EP0156767B1 - Imprimante matricielle à aiguilles - Google Patents

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EP0156767B1
EP0156767B1 EP85810084A EP85810084A EP0156767B1 EP 0156767 B1 EP0156767 B1 EP 0156767B1 EP 85810084 A EP85810084 A EP 85810084A EP 85810084 A EP85810084 A EP 85810084A EP 0156767 B1 EP0156767 B1 EP 0156767B1
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EP
European Patent Office
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needles
needle
fact
plane
section
Prior art date
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Application number
EP85810084A
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German (de)
English (en)
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EP0156767A1 (fr
Inventor
Jacques Vermot-Gaud
Didier Joyeux
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Battelle Memorial Institute Inc
Original Assignee
Battelle Memorial Institute Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Battelle Memorial Institute Inc filed Critical Battelle Memorial Institute Inc
Priority to AT85810084T priority Critical patent/ATE39646T1/de
Publication of EP0156767A1 publication Critical patent/EP0156767A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0156767B1 publication Critical patent/EP0156767B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J1/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the mounting, arrangement or disposition of the types or dies
    • B41J1/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the mounting, arrangement or disposition of the types or dies with types or dies mounted on carriers rotatable for selection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/23—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
    • B41J2/235—Print head assemblies
    • B41J2/25—Print wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/22—Paper-carriage guides or races
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/23—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
    • B41J2/27—Actuators for print wires

Definitions

  • the present invention relates to a needle printer comprising a set of needles, each of which is connected to a support and one end of which is free, members for guiding these needles and means for applying said respective free ends against a surface of the invention.
  • writing associated with pressure-sensitive marking means each needle being formed of an electrical conductor, a portion of which deviates laterally from an axis connecting said guide people to the end integral with said support and which is connected, on either side of said portion, at the two respective poles of a current source a magnetic field generator being arranged to form a field which, in the presence of a current in said portion of the conductor, generates electrodynamic forces tending to reduce, respectively to move this portion away from said axis, in the direction of the current.
  • a loop is formed in the portion of the conductor spaced laterally from the needle guide axis. This loop is placed in a plane perpendicular to the plane containing the rest of the conductor and its laterally spaced portion.
  • a magnet pole is placed opposite said loop with its diverging flux oriented to penetrate this loop.
  • the object of the present invention is precisely to remedy this gap by a solution allowing the electrodynamic actuation not only of one needle, but of several needles forming a matrix printer.
  • the subject of this invention is a needle matrix printer according to claim 1.
  • the proposed solution is simple. It allows the stacking of all the needles of the printer in the air gap of the same magnet since only the needles fed by current pulses move. The size of such a printer can be greatly reduced due to the stacking of needles.
  • FIGS. 1 to 3 illustrates the principle of electrodynamic actuation of the needle printer object of the invention.
  • the head of this printer comprises a series of needles 1 of rectangular sections, stacked on one another with the interposition of an electrical insulating coating. These needles are fixed at their rear ends to a support 2 and pass through a guide 3 located near their front ends. These needles 1 have, between this support 2 and this guide 3, three inflection points 4, 5 and 6, so that the needles 1 form, with the straight line joining the inflection points 4 and 6, a very flat isosceles triangle. This portion of the needles 1 is disposed in the air gap of a permanent magnet 7. With respect to the front ends of the needles 1, a bundle comprising at least one ink carrier 17 and a sheet to be printed 18, is placed on a support 19.
  • Fig. 4 illustrates the electrical supply of the needles 1.
  • This comprises a current pulse generator 8, a step-down transformer 9, a conductor 10, one end of which is connected to the needle 1 near its fixed support 2 and of which the other end is flexible and connected near the other end of needle 1, so that current 1 flows through the isosceles sides of needle 1.
  • the electrical resistance of the electrical circuit including the needle portion and the secondary of the transformer is of the order of 0.01 to 0.1 ohm for example, so that the current is of the order of 1 to 20 A.
  • 10 A in secondary corresponds to 0.5 A in primary. If the resistance of the needle actuation circuit is 0.02 ohm, the secondary voltage is 0.2 volts and the primary voltage is 10 volts.
  • the iron section of the transformer must be approximately 0.3 cm 2 . They are therefore very small transformers which can be placed on the print head or outside of this head and remain stationary.
  • two symmetrical needles 11a a and 11b are fixed to each other by forming a loop 12. Between the adjacent parts of the two needles, going from the support 13 to the first inflection point 14, an electrical insulator 15 separates the two needles. The isolated parts of these needles are connected respectively to the two ends of the secondary of the supply transformer 16. The current pulses thus pass through the loop 12 which is located in the magnetic field of a magnet 7 as described above. In this variant, the forces induced on the two needles 11a and 11b are opposite and the resulting force of the needles is therefore doubled.
  • the support 13 to which the rear end of this double needle 11a and 11b is fixed is, in this example, an ultrasonic transducer located at a distance ⁇ / 4 from its nodal point of attachment 21 also located at a distance ⁇ / 4 from the free end of the double needle 11a, 11b.
  • the needles 11a and 11b do not transmit ultrasound, the part of these needles located behind the support 21 can be deleted.
  • the variant of fig. 6 illustrates a double needle 22, 23 the rear ends of which are fixed to an oscillator 24 formed by a ceramic 5 mm in diameter, for example located at the nodal fulcrum and fixed to the end of a steel rod 25
  • the oscillator intended to generate the ultrasonic vibrations is therefore integrated into the needle.
  • the magnet length can be reduced to:
  • the Samarium Cobalt is no longer necessary, the Ticonal 800 being sufficient.
  • the induction of the magnet can also be enhanced by concentrations of pure iron as will be shown later.
  • the needles can be stacked without having to concentrate their points, the stack corresponding to the height of the characters to be printed.
  • the magnets also serve as guide elements.
  • the stacked needles can be isolated from each other by varnishes or fine ceramics, this insulation can also be used to isolate the needles from the magnets.
  • the point of the needles can also be isolated by a coating of glass or an equivalent material covering the end of the needle or the surface of the support 19 of the bundle formed of the ink support 17 and of the paper 18.
  • two 26 l stainless steel wires 50 lm in diameter can be taken and coated in the areas of greater rigidity and electrical conductivity with aluminum to form bars 27 which may have for example 0.15 mm thick and 2 mm wide, these bars being separated from each other by spaces of 4 mm.
  • the points of inflection are weakened by notches 28 made in the width of the strips 29 of rectangular section.
  • Fig. 9 illustrates an embodiment of such a needle.
  • This needle 30 is constituted by two strips of rectangular section 1 x 0.15 mm linked by their face 1 mm wide and fixed at their rear ends to an amplifier 31 connected to an ultrasonic transducer 32.
  • the total length of the needle is an integer multiple of 1/2 while the fulcrum of this needle is at a nodal point corresponding to ⁇ / 4.
  • the two rear portions of the blades of the needle 30 are electrically insulated by an insulating varnish and these blades are connected to a supply similar to those described above at their nodal fulcrum.
  • the lamellae of the needle 30 are made of a metal combining sufficient elastic mechanical properties ( typically 40 kg / mm 2 at least) with as low a resistivity as possible.
  • a metal combining sufficient elastic mechanical properties ( typically 40 kg / mm 2 at least) with as low a resistivity as possible.
  • hard copper alloys CuAg to CuCd, bronze to phosphorus
  • pure metals such as molybdenum
  • composite materials such as silver with a precipitate of MgO or molybdenum or steel coated with copper.
  • the width of the slats exceeds 0.35 mm, it is always possible to produce a print head by stacking the needles, but in this case it is necessary to provide for convergence of the point of the needles.
  • FIG. 10 illustrates a variant of needle 34 in which the less rigid inflection zones 35 are produced by twisting the strips of rectangular section constituting the needle, by 90 ° around the longitudinal axis so that the width of these strips is perpendicular to the direction of the forces generated by the electrodynamic effect of the magnets 36 on the strips of the needle 34 traversed by an electric current.
  • the thickness of the strips which defines the air gap. The width of the slats being in the plane of the air gap, their rigidity in this portion is therefore greater with respect to the forces exerted than that of the inflection zones and the air gap is minimum.
  • Fig. 11 shows how a multi-needle printing head can be produced with such needles. Since such needles cannot be purely and simply stacked, the stacking of needles 34 can be carried out with the interposition of iron blades 37 intended to compensate for the difference between the width of the lamellae of the less rigid inflection zones 35 and the thickness of the lamellae of the more rigid parts connecting these inflection zones 35. These iron blades make it possible to reinforce the induction by playing the role of concentrators and thus to obtain a weak air-gap effect. The ends of the needles 34 must then be brought close to each other on either side of the needle located in the center of the print head.
  • the needles can also be formed by round wires of uniform or stamped section in the areas with greater flexibility. Indeed, numerous tests have made it possible to verify the good behavior of the round wire.
  • An alternative is also to lightly laminate round wire so as to obtain a ribbon with a rounded edge in a thickness / width ratio of 2/3.

Landscapes

  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Impact Printers (AREA)
  • Chair Legs, Seat Parts, And Backrests (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)
  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)

Description

  • La présente invention se rapporte à une imprimante à aiguilles comprenant un jeu d'aiguilles dont chacune est reliée à un support et dont une extrémité est libre, des organes de guidage de ces aiguilles et des moyens pour appliquer lesdites extrémités libres respectives contre une surface d'ecriture associée à des moyens de marquage sensibles à la pression chaque aiguille étant formée d'un conducteur électrique dont une portion s'écarte latéralement d'un axe reliant lesdits gens de guidage à l'extrémité solidaire dudit support et qui est connecté, de part et d'autre de ladite portion, aux deux pôles respectifs d'une source de courant un générateur de champ magnétique étant disposé pour former un champ qui, en présence d'un courant dans ladite portion du conducteur, engendre des forces électrodynamiques tendant à ramener, respectivement à éloigner cette portion dudit axe, suivant le sens du courant.
  • On a déjà proposé dans le GB-A-1 423 518 et en particulier dans la forme d'exécution de la fig. 4 de ce document un mode d'actionnement électrodynamique d'une aiguille d'imprimante. Selon cette forme d'execution, une boucle est formée dans la portion du conducteur écartée latéralement de l'axe de guidage de l'aiguille. Cette boucle est placée dans un plan perpendiculaire au plan contenant le reste du conducteur et de sa portion écartée latéralemant. Un pôle d'aimant est placé vis-à-vis de ladite boucle avec son flux divergeant orienté pour pénétrer dans cette boucle. Lorsqu'un courant parcourt la boule du conducteur, celle-ci a tendance à embrasser le flux maximum. Comme celui-ci est divergeant et que le pôle de l'aimant est voisin de l'axe de guidage du conducteur, la boucle est donc attirée vers cet axe et l'extrémité libre de l'aiguille est poussée vers la surface d'impression.
  • Etant donné que le plan du conducteur et celui de la boucle destinée à coopérer avec le champ magnétique divergeant sont forcément perpendiculaires, une telle solution ne permet pas de former un empilement de plusieurs aiguilles pour réaliser une imprimante matricielle. Il faut d'ailleurs remarquer que ce document reste muet sur la solution à adopter pour réaliser une telle imprimante à l'aide de cette forme d'execution. Or, une seule aiguille ne constitue pas une imprimante, de sorte que l'on peut logiquement admettre que cette forme d'exécution ne constitue pas une solution industrielle dans la mesure où elle ne permet pas à l'homme de métier de réaliser sans autre une imprimante matricielle à aiguilles basée sur le principe décrit par la figure 4 du document susmentionné.
  • Le but de la présente invention est précisément de remédier à cette lacune par une solution permettant l'actionnement électrodynamique non seulement d'une aiguille, mais de plusieurs aiguilles formant une imprimante matricielle.
  • A cet effet, cette invention a pour objet une imprimante matricielle à aiguilles selon la revendication 1.
  • La solution proposée est simple. Elle permet l'empilement de toutes les aiguilles de l'imprimante dans l'entrefer du même aimant étant donné que seules les aiguilles alimentées par des impulsions de courant se déplacent. L'encombrement d'une telle imprimante peut être fortement réduit en raison de l'empilement des aiguilles.
  • D'autres avantages de cette invention apparaîtront dans la description qui va suivre et le dessin qui l'accompagne et illustre, schématiquement et à titre d'exemple, diverses variantes de l'imprimante matricielle à aiguilles objet de la présente invention.
    • La fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une forme d'exécution de cette imprimante matricielle à aiguilles.
    • La fig. 2 est une vue selon la ligne Il - Il de la fig. 1.
    • La fig. 3 est une vue selon la ligne 111 - III de la fig. 1.
    • La fig. 4 illustre un mode d'alimentation électrique de cette aiguille.
    • Las figs 5 et 6 illustrent deux variantes d'aiguilles.
    • La fig. 7 représente un mode de rigidification sélective d'une aiguille.
    • La fig. 8 représente une autre variante d'aiguille avec des zones de rigidité et de conductivité électrique différentes.
    • La fig. 9 est une vue en perspective d'une variante d'aiguille destinée à transmettre des ultrasons.
    • La fig. 10 est une vue en élévation d'une autre variante d'aiguille destinée à transmettre des ultrasons.
    • La fig. 11 est une vue en élévation d'une tête d'imprimante selon la variante de la fig. 10.
  • La forme d'exécution des figs 1 à 3 illustre le principe d'actionnement électrodynamique de l'imprimante à aiguilles objet de l'invention. La tête de cette imprimante comporte une série d'aiguilles 1 de sections rectangulaires, empilées les unes sur les autres avec interposition d'un revêtement isolant électrique. Ces aiguilles sont fixées à leurs extrémités arrière à un support 2 et passent dans un guide 3 situé à proximité de leurs extrémités avant. Ces aiguilles 1 présentent entre ce support 2 et ce guide 3 trois points d'inflexion 4, 5 et 6, de sorte que les aiguilles 1 forment avec la ligne droite joignant les points d'inflexion 4 et 6 un triangle isocèle très aplati. Cette portion des aiguilles 1 est disposée dans l'entrefer d'un aimant permanent 7. Vis-à-vis des extremités avant des aiguilles 1, une liasse comprenant au moins un support encreur 17 et une feuille à imprimer 18, est placée sur un support 19.
  • En faisant passer un courant 1 dans une aiguille, des forces F s'exercent sur elle et tendent à la ramener sur la droite joignant les points d'inflexion 4 et 6.
    Figure imgb0001
  • Si la longueur L est de 4 cm, le champ magnétique B de 1 Telsa, le courant 1 de 10 A, on a Σ F = 0,4 N, ce qui donne à l'extrémité de l'aiguille une force F2 de l'ordre de 2 N, le rapport F2/F1 étant fonction de la valeur de déplacement du point d'inflexion 5.
  • Cette solution présente des avantages importants. On peut noter que l'empilement des aiguilles 1 permet d'obtenir directement la hauteur des caractères à imprimer sans devoir concentrer les pointes d'aiguilles. L'application de forces F réparties sur toute la longueur des côtés isocèles du triangle provoque une rigidification naturelle de l'aiguille. Suivant le sens de l'impulsion de courant, l'action des forces F est positive, comme illustré, ou négative, ce qui permet de commander positivement le mouvement d'avance et de recul de la pointe des aiguilles 1.
  • La fig. 4 illustre l'alimentation électrique des aiguilles 1. Celle-ci comporte un générateur d'impulsions de courant 8, un transformateur abaisseur 9, un conducteur 10 dont une extrémité est connectée à l'aiguille 1 à proximité de son support fixe 2 et dont l'autre extrémité est souple et connectée à proximité de l'autre extrémité de l'aiguille 1, de sorte que le courant 1 parcourt les côtés isocèles de l'aiguille 1.
  • La résistance électrique du circuit électrique englobant la portion d'aiguille et le secondaire du transformateur est de l'ordre de 0,01 à 0,1 ohm par exemple, de sorte que le courant est de l'ordre de 1 à 20 A. Pour fournir une telle impulsion de courant, on peut avantageusement avoir recours à un transformateur dont le primaire a 200 tours et le secondaire 10 tours. Dans ce cas, à 10 A au secondaire correspond 0,5 A au primaire. Si la résistance du circuit d'actionnement de l'aiguille est de 0,02 ohm, la tension au secondaire est de 0,2 volt et au primaire de 10 volt.
  • Pour fournir une impulsion d'une durée totale de 0,5 ms, la section de fer du transformateur doit être de 0,3 cm2 environ. Il s'agit donc de très petits transformateurs qui peuvent être placés sur la tête d'impression ou à l'extérieur de cette tête et rester immobile.
  • Nous allons examiner maintenant le comportement dynamique d'une aiguille afin d'évaluer les limites de la vitesse d'impression de la tête formée de telles aiguilles. Il y a lieu, à cet effet, de considérer l'aiguille comme une barre encastrée aux deux extrémités et d'en déterminer sa fréquence propre. Avec une barre de section rectangulaire, la fréquence fondamentale est:
    Figure imgb0002
    • où k - densité en g/cm3.
    • E - module de Young en Nlm2
    • h et 1 = épaisseur et longueur de l'aiguille en cm.
  • Pour une aiguille en alliage de cuivre k = 9 g/cm3,
    • E - 12.10 N/m2, h= 1,5.10-2, 1 = 2,5 cm.
      Figure imgb0003
  • Pour une même aiguille en molybdène, k= 10,2 g/cm3, E 35.1010 N/m2
    Figure imgb0004
  • De telles fréquences permettent d'envisager des vitesses d'impression de l'ordre de 1000 à 1500 points par seconde et même davantage en optimalisant les paramètres.
  • Il est également possible d'utiliser les capacités d'auto-oscillation de l'aiguille pour accroître l'énergie d'impression qui correspond à l'énergie cinétique de l'aiguille pendant son mouvement transversal. Pour le faire de la manière la plus favorable, il faut adopter un mode de commande de type "négatif-positif" consistant à envoyer d'abord dans l'aiguille une impulsion de courant "négative", provoquant le recul de la pointe de l'aiguille en écartant son articulation 5 de l'axe reliant le point d'encastrement au support 2 au plier de guidage 3, et amorçant ainsi une oscillation, puis en envoyant une impulsion de courant "positive" dont l'effet s'ajoute au mouvement de retour naturel d'oscillation de l'aiguille.
  • Dans le cas des variantes des fig. 5 et 6 deux aiguilles symétriques 11a a et 11b sont fixées l'une à l'autre en formant une boucle 12. Entre les parties adjacentes des deux aiguilles, allant du support 13 au premier point d'inflexion 14, un isolant électrique 15 sépare les deux aiguilles. Les parties isolées de ces aiguilles sont connectées respectivement aux deux extrémités du secondaire du transformateur 16 d'aliméntation. Las impulsions de courant parcourent ainsi la boucle 12 qui se situe dans le champ magnétique d'un aimant 7 comme décrit précédemment. Dans cette variante, les forces induites sur les deux aiguilles 11a et 11b sont opposées et la force résultante des aiguilles est donc doublée. La support 13 auquel l'extrémité arrière de cette double aiguille 11a et 11b est fixée, est, dans cet exemple, un transducteur ultrasonique situé à une distance λ/4 de son point nodal de fixation 21 situé également à une distance λ/4 de l'extrémité libre de la double aiguille 11a, 11b. Dans le cas où les aiguilles 11a et 11b ne transmettent pas d'ultrasons, la partie de ces aiguilles située derrière le support 21 peut être supprimée.
  • La variante de la fig. 6 illustre une double aiguille 22, 23 dont les extrémités arrière sont fixées à un oscillateur 24 formé par une céramique de 5 mm de diamètre par exemple située au point d'appui nodal et fixée à l'extrémité d'une tige d'acier 25. Dans cette variante, l'oscillateur destiné à engendrer les vibrations ultrasoniques est donc intégré à l'aiguille.
  • Il existe diverses solutions pour réaliser des aiguilles avec des points d'inflexion jouant le rôle d'articulations. Il faut cependant distinguer deux cas, celui où l'aiguille constitue une fibre acoustique destinée à transmettre des vibrations ultrasoniques et celui où l'aiguille ne constitue pas une telle fibre, soit qu'elle est destinée à imprimer par un autre moyen, par exemple par la seule pression, soit que l'aiguille est destinée à appliquer une portion de la liasse comprenant le support encreur 17 et le papier 18, contre un support 19 constitué par une surface vibrante solidaire d'un transducteur ultrasonique 20 (fig. 7). Dans le cas où l'aiguille n'est pas une fibre acoustique, les contraintes sont limitées à la résistance électrique et à la masse qui doivent être le plus faible possible. Les points d'inflexion doivent être aussi souples que possible tout en n'augmentant aussi peu que possible la résistance électrique. L'épaisseur de l'aiguille dans l'entrefer de l'aimant permanent doit être le plus faible possible.
  • Si l'on admet par exemple un entrefer de 0,2 mm et une pente de la droite de recul, dont la tangente au point de fonctionnement de l'amiant est de 25, la longueur d'aimant peut être ramenée à:
    Figure imgb0005
  • Dans un tel cas, le Samarium Cobalt n'est plus nécessaire, le Ticonal 800 étant suffisant.
  • L'induction de l'aimant peut également être renforcée par des concentrations de fer pur comme on le montrera par la suite.
  • Enfin, en réalisant une tête par empilement d'aiguilles comme illustré par les fig. 1 3, l'écartement des points étant de 2,6 mm/8 = 0,325 mm, on peut empiler les aiguilles sans devoir concentrer leurs pointes, l'empilement correspondant à la hauteur des caractères à imprimer. En outre, en plus de l'autorigidification des aiguilles due à l'exercice de forces sur toute la portion d'aiguille située dans le champ magnétique, les aimants servent également d'éléments de guidage.
  • Las aiguilles empilées peuvent être isolées les unes des autres par des vernis ou des céramiques fines, cette isolation peut également servir à isoler les aiguilles des aimants.
  • La pointe des aiguilles peut également être isolée par un revêtement de verre ou d'un matériau équivalent recouvrant l'extrémité de l'aiguille ou la surface du support 19 de la liasse formée du support encreur 17 et du papier 18.
  • Il faut noter que, du fait de l'utilisation de transformateurs pour l'alimentation des aiguilles à actionnement électrodynamique, il n'est pas absolument nécessaire d'assurer l'isolement de la pointe des aiguilles. Au contraire, celle-ci peut être considérée comme étant au potentiel de référence.
  • Il existe divers moyens pour réaliser des points d'inflexion moins rigides lorsque l'aiguille n'est pas destinée à transmettre des ultrasons. C'est ainsi que, comme illustré par la fig. 7, on peut prendre deux fils 26 d'acier inox de 50 lLm de diamètre et les enrober dans les zones de plus grande rigidité et conductivité électrique avec de l'aluminium pour former des barreaux 27 qui peuvent avoir par exemple 0,15 mm d'épaisseur et 2 mm de largeur, ces barreaux étant séparés les uns des autres par des espaces de 4 mm.
  • Dans le cas de la variante de la fig. 8, les points d'inflexion sont affaiblis par des entailles 28 faites dans la largeur des lamelles 29 de section rectangulaire.
  • Pour réaliser une aiguille d'impression constituant simultanément une fibre acoustique destinée à transmettre des vibrations ultrasoniques, plusieurs conditions doivent être remplies en plus de la section constante de la fibre. La fig. 9 illustre un mode de réalisation d'une telle aiguille. Cette aiguille 30 est constituée par deux lamelles de section rectangulaire 1 x 0,15 mm liées par leur face de 1 mm de large et fixées à leurs extrémités arrière à un amplificateur 31 connecté à un transducteur ultrasonique 32. La longueur totale de l'aiguille est un multiple entier de 1/2 alors que le point d'appui de cette aiguille se trouve à un point nodal correspondant à λ/4. Les deux portions arrière des lamelles de l'aiguille 30 sont isolées électriquement par un vernis isolant et ces lamelles sont connectées à une alimentation semblable à celles décrites précédemment à leur point d'appui nodal. Dans un tel cas c'est le grand axe de la section des lamelles de l'aiguille 30 qui définit l'entrefer d'un aimant permanent 33. Les lamelles de l'aiguille 30 sont en un métal alliant des propriétés mécaniques élastiques suffisantes (typiquement 40 kg/mm2 au moins) à une résistivité aussi faible que possible. A titre d'exemple, on peut citer des alliages de cuivre dur (CuAg au CuCd, bronze au phosphore); des métaux purs tels que le molybdène; des materiaux composites tels que l'argent avec un precipité de MgO ou du molybdène ou de l'acier recouvert de cuivre.
  • Si la largeur des lamelles dépasse 0,35 mm, il est toujours possible de réaliser une tête d'impression par empilement des aiguilles mais il faut, dans ce cas, prévoir une convergence de la pointe des aiguilles.
  • La figure 10 illustre une variante d'aiguille 34 dans laquelle les zones d'inflexion moins rigides 35 sont réalisées en tordant les lamelles de section rectangulaire constituant l'aiguille, de 90° autour de l'axe longitudinal de manière que la largeur de ces lamelles soit perpendiculaire à la direction des forces engendrées par effet électrodynamique des aimants 36 sur les lamelles de l'aiguille 34 parcourues par un courant électrique. Par contre, entre les aimants 36 c'est l'épaisseur des lamelles qui définit l'entrefer. La largeur des lamelles étant dans le plan de l'entrefer, leur rigidité dans cette portion est donc plus grande vis-à-vis des forces exercées que celle des zones d'inflexion et l'entrefer est minimum.
  • La fig. 11 montre comment on peut réaliser avec de telles aiguilles une tête d'impression à aiguilles multiples. Etant donné que de telles aiguilles ne peuvent pas être purement et simplement empilées, l'empilement des aiguilles 34 peut être réalisé avec interposition de lames de fer 37 destinées à compenser la différence entre la largeur des lamelles des zones d'inflexion moins rigides 35 et l'épaisseur des lamelles des parties plus rigides reliant ces zones d'inflexion 35. Ces lames de fer permettent de renforcer l'induction en jouant le rôle de concentrateurs et d'obtenir ainsi un effet d'entrefer faible. Les extrémités des aiguilles 34 doivent alors être rapprochées les unes des autres de part et d'autre de l'aiguille située au centre de la tête d'impression.
  • Il faut enfin noter que les aiguilles peuvent être également constituées par des fils ronds de section uniforme ou matricée dans les zones à plus grande flexibilité. En effet, de nombreux essais ont permis de vérifier le bon comportement du fil rond.
  • Une alternative consiste également à laminer légèrement du fil rond de façon à obtenir un ruban à bord arrondi dans un rapport épaisseur/largeur de 2/3.

Claims (9)

1. Imprimante matricielle à aiguilles comprenant un jeu d'aiguilles (1) dont chacune est reliée à un support (2) et dont une extrémité est libre, des organes de guidage (3) de ces aiguilles et des moyens pour appliquer lesdites extrémités libres respectives contre une surface d'écriture (18) associée à des moyens de marquage sensibles à la pression (17), chaque aiguille (1) étant formée d'un conducteur électrique dont une portion s'écarte latéralement d'un axe reliant lesdits moyens de guidage (3) à l'extrémité solidaire dudit support (2) et qui est connecté, de part et d'autre de ladite portion, aux deux pôles respectifs d'une source de courant (8, 9; 16), un générateur de champ magnétique (7) étant disposé pour former un champ qui, en présence d'un courant dans ladite portion du conducteur engendre des forces électrodynamiques tendant à ramener, respectivement à éloigner cette portion dudit axe, suivant le sens du courant, caractérisé par le fait que ladite portion est entièrement comprise dans un plan commun au reste du conducteur électrique formant ladite aiguille (1) et que les pôles dudit générateur de champ magnétique (7) sont disposés de part et d'autre de ce plan pour former un champ homogène dont les lignes de force sont perpendiculaires audit plan.
2. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque aiguille (1) comporte deux parties symétriques (11a, 11b, 12; 22, 23; 26) de part et d'autre d'un plan passant par la droite reliant le support aux moyens de guidage et perpendiculaire au plan contenant l'aiguille, les portions adjacentes de ces parties symétriques adjacentes au support étant isolées électriquement l'une de l'autre et connectées aux deux bornes de ladite source de courant (16), les portions adjacentes éloignées dudit support étant en contact électrique.
3. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite source de courant (8, 9; 16) comporte un générateur d'impulsion (8) relié au primaire d'un transformateur (9) dont le secondaire est connecté à l'une desdites aiguilles (1).
4. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits conducteurs formant lesdites aiguilles (1) sont de section rectangulaire avec le grand axe de la section situé dans le plan des aiguilles respectives, plusieurs aiguilles étant empilées dans l'entrefer d'un aimant permanent (7) générateur dudit champ magnétique avec interposition d'isolant électrique entre ces aiguilles, des portions moins rigides (4, 5, 6; 28) étant ménagées le long des aiguilles pour former des zones d'articulation.
5. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un transducteur ultrasonique (13, 20, 31) est associé aux aiguilles (1) ou à la surface d'écriture (18).
6. Imprimante selon l'une des revendications 1 ou 5, caractérisée par le fait que les conducteurs formant lesdites aiguilles (1) sont de section rectangulaire constante avec le grand axe de la section situé dans le plan des aiguilles respectives, des portions d'articulation moins rigides (35) étant ménagées le long des aiguilles en orientant le grand axe de la section rectangulaire des conducteurs respectifs perpendiculairement au plan des aiguilles, un empilement de ces aiguilles dans l'entrefer dudit aimant étant réalisé avec interposition de lames de fer (37) dans les portions des aiguilles où le grand axe de leur section est dans le plan des aiguilles pour compenser la plus faible hauteur occupée dans l'empilement par rapport auxdites portions d'articulation (35).
7. Imprimante selon l'une des revendications 1 ou 5 dans laquelle le transducteur ultrasonique est associé à une extrémité de chacune desdites aiguilles (13, 31), caractérisée par le fait que la section du conducteur est rectangulaire et constante avec le grand axe de cette section parallèle au champ magnétique dans l'entrefer de l'aimant (7, 33), que la longueur totale de l'aiguille correspond à un multiple entier de la demi longueur d'onde dudit transducteur alors qu'elle est reliée audit support à son point nodal situé à égale distance de ses deux extrémités.
. 8. Imprimante selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que lesdits conducteurs formant lesdites aiguilles sont de section circulaire.
9. Imprimante selon les revendications 4 et 8, caractérisée par le fait qu'une section sensiblement rectangulaire est obtenue consécutivement à un écrasement d'un fil de section circulaire.
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