 est fermé et alimente l'électro-aimant 122. Le plongeur 120 est tiré vers la droite et provoque la rotation dans le sens antihoraire du levier 105 jusqu'à ce que l'embrayage 104 coopère avec la bague 103. Le ressort hélicoïdal 102 s'enroule sur l'arbre 99 en laissant un faible jeu, si bien que la bague 103 tourne normalement en synchronisme avec l'arbre 58 et le tambour 93. Lorsque l'embrayage 104 coopère avec la baque 103, le ressort 102 s'enroule étroitement sur l'arbre 99 et met en prise l'arbre 99 avec l'organe 101 et l'arbre 58. Les tambours 80 et 34 tournent alors dans le sens horaire sur la fig. 4 en entraînant les chariots 2 et 3 vers la droite, le déplacement du chariot 2 étant égal au double de celui du chariot 3. Lorsque le tambour 34 a tourné d'un peu moins d'un tour depuis la position de la fig. 4, l'axe 108 coopère avec le côté droit du levier 109. Après une rotation supplémentaire du tambour 34 dans le sens des aiguilles d'une montre, l'axe 108 déplace le bout du levier

109 vers la gauche. La bielle 116 se déplace aussi vers la gauche jusqu'à ce que l'axe 117 soit en butée contre le bord gauche de la fente 118. En outre, la rotation du tambour 34 provoque la rotation du levier 105 dans le sens horaire sous la commande de l'axe 117 et la séparation de l'embrayage 104 malgré l'action de l'électro-aimant 122. Le ressort 102 se déroule et sépare les arbres 99 et 58 l'un de l'autre. L'inertie des parties qui se déplacent rapidement provoque une rotation supplémentaire du tambour 34 malgré l'action des ressorts 84 de rappel. Lorsque le levier 109 tourne dans le sens antihoraire, le piston 113 se déplace vers la gauche dans le cylindre 114 de l'amortisseur et dissipe ainsi l'énergie cinétique accumulée dans les parties mobiles pendant le balayage vers l'avant. Le tambour 34 vient normalement s'arrêter longtemps avant que le piston 113 atteigne l'extrémité de sa course et touche la paroi gauche du cylindre 114. A un certain point de cet intervalle, le commutateur 123 s'ouvre et interrompt l'alimentation de l'électro-aimant 122. Le tambour 34 commence alors à accélérer dans le sens antihoraire sous l'action des ressorts 84 de rappel.

Le diamètre de la couronne 95 est à peu près le triple de celui du planétaire 98. Ainsi, ce dernier tourne en sens opposé à celui de l'arbre 58 avec une vitesse à peu près trois fois plus grande. L'embrayage 100 est bien serré sur l'arbre 99 et joue le rôle d'une roue libre qui est libérée lorsque l'arbre 99 est au repos ou se déplace dans le même sens que l'arbre 58 pendant le balayage vers l'avant. L'arbre 99 accélère en sens inverse sous l'action des ressorts 84 jusqu'à ce que sa vitesse soit égale à celle du planétaire 98. A ce moment, l'embrayage 100 vient en prise et empêche le dépassement par la vitesse de rappel de l'arbre 99 d'une valeur égale au triple de la vitesse de l'arbre 58 vers l'avant. Lorsque les chariots 2 et 3 se rapprochent de la position de repos, l'axe 108 vient contre le bord gauche du levier 109 et le piston 133 est placé par exemple près du centre du cylindre 114. En outre, le déplacement du tambour 34 dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre provoque le déplacement du piston 113 vers la droite par l'intermédiaire de l'axe 108 et du levier 109 si bien que l'air piégé entre la face droite du piston 113 et le cylindre 114 est comprimé. Cet air comprimé s'échappe par un orifice annulaire de fuite et assure donc un amortissement important. Lorsque le piston 113 se rapproche de la position représentée, l'espace de compression s'annule presque et les forces de retardement et d'amortissement deviennent très élevées. Le système vient pratiquement s'arrêter peu avant que le piston 113 vienne contre le cylindre 114 alors qu'il reste encore un volume d'air comprimé faible mais mesurable dans l'espace laissé. Cet air fuit rapidement hors de ce petit volume et, sous l'action de la force de rappel des ressorts 84, le tambour 34 tourne lentement dans le sens antihoraire sur une très petite distance résiduelle jusqu'à ce que le piston 113 vienne contre le cylindre 114 et le volume résiduel devient nul. Lorsque l'orifice annulaire délimité entre le piston 113 et le cylindre 114 est trop petit, l'effet d'élasticité de l'air dépasse l'effet d'amortissement et le système présente un certain rebond. Lorsque l'orifice annulaire d'amortissement est trop grand, l'effet d'élasticité ne suffit pas pour que le système s'arrête avant que le piston 113 vienne contre le cylindre 114 et un choc nuisible est provoqué. Un orifice de dimension convenable provoque l'arrêt du système sans rebond notable, peu avant le contact du piston 113 avec le cylindre 114.

Dans l'appareil de balayage décrit, les chariots ont une longueur relativement faible et une faible masse et ils fonctionnent à vitesse élevée sans pivotement et sans frottement important dans des portées ou des paliers, lors d'une accélération élevée. La ou les lampes montées sur le chariot se déplaçant à vitesse normale sont alimentées par deux câbles conducteurs souples ne présentant pas les inconvénients de frottement et de conduction intermittente des contacts électriques glissants. Le chariot à mi-vitesse est entraîné par deux poulies qui tourillonnent de part et d'autre de son centre de gravité. Dans une variante, ce chariot est directement entraîné par un ou plusieurs câbles fixés sur lui.

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2 feuilles dessins

Claims (13)

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   REVENDICATIONS

   1. Appareil de balayage pour photocopieur, caractérisé par un chariot de balayage (2), une paire de câbles tracteurs (23,24), et un dispositif de fixation des câbles au chariot en des points espacés de part et d'autre du centre de gravité du chariot de manière à empêcher un mouvement en lacet du chariot par oscillation autour d'un axe vertical.
2. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une lampe (15) montée sur le chariot (2), que les câbles (23,24) sont électriquement conducteurs, et qu'il comporte des moyens pour alimenter la lampe en électricité par l'intermédiaire des câbles.
3. 3. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un dispositif destiné à entraîner le chariot à partir d'une position initiale, et un dispositif comprenant un ressort (84) et destiné à rappeler le chariot vers sa position initiale.
4. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par un dispositif (98,100) destiné à limiter la vitesse de retour du chariot.
5. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par un dispositif (113,114) destiné à arrêter le chariot quand il s'approche de sa position initiale.
6. 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par deux guides (5, 6) parallèles espacés, disposés dans un plan horizontal, le chariot reposant sur les guides et étant pressé par gravité contre ceux-ci, et par un dispositif comprenant deux aimants permanents (14) montés sur le chariot et destinés à augmenter la force qui presse le chariot contre les guides.
7. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par une paire d'organes allongés (8,10), perméables magnétiquement et placés chacun au-dessous d'un guide correspondant et parallèlement à celui-ci, les aimants permanents couplant un flux magnétique dans ces organes.
8. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'entraînement du chariot d'une première à une seconde position, le dispositif d'entraînement comprenant un embrayage (104) et un électro-aimant (122), et un dispositif d'alimentation électrique (123) de l'électro-aimant afin qu'il mette en prise l'embrayage, un mécanisme (117, 118) fonctionnant dans la seconde position et destiné à assurer le débrayage, et un dispositif destiné à fonctionner ultérieurement et à interrompre l'alimentation de l'électro-aimant.
9. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de glissières (5, 6) parallèles et espacées, disposées dans un plan horizontal, chaque glissière étant formée d'une tige de verre ayant une partie de surface supérieure courbe et lisse, et deux portées coulissantes (12) montées sur le chariot, chaque portée étant au contact de la partie de la surface supérieure d'une glissière correspondante.
10. 10. Appareil selon les revendications 2, 5, 7 et 8, caractérisé en ce que les câbles tracteurs (23,24) sont souples.
11. 11. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot (2) de balayage à vitesse normale, un chariot (3) de balayage à mi-vitesse, et une paire de poulies (25, 45) tourillonnant sur le chariot (3) à mi-vitesse en des emplacements esacés de part et d'autre de son centre de gravité, chaque câble coopérant avec une poulie correspondante.
12. 12. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot (3) de balayage à mi-vitesse, un premier et un second tambour (34, 80) d'enroulement de câble, le second tambour (80) ayant un diamètre égal pratiquement à la moitié de celui du premier tambour (34), la paire de câbles (23, 43) coopérant avec le premier tambour et une seconde paire de câbles (81, 86) coopérant avec le second tambour (80) et fixée au chariot (3) à mi-vitesse en des points espacés, de part et d'autre de son centre de gravité.
13. 13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chariot est supporté sur des guides horizontaux par un ensemble de portées dont la voie est supérieure à l'empattement.