Procédé d'impression ultrasonique La présente invention est relative à un procédé nouveau d'impression et, plus particulièrement, à un procédé d'impression silencieux.
On a constaté que l'impression par<I>pression</I> réali sée à vitesse réduite par les machines à écrire est beaucoup moins efficace, en ce qui concerne la pro duction des copies carbone, que l'impression à grande vitesse par<I>impact,</I> encore que la pression de pointe puisse être identique dans chaque forme d'im pression. Il est à présumer que les ondes de choc résultant de l'impact à grande vitesse aident au trans fert du véhicule du carbone disposé dans une série de feuilles vers la page d'impression immédiatement suivante. D'autre part, le bruit résultant de la pres sion par impact est de beaucoup supérieur à celui de l'impression par pression et, de ce fait, l'impression par impact ne constitue pas la solution parfaite du problème des copies multiples.
En quelques mots, la présente invention a pour objet un procédé d'impression dans lequel on amène un caractère en contact avec la feuille à imprimer et on fait vibrer le caractère ou une platine adjacente au caractère.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
L'appareil d'impression représenté comprend une face constituant caractère 1, montée sur une barre porte-caractères 2, une série de feuilles de papier 3, une platine 4, un cône 5, un élément vibrateur élec trique 6 destiné à faire vibrer le cône 5, un embiel lage articulé 7 disposé entre le sommet du cône 5 et la barre porte-caractères 2, ainsi qu'un élément des tiné à soulever une barre porte-caractères pour l'ame ner en position d'impression et pour étendre vers l'extérieur l'embiellage articulé 7 pour appliquer ainsi une pression entre le cône 5 et la barre porte-carac- tères 2.
La face constituant caractère 1 peut avoir toute forme habituelle telle, par exemple, que l'une de celles couramment utilisées sur une barre porte- caractères de machine à écrire normale. En montant la face constituant caractère 1 sur une barre porte- caractères appropriée 2, celle-ci peut être soulevée dans un guide 8, contre la force d'un ressort 8a, par l'entremise d'une came 9 disposée sur l'arbre 10 en traîné par une source motrice quelconque 11, et ce de telle sorte que la face constituant caractère soit amenée en position d'impression au voisinage de la platine 4.
Après que la face constituant caractère 1 a été amenée en position d'impression, il est nécessaire d'appliquer une pression (de l'ordre de 4 kg 500 à 6 kg 750 par exemple) à la barre porte-caractères, puis de la faire vibrer. Pour parvenir à ces fins, l'em biellage articulé 7, qui est supporté à l'une de ses ex trémités par le cône 5, est monté de manière à pouvoir se déplacer suivant une ligne rigoureusement droite ainsi que hors de cette ligne sous l'action d'une tige 12 disposée entre des blocs de guidage appropriés 13 de manière à pouvoir effectuer un mouvement vertical en réponse à la rotation de la came 14. Cette dernière came est également montée sur l'arbre 10, et de ce fait, entraînée par le moteur 11.
On remarquera qu'un ressort approprié 15 est disposé entre le bloc 13 et un bras ou épaulement 16 de la tige 12, main tenant ainsi la tige 12 normalement dans sa position basse, de sorte qu'aucune pression n'est appliquée entre le cône 5 et la barre porte-caractères 2. Lorsque le bossage de la came 14 se déplace sous la tige 12, elle soulève cette dernière pour pousser vers l'exté rieur l'embiellage 7, exerçant ainsi une pression entre le cône 5 et la barre porte-caractères 2. On remar quera qu'en se déplaçant de sa position rétractée vers sa position d'extension, l'extrémité extérieure 17 de l'embiellage articulé 7 est guidée par un téton 18 qui coulisse dans une fente 19, ménagée dans une console de support 20, laquelle sert également d'ap pui au cône 5.
Grâce à cette disposition des élé ments, il est évident que l'extrémité extérieure ou extrémité active 17 de l'embiellage articulé 7 est amenée au contact de la barre porte-caractères 2 et qu'une pression est appliquée à l'embiellage 7 lorsque la tige 12 est amenée à sa position la plus élevée en réponse à la rotation de la came 14.
Il y a lieu de remarquer que le bras 16 de la tige 12 est disposé de manière à fermer une série de contacts électriques 21 qui sont indiqués schéma tiquement comme fermant un circuit d'une source 22 d'énergie ultrasonique destinée au transducteur 6. Etant donné que ce dernier est représenté d'une ma nière schématique seulement, il y a lieu de signaler qu'un transducteur commercial quelconque fonction nant dans la gamme des fréquences ultrasoniques ré pondra de façon satisfaisante aux exigences de la présente invention. Dans un mode de réalisation, on a constaté qu'un transducteur magnétostrictif fonc tionnant sous 24,3 kilocycles et 200 watts donnait les résultats désirés.
En fait, un oscillateur à flux magnétique élevé est disposé dans le transducteur, provoquant la vibration axiale du cône 5 à une fré quence très élevée. En maintenant la fréquence de vibration au-dessus de la gamme sonore, le bruit se trouve, cela va de soi, réduit au minimum. <I>Fonctionnement</I> Lorsque le présent mécanisme fonctionne, ainsi qu'on l'a indiqué sur le dessin annexé, le moteur 11, du fait de la rotation de l'arbre 10, force la came 9 à soulever la barre porte-caractères 2 à travers le guide 8 et à l'amener en position d'impression.
Très peu de temps après, la came 14, qui est également entraînée par un arbre 10 mais dont le lobe est dé calé:. vers l'arrière par rapport à celui de la came 9, provoque l'élévation de la tige 12, provoquant ainsi l'extension vers l'extérieur de l'embiellage articulé 7 de telle sorte qu'une pression est appliquée entre l'extrémité du cône 5 et la barre porte-caractères 2.
Il y a lieu de remarquer que, lorsque la tige 12 est soulevée l'épaulement 16 fixé à celle-ci ferme les contacts 21 pour provoquer la fermeture d'un circuit électrique, établissant ainsi une oscillation haute fré quence dans le transducteur 6, qui applique une vibration mécanique de fréquence ultrasonique au cône 5, vibration qui est transmise par l'embiellage articulé 7 (maintenant soumis à extension et à pres sion) de la pointe du cône 5 à la barre porte-ca- ractères 2. On a constaté qu'avec l'installation ainsi décrite la vibration ultrasonique, même si elle n'est appliquée que pendant quelques millisecondes, rend possible l'obtention de bonnes copies carbone avec le minimum de bruit.
Il y a lieu de remarquer également que la fré quence élevée engendrée par le transducteur 6 et transférée à la face constituant caractère 1 a créé de la chaleur dans la pile de papier, tendant à faire fondre le véhicule cireux utilisé dans le papier car bone, permettant ainsi au carbone d'être transféré sensiblement à l'état liquide aux pages d'impression suivantes. La chaleur engendrée par cette vibra tion ultrasonique est également suffisante pour per mettre l'impression sur un papier sensible à la cha leur. En d'autres termes, la chaleur engendrée par la vibration donne une image de la face constituant caractère sur le papier sensible à la chaleur.
Etant donné que l'appareil a été représenté sché matiquement, il y a lieu de signaler que les paliers de l'embiellage articulé 7 doivent présenter un jeu extrêmement réduit, de l'ordre de 0,0025 mm. Un jeu très réduit est indispensable en ce sens que l'am plitude de vibration du cône 5 peut être de l'ordre de 0,025 mm seulement et qu'un jeu des paliers em pêcherait ce mouvement d'être transmis à la barre porte-caractères. Il y a lieu également de signaler que tous les problèmes soulevés par une articulation serrée peuvent être éliminés en utilisant le transduc teur intégralement avec une enclume qui serait située derrière la feuille à imprimer pour jouer le rôle d'une platine.
Ultrasonic Printing Process The present invention relates to a new printing process and, more particularly, to a silent printing process.
It has been found that <I> pressure </I> printing performed at reduced speed by typewriters is much less efficient in producing carbon copies than printing at high speed by typewriters. <I> impact, </I> although the peak pressure may be identical in each form of impression. It is presumed that the shock waves resulting from the high speed impact assist in the transfer of the carbon from the carbon arranged in a series of sheets to the immediately following print page. On the other hand, the noise resulting from the impact pressure is much higher than that of the pressure printing, and therefore, the impact printing is not the perfect solution to the problem of multiple copies.
Briefly, the present invention relates to a printing process in which a character is brought into contact with the sheet to be printed and the character or a platen adjacent to the character is vibrated.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of a device for implementing the method.
The printing apparatus shown comprises a face constituting character 1, mounted on a character bar 2, a series of sheets of paper 3, a plate 4, a cone 5, an electric vibrator element 6 intended to vibrate the cone 5, an articulated embiel lage 7 disposed between the top of the cone 5 and the character-carrying bar 2, as well as an element of the tines to lift a character-carrying bar to bring it into the printing position and to extend outwardly the articulated crankshaft 7 to thus apply pressure between the cone 5 and the character-bar 2.
The face constituting character 1 may have any usual shape, such as, for example, one of those commonly used on a character holder bar of a normal typewriter. By mounting the face constituting character 1 on a suitable character-carrying bar 2, the latter can be lifted in a guide 8, against the force of a spring 8a, by means of a cam 9 arranged on the shaft 10 dragged by any motor source 11, and this so that the face constituting the character is brought into the printing position in the vicinity of the plate 4.
After the face constituting character 1 has been brought into the printing position, it is necessary to apply a pressure (of the order of 4 kg 500 to 6 kg 750 for example) to the character bar, then make vibrate. To achieve these ends, the articulated linkage 7, which is supported at one of its ends by the cone 5, is mounted so as to be able to move along a strictly straight line as well as out of this line under the 'action of a rod 12 disposed between suitable guide blocks 13 so as to be able to perform a vertical movement in response to the rotation of the cam 14. The latter cam is also mounted on the shaft 10, and therefore, driven by motor 11.
It will be noted that a suitable spring 15 is disposed between the block 13 and an arm or shoulder 16 of the rod 12, thus holding the rod 12 normally in its lower position, so that no pressure is applied between the cone. 5 and the character bar 2. When the boss of the cam 14 moves under the rod 12, it lifts the latter to push the crankshaft 7 outwards, thus exerting pressure between the cone 5 and the bar. character carrier 2. It will be noted that by moving from its retracted position to its extended position, the outer end 17 of the articulated crankshaft 7 is guided by a stud 18 which slides in a slot 19, formed in a support bracket 20, which also serves as a support for the cone 5.
Thanks to this arrangement of the elements, it is obvious that the outer end or active end 17 of the articulated crankshaft 7 is brought into contact with the character-carrying bar 2 and that pressure is applied to the crankshaft 7 when the rod 12 is brought to its highest position in response to the rotation of the cam 14.
It should be noted that the arm 16 of the rod 12 is arranged so as to close a series of electrical contacts 21 which are shown diagrammatically as closing a circuit of a source 22 of ultrasonic energy intended for the transducer 6. Being Since the latter is shown schematically only, it should be noted that any commercial transducer operating in the range of ultrasonic frequencies will satisfactorily meet the requirements of the present invention. In one embodiment, a magnetostrictive transducer operating at 24.3 kilocycles and 200 watts has been found to provide the desired results.
In fact, a high magnetic flux oscillator is disposed in the transducer, causing the axial vibration of the cone 5 at a very high frequency. By keeping the vibration frequency above the sound range, noise is, of course, reduced to a minimum. <I> Operation </I> When the present mechanism operates, as indicated in the accompanying drawing, the motor 11, due to the rotation of the shaft 10, forces the cam 9 to raise the bar character carrier 2 through guide 8 and bring it into printing position.
Very shortly after, the cam 14, which is also driven by a shaft 10 but the lobe of which is offset :. towards the rear relative to that of the cam 9, causes the elevation of the rod 12, thus causing the outward extension of the articulated crankshaft 7 so that pressure is applied between the end cone 5 and the character bar 2.
It should be noted that when the rod 12 is lifted the shoulder 16 attached to it closes the contacts 21 to cause the closing of an electrical circuit, thus establishing a high frequency oscillation in the transducer 6, which applies a mechanical vibration of ultrasonic frequency to the cone 5, which vibration is transmitted by the articulated crankshaft 7 (now subjected to extension and pressure) from the tip of the cone 5 to the character bar 2. It has been observed that with the installation thus described, ultrasonic vibration, even if it is only applied for a few milliseconds, makes it possible to obtain good carbon copies with the minimum of noise.
It should also be noted that the high frequency generated by transducer 6 and transferred to the character face 1 created heat in the stack of paper, tending to melt the waxy vehicle used in the carbon paper, thereby allowing carbon to be transferred substantially in the liquid state to subsequent print pages. The heat generated by this ultrasonic vibration is also sufficient to enable printing on heat sensitive paper. In other words, the heat generated by the vibration gives an image of the character side on the heat sensitive paper.
Since the apparatus has been shown matically dried, it should be noted that the bearings of the articulated crankshaft 7 must have an extremely small clearance, of the order of 0.0025 mm. A very small clearance is essential in the sense that the amplitude of vibration of the cone 5 can be of the order of only 0.025 mm and that a clearance of the bearings would prevent this movement from being transmitted to the character-carrying bar. . It should also be noted that all the problems raised by a tight joint can be eliminated by using the transducer integrally with an anvil which would be located behind the printing sheet to act as a platen.