FR2477972A1

FR2477972A1 - Tete d'impression pour imprimante serielle par points

Info

Publication number: FR2477972A1
Application number: FR8104982A
Authority: FR
Inventors: Hirokazu Ando; Yasuo Ohmori; Kazumasa Fukushima
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1980-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1981-09-18
Also published as: JPS5856354B2; GB2071019B; GB2071019A; JPS56127462A; FR2477972B1; DE3109054C2; US4368353A; DE3109054A1

Abstract

TETE D'IMPRESSION A GRANDE VITESSE OPERATIONNELLE POUR L'IMPRESSION MOSAIQUE, COMPORTANT UN ENSEMBLE D'AIGUILLES D'IMPRESSION EN LIGNE DROITE, UN AIMANT PERMANENT 4 CYLINDRIQUE EN ANNEAU, AIMANTE DANS LA DIRECTION AXIALE, UNE PLAQUE MAGNETIQUE 22 DE BASE CIRCURLAIRE COUVRANT LE FOND DE L'AIMANT PERMANENT, UN ENSEMBLE D'ELECTRO-AIMANTS COMPORTANT CHACUN UN NOYAU 6, UNE BOBINE 3 ET UNE ARMATURE 1, PLACES EN CERCLE SUR LADITE PLAQUE DE BASE DE FACON A ETRE ENTOURES PAR LEDIT AIMANT PERMANENT EN ANNEAU; UN SYSTEME DE CULASSE 9, 11 DESTINE A FORMER UN CIRCUIT MAGNETIQUE FERME AVEC L'AIMANT PERMANENT, LA PLAQUE DE BASE ET CHACUN DESDITS ELECTRO-AIMANTS. LES ARMATURES SONT ALLONGEES ET MAINTENUES PAR UNE PLAQUE-RESSORT FIXEE AU SYSTEME DE CULASSE ET ELLES SONT FIXEES AUX AIGUILLES D'IMPRESSION. EN L'ABSENCE DE COURANT DANS LA BOBINE, L'ARMATURE REPOSE SUR LE POLE DU NOYAU CORRESPONDANT. QUANT ON APPLIQUE LE COURANT, L'ARMATURE TOURNE AUTOUR D'UN AXE SITUE DANS LE PLAN DU POLE DE L'ELECTRO-AIMANT ET FORME PAR LE BORD DUDIT POLE.

Description

TETE D'IMPRESSION POUR IMPRIMANTE SERIELLE PAR POINTS

L'on a trouvé une tête d'impression à grande vitesse opération-

nelle pour l'impression mosaïque, comportant un ensemble d'aiguilles d'impression placées sur une ligne droite, chacune étant entraînée sélectivement contre un papier à travers un ruban encreur. La tête d'impression comprend: un aimant permanent cylindrique en anneau, aimanté dans la direction axiale; une plaque de base circulaire couvrant le fond de l'aimant pemanent; un ensemble d'électro-aimants comportant chacun un noyau central et une bobine enroulée autour du noyau, placés en cercle sur ladite plaque de base de façon à être entourés par ledit aimant permanent en anneau; un système de culasse destiné à former un circuit magnétique fermé avec l'aimant permanent en anneau, la plaque de base et chacun desdits électro-aimants; un élément mobile égal en nombre au nombre des électro-aimants, comportant au moins une armature

allongée superposée au noyau de l'électro-aimant correspondant et com-

posant une partie dudit circuit magnétique fermé, une plaque-ressort soutenant ladite armature et étant fixée audit système de culasse, et une aiguille d'impression montée perpendiculairement à ladite armature allongée. En l'absence de courant électrique dans ladite bobine, ladite armature est tirée vers le haut du noyau correspondant, de façon à emmagasiner la tension du ressort, et ladite armature retombe quand on applique le courant électrique à ladite bobine, amenant l'aiguille

d'impression à frapper le papier.

Chacun desdits éléments mobiles est soutenu, avec possibilité de rotation, par le rebord du noyau, de telle sorte que l'armature tourne autour du centre de rotation dudit rebord, et la masse de l'élément

mobile est séparée par ledit centre de rotation.

La présente invention concerne une structure améliorée pour une tête d'impression destinée à une imprimante par points, et concerne en particulier la structure d'une imprimante sérielle qui peut fonctionner

avec une grande vitesse améliorée.

La Fig. 1 montre le principe de l'impression par une matrice de points dans une imprimante sérielle. La tête d'impression 100 comporte sept aiguilles pour l'impression en mosaîque, et se déplace le long d'une ligne d'impression dans la direction de la flèche A. Pendant le déplacement, des aiguilles sont amenées sélectivement à frapper un papier à travers un ruban encreur et l'on frappe la forme désirée "A", "B", "C", "D". La sélection des aiguilles est commandée par le contenu d'une mémoire à circuit intégré (IC). Quand la taille du caractère à imprimer est de 2,67 mm x 2,05 mm, il suffit d'un nombre de points

égal à 7 x 5 pour imprimer un caractère reconnaissable.

Un exemple de tête par points à aiguilles pour processus d'im-

pression par points est présenté par le brevet américain N0 3.896.918,

dans lequel un entraînement électromagnétique, destiné à faire fonc-

tionner les aiguilles d'impression d'une tête d'impression mosaïque,

comprend une armature pivotante pour chacune des aiguilles qui sont dis-

posées suivant un arc de cercle. La structure comprend une culasse commune pour tous les électro-aimants, lasuelle se compose de deux cuvettes concentriques ou parois, formant une seule unité avec des noyaux cylindriques disposés à des intervalles égaux le long d'un arc de cercle parallèle à la génératrice de la cuvette et placés entre

les cuvettes de la culasse. Néanmoins, ladite tête d'impression pré-

existante présente les inconvénients que la consommation de courant né-

cessaire au fonctionnement des aiguilles est élevée, la taille de l'appareil est grande, et la vitesse de fonctionnement de l'imprimante est plutôt faible. Ces inconvénients résultent principalement du fait qu'une aiguille est entraînée par un électro-aimant, et que toute la puissance d'impression pour qu'une aiguille frappe le papier est donnée

par ledit électro-aimant.

Une autre tête d'impression pour imprimante sérielle à matrice de points est montrée par le brevet américain N0 4.225.250, dans lequel une aiguille est polarisée dans une première position par un aimant permanent, et maintenue à cette première position par la force d'un ressort. Quand un électro-aimant est mis sous tension, le flux de l'aimant permanent est annulé, et l'aiguille est déplacée vers sa'deuxième position par la force du ressort. Dans cette technique antérieure, la force d'impression faisant frapper un papier par une aiguille est produite par un ressort, et non par un électro-aimant. Aussi, cette imprimante peut être de petite taille, plus économe en consommation de courant et fonctionner avec une vitesse d'impression relativement élevée. Néanmoins, -3- cette tête d'impression a l'inconvénient que la vitesse d'impression n'est encore pas suffisante. Dans nos expériences, ce type de tête d'impression peut fonctionner à la vitesse d'impression de 1.500 points par seconde, mais la vitesse de fonctionnement de 3.000 points par seconde est désirée. Le brevet américain N0 3.955.049 présente un autre type de tête d'impression, mais la vitesse de fonctionnement de cette

imprimante n'est encore pas assez rapide.

La structure de la partie principale d'une tête d'impression typique des techniques préexistantes est montrée par les figures 2A et 2B, o la Fig. 2A est une vue en plan et la Fig. 2B une vue latérale, et, dans un but de simplification du dessin o l'on ne montre qu'une seule aiguille et l'aimant correspondant bien qu'une imprimante réelle possède un ensemble d'aiguilles. Sur ces figures, la culasse 5, l'aimant permanent 4, le noyau 6, l'électro-aimant 3 et l'armature I composent le circuit magnétique essentiellement fermé, et l'armature qui porte

l'aiguille d'impression 7 à son extrémité est supportée par la plaque-

ressort 2, dont l'extrémité est fixée essentiellement à la culasse 5 au point P comme le montrent les dessins. Quand l'électro-aimant n'est pas alimenté, l'armature I est attirée vers le noyau 6 par le flux engendré par l'aimant permanent 4 dans ledit circuit magnétique fermé, et le ressort 2 est courbé et emmagasine de l'énergie. Ensuite, quand l'électroaimant est alimenté, le flux créé par l'électro-aimant annule le flux de l'aimant permanent 4, et ainsi, le flux total ne peut

plus attirer l'armature 1, et alors le ressort 2 est relâché, et l'ai-

guille d'impression 7 placée à l'extrémité de l'armature I est poussée à se déplacer suivant la flèche de manière à frapper le papier et à imprimer un point. Cependant, il convient de noter que l'armature 1, le ressort 2 et l'aiguille d'impression 7 composent essentiellement un ensemble se déplaçant en bloc avec son centre de rotation voisin du point P qui est le point de contact de la plaque 2 et de la culasse 5 et que la longueur séparant le centre de rotation et le centre de gravité dudit ensemble mobile est assez grande. Dans cette situation, quand l'aiguille d'impression 7 frappe un papier, l'ensemble mobile possède encore de l'énergie, et le centre de gravité de l'ensemble mobile se déplace encore par inertie et l'ensemble mobile vibre un certain temps après chaque action de frappe de l'aiguille. La vibration de l'ensemble

mobile entraîne la vibration de l'aiguille d'impression.

-4 - La Fig. 3 montre la vibration d'une aiguille d'impression dans une tête d'impression de technique préexistante; dans cette figure, l'axe horizontal représente les temps et l'axe vertical le déplacement de la tête d'une aiguille d'impression. Sur la Fig. 3, une aiguille d'impression frappe un papier au temps T, mais après cette frappe, elle vibre comme le montre la Fig. 3 et quand l'amplitude de la vibration est élevée, l'aiguille frappe même le papier deux fois. La vibration d'une aiguille augmente substantiellement le temps de contact d'une auiguille d'impression avec un papier et l'énergie emmagasinée dans

le ressort ou l'ensemble mobile est restituée très lentement.

En conséquence, la puissance d'impact ou de frappe d'une aiguille d'impression sur un papier est plutôt faible comparée à l'énergie emmagasinée dans le ressort ou à l'énergie cinétique de l'ensemble mobile. La faible puissance d'impact entraîne à son tour le fait que le point imprimé n'est pas assez noir et que la vitesse d'impression diminue, étant donné que l aiguille d'impression retourne lentement en raison de sa faible puissance d'impact. En outre, la vibration du ressort

entraîne un fonctionnement instable de l'imprimante elle-même.

L'inconvénient de la vibration pourrait être surmonté en utilisant un ressort en forme de croix à la place d'une plaque-ressort, de façon que le ressort ne soit pas déformé par la réaction de l'impact. Néanmoins, le ressort en forme de croix est d'une structure compliquée, car il comporte deux plaques-ressorts croisées, et ces deux plaques-ressorts doivent être fixées à l'armature et à la culasse. Ainsi, les frais de fabrication de la tête d'impression avec ressort en forme de croix

seraient élevés.

C'est poutquoi,, l'un des objectifs de la présente invention

est de surmonter les inconvénients et les limitations des têtes d'im-

pression sériellespour impression par matrice de points préexistantes

afin de fournir une tête d'impression sérielle nouvelle et améliorée.

C'est également un objectif de la présente invention que de fonc-

tionner à une vitesse d'impression supérieure à 1.500 points par seconde.

C'est également un objectif de la présente invention que de fournir une tête d'impression sérielle à grande vitesse ayant une

structure simple.

-5- Les objectifs ci-dessus et d'autres sont atteints par une tête d'impression comprenant: (a) un aimant permanent cylindrique en

anneau aimanté dans la direction axiale; (b) une plaque de base cir-

culaire couvrant le fond dudit aimant permanent; (c) un ensemble d'électro-aimants comportant chacun un noyau central et une bobine enroulée autour du noyau, placés en cercle sur ladite plaque de base de façon à être entourés par ledit aimant permanent; (d) un système de culasse destiné à fournir essentiellement le circuit magnétique fermé avec ledit aimant permanent, la plaque de base, et chacun desdits électroaimants; (e) un élément mobile égal en nombre au nombre desdits électroaimants, comportant au moins une armature allongée superposée au noyau de l'électro-aimaftt correspondant et composant une partie dudit circuit magnétique essentiellement fermé, une plaque-ressort soutenant ladite armature et étant fixée audit système de culasse à l'extrémité de la plaque-ressort, et une aiguille d'impression montée de façon essentiellement perpendiculaire à ladite armature allongée à l'extérieur de cette armature; (f) ladite armature étant tirée vers le haut dudit noyau correspondant en l'absence de courant électrique dans ladite bobine,

de façon à emmagasiner la tension du ressort, et ladite armature re-

tombant quand on applique un courant électrique à ladite bobine, amenant

l'aiguille d'impression à frapper un papier; (g) une plaque de pro-

tection couvrant la tête d'impression, et comportant un montant de guidage destiné à guider les aiguilles d'impression de façon telle que les auiguilles d'impression soient alignées sur une ligne droite à travers la fente existant à l'extrémité du montant de guidage; et (h) chacun desdits éléments mobiles étant soutenu tout en pouvant tourner à son centre de rotation de façon que l'armature tourne autour dudit centre de rotation à l'un des bords du sommet du noyau, et la masse de l'élément

mobile se répartissant de part et d'autre dudit centre de rotation.

Les objectifs, caractéristiques et avantages associés de la pré-

sente invention précédemment exposés, et d'autres, seront appréciés

lorsqu'ils seront mieux compris au moyen de la description suivante et

des dessins qui l'accompagnent, o: - la Fig. 1 montre une structure en mosaïque destinée à expliquer l'impression matricelle par points de la présente invention; - 6 - - les Figs. 2A et 2B montrent la structure d'une tête d'impression sérielle préexistante; - la Fig. 3 présente la courbe montrant les relations entre le temps et le déplacement de l'élément mobile; - la Fig. 4 est un dessin destiné à l'explication du principe théorique de la présente invention; - la Fig. 5A montre la vue en coupe de l'imprimante sérielle conforme à la présente invention; - la Fig. 5B est une vue en coupe suivant la ligne A-A' de la Fig. 5A; - la Fig. 5C est la vue en coupe suivant la ligne B-B' de la Fig. 5A; - la Fig. 6A montre une partie de la structure représentée sur les Figs. 5A, 5B et 5C pour expliquer le fonctionnement de la tête d'impression représentée sur ces figures; - la Fig. 6B est une vue agrandie de la partie principale de la Fig. 6A; - la Fig. 6C est une vue en plan d'un élément mobile montré sur la Fig. 6B; - la Fig. 7 montre une autre réalisation de la tête d'impression conforme à la présente invention;

- la Fig. 8 est encore une autre réalisation de la tête d'im-

pression conforme à la présente invention;

- la Fig. 9 est encore une autre réalisation de la tête d'im-

pression conforme à la présente invention; et

- la Fig. 10 est encore une autre réalisation de la tête d'im-

pression conforme à la présente invention.

L'on décrira d'abord le principe théorique de la présente invention conformément à la Fig. 4 dans laquelle un élément mobile rigide B a pour centre de gravité G, pour masse M dont le centre de rotation ou l'axe de rotation est 0, et le point d'impact 0'. Quand l élément B est frappé par la force F au point d'impact 0', et qu'il tourne autour de l'axe de rotation 0 avec la vitesse angulaire (w), la force de réaction Fi appliquée à l'axe de rotation 0 est exprimée par la formule suivante: -7F. = a () ((J/Mh) -x) o (a) est une constante, J est le moment d'inertie de l'élément B, (h) est la longueur entre le centre de gravité G et le centre de rotation 0 et (x) est la longueur entre le point d'impact O' (ou le point de contact de l'aiguille et de l'armature) et le centre de rotation 0.

Quand la condition F. = O est remplie, on peut écrire l'équation sui-

vante: x = J/(Mh) (1) Quand la condition de l'équation 1 est remplie, aucune force de réaction n'est appliquée à l'axe de rotation 0, et l'élément B n'est pas mis en vibration par la force d'impact F. C'est pourquoi, on appellera le point d'impact 0' un centre d'impact sans force de réaction. Il y a lieu d'apprécier que quand il est satisfait à l'équation (1), la masse M est séparée par le centre de rotation 0, ou plutôt la masse M est

distribuée des deux côtés du centre de rotation 0.

La Fig. 5A montre la vue en coupe de la tête d'impression conforme à la présente invention, la Fig. 5B est la vue en coupe suivant la ligne A-A' de la Fig. 5A, et la Fig. 5C est la vue en coupe suivant la ligne BB' de la Fig. 5A. De même, les Figs. 6A, 6B et 6C sont des dessins explicatifs pour montrer le fonctionnement de la tête d'impression des

figures 5A, 5B et 5C. Sur ces figures, le numéro de référence 22 re-

présente une plaque de base circulaire faite d'un matériau ferromagné-

tique, 4 est un aimant permanent cylindrique en forme d'anneau fixé sur ladite plaque de base 22, Il est une première culasse en forme d'anneau, 10 est une pièce d'espacement ferromagnétique en forme d'anneau et 9 est un deuxième élément de culasse avec un petit trou central. Ces éléments 9, 10 et Il composent un système de culasse destiné à former un circuit magnétique essentiellement fermé avec ledit aimant permanent, la plaque de base et chacun desdits électro-aimants. Un ensemble d'électro-aimants comportant chacun un noyau 6 et une bobine 3 est placé le long d'un cercle sur la plaque de base 22 de façon à être entouré par l'aimant permanent 4. Un élément mobile comportant l'armature 1, une aiguille d'impression 7 fixée à l'extrémité de l'armature 1, et le ressort 8 est fixé au support d'armature 12 qui a une forme d'anneau et est inséré

dans la paroi intérieure de la culasse Il et de la pièce d'espacement 10.

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-8- Le numéro de référence 24 concerne une plaque de protection faite en matière plastique et comportant un montant 24a au centre de la plaque de protection 24 pour le guidage des aiguilles d'impression, ainsi qu'une ouverture ou une fente 24b au sommet du montant 24a pour servir de sortie aux aiguilles d'impression. Il convient d'apprécier que les aiguilles d'impression 7 sont, à une de leurs extrémités disposées en cercle comme le montre la Fig. 5B, et, à l'autre extrémité sont disposées en ligne droite dans ladite fente comme le montre la Fig. 6C. Une butée 20 en forme d'anneau est disposée au centre de la plaque de protection et à l'intérieur de celle-ci, de

façon que ladite butée 20 limite la frappe ou la rotation de l'armature 1.

La section transversale du noyau 6 est de préférence de forme allongée et est disposée sur la plaque de base 20 suivant un rayon, de façon à ce que le grand axe de la section transversale allongée soit dans

la direction radiale comme le montre la Fig. 5D.

Dans la configuration ci-dessus, il convient de noter qu'il est constitué un circuit magnétique essentiellement fermé qui va de l'aimant permanent 4, à travers la culasse 11, la pièce d'espacement 10, la culasse 9, l'armature 1, le noyau 6, la plaque de base 22, jusqu'à l'aimant permanent 4. Aussi, quand la bobine 3 de l'électro-aimant n'est pas sous tension, l'armature 1 est attirée ou tirée vers le sommet du noyau 6 par le flux induit dans ledit circuit magnétique fermé par l'aimant permanent 4, et le ressort 8 est courbé afin d'emmagasiner l'énergie potentielle ou la tension, et l'aiguille d'impression 7 est retirée. La Fig. 5A montre la situation o l'armature 1 est attirée vers

le noyau 6, et o l'aiguille d'impression est retirée.

Ensuite, quand la bobine 3 est mise sous tension, le flux induit dans le noyau 6 par l'électro-aimant au moyen de ladite bobine 3 annule le flux induit dans le noyau 6 par l'aimant permanent 4, et l'armature 1

ne peut plus être plus longtemps attirée vers le noyau 6. Alors, l'é-

nergie emmagasinée dans le ressort 8 est partiellement libérée, et l'armature tourne autour du point A qui est le bord extérieur du noyau 6

(voir Figs. 6A et 6B). En raison de ladite rotation de l'armature 1, l'ai-

guille d'impression 7 se déplace vers l'extérieur, comme le montre la flèche X de la Fig. 6A et frappe un papier (qui n'est pas figuré) en vue 9- d'imprimer un point. Le papier et/ou la butée 20 limite la frappe ou la rotation de l'armature 1, ce qui fait que l'armature ne quitte pas le rebord A. De ce fait, l'élément mobile formé par l'armature 1, le ressort 8 et l'aiguille d'impression 7 tourne autour de l'axe A dans la direction de la flèche en trait plein P (voir Fig. 6A) en libérant le ressort 8, et la force de réaction due à l'impact du papier est appliquée dans la direction opposée montrée par la flèche en pointillés Q. Dans ce cas, quand la relation de l'équation (1) est réalisée, la force de réaction due à l'impact du papier et appliquée à l'axe de.rotation A est très faible, et le ressort et/ou l'élément mobile ne vibrent pas quand le sommet de l'aiguille d'impression 7 frappe sur un papier; et la puissance d'impact est très forte et quand la bonine 3 cesse d'être

sous tension, l'armature 1 retourne rapidement à sa position d'origine.

La Fig. 6B montre en détail la rotation de l'armature. Quand l'électroaimant n'est pas sous tension, et que l'armature 1 est tirée vers le sommet du noyau 6, l'armature 1 et le ressort 8 sont placés dans la position figurée en pointillés sur la Fig. 6B. Et quand le courant électrique est appliqué à l'électro-aimant et que l'armature 1 retombe, l'élément mobile tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et est

placé dans la position marquée en traits pleins sur la Fig. 6B.

Il y a lieu d'apprécier dans la présente invention que l'armature 1 ne quitte pas le noyau 6 même quand l'armature 1 retombe, mais qu'elle est en contact avec le noyau 6 suivant l'axe A, et que la tension du

ressort 8 n'est que partiellement libérée quand l'armature 1 retombe.

C'est-à-dire que le ressort 8 est encore un peu tendu quand l'armature 1 retombe. Si l'on compare ces caractéristiques avec la tête d'impression préexistante des Figs. 2A et 2B, on voit que l'ancienne armature 1 de la Fig. 2A quitte complètement le noyau quand l'armature 1 retombe, et

que la tension du ressort est aussi complètement libérée quand l'ar-

mature retombe par l'application du courant électrique à la bobine. Ainsi, l'ancienne armature tourne autour du point P de la Fig. 2A et l'équation

(1) n'est pas réalisée dans la technique préexistante.

Afin de réaliser les caractéristiques ci-dessus, l'élément mobile comprenant l'armature 1, le ressort 8 et l'aiguille 7 a une structure particulière. Une vue verticale de l'élément mobile apparaît sur la Fig. 6B, et la Fig. 6C montre la vue en plan de l'élément mobile. Sur

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ces figures, 8a est un trou servant à fixer l'élément mobile au support d'armature 12, et les valeurs de x, h, G, M et J satisfont à l'équation (1). En outre, l'armature I est fixée au ressort 8 à un point voisin

de l'axe de rotation A comme le montrent les Figs. 6B et 6C.

Quand les conditions de l'équation (1) sont remplies, il convient de remarquer que l'armature 1 a sa masse des deux côtés de l'axe de rotation A, ou que la masse de l'armature est distribuée des deux côtés du centre de rotation A. De plus, afin de s'assurer que l'armature I ne quitte pas l'axe A et que le ressort 8 reste sous tension même au repos, le ressort 8 est fixé sur le support d'armature 12 en un point S' qui est un peu distant du point S dans la direction de la plaque de base 22, o le point S est

dans le prolongement du sommet du noyau 6.

La Fig. 7 montre une autre réalisation de la présente tête d'im-

pression, dans laquelle le centre de rotation A' est le bord intérieur du noyau 6, alors que le centre de rotation A des Figs. 5A et 5B est le bord extérieur du noyau 6. Dans le cas de la Fig. 7, le ressort 8 est fixé à la culasse au point S' qui est plus éloigné que le point S, lequel est dans le prolongement du sommet du noyau 6 par rapport à la plaque

de base.

La Fig. 8 est une autre réalisation de la présente tête d'im-

pression, dans laquelle la plaque-ressort 8 est fixée à peu près perpen-

diculairement à l'armature I et le ressort 8 est fixé à l'armature 1 à proximité du centre de rotation A. Sur la Fig. 8, le numéro de référence 13 représente un couvercle fait d'un matériau non magnétique qui supporte

ladite plaque-ressort 8.

La Fig. 9 montre encore la structure d'une autre réalisation de la

présente tête d'impression. Sur la Fig. 9, le numéro de référence 14 re-

présente un ressort de torsion qui joue le double rôle d'axe au centre de rotation de l'armature 1, et 15 est le support d'armature fait d'un matériau ferromagnétique, servant à fixer ledit ressort de torsion 14 et composant une partie du circuit magnétique. Naturellement, le ressort

de torsion 14 a une position telle qu'il soit satisfait à l'équation (1).

Sur la Fig. 9, quand la bobine 3 n'est pas sous tension, le flux magnétique engendré par l'aimant permanent 4 passe à travers la culasse

11, la pièce d'espacement 10, la culasse 9, le support d'armature 15, l'ar-

mature I et le noyau 6, et ainsi, l'armature 1 est attirée vers le noyau

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6. Quand l'armature 1 tourne en étant attirée par le noyau 6, le ressort de torsion 14 est tordu et emmagasine de l'énergie. Ensuite, quand la bobine 3 est mise sous tension, le flux magnétique créé par la bobine 3 annule le flux magnétique de l'aimant permanent 4, l'armature 1 ne peut plus être attirée vers le noyau 6, et le ressort de torsion 14 relâche. Alors, l'élément mobile composé de l'aiguille d'impression 7, de l'armature 1 et du ressort de torsion 14 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre, et l'aiguille d'impression 7 est poussée vers la gauche comme le montre la flèche P de la Fig. 7 et imprime un point sur un papier. Le ressort de torsion revient complètement au repos quand l'armature 1 retombe, alors que la plaque-ressort des réalisations

précédentes n'était que partiellement détendue. Quand l'aiguille d'im-

pression 7 imprime un point, ladite aiguille d'impression subit une force de réaction venant du papier; néanmoins, étant donné qu'il est satisfait à l'équation (1), l'axe ne subit pas de force de réaction, et le ressort de torsion 14 n'est pas déformé par une force de réaction. Ainsi, la force d'impact servant à frapper un point est très élevée. Si l'on supprime le courant dans la bobine 3 juste après l'impact de l'aiguille d'impression 7, l'armature 1 est attirée à nouveau vers le noyau 6,

et l'aiguille d'impression 7 rentre au repos.

Il convient de noter sur la Fig. 9 que le noyau 6 et le support

d'armature 15 sont décalés par rapport à l'axe central de la tête d'im-

pression, et qu'ainsi, l'armature 1 est attirée non seulement vers le noyau 6 mais aussi vers le support d'armature 15. Ainsi, la force d'attraction sur l'armature 1 est doublée par rapport à la réalisation

des Figs. 5A, 5B et 5C.

La Fig. 10 montre encore une autre réalisation de la tête d'im-

pression conforme à la présente invention, dans laquelle les rapports entre le noyau 6 et le support d'armature 15 sont inversés quand on les compare à la réalisation de la Fig. 9 et les caractéristiques et autres structures de la réalisation de la Fig. 10 sont les mêmes que celles

de la réalisation de la Fig. 9.

Comme il a été exposé ci-dessus en détail, et conformément à la

présente invention, une armature est soutenue de telle façon que l'é-

quation (1) soit verifiée, et que la masse de l'élément mobile ou de

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l'armature soit répartie des deux côtés du centre de rotation, ou que le centre de rotation sépare la masse de l'élément mobile. Ainsi, la force de réaction due à l'impact d'une aiguille d'impression sur un papier, n'est pas appliquée au centre de rotation, et de ce fait, l'on diminue la durée du contact substantiel de l'aiguille d'impression

avec le papier, et l'on augmente la force d'impact de l'aiguille d'im-

pression. L'on obtient ainsi une impression plus nette, avec une vitesse d'impression améliorée qui peut atteindre 3.000 points par seconde. De plus, comme la présente invention utilise un ressort simple pour chaque

point, au lieu d'un ressort en croix qui serait d'une structure com-

pliquée, les coûts de fabrication de la présente tête d'impression sont

plus économiques que si l'on avait un ressort en croix.

Il est maintenant évident, d'après ce qui précède, qu'une tête d'impression nouvelle et améliorée a été trouvée. Il faut comprendre naturellement que les réalisations présentées n ont qu'un caractère illustratif et ne limitent pas la portée de l'invention. Il y a lieu de

se référer aux revendications jointes en annexe, plutôt qu'aux spécifica-

tions, comme indiquant la portée de l'invention.

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Claims

R e v e n d i c a t i o n s I - Une tête d'impression pour imprimante sérielle par matrice de points comprenant: un aimant permanent cylindrique en anneau, aimanté dans la direction axiale; une plaque de base circulaire couvrant le fond dudit aimant permanent; un ensemble d'électro-aimants comportant chacun un noyau central et une bobine enroulée autour du noyau, placés en cercle sur ladite plaque de base de façon à être entourés par ledit aimant per- manent en anneau; des éléments mobiles égaux en nombre au nombre desdits électro- aimants, comportant au moins une armature allongée s'étendant sur et contre le noyau de l'électro-aimant correspondant, une plaque-ressort portant ladite armature, et une aiguille d'impression montée de façon essentiellement perpendiculaire à ladite armature allongée à l'extré- mité de celle-ci; un système de culasse destiné à fournir essentiellement un circuit magnétique fermé avec ledit aimant permanent, la plaque de base, chacun desdits électro-aimants, et chacune desdites armatures et supportant chacune desdites plaques-ressorts à son extrémité; ladite armature étant appliquée sur la surface dudit noyau correspondant en l'absence de courant électrique dans ladite bobine, de façon à emmagasiner la tension du ressort, et ladite armature retombant quand on applique un courant électrique à ladite bobine pour amener l'aiguille d'impression à frapper le papier; une plaque de protection couvrant la tête d'impression, et comportant un montant de guidage en son centre, destiné à guider les aiguilles-d'impression de façon telle que les aiguilles d'impression soient alignées sur une ligne droite à travers la fente existant à l'extrémité du montant de guidage, caractéiisée en ce que chacun desdits éléments mobiles (1) est monté de façon que l'armature tourne autour d'un centre de rotation (A) sis au bord du noyau (6), et que la masse de l'élément mobile soit répartie de part et d'autre dudit centre de rotation. - 14 -

2 - Une tête d'impression conforme à la revendication 1, carac-

térisée en ce que l'on a essentiellement la relation x = J/(Mh),

x étant la longueur séparant le point de fixation de l'aiguille d'im-

pression à l'armature, d'avec le centre de rotation (A), J étant le moment d'inertie de l'élément mobile, M la masse de l'élément mobile, et h la longueur entre le centre de gravité et l'élément mobile et le

centre de rotation (A).
3 - Une tête d'impression conforme à la revendication 1, carac-

térisée en ce qu'une butée (20) en forme d'anneau est fixée derrière ladite plaque de protection afin de limiter une rotation excessive

desdits éléments mobiles.
4 - Une tête d'impression conforme à la revendication 1, carac-

térisée en ce que ladite plaque-ressort (8) s'étend dans la direction longitudinale de l'armature allongée, l'extrémité de la plaque-ressort étant fixée audit système de culasse au point S' qui est un peu plus près de la plaque de base que le point S qui est dans le prolongement de la surface supérieure du noyau, et le centre de rotation (A) de

l'élément mobile étant le bord extérieur du noyau.

- Une tête d'impression conforme à la revendication 1, carac- térisée en ce que ladite plaque-ressort (8) s'étend dans la direction longitudinale de l'armature allongée, l'extrémité de la plaque-ressort étant fixée audit système de culasse au point S' qui est un peu plus loin de la plaque de base que le point S qui est le prolongement de la surface supérieure du noyau, et le centre de rotation (A) de l'élément

mobile étant le bord intérieur du noyau.
6 - Une tête d'impression conforme à la revendication 1, carac-

térisée en ce que ladite plaque-ressort s'étend dans la direction per-

pendiculaire à l'armature allongée, l'extrémité de la plaque-ressort

étant fixée à un système de couvercle.
7 - Une tête d'impression conforme à la revendication 1, carac-

térisée en ce que l'extrémité de la plaque-ressort est fixée à l'ar-

mature en un point voisin du centre de rotation.
8 - Une tête d'impression pour imprimante sérielle par matrice de points comprenant: un aimant permanent (4) cylindrique en anneau, aimanté dans la

direction axiale; -

une plaque magnétique de base circulaire (22) couvrant le fond dudit aimant permanent;

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un ensemble d'électro-aimants comportant chacun un noyau central (6) et une bobine (3) enroulée autour du noyau, placés en cercle sur ladite plaque de base de façon à être entourés par ledit aimant permanent -en anneau des éléments mobiles égaux en nombre au nombre desdits électroaimants, comportant au moins une armature allongée (1) superposée au noyau de l'electro-aimant correspondant, un ressort de torsion (14) passant dans le côté de ladite armature, et une aiguille d'impression montée de façon essentiellement perpendiculaire à ladite armature allongée à l'extrémité de celle-ci, ledit ressort de torsion séparant

la masse de l'élément mobile et servant comme axe de rotation de l'é-

lément mobile, un système de culasse (9, 11) destiné à fournir essentiellement un circuit magnétique fermé avec ledit aimant permanent, la plaque de base,

chacun desdits électro-aimants et chacune desdites armatures et suppor-

tant chacun desdits ressorts de torsion;

ladite armature étant appliquée sur la surface du noyau corres-

pondant en l'absence de courant électrique dans ladite bobine de façon

à emmagasiner la tension du ressort de torsion, et ladite armature re-

tombant quand on applique un courant électrique à ladite bobine pour amener l'aiguille d'impression à frapper un papier par relâchement de la tension dans le ressort de torsion, une plaque de protection couvrant la tête d'impression et

comportant un montant de guidage destiné à guider les aiguilles d'im-

pression de façon telle que les aiguilles d'impression soient alignées sur une ligne droite à travers la fente existant à l'extrémité du montant de guidage, caractérisée en ce que l'on a essentiellement la relation x = J/(Mh),

x étant la longueur séparant le point de fixation de l'aiguille d'im-

pression à l'armature, d'avec le ressort de torsion, J étant le moment d'inertie de l'élément mobile, M la masse de l'élément mobile, et h la longueur entre le centre de gravité de l'élément mobile et le ressort

de torsion.