La présente invention concerne une imprimante munie d'une tête d'impression portée par un chariot déplaçable dans le sens d'écriture d'une ligne.
Dans de telles imprimantes dites sérielles, les caractères sont écrits l'un après l'autre durant le déplacement du chariot. Pour que les caractères soient écrits dans la position correcte, le positionnement du chariot est contrôlé par un comptage de ses incréments de déplacement ou pas déterminés par un moteur dit pas-à-pas ou un autre dispositif d'incrémentation du déplacement, tel qu'un disque optique à fenêtres. L'initialisation du comptage des incréments de déplacement est fonction d'une position du chariot détectée par un premier dispositif de détection. La présence ou l'absence d'une feuille de papier est également détectée dans les imprimantes performantes par un deuxième dispositif susceptible de réagir au passage du bord de la feuille.
L'unité de commande centrale à microprocesseur cale alors le déplacement de la feuille de papier à partir de cette position jusqu'à la position d'écriture de la première ligne. Ces imprimantes connues nécessitent donc au moins deux dispositifs de détection, ce qui rend leur prix de revient élevé, nécessite un câblage important et engendre un encombrement considérable de la zone d'écriture.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et l'invention est caractérisée à cet effet en ce qu'elle comprend un dispositif optique susceptible de déterminer à la fois à la position du chariot, de détecter la présence ou l'absence de papier et déterminer le positionnement d'une feuille de papier engagée dans l'imprimante.
Cette disposition permet de faire l'économie d'au moins un capteur, ce qui représente un gain de coût non négligeable. En outre, le câblage et le volume occupé est réduit. Au moins un port d'entrée/sortie sur l'unité de commande centrale est libéré.
D'autres avantages ressortent des caractéristiques exprimées dans les revendications dépendantes et de la description exposant ci-après l'invention plus en détail à l'aide de dessins qui représentent, schématiquement et à titre d'exemple, deux modes d'exécution et des variantes.
La figure 1 représente une vue en plan d'un premier mode d'exécution.
La figure 2 est une vue de la face frontale du chariot.
La figure 3 illustre les signaux émis par le capteur vers l'unité de commande centrale lors du passage de ladite face frontale.
Les figures 4 à 6 illustrent schématiquement des variantes.
La figure 7 représente un deuxième mode d'exécution.
En référence à la figure 1, I'imprimante comprend un bâti 1, un chariot d'impression 2 susceptible d'être déplacé le long d'une barre 3 au moyen d'une courroie crantée 4 montée sur des poulies 5 et 6 et entraînée par un moteur 7. Ce dernier est un moteur pas-à-pas commandé par une unité de commande centrale 8. Le moteur permet donc de déplacer le chariot 2 le long de la ligne d'écriture par incréments de déplacement ou pas discrets. La position du chariot est contrôlée par un comptage de ses incréments de déplacement dans l'unité de commande centrale 8. Typiquement un pas ou incrément de déplacement correspond à 1/300 pouce.
Le chariot 2 présente un support 10 portant la tête d'impression 11. Une feuille 15 est amenée dans la zone d'écriture en regard de la tête d'impression grâce à des organes de transport 16 comportant des galets 17 à revêtement en élastomère solidaires d'un arbre 18 entraîné en rotation par un moteur 19 également du type pas-à-pas. L'imprimante comprend en outre un capteur à réflexion 20 monté sur une plaquette 21 fixée au bâti 1. Ce capteur opto-électronique à réflexion est d'un type courant comprenant un émetteur, un récepteur de lumière et une lentille convergente. Il peut par exemple être obtenu dans le commerce sous la référence SHARP GP25 15.
Son but est d'une part, de détecter la présence ou l'absence du chariot et d'initialiser la position exacte du chariot lors de la mise en marche de l'imprimante et, d'autre part, de détecter la présence ou l'absence d'une feuille de papier dans l'imprimante et de déterminer la position de la feuille 15 par détection du passage de son bord supérieur lors de l'introduction du papier.
En référence à la figure 2, la surface frontale 25 du chariot dirigée vers le capteur à réflexion 20 comprend au centre la tête d'impression 11 avec les éléments d'impression 12 et de chaque côté une surface réfléchissante 26, 27 bordée de deux surfaces absorbantes, non réfléchissantes 28. Ces surfaces 26, 27, 28 sont disposées en regard du capteur 20.
Tel que visible à la figure 3, le capteur 20 relié à l'unité de commande centrale 8 envoie à cette dernière la succession suivante de signaux électriques en se déplaçant de droite à gauche: aucun signal pendant un certain nombre de pas 31; des signaux pendant 50 pas 32; aucun signal pendant 40 pas 33; pendant un nombre prédéterminé de pas 34 des signaux ou aucun signal de façon indéterminée correspondant au passage de la tête d'impression 11; aucun signal pendant 40 pas 35; des signaux pendant 40 pas 36; et finalement aucun signal pendant 40 pas au moins 37. Les surfaces réfléchissantes 26, 27 constituent donc des fenêtres optiques 32, 36 de largeurs différentes. Le passage de la tête d'impression 11 constitue pour l'unité de commande centrale 8 un état indéterminé.
En effet, la surface de la tête 11 est normalement cuivrée, donc réfléchissante; mais il est possible que l'encre y déposée rende cette surface plus ou moins absorbante. Pour cette raison, il est nécessaire de placer deux surfaces réfléchissantes 26, 27 sur le chariot, afin que la tête d'impression ne simule pas une fenêtre optique lors du passage de la tête 11. En outre, la largeur de ces surfaces réfléchissantes doit être différente afin de pouvoir les différencier. Ces surfaces peuvent être constituées par des pièces métalliques polies, des miroirs en verre ou en matière plastique colorée par exemple.
L'imprimante fonctionne de la manière suivante. Lors de l'enclenchement de l'imprimante, le chariot est amené à gauche en référence à la figure 1 dans une position dite de repos ou de "Parking". Dans cette position, le chariot n'est pas en regard du capteur 20. On procède alors à une opération de détection du papier. Au cas où il y a un signal de réflexion détecté par le capteur 20, le moteur 19 est mis en marche pour effectuer une éjection de papier. Dans le cas contraire, tel n'est pas nécessaire. Le chariot est ensuite amené à droite à la figure 1 et le capteur 20 procède à la détection des deux fenêtres optiques 32, 36. Le positionnement du chariot est alors exactement défini, puisque l'on connaît la position exacte du capteur optique par rapport à la position de repos qui constitue la position de référence pour toutes les opérations subséquentes que l'imprimante devra effectuer.
Notons qu'une surface réfléchissante permet de définir exactement la position du chariot et la deuxième surface réfléchissante assure le contrôle de la position définie. Le chariot est ensuite amené à gauche dans sa position de repos par comptage d'un nombre prédéterminé de pas effectué par le moteur pas-à-pas 7. On procède ensuite à l'introduction du papier. Le capteur 20 sert dans ce cas à la détection du bord supérieur de la feuille 15 introduite, ce qui permet un positionnement vertical précis de la feuille 15 par comptage des pas effectué par le moteur pas-à-pas 19. Un seul détecteur 20 permet donc d'une part, de détecter la présence du chariot et du papier et d'autre part, de définir précisément la position du chariot et du papier.
La variante illustrée à la figure 4 est une imprimante du même type que celle de la figure 1 avec un chariot 10, une tête d'impression 11, un capteur à réflexion 20 et la feuille 15 représentés schématiquement. Au lieu de présenter deux surfaces réfléchissantes 26, 27, le chariot porte une plaquette 40 munie d'une série de lignes verticales réfléchissantes similaires à celles utilisées dans la convention dite "codes barre" disposées en regard du capteur 20 et qui permettent de définir de façon précise la présence et la position du chariot 10. D'autres types de marques d'identification pourront également être utilisés, telles que des stries.
Dans la variante représentée à la figure 5, le capteur est constitué par un émetteur de rayonnement électromagnétique 50, de préférence de la lumière visible, et un récepteur 51 pour ce rayonnement. L'émetteur 50 et le récepteur 51 sont disposés sur le bâti de l'imprimante de telle manière que le chariot 10 puisse librement coulisser sur toute la largeur de l'imprimante. Pour définir la position du chariot ce dernier porte un prolongement 52 s'étendant verticalement de façon à couper le faisceau de rayonnement 53 envoyé de l'émetteur 50 au récepteur 51. Pour une définition très sûre et univoque de la position, ce prolongement 52 peut présenter une série d'ouvertures. Cet arrangement permet également de détecter la présence et le passage des bords supérieurs, voire inférieur d'une feuille 15.
La variante représentée à la figure 6 comporte un émetteur 60 de rayonnement électromagnétique et un récepteur 61 disposé du même côté. Le faisceau de rayonnement 63 est renvoyé de l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un prisme 62 ou de deux miroirs. Le prisme 62 est également disposé sur le bâti de l'imprimante de telle façon que la chariot 10 puisse librement coulisser sur toute la largeur de l'imprimante. Son prolongement vertical 52 coupe cependant le faisceau de rayonnement 53 pour permettre la détermination exacte de la position du chariot 10.
Selon un second mode d'exécution illustré à la figure 7, un capteur 71 à réflexion optoélectronique avec un émetteur et un récepteur de lumière intégrés est disposé sur le chariot 72 en regard d'éléments géométriques réfléchissants et absorbants permettant:
a) le positionnement exact du chariot 72,
b) la détection d'une feuille de papier 74,
c) la commande de mise en place de certaines caractéristiques de fonctionnement de l'imprimante, telles que le type d'écriture, la nature du papier à introduire, I'interligne, la vitesse de communication à un autre équipement électronique, etc.
L'absence de papier est indiquée par la détection d'une sucession caractéristique de zones réfléchissantes et absorbantes 73. Lorsque le papier est absent et le chariot est placé devant une zone absorbante prédéterminée 78, I'introduction de papier et le passage de son bord supérieur pourront être détecter considérant que la feuille de papier 74 réfléchit la lumière.
En plaçant des surfaces réfléchissantes ou striées 75, 76 à gauche et à droite de la course du chariot 72 en dehors de la zone occupée par le papier, il est possible de déterminer exactement la position du chariot 72 même si une feuille de papier 74 et engagée dans l'imprimante.
En outre, ce mode d'exécution comprend une rampe de barrettes ou cavaliers 77 pouvant occuper au moins deux positions distinctes en les déplaçant dans le sens vertical pour coopérer avec le capteur 71 en réfléchissant ou non la lumière. Elles donnent ainsi la possibilité de définir d'autres caractéristiques de fonctionnement de l'imprimante.
Il est bien entendu que les modes d'exécution et les variantes décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils peuvent recevoir toutes modifications désirables dans le cadre défini par les revendications. Ainsi, la détermination des incréments de déplacement pourra être obtenue au moyen d'un disque tournant à fenêtre coopérant avec un dispositif optique et commandant un moteur électrique conventionnel.
La largeur des zones réfléchissantes 26, 27 pourrait être différente de celle décrite ci-dessus. Le nombre de signaux N envoyé à l'unité de commande centrale 8 dépend directement de la largeur des surfaces réfléchissantes et de la fréquence d'échantillonnage du capteur. Ce nombre N ne doit pas être trop faible. En effet, si N est compris entre 1 et 10, une confusion avec des signaux parasites est toujours possible. Dans la plupart des cas, des valeurs comprisent entre 30 et 100 sont favorables.
The present invention relates to a printer provided with a print head carried by a carriage movable in the writing direction of a line.
In such so-called serial printers, the characters are written one after the other during the movement of the carriage. In order for the characters to be written in the correct position, the positioning of the carriage is controlled by counting its displacement increments or not determined by a so-called stepping motor or another displacement incrementing device, such as an optical disc with windows. The initialization of the counting of the movement increments is a function of a position of the carriage detected by a first detection device. The presence or absence of a sheet of paper is also detected in high-performance printers by a second device capable of reacting to the passage of the edge of the sheet.
The central microprocessor control unit then stops the movement of the sheet of paper from this position to the writing position of the first line. These known printers therefore require at least two detection devices, which makes their cost price high, requires significant wiring and generates considerable bulk of the writing area.
The purpose of the present invention is to remedy these drawbacks and the invention is characterized for this purpose in that it comprises an optical device capable of determining both the position of the carriage, detecting the presence or the absence paper and determine the positioning of a sheet of paper engaged in the printer.
This arrangement saves at least one sensor, which represents a significant cost saving. In addition, the wiring and the volume occupied is reduced. At least one input / output port on the central control unit is released.
Other advantages appear from the characteristics expressed in the dependent claims and from the description setting out the invention below in more detail with the aid of drawings which show, schematically and by way of example, two embodiments and variants.
Figure 1 shows a plan view of a first embodiment.
Figure 2 is a view of the front face of the carriage.
FIG. 3 illustrates the signals emitted by the sensor to the central control unit during the passage of said front face.
Figures 4 to 6 schematically illustrate variants.
Figure 7 shows a second embodiment.
With reference to FIG. 1, the printer comprises a frame 1, a printing carriage 2 capable of being moved along a bar 3 by means of a toothed belt 4 mounted on pulleys 5 and 6 and driven by a motor 7. The latter is a stepping motor controlled by a central control unit 8. The motor therefore makes it possible to move the carriage 2 along the writing line in displacement increments or not discrete. The position of the carriage is controlled by counting its displacement increments in the central control unit 8. Typically one step or increment of displacement corresponds to 1/300 inch.
The carriage 2 has a support 10 carrying the print head 11. A sheet 15 is brought into the writing area facing the print head by means of transport members 16 comprising rollers 17 with integral elastomer coating a shaft 18 driven in rotation by a motor 19 also of the stepping type. The printer further comprises a reflection sensor 20 mounted on a plate 21 fixed to the frame 1. This opto-electronic reflection sensor is of a common type comprising a transmitter, a light receiver and a converging lens. It can for example be obtained commercially under the reference SHARP GP25 15.
Its purpose is on the one hand, to detect the presence or absence of the carriage and to initialize the exact position of the carriage when the printer is switched on and, on the other hand, to detect the presence or the absence of a sheet of paper in the printer and to determine the position of the sheet 15 by detecting the passage of its upper edge during the introduction of the paper.
With reference to FIG. 2, the front surface 25 of the carriage directed towards the reflection sensor 20 comprises in the center the print head 11 with the print elements 12 and on each side a reflective surface 26, 27 bordered by two surfaces absorbent, non-reflective 28. These surfaces 26, 27, 28 are arranged facing the sensor 20.
As visible in FIG. 3, the sensor 20 connected to the central control unit 8 sends to the latter the following succession of electrical signals by moving from right to left: no signal during a certain number of steps 31; signals for 50 steps 32; no signal for 40 steps 33; during a predetermined number of steps 34 of the signals or no signal indefinitely corresponding to the passage of the print head 11; no signal for 40 steps 35; signals for 40 steps 36; and finally no signal for at least 40 steps 37. The reflecting surfaces 26, 27 therefore constitute optical windows 32, 36 of different widths. The passage of the print head 11 constitutes for the central control unit 8 an undetermined state.
Indeed, the surface of the head 11 is normally coppery, therefore reflective; but it is possible that the ink deposited there makes this surface more or less absorbent. For this reason, it is necessary to place two reflecting surfaces 26, 27 on the carriage, so that the print head does not simulate an optical window when the head 11 passes. In addition, the width of these reflective surfaces must be different in order to be able to differentiate them. These surfaces can be formed by polished metal parts, mirrors made of glass or colored plastic for example.
The printer works as follows. When the printer is switched on, the carriage is brought to the left with reference to FIG. 1 in a so-called rest or "Parking" position. In this position, the carriage is not facing the sensor 20. We then carry out a paper detection operation. If there is a reflection signal detected by the sensor 20, the motor 19 is started to eject paper. Otherwise, it is not necessary. The carriage is then brought to the right in FIG. 1 and the sensor 20 proceeds to detect the two optical windows 32, 36. The positioning of the carriage is then exactly defined, since the exact position of the optical sensor is known relative to the rest position which constitutes the reference position for all subsequent operations that the printer must perform.
Note that a reflective surface makes it possible to exactly define the position of the carriage and the second reflective surface ensures the control of the defined position. The carriage is then brought to the left in its rest position by counting a predetermined number of steps taken by the stepping motor 7. The paper is then introduced. The sensor 20 is used in this case for the detection of the upper edge of the sheet 15 introduced, which allows precise vertical positioning of the sheet 15 by counting steps performed by the stepping motor 19. A single detector 20 allows therefore on the one hand, to detect the presence of the carriage and of the paper and on the other hand, to precisely define the position of the carriage and of the paper.
The variant illustrated in Figure 4 is a printer of the same type as that of Figure 1 with a carriage 10, a print head 11, a reflection sensor 20 and the sheet 15 shown schematically. Instead of presenting two reflecting surfaces 26, 27, the carriage carries a plate 40 provided with a series of vertical reflecting lines similar to those used in the so-called "barcode" convention arranged opposite the sensor 20 and which make it possible to define precisely the presence and position of the carriage 10. Other types of identification marks may also be used, such as streaks.
In the variant shown in FIG. 5, the sensor consists of an emitter of electromagnetic radiation 50, preferably visible light, and a receiver 51 for this radiation. The transmitter 50 and the receiver 51 are arranged on the frame of the printer so that the carriage 10 can slide freely over the entire width of the printer. To define the position of the carriage, the latter carries an extension 52 extending vertically so as to cut the radiation beam 53 sent from the transmitter 50 to the receiver 51. For a very safe and unambiguous definition of the position, this extension 52 can present a series of openings. This arrangement also makes it possible to detect the presence and the passage of the upper or even lower edges of a sheet 15.
The variant shown in FIG. 6 comprises an emitter 60 of electromagnetic radiation and a receiver 61 arranged on the same side. The radiation beam 63 is returned from one to the other via a prism 62 or two mirrors. The prism 62 is also arranged on the frame of the printer so that the carriage 10 can freely slide over the entire width of the printer. Its vertical extension 52 however cuts the radiation beam 53 to allow the exact determination of the position of the carriage 10.
According to a second embodiment illustrated in FIG. 7, an optoelectronic reflection sensor 71 with an integrated light transmitter and receiver is placed on the carriage 72 opposite reflecting and absorbing geometric elements allowing:
a) the exact positioning of the carriage 72,
b) the detection of a sheet of paper 74,
c) the command to set up certain operating characteristics of the printer, such as the type of writing, the nature of the paper to be introduced, the line spacing, the speed of communication with other electronic equipment, etc.
The absence of paper is indicated by the detection of a characteristic succession of reflective and absorbent zones 73. When the paper is absent and the carriage is placed in front of a predetermined absorbent zone 78, the introduction of paper and the passage of its edge higher can be detected considering that the sheet of paper 74 reflects light.
By placing reflective or ribbed surfaces 75, 76 to the left and to the right of the stroke of the carriage 72 outside the area occupied by the paper, it is possible to determine the exact position of the carriage 72 even if a sheet of paper 74 and engaged in the printer.
In addition, this embodiment includes a ramp of bars or jumpers 77 which can occupy at least two distinct positions by moving them in the vertical direction to cooperate with the sensor 71 by reflecting light or not. They thus give the possibility of defining other operating characteristics of the printer.
It is understood that the embodiments and variants described above are in no way limiting and that they can receive any desirable modification within the framework defined by the claims. Thus, the determination of the displacement increments can be obtained by means of a rotating disc with a window cooperating with an optical device and controlling a conventional electric motor.
The width of the reflecting zones 26, 27 could be different from that described above. The number of signals N sent to the central control unit 8 depends directly on the width of the reflecting surfaces and on the sampling frequency of the sensor. This number N must not be too low. Indeed, if N is between 1 and 10, confusion with spurious signals is always possible. In most cases, values between 30 and 100 are favorable.