FR2471280A1 - Module pour tete d'impression par points a plusieurs modules, et cette tete d'impression - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE IMPRIMANTE PAR POINTS FONCTIONNANT A GRANDE VITESSE, LEGERE ET PEU VOLUMINEUSE. L'INVENTION CONCERNE PLUS PARTICULIEREMENT UNE TETE D'IMPRESSION COMPORTANT DES STYLETS 6 MONTES SUR DES BRAS 7 QUI SONT ACTIONNES PAR DES ELEMENTS FLECHISSEURS 11, 12 QUI PERMETTENT A CHAQUE BRAS 7 DE PIVOTER DANS LE PLAN DE CONTACT ENTRE L'ARMATURE ET LA PIECE POLAIRE 13 D'UN ELECTRO-AIMANT COMPORTANT UNE BOBINE 31. UN AIMANT PERMANENT 19 EST COMMUN A TOUS LES DISPOSITIFS DE COMMANDE DES STYLETS 6 D'UNE TETE D'IMPRESSION. DOMAINE D'APPLICATION: IMPRIMANTE PAR POINTS.

Description

L'invention concerne les imprimantes par points, et plus particulièrement

une tête d'impression à grande vitesse, légère et durable, destinée à être mise en oeuvre

dans des imprimantes par points.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4 136 978 décrit une tête d'imprimante qui comporte 7 à 9 modules commandant chacun un stylet pour l'impression de caractères par points sur 7 à 9 niveaux. Chaque module comprend un bras d'impression qui porte un stylet à une extrémité et qui est supporté, à son autre extrémité, par un montage à flexion croisée, préchargé. Un organe rapporté en fer doux, ayant la forme de l'armature d'un électro-aimant, est porté par le bras à proximité de son extrémité maintenue. L'électro-aimant et un aimant permanent, ainsi que l'armature, sont incorporés dans un circuit magnétique, l'électro-aimant s'opposant à

l'aimant permanent lorsqu'il est excité.

L'électro-aimant est normalement désexcité et l'organe rapporté est attiré vers le pôle de l'électro-aimant par l'action de l'aimant permanent. L'excitation de l'électro-aimant réduit le flux engendré dans le circuit magnétique, l'armature est libérée et les organes fléchisseurs croisés et préchargés déplacent le bras afin que le stylet frappe la surface sur laquelle une impression doit être réalisée. Le bras du stylet rebondit sur ladite surface et est retenu par le pôle de l'électro-aimant, ce dernier ayant été désexcité au moment o le bras rebondissant

s'approchait de sa position de non-impression.

Les modules décrits ci-dessus- ont été bien acceptés sur le marché, car ils permettent des vitesses d'impression égales aux imprimantes ligne par ligne à faible vitesse (600 caractères à la seconde) à un coût nettement

inférieur à celui de ces imprimantes ligne par ligne.

Cependant, certains problèmes sont apparus au bout d'une durée prolongée d'utilisation de ces modules. Le manque de rigidité entre la face polaire et le montage fléchisseur croisé a pour résultat une agitation et, par conséquent, une usure des surfaces de l'armature et du pôle portant l'une contre l'autre. Pour donner à la tête la durée de vie souhaitée, s'élevant à 500 millions de caractères, il a été

nécessaire de graisser les surfaces en contact.

Le graissage des surfaces butant l'une contre l'autre soulève deux problèmes dont le premier est que les opérateurs de l'imprimante ne veulent pas graisser les têtes, bien que cette opération ne demande l'application que de 8 gouttes d'huile à peu près une fois ou deux par semaine. Le second problème est que, par suite de la présence de lihuile, l'imprimante saute parfois un point ou deux dans le'premier caractère imprimé au début d'une opération, après que la

machine a été arrêtée, communément une nuit.

Outre les problèmes indiqués ci-dessus, il convient d'indiquer que la tête antérieure est relativement

difficile à assembler et plus coûteuse qu'on ne le souhaite.

La tête décrite dans le brevet NO 4 136 978 précité est actuellement commercialisée. Les problèmes décrits, bien que relativement gênants, n'empêchent pas la vente de cette tête, car sa vitesse de 600 caractères par seconde pour un coût raisonnable permet à cette tête de

trouver un marché.

Conformément à l'invention, la conception du circuit magnétique de base de la tête décrite dans le brevet NO 4 136 978 précité est retenue, mais elle est modifiée afin d'accroître la force magnétique disponible et de permettre un meilleur refroidissement des électro-aimants. En outre, les supports du bras sont modifiés de manière à présenter une plus grande rigidité qui accroit la durée de vie de l'appareil (en réduisant l'usure sans utilisation d'huile) et

qui réduit le coût et la durée de la fabrication.

Le circuit magnétique comprend plus particuliè-

rement, de même que dans le dispositif décrit dans le brevet

précité, une armature, un aimant permanent et un électro-

aimant utilisé comme bobine d'opposition ou de compensation pour neutraliser le flux de l'aimant permanent. Cependant, le circuit magnétique est restructuré de manière que ledit circuit et le bras soient disposés dans le même plan que la bobine de l'électro-aimant située sur l'élément extérieur de chaque module de la tête d'imprimante à plusieurs modules. Un tel montage permet d'obtenir un circuit magnétique court et permet de donner aux électro-aimants (en réalité aux bobines des aimants) la position d'éléments extérieurs, de sorte que les bobines peuvent être aisément refroidies. Un tel montage permet aux bobines de consommer des courants élevés

sans se détériorer, pour des raisons indiquées ci-après.

Dans le dispositif selon l'invention, un seul aimant permanent annulaire et en forme de disque est commun à tous les modules, ce qui simplifie la structure et l'assemblage de la tête. En particulier, le dispositif comporte une embase de laquelle s'él7ve un moyeu circulaire,

et l'aimant permanent est monté coaxialement sur ce moyeu.

Les modules individuels s'élèvent d'une bride qui fait saillie à peu près radialement vers l'extérieur de l'embase du moyeu. L'aimant permanent est aisément mis en place et fixé sur le moyeu et les bobines électromagnétiques sont montées sur des tiges fixées au bord de la bride. Les pôles des électro-aimants, qui constituent également le support des éléments fléchisseurs des bras, sont fixés sur les mêmes tiges de manière à constituer un élément à peu près parallèle à l'embase, chaque tige étant à peu pr-s parallèle à l'axe du moyeu. Ainsi qu'il ressortira de manière évidente ci-après, les éléments fléchisseurs peuvent être fixés rapidement et avec précision sur le pôle de l'électro-aimant en constituant

une structure de support rigide.

Un effet bénéfique sur le fonctionnement du dispositif selon l'invention découle du fait que l'aimant annulaire peut être relativement mince par rapport au volume total (et à la capacité de production de flux qui en résulte) pouvant être obtenu à partir du montage annulaire. Cet aimant mince permet au circuit magnétique d'être raccourci par rapport aux circuits de conception antérieure et, par

conséquent, d'être très efficace.

Comme indique précédemment, le montage de la structure magnétique en ligne avec le bras réduit également la longueur du trajet magnétique, de sorte que l'utilisation de la structure particulière, associée à l'utilisation de l'aimant annulaire, permet d'obtenir un trajet qui est

247128 0-

matériellement plus court que celui présenté par le dispositif antérieur. Le rendement global du dispositif selon

l'invention est donc notablement accru.

Le fait que la bobine de chaque électro-aimant soit positionnée de manière à constituer l'élément extérieur de chaque module permet aux bobines d'être aisément refroidies et, par conséquent, de présenter une grande

capacité de transport de courant.

La structure magnétique décrite ci-dessus se présente sensiblement sous la forme d'un rectangle dont deux des côtés parallèles sont constitués par la bride et le pôle de l'électro-aimant et dont les deux autres côtés parallèles sont constitués par la tige (bobine) et l'aimant permanent, ainsi que son moyeu et le pôle. La jambe de l'aimant permanent et lé pôle de l'électro-aimant sont plus courts que leurs jambes parallèles respectives, de manière à ménager, dans un angle du circuit magnétique, un entrefer dans lequel est placée l'armature fixée au bras. Le montage de l'armature dans l'angle du circuit magnétique permet de donner à l'armature des dimensions extrêmement petites, compte tenu des forces exercées, et, par conséquent, une grande vitesse de

fonctionnement. L'armature porte contre le pôle de l'électro-

aimant en position de non-impression et elle est continuelle-

ment espacée du pôle de l'aimant permanent avec lequel elle

forme un entrefer très petit.

Le fait que l'armature soit placée dans l'angle

du circuit magnétique entraîne sensiblement le positionne-

ment de la structure magnétique sur un côté du bras. Le bras s'éloigne de la structure pour réaliser l'impression et il peut donc être placé à très peu de distance de la surface d'impression. En conséquence, dans une forme de réalisation de l'invention, on utilise des stylets suffisamment courts pour qu'il soit inutile de mettre en oeuvre un -bloc de guidage, ce qui supprime une autre source d'usure dans

l'appareil.

Une autre caractéristique importante de l'invention, résultant du mode de montage de l'armature, est la diminution notable de l'usure des surfaces de butée de l'armature et du pôle de l'électro-aimant. Les éléments fléchisseurs croisés supportant le bras sont disposés de manière que le pivot effectif du bras soit placé dans le plan de l'interface entre l'armature et le pôle électromagnétique. En conséquence, aucune matière frottant contre les faces n'est rencontrée lors du contact et la durée de vie de l'appareil est notablement accrue. En outre, étant donné que l'élément fléchisseur est monté directement sur la structure du pôle et qu'il est très proche de la face du pôle, la structure résultante est extrêmement rigide. En particulier, tout mouvement du pôle sous l'effet d'une vibration se transmet à l'armature reliée étroitement à ce pôle, de sorte qu'il ne se produit pratiquement pas de mouvement relatif entre le pôle et l'armature, ce qui

supprime pratiquement l'usure et évite toute lubrification.

La structure ainsi obtenue est capable de fonctionner de manière soutenue à une vitesse de 800 caractères par seconde et aucune usure sensible n'a été relevée après 400 heures de fonctionnement sans graissage

(800 x 106 caractères).

L'invention a donc pour objet une imprimante par points à grande vitesse et longue durée de vie qui, par rapport aux imprimantes antérieures connues, est moins

coûteuse,- plus légère et comporte trois fois moins de pièces.

L'invention a également pour objet un support fléchisseur croisé faisant partie de la structure polaire d'une imprimante par points. Ce support, destiné à un bras d'impression, est conçu de manière que l'axe de pivotement du bras soit contenu dans le plan de l'interface entre une armature montée sur le bras et le pôle de l'électro-aimant commandant le mouvement du bras. L'invention concerne également une structure de circuit magnétique ayant sensiblement la forme d'un rectangle dont un angle est retiré. Une armature mobile est disposée à la place de l'angle manquant de manière que des couples, produits par des forces engendrées par le flux dans les entrefers formés entre l'armature et le circuit, s'additionnent. L'invention concerne également une structure d'imprimante par points qui réalise un couplage mécanique étroit entre l'armature et le pôle d'un électro-aimant d'une structure de commande combinée

à électro-aimant et aimant permanent pour imprimante.

L'invention concerne également un module destiné à commander le mouvement d'un bras portant un stylet, entre des positions de non-impression et d'impression, dans lequel la commande du bras s'effectue au moyen d'un circuit magnétique placé à peu pr-s en totalité à proximité du côté du bras éloigné de la surface sur laquelle l'impression doit être réalisée. L'invention concerne également un aimant permanent unique destiné à être utilisé dans des modules d'impression multiples d'une imprimante par points dans laquelle la commande de l'impression s'effectue par une excitation sélective d'un électro-aimant différent dans chaque module afin de compenser le flux engendré dans le circuit associé par un aimant permanent qui est commun à tous

les circuits magnétiques.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue d'une tête d'impression considérée par le côté des stylets et montrant une première forme de réalisation du module et du montage des stylets selon l'invention; la figure 2 est une vue partielle d'un module selon l'invention, considéré par le côté du stylet du dispositif; la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une vue en perspective éclatée de l'élément fléchisseur et des supports du bras, ainsi que de l'armature selon l'invention; la figure 5 est une vue en bout de l'armature et du bras, ainsi que des supports de l'élément fléchisseur considérés à partir du centre d'un module; la figure 6 est une vue en bout de l'armature et du support de l'élément fléchisseur considérés de l'extérieur d'un module; la figure 7 est une coupe suivant là ligne 7-7 de la figure 5; et la figure 8 est une élévation d'une variante du

dispositif représenté sur les figures 1 à 7.

Les termes "vertical", "horizontal", "plaque supérieure", "plaque inférieure" et les expressions analogues indiquant des positions et des orientations ne sont

utilisés que pour faciliter la description et ne doivent pas

être considérés dans un sens limitatif. En fait, la position de la tête d'impression sur son chariot est telle que les éléments verticaux deviennent sensiblement horizontaux et que les plaques supérieure et inférieure deviennent des

plaques latérales.

Comme représenté en particulier sur la figure 1 des dessins annexés, une tête d'impression réalisée selon les principes de l'invention est montrée en plan, par le dessus (les stylets, le guide du ruban et la plaque supérieure étant retirés). La forme de réalisation montrée de la tête est indiquée comme comportant huit dispositifs 1 de commande des stylets, capables d'imprimer des polices de 7 x 5, 7 x 7, 7 x 8 ou de définition plus fine, le huitième -stylet étant destiné aux queues inférieures des lettres. Des polices de 7 x 7 et 9 x 7 pour l'impression de caractères majuscules et minuscules peuvent également être utilisées. Avec les polices 8 x 7 ou 9 x 7, toutes les positions verticales peuvent être

et sont imprimées lorsque cela est nécessaire.

La tête représentée sur la figure 1 est portée par un chariot à mécanisme d'impression (non représenté) afin de produire une ligne pouvant s'élever à tout nombre souhaité

de caractères.

Comme représenté en particulier sur les figures 1 à 3, les dispositifs 1 de commande des stylets sont disposés à peu près en cercle autour d'un point central de l'appareil indiqué globalement en 2. La concentricité n'est pas exacte, car, pour obtenir l'espace nécessaire aux extrémités des bras 7 portant les stylets et pour minimiser en même temps les longues flexions des stylets, ces derniers sont disposés en deux rangées parallèles 3 et 4 comprenant chacune quatre aiguilles, et leurs extrémités supérieures sont déviées pour

former une seule rangée de huit stylets.

Les stylets, représentés globalement par la référence numérique 6,-sont portés chacun par une extrémité de l'un de plusieurs bras 7, disposés à peu près radialement

et pivotant au niveau d'un élément fléchisseur 8.

Chaque bras 7 recouvre une structure de circuit magnétique indiquée globalement par la référence numérique 9 sur la figure 3 et est monté sur des éléments fléchisseurs croisés 11 et 12 dont les extrémités droite et supérieure, respectivement, comme montré sur la figure 3, sont disposées

sur une structure polaire 13 du circuit magnétique.

Le circuit magnétique comprend une embase 14 représentée sur la figure 3 et comportant un- moyeu cylindrique central et creux 16, orienté vers le haut et terminé, à son extrémité supérieure, par un disque 17 s'étendant vers l'intérieur et présentant une ouverture centrale 18. L'extrémité inférieure du moyeu 16 comprend une bride 15 qui s'étend vers l'extérieur et qui présente des trous destinés à recevoir des boulons 10 assurant la fixation

des pôles 13 et de bobines 31 à la structure.

Un aimant permanent 19 à peu près circulaire, présentant une ouverture centrale 21, est disposé sur le

dessus du disque 17 du moyeu 16 auquel il est coaxial.

Deux organes de retenue, à savoir un organe supérieur 22 et un organe inférieur 23, brident et positionnent l'aimant 19 entre le disque 17 et un disque 24 qui est coaxial au moyeu 16, qui présente une ouverture centrale 26 et qui comporte -plusieurs pièces polaires 27 faisant saillie vers l'extérieur de son bord extérieur,

suivant les axes centraux des bras 7.

Chaque pièce polaire 13 de la structure électro-

magnétique est placée à l'extrémité supérieure d'un cylindre creux 29 avec lequel elle est de préférence réalisée d'une seule pièce, et elle est montée à l'aide d'un boulon 10 sur la bride 15. L'axe du cylindre est parallèle à l'axe central du moyeu 16, la pièce polaire 13 de l'électroaimant étant placée sur l'extrémité supérieure de ce dernier afin que sa surface horizontale inférieure 30 soit située juste au-dessus du plan de la surface supérieure du disque 24. Une bobine 31 constituée de fil conducteur isolé est disposée autour du

cylindre 29 qui forme le noyau de l'électro-aimant.

Le corps principal de la pièce polaire 13 s'élève de la surface 30 pour constituer un élément 32 orienté vers le haut et faisant saillie horizontalement vers l'extérieur

du cylindre 29, dans toutes les directions, mais principale-

ment vers l'intérieur, suivant l'axe central du bras 7 et

transversalement à ce dernier.

La saillie vers l'intérieur de l'élément 32 suivant sa surface 30 aboutit à une surface verticale allongée 33 qui forme le pôle de l'électro-aimant comme montré sur la figure 4. La surface 33 aboutit, à son extrémité supérieure, dans une large gorge horizontale et transversale 34 qui, ellemême, se termine par une saillie vers l'intérieur divisée par un évidement vertical 36 aligné sur l'axe central du bras 7 afin de former deux éléments fléchisseurs 37 et 38 de support. Les éléments 37 et 38 présentent des surfaces verticales 39 et 41 qui s'étendent entre l'évidement 34 et le haut de la pièce polaire 32. Ces surfaces constituent les surfaces de support pour une lame 12

de ressort du support fléchisseur croisé du bras 7.

L'évidement 36 de la pièce polaire 32 aboutit à une surface horizontale plane 42 qui constitue un support pour une seconde lame 11 de ressort du support fléchisseur

croisé du bras 7.

Divers autres évidements, gorges et entailles sont réalisés dans l'élément 32 principalement pour en

réduire le poids ou en faciliter la fabrication.

Le bras 7 porte à son extrémité éloignée du stylet 6 une armature 46 du circuit magnétique, cette armature servant également de liaison entre les lames de ressort 11 et 12 et le bras 7. Comme montré sur la figure 4, l'armature présente une largeur à peu près égale à celle de la surface 33 de l'élément 32 et une hauteur égale à peu près au double de ladite surface 33 afin d'opposer à cette dernière une surface 45. L'armature comporte également une saillie centrale 47 orientée vers le haut et présentant une surface supérieure horizontale et plane 48 permettant la

fixation de l'autre extrémité de la lame 11 de ressort.

La partie arrière de l'armature 46, opposée à la surface 45 et représentée à droite sur la figure 4 et à gauche sur la figure 3, est évidée de part et d'autre de la saillie 47 afin de présenter deux évidements 51 et 52. La lame de ressort 12 est divisée de manière à constituer un organe de forme en U retourné sur lui-même et comprenant des branches 53 et 54 et une base 56. Les extrémités des branches 53 et 54 sont logées et brasées dans des surfaces adjacentes aux évidements 51 et 52, respectivement. La base 56 de l'élément de forme en U est fixée aux surfaces 39 et 41 de

l'élément 32, également par brasage, de préférence.

Le bras 7, décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 865 006, déposée le 27 Décembre 1977 et dans la demande divisionnaire NI 29 658, déposée le 13 Avril 1979 par James E. Bellinger, comporte deux pattes latérales 57 qui sont positionnées contre des surfaces 49 s'étendant vers le bas de la surface 48 de

l'armature et qui sont brasées sur ces surfaces 49.

Comme représenté en particulier sur la figure 3, les divers éléments de l'appareil sont dimensionnés de manière que l'armature 46 soit disposée parallèlement à la saillie 27 du disque 24, immédiatement au-dessus de cette saillie 27 pour former avec elle un petit entrefer 58. En l'absence d'excitation des bobines 31 des électro-aimants, le flux produit par l'aimant 19 maintient l'armature 46 contre la surface polaire 33 de l'électro-aimant. Dans cette position, les éléments fléchisseurs 11 et 12 sont soumis à une contrainte élevée et exercent sur le bras 7 un moment orienté dans le sens des aiguilles d'une montre et centré sur le point de croisement desdits éléments fléchisseurs 11 et

12, de manière à tendre à faire monter le stylet 6.

Lorsque l'armature occupe la position représentée sur la figure 3, les axes centraux des éléments fléchisseurs 11 et 12 se croisent dans un point de l'espace se trouvant dans le plan de contact entre la surface 45 de il l'armature 46 et la surface 33 de la pièce polaire 32. Cette caractéristique est obtenue par un dimensionnement approprié de l'armature 46 et de l'élément 32 de manière que l'élément fléchisseur 12 doive être incliné vers le bas et vers la gauche, comme montré sur les figures 3 et 7, afin qu'il

croise l'élément fléchisseur lh dans la position précitée.

Cette caractéristique est extrêmement importante pour permettre une longue durée de vie sans graissage, car elle permet à la force d'impact de l'armature 46 contre la surface 33 d'être orientée avec précision à angle droit par rapport aux surfaces 33 et 45, ce qui réduit l'usure par frottement

des surfaces l'une contre l'autre.

Une caractéristique supplémentaire importante pour réduire l'usure résulte de l'utilisation du pôle 13 comme support pour les éléments fléchisseurs ll et 12. Le bras peut être placé à très peu de distance du pôle 13 et, par conséquent, il est possible de réaliser une structure rigide ne permettant, le cas échéant, qu'un très léger mouvement (agitation) entre l'armature 46 et le pôle 13. Ainsi, pratiquement aucune usure par frottement n'affecte les éléments et la durée de vie obtenue est très longue, l'armature et le pôle constituant les seules pièces soumises à une détérioration mécanique, à l'exception du bloc de guidage et des stylets qui sont sans importance dans le cas

de la présente invention.

La position des supports du bras 7 simplifie et facilite également de manière notable l'assemblage de l'appareil. L'armature est fixée au bras 7 et aux éléments fléchisseurs 1h et 12, puis elle est bridée contre la surface 33 de la pièce polaire 32, en alignement précis. Les éléments fléchisseurs sont ensuite fixés sur leurs surfaces de support

et l'assemblage est achevé.

L'indication selon laquelle l'armature 46 est placée dans un angle d'une structure à peu pr-s rectangulaire de circuit magnétique se réfère au fait que la bride 15 forme la base du rectangle alors que le cylindre 29 forme son côté droit. La partie horizontale inférieure de la pièce polaire 32 forme une partie du côté supérieur du rectangle et le moyeu 16, l'aimant 19 et le disquè 24 forment une partie du côté gauche. La saillie 27 du disque 24 et l'armature complètent les côtés gauche et supérieur du rectangle. Il convient de noter- que tous les éléments indiqués, sauf l'aimant 19, sont réalisés en matières hautement perméables, par exemple en fer doux, en silicium ou en certaines matières nouvelles capables de supporter des densités de flux encore plus élevées. Dans de nombreux cas, le fer doux ou le silicium est préférable, car ces matières peuvent être

aisément usinées et sont moins coûteuses.

Les couples engendrés par les forces magnétiques dans les deux entrefers lorsque l'armature 46 est délogée s'ajoutent en raison de la façon dont l'armature est positionnée. En particulier, au cours d'un cycle d'impression, l'électro-aimant est excité et produit un flux opposé à celui de l'aimant permanent 19, de sorte que la force magnétique exercée sur l'armature 46 est réduite à une valeur très inférieure à celle de la force exercée par les éléments fléchisseurs 11 et 12. Le bras pivote alors autour du centre 20 de flexion de manière que le stylet 6 frappe sur un ruban encreur pour le faire porter contre la surface sur laquelle l'impression doit être réalisée. La rotation du bras autour de son pivot provoque la formation d'un entrefer entre les surfaces 33 et 45. L'entrefer entre l'armature 46 et la saillie 27 du disque 24 augmente également, car l'armature

tourne vers le haut et vers la gauche autour de son pivot.

La force avec laquelle le stylet frappe le ruban, le papier et le cylindre provoque un rebondissement du bras, ce rebondissement étant précédé d'une désexcitation de l'électro-aimant. Ainsi, le flux est rétabli dans les entrefers précités et il tire l'armature vers la position montrée sur la figure 3. La force exercée vers le bas sur l'armature passe entièrement à gauche du pivot et produit donc un couple faisant tourner le bras 7 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre. La force exercée sur l'armature par le flux provenant de la surface polaire 33 est horizontale et passe nettement au-dessous du point de pivotement de manière à exercer également sur le bras un

247 1 280

couple de sens inverse de celui des aiguilles d'une montre.

Par conséquent, les forces agissant sur le bras s'addition-

nent et sont supérieures à celles pouvant être produites par le dispositif décrit dans le brevet NI 4 136 978 précité lorsque ce dispositif utilise des éléments de dimensions comparables. La structure du circuit magnétique selon l'invention est trè's compacte, de sorte que la longueur du circuit magnétique est maintenue à une valeur minimale qui ne dépend à peu près que de la dimension des éléments essentiels du circuit magnétique. La longueur de la structure détermine, entre autres choses, la réluctance du circuit magnétique et, par conséquent, le flux pouvant être engendré dans ce circuit par l'aimant. Il est apparu que la réduction de la longueur du circuit permettait de diminuer le flux de fuite et de réduire de 20 % l'épaisseur de l'aimant par-rapport à celui utilisé dans le dispositif décrit dans le brevet précité, cette diminution d'épaisseur permettant une réduction

supplémentaire de la longueur du circuit.

Une autre caractéristique contribuant au fonctionnement d'ensemble de l'appareil selon l'invention

est la position des bobines 31 au bord extérieur de la tête.

Le refroidissement est très bon, ce qui permet de faire passer dans la bobine un courant relativement important sans provoquer d'échauffement excessif. En conséquence, les bobines peuvent être réalisées dans des dimensions plus faibles (raccourcies), ce qui diminue davantage la longueur

du circuit.

Il ressort de ce qui précède que les forces qui s'ajoutent et qui sont produites dans les entrefers de travail, le flux élevé engendré dans le circuit magnétique par suite de sa longueur minimale, et les courants importants pouvant circuler dans les bobines permettent de produire unetête permettant d'atteindre et de soutenir aisément des vitesses de fonctionnement de 800 caractères par seconde (3,8 KC). Les forces de rupture et de rétablissement exercées sur l'armature peuvent être et sont rendues à peu près égales, de sorte que l'on obtient un retour rapide du bras,

ce qui contribue également à la vitesse de fonctionnement.

La vitesse de fonctionnement indiquée ci-dessus permet une impression d'environ 6 lignes de 132 caractères par seconde, ce nombre étant relativement réduit (ramené à lignes) lorsque des vitesses de traitement sont considérées en raison du temps de non-impression correspondant au retour du chariot, bien que le temps perdu puisse être réduit par

une impression dans les deux sens.

La tête d'impression montrée sur les figures 1 à 7 utilise un élément appelé aiguille longue, de sorte qu'un bloc de guidage (non représenté) des aiguilles peut être placé entre les bras 7 et la surface devant être frappée par les stylets. Le bloc de guidage peut provoquer une certaine flexion des stylets de manière que toutes les aiguilles soient alignées en une seule rangée. En variante, les aiguilles. peuvent être maintenues dans la position de la figure 1 afin de ménager un espace important entre des ouvertures réalisées dans le bloc de guidage et destinées au passage des aiguilles. Il semble évident que si toutes les aiguilles 6 sont alignées en une seule rangée, les trous sont séparés par une très faible quantité de matière et le coût du perçage est élevé. La disposition en quinconce des aiguilles augmente le volume de matière compris entre les trous et réduit le coût du perçage. Dans un tel montage et dans le cas de la tête montrée sur la figure 8, les stylets sont décalés d'un nombre convenable de cycles de synchronisation produits par l'horloge de commande d'impression faisant partie des circuits électroniques de commande. En particulier, si la tête se déplace de la gauche vers la droite comme montré sur la figure 1, les aiguilles appropriées de la rangée de droite sont excitées et, au bout d'un certain délai égal à la durée nécessaire pour faire avancer la tête sur une distance égale à l'écartement des axes centraux des rangées droite et gauche d'aiguilles, les aiguilles appropriées de la rangée de gauche sont excitées. Ainsi, les impressions réalisées sur le

support d'impression sont alignées.

Le bloc de guidage est utilisé lorsqu'une impression à pas variable est souhaitée ou lorsqu'un alignement plus exact des aiguilles est demandé pour l'obtention d'une copie excellente. Si l'on ne souhaite pas une impression de qualité aussi élevée, il est possible d'obtenir une qualité acceptable au moyen du montage de la figure 8 qui supprime le bloc de guidage, mais utilise des aiguilles courtes, de sorte que les mouvements de fouettement des aiguilles puissent être réduits à des niveaux permettant

une impression de qualité acceptable.

La figure 8 représente en particulier une forme de réalisation de l'invention à aiguilles courtes. Les Dléments communs à cette forme de réalisation et à celle montrée sur les figures 1 à 7 portent les mêmes références numériques auxquelles un signe "prime" est ajouté sur la

figure 8.

Dans la forme de réalisation à aiguilles courtes de l'appareil, toutes les pièces sont identiques à celles de la forme de réalisation décrite précédemment, sauf les aiguilles et le bras d'impression. L'espace supplémentaire ménagé au-dessus de l'aimant 24' peut être supprimé. Le bras 7' d'impression représenté sur la figure 8 est incliné vers le haut et vers la gauche des pattes 57 afin de permettre à un stylet court et résistant d'atteindre le ruban encreur et le papier qui doivent passer à l'écart du haut de la structure 32. Ce jeu est maintenu à une faible valeur afin de minimiser le mouvement latéral du stylet lorsqu'il frappe le ruban et le papier, de sorte que le brouillage est réduit et que l'alignement de marques sur le papier ne dépend pas trop de la course demandée au stylet pour produire ces marques. Le fonctionnement du dispositif de la figure 8 est en tous autres points identiques à celui de l'autre forme de

réalisation.

La caractéristique importante de la tête de la figure 8 est que, étant donné la position du bras d'impression au-dessus de tous les autres éléments de la structure, il est possible d'utiliser un bras incliné vers le haut sans qu'il soit nécessaire de modifier les autres éléments de l'appareil représentés sur les figures 1 à 7. La forme de réalisation à aiguilles courtes, présente tous les autres avantages de la forme de réalisation à aiguilles longues. 24712a0 Pour reprendre brièvement certaines des caractéristiques permettant de donner à la tête d'impression selon l'invention une vitesse de fonctionnement élevée et une

longue durée de vie, on peut indiquer que le pôle électro-

magnétique et le support des éléments fléchisseurs du bras sont formés d'un seul bloc, de sorte qu'en présence de vibrations, le pôle et le support se déplacent ensemble, ce qui minimise le frottement de l'armature sur le pôle. En outre, le montage du bras et de l'armature est tel que l'armature est directement supportée par les éléments fléchisseurs qui, conjointement avec la très faible masse du bras, s'opposent fortement à tout mouvement indésirable de l'armature par rapport au pôle, c'est-à-dire que les vibrations de l'armature et du système sont très amorties. En outre, la possibilité de placer le point de pivotement dans le plan de l'interface pôle-armature réduit davantage le

mouvement relatif entre les surfaces en contact. Un amortis-

sement supplémentaire des vibrations du bras résulte du fait que les deux entrefers (lorsque le bras revient d'une opération d'impression> coopèrent pour tirer l'armature en

arrière, ce qui produit un bras de moment bien défini.

Il en résulte que la tête selon l'invention peut fonctionner sans problème à la vitesse de 800 caractères par seconde et présente une durée de vie indéfinie, compte non tenu, évidemment, de l'usure- des stylets et du bloc de

guidage dans le cas o ce dernier est utilisé.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la tête d'impression décrite et

représentée sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Module pour tête d'impression par points à plusieurs modules, caractérisé en ce qu'il comporte un

électro-aimant, une pièce polaire (13) pour cet électro-

aimant, un aimant permanent (19), une pièce polaire (27) destinée à cet aimant permanent, un circuit magnétique comprenant l'aimant permanent, l'électro-aimant et les pièces polaires, ces dernières présentant des faces orientées à peu près perpendiculairement entre elles et très rapprochées, une armature (46) présentant deux surfaces (45, 48) qui sont, respectivement, parallèles auxdites faces des pièces polaires, deux éléments fléchisseurs croisés (11, 12) portant ladite armature afin qu'elle puisse pivoter autour d'un axe situé sensiblement dans le plan de la face (33) de la pièce polaire de l'électro-aimant, ces éléments fléchisseurs empêchant l'armature de se déplacer suivant un trajet coupé par ladite face de la pièce polaire de l'électro-aimant afin que l'aimant permanent retienne l'armature contre la face (33) de la pièce polaire de l'électro-aimant et la maintienne faiblement espacée de la

pièce polaire de l'élément permanent.

2. Tête d'impression comprenant plusieurs modules selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant permanent est un aimant permanent unique (19),

commun à tous les modules.

3. Tête d'impression selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'aimant permanent est un disque, la pièce polaire (27) étant montée sur cet aimant permanent et les modules étant espacés autour de ladite pièce polaire afin

d'être disposés à peu près en cercle.

4. Tête d'impression selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément qui comprend un moyeu central (16) duquel une bride (15) fait saillie, l'aimant permanent étant monté coaxialement sur le moyeu et

les électro-aimants étant fixés à la bride.

5. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électroaimant comprend une bobine (31), la pièce polaire (13) de cet électroaimant étant fixée à une extrémité de la bobine éloignée de la bride (15), les deux éléments fléchisseurs (11, 12) étant fixés à la pièce polaire

de l'électro-aimant, à distance de la bride.

6. Tête d'impression selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un bras (7) d'impression pour chaque module, chaque bras d'impression étant fixé à une

armature différente (46).

7. Tête d'impression selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un stylet (6) fixé à chaque bras d'impression, les stylets étant disposés en deux rangées parallèles (3, 4) dans chacune desquelles les stylets sont espacés à peu près régulièrement, les bras d'impression présentant chacun un axe central quipasse par le centre du

stylet associé.

8. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électroaimant comporte -un noyau (29) qui est réalisé d'un seul bloc, avec la pièce polaire (13) dudit

électro-aimant, en matière à haute perméabilité magnétique.

9. Tête d'imprimante, caractérisée en ce qu'elle comporte un aimant permanent annulaire et relativement plat (19), un support destiné à cet aimant et comportant une bride (15), plusieurs électro-aimants comprenant chacun une bobine électrique (31), les bobines étant à peu près équidistantes les unes des autres et étant disposées sur la bride, à peu près coaxialement à l'aimant permanent, une pièce polaire (13), associée à chaque électro-aimant, étant disposée à proximité d'une extrémité de la bobine éloignée de la bride, chaque pièce polaire étant orientée à peu près vers l'axe de l'aimant permanent annulaire, une pièce polaire (27) de l'aimant permanent étant disposée à proximité d'une extrémité de l'aimant permanent éloignée de la bride, le bord extérieur

de cette pièce polaire étant adjacent, mais disposé inté-

rieurement, aux pièces polaires associées aux bobines, une armature (46) étant associée à chaque électro-aimant et chaque armature étant supportée à proximité de la pièce polaire de l'aimant permanent et pouvant se déplacer afin d'entrer en contact avec la pièce polaire de l'électroaimant associé.

10. Tête d'imprimante selon la revendication 9,

caractérisée en ce que chaque pièce polaire (13) d'électro-

aimant est allongée sur une distance prédéterminée et dans une direction s'éloignant à peu près transversalement de ladite bobine, ladite pièce polaire présentant une première surface de support située dans un plan à peu près parallèle à la direction de l'allongement, et une seconde surface de support adjacente et à peu près perpendiculaire à la première surface.

11. Tête d'imprimante selon la revendication 10, caractérisée en ce que chaque armature (46) est supportée par des organes comprenant deux éléments fléchisseurs croisés et préchargés (11, 12), ces éléments fléchisseurs se croisant à peu près dans le plan du contact entre l'armature et la pièce polaire de l'électro-aimant associé, des organes fixant une extrémité de chaque élément fléchisseur à l'une, différente, des première et seconde surfaces de la pièce polaire de l'électro-aimant, et l'autre extrémité des éléments

fléchisseurs à l'armature.

12. Tête d'imprimante selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un bras (7) fixé à chaque armature, chaque bras faisant saillie de l'armature associée

sensiblement vers l'axe de l'aimant permanent annulaire.