FR2617433A1 - Dispositif de commande d'une rangee de marteaux et procede d'alimentation en courant d'un moteur - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande d'une rangée de marteaux d'une imprimante. Il comporte une came 28 montée de façon à tourner entre deux galets de came 38, 42 solidaires, l'un d'une rangée 16 de marteaux d'impression, l'autre d'un contrepoids 32. Au démarrage, le moteur 34, qui entraîne la came 28 par l'intermédiaire d'un volant d'inertie 30, reçoit des impulsions de courant dont le nombre, l'amplitude et la durée sont prédéterminés et dont les instants d'application sont synchronisés avec les oscillations que la came effectue avant que les sommets de deux bossages opposés de cette came atteignent et dépassent les galets de came. Domaine d'application : imprimantes à marteaux.

Description

Z617433

L'invention concerne les imprimantes, et plus particulièrement des imprimantes dans lesquelles une rangée de marteaux ou un autre élément allongé d'impression est

animé d'un mouvement alternatif par une came en rotation.

Il est connu, dans le domaine des imprimantes, d'utiliser un élément allongé d'impression à mouvement alternatif, tel qu'une rangée de marteaux, adjacent à une

longueur de papier à imprimer pour effectuer une impres-

sion. Un exemple d'une telle imprimante est donné dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 941 051. Dans l'imprimante décrite dans ce brevet, une rangée allongée de marteaux est animée d'un mouvement alternatif sur la largeur d'un papier à imprimer supportée par un cylindre ou une platine allongée. Pendant que la rangée de marteaux exécute son mouvement alternatif de va-et-vient en travers du papier à imprimer, des actionneurs magnétiques de marteaux montés sur la longueur de la rangée de marteaux sont activés sélectivement pour libérer ou "déclencher" des ressorts de marteaux qui leur sont associés. Ceux-ci amènent des embouts d'impact pour l'impression de points, montés sur les ressorts de marteaux déclenchés, à frapper le papier à imprimer à travers une longueur de ruban encreur pour imprimer des points sur le papier. Un ensemble faisant contrepoids est animé d'un mouvement alternatif en opposition de phase par rapport à celui de la rangée de marteaux afin de minimiser le mouvement vibratoire qui résulterait autrement du mouvement alternatif de la rangée

de marteaux.

Dans le système d'imprimante décrit dans le brevet n 3 941 051 précité, la rangée allongée de marteaux et l'ensemble faisant contrepoids sont animés d'un mouvement alternatif opposé par une came unique qui est en contact avec des galets de came opposes reliés à la rangée de marteaux et au contrepoids. La came, qui est configurée de façon à porter des bossages opposés, est animée d'un mouvement de rotation par un moteur d'entrainement et par l'intermédiaire d'un volant d'inertie auquel elle est accouplée. Lorsque la came tourne, les passages répétés de ses bossages sur les galets de came produisent un mouvement alternatif de la rangée de marteaux et du contrepoids. Les galets de came, qui accouplent la rangée de marteaux et de

contrepoids à la came, comportent des ressorts de compres-

sion qui forcent des galets de came, situés aux extrémités des ensembles à galets de came, à porter contre la came et

les maintiennent contre elle.

Pendant la mise en marche d'imprimantes telles que celles du type décrit dans le brevet précité comportant une rangée de marteaux et un contrepoids entraînés par une came, un couple élevé est demandé pour faire passer la came au-delà du point de résistance maximal qui se trouve à l'emplacement o les sommets des bossages opposés portent contre les galets de came opposés et produisent une compression maximale des ressorts dans les ensembles à galets de came. Le couple de démarrage demandé est tel que le courant nécessaire pour produire ce couple peut habituellement être jusqu'à dix fois supérieur au courant demandé pour maintenir ensuite le fonctionnement au régime

stabilisé dans lequel la rangée de marteaux et le con-

trepoids sont entraînés à une vitesse constante choisie.

Dans de nombreux cas, on a besoin d'un moteur d'entraine-

ment de la came plus gros que celui nécessaire pour maintenir le fonctionnement au régime stabilisé, en raison du couple élevé de démarrage devant être produit pour vaincre la résistance initiale de la came. Ceci est désavantageux, à la fois du point de vue de la dimension et du coût accrus du moteur et du point de vue des appels de courant importants et des sources d'alimentation en énergie

nécessaires pour produire de tels courants.

. Il serait donc avantageux de réaliser un dispositif perfectionné d'entraînement de la came d'une imprimante. Il serait particulièrement avantageux de réaliser un tel dispositif dans lequel le démarrage peut être réalisé sans les courants élevés normalement demandés par le moteur et sans la nécessité des moteurs plus gros et plus coûteux, souvent demandés pour satisfaire les

exigences de démarrage.

Les caractéristiques précédentes et autres,

conformément à l'invention, sont réalisées par un dis-

positif perfectionné d'entraînement à came destiné à

entraîner une rangée de marteaux et un contrepoids.

Des dispositifs d'entraînement à came selon l'invention réalisent un démarrage par l'application intermittente d'énergie au moteur d'entraînement de la came suivant une courbe qui est synchrone avec la réponse en fréquence de résonance du système entraîné par la came, à mouvement alternatif, constitué de la rangée de marteaux et du contrepoids et de leurs galets de came. Des impulsions de courant sont appliquées au moteur à un rythme déterminé par la fréquence de résonance de manière que les impulsions de courant apparaissent pendant des alternances. Chaque impulsion de courant est d'une durée approximativement égale à celle de la première alternance de la réponse en

fréquence de résonance.

Chaque impulsion de courant fait tourner la came dans un sens mené, accumulant de l'énergie dans les ressorts des galets de came qui accouplent la came à la rangée de marteaux et au contrepoids. Une fois l'impulsion de courant terminée, la came revient en oscillant en sens opposé au sens mené. Pendant que la came change de nouveau de sens, l'impulsion suivante de courant commence pour renforcer le mouvement dans le sens mené et amplifier les oscillations. La séquence est répétée jusqu'à ce que le point de résistance maximal opposé à la rotation de la came, qui se trouve o les sommets des bossages opposés de la came portent contre les galets de came opposés, soit franchi. Lorsque ceci à lieu, un courant continu est alors

appliqué au moteur d'entraînement de la came pour entrete-

nir un mouvement au régime stabilisé du système, à la

vitesse souhaitée.

Les impulsions de courant appliquées au moteur d'entraînement de la came pendant le démarrage sont de préférence de même durée et sont espacées de façon à peu près égale les unes des autres de manière que chaque impulsion de courant commence à un instant correspondant au commencement d'une période différente de la réponse en fréquence de résonance du système mené par came à mouvement alternatif. Comme indiqué précédemment, chaque impulsion de courant est d'une durée approximativement égale à la première alternance de la série de périodes définies par la

réponse en fréquence de résonance du système mené par came.

Le nombre d'impulsions de courant demandé pour vaincre la résistance de crête à la rotation de la came peut être déterminé initialement de façon à rendre inutile une détection par réaction du système. Par contre, le moteur reçoit simplement des impulsions le nombre de fois demandé, pour une impulsion de courant d'amplitude et de durée données, pour faire tourner les sommets des bossages opposés de la came devant les galets de came opposés et effectuer ainsi le démarrage. Ensuite, un courant continu, d'amplitude entrainant le système à la vitesse souhaitée en régime stabilisé, est appliqué. Bien que l'amplitude des impulsions de courant de démarrage soit plus grande que l'amplitude du courant continu demandée pour produire un fonctionnement en régime stabilisé, l'amplitude des impulsions du courant de démarrage est néanmoins très inférieure à l'amplitude du courant demandée pour effectuer un démarrage selon la technique classique consistant à appliquer un courant continu au moteur d'entraînement de la came. En variante, on peut utiliser un système à boucle fermée dans lequel le positionnement de la came est déterminé par l'utilisation de signaux de réaction de position pour le système d'entraînement à came et le moteur reçoit des impulsions en conformité avec l'information

réelle de la position de la came.

L'amplitude des impulsions de courant de démarrage varie inversement avec le nombre d'impulsions à utiliser pour réaliser le démarrage. Ainsi, une amplitude d'impulsion de courant légèrement supérieure à celle demandée pour entretenir un fonctionnement au régime

stabilisé réalise un démarrage si un grand nombre d'impul-

sions de cette amplitude sont appliquées. Inversement, quelques impulsions de courant réalisent le démarrage si

l'amplitude de ces impulsions est assez grande.

Dans un dispositif préféré d'entraînement à came selon l'invention, le moteur d'entraînement de la came

est un moteur à courant continu, asservi, sans collecteur.

Le système d'asservissement pour la commande du moteur produit un signal représentant la vitesse réelle du moteur et le compare à un signal d'ordre représentant la vitesse souhaitée du moteur. Toute différence entre les signaux produit un signal d'erreur qui est appliqué au moteur pour en régler la vitesse en conséquence. Le signal d'ordre est produit par un calculateur de commande. La réponse en fréquence de résonance du système entraîné par came à mouvement alternatif, constitué de la rangée de marteaux, du contrepoids et des galets de came qui accouplent la rangée de marteaux et le contrepoids à la came, est déterminée par une rotation de la came jusqu'à ce que les sommets de ses bossages opposés portent contre les galets des ensembles à galets de came opposés. La came est alors libérée et son mouvement en fonction du temps est ensuite détecté et tracé jusqu'à ce que la came finisse par s'arrêter. Bien que les périodes individuelles de la réponse de résonance résultante du système entrainé par came varient quelque peu du fait des variations de raideurs des ressorts des ensembles à galets de came, on peut déterminer une moyenne de la réponse en fréquence de

résonance et les durées de ses périodes et alternances.

Après le démarrage, le calculateur de commande produit des impulsions de signaux d'ordre en synchronisme avec la fréquence moyenne de résonance de manière que chaque impulsion soit déclenchée au commencement d'une période de la fréquence de résonance et se termine au milieu de la période. L'amplitude des impulsions de signaux d'ordre est choisie de façon à produire des impulsions de courant d'une amplitude souhaitée au moteur. Une fois que

l'amplitude des impulsions de signaux d'ordre est déter-

minée, le nombre d'impulsions de signaux d'ordre nécessaire pour réaliser le démarrage est ensuite déterminé. Il peut

être calculé ou bien il peut être déterminé expérimentale-

ment par l'application réelle d'impulsions au moteur et l'observation du nombre d'-impulsions demandé pour vaincre la résistance de crête. Le calculateur de commande est

alors programmé pour produire le nombre demandé d'impul-

sions de signaux d'ordre de cette amplitude à chaque démarrage avant de produire un signal d'ordre continu qui génère un courant de moteur continu, d'amplitude nécessaire pour entretenir un mouvement alternatif en régime stabilisé

du système entraîné par came à une vitesse souhaitée.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une imprimante matricielle ligne par ligne comportant un dispositif perfectionné d'entraînement par came selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective du dispositif d'entraînement par came de l'imprimante de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective éclatée de la rangée de marteaux et de l'ensemble à platine de l'imprimante de la figure 1, montrant l'ensemble à galet de came de la rangée de marteaux; les figures 4A et 4B sont des vues en plan du dispositif d'entraînement par came de l'imprimante de la figure 1, montrant la came dans deux positions différentes; la figure 5 est un graphique de la position angulaire de la came en fonction du temps, montrant la réponse en résonance du système entraîné par came dans l'imprimante de la figure 1; la figure 6 est un schéma simplifié d'un système de commande asservie destiné à commander le moteur d'entraînement dans le dispositif d'entraînement à came de l'imprimante de la figure 1; et la figure 7 est un graphique des signaux d'ordre de vitesse du moteur et de la vitesse de came qui en résulte en fonction du temps, illustrant comment la servo-commande de la figure 6 réalise le démarrage

conformément à l'invention.

La figure 1 représente une imprimante 10 comportant un dispositif de commande par came 12 selon l'invention. L'imprimante 10 est une imprimante matricielle ligne par ligne du type général décrit dans le brevet n 3 941 051 précité. L'exemple particulier d'imprimante 10 représenté sur la figure 1 et décrit ci-après est décrit

2617-433

plus en détail dans la demande de brevet des Etats Unis d'Amérique n 069 486 de Norman E. Farb, "PRINTER HAVING INTERCHANGEABLE SHUTTLE ASSEMBLY", déposée le ler Juillet 1987, ainsi que dans la demande de brevet des Etats Unis d'Amérique n 069 021 de Norman E. Farb, "PRINTER HAVING IMPROVED HAMMERBANK", déposée le ler Juillet 1987. Par conséquent, les parties de l'imprimante 10 autres que le dispositif 12 d'entraînement par came ne sont décrites que

brièvement ici.

L'imprimante 10 comprend un ensemble & navette 14 ayant une rangée allongée 16 de marteaux et un ensemble à platine 18 qui sont décrits plus en détail ci-après en liaison avec la figure 3. Un ensemble entraîneur 20 monté à

proximité de l'ensemble à platine 18 comporte des entrai-

neurs opposés 22 et 24 à picots destinés à s'enclencher avec des perforations situées le long des bords opposés d'une longueur de papier à imprimer 25. Les entraîneurs à picots 22 et 24 font avancer la longueur de papier d'impression 25 vers le haut, pas à pas, à travers un poste 26 d'impression défini par l'interface entre la rangée de marteaux 16 et l'ensemble à platine 18. Une platine 27 de support de ruban dispose une longueur de ruban encreur dans le poste 26 d'impression entre la rangée 16 de marteaux et l'ensemble à platine 18, comme décrit ci-après en liaison

avec la figure 3.

Une impression est réalisée dans l'imprimante de la figure 1 par libération ou "déclenchement" de certains, choisis, de plusieurs ressorts de marteaux montés sur la longueur de la rangée 16 de marteaux, comme décrit ci-après en liaison avec la figure 3. Des embouts d'impact pour l'impression de points sont montés sur les ressorts de marteaux et frappent la longueur de ruban encreur provenant de la platine 27 de support contre la longueur de papier d'impression 25 pour imprimer des points pendant que la rangée 16 de marteaux est animée d'un mouvement alternatif de va-et-vient en travers de la longueur du papier d'impression 25 maintenu par les entraîneurs 22 et 24 et supporté contre l'ensemble à platine 18. La rangée 16 de marteaux est animée d'un mouvement alternatif par une came 28 montée sur un volant 30 dans le dispositif 12 d'entraînement par came. La came 28 est également en contact avec

un ensemble de contrepoids 32 qu'elle entraine en opposi-

tion de phase par rapport à la rangée 16 de marteaux. De cette manière, l'ensemble 32 fait contrepoids à la rangée 16 de marteaux pour minimiser le mouvement vibratoire qui

se produirait autrement dans l'imprimante 10.

Le dispositif 12 d'entraînement par came est représenté en détail sur la figure 2 et il comprend un moteur 34 d'entraînement de came accouplé par une courroie 36 de transmission au volant d'inertie 30 afin de le faire

tourner, la came 28 étant accouplée au volant d'inertie 30.

La came 28 qui, dans le présent exemple, porte quatre bossages différents agencés en deux paires opposées et différentes de bossages, comme décrit ci-après en liaison avec les figures 4A et 4B, porte contre un galet 38 d'un ensemble 40 à galet de came relié à la rangée 16 de marteaux. La came 28 porte également contre un galet 42

d'un ensemble 44 à galet de came relié au contrepoids 32.

Le moteur 34 d'entraînement de la came est normalement commandé dans le sens des aiguilles d'une montre, comme vu sur la figure 2, afin de déplacer la courroie 36 de transmission dans le sens indiqué par des flèches 46. Ceci produit une rotation du volant d'inertie dans le sens des aiguilles d'une montre, comme indiqué par une flèche 48, et fait tourner la came 28, qui est

accouplée au volant d'inertie 30, dans le même sens.

Pendant que la came 28 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, le passage des divers bossages de cette came 28 sur le galet de came 38 produit un mouvement alternatif de va-et-vient de la rangée 16 de marteaux, comme indiqué par une flèche 50. De la même manière, le passage des bossages de la came 28 sur le galet de came 42 produit un mouvement alternatif du contrepoids 32 comme indiqué par

une flèche 52.

La rangée 16 de marteaux est représentée plus en détail sur la figure 3, avec son ensemble à galet de

came 40, ainsi que l'ensemble à platine 18 et un capot 54.

La rangée 16 de marteaux comporte plusieurs ressorts de

marteaux 56 montés dans une disposition espacée, globale-

ment parallèle, sur sa longueur. Chaque ressort 56 de marteaux qui est monté sur la rangée 16 au moyen d'une vis

58 et d'une plaque 60 de montage, à une extrémité in-

férieure du ressort, comporte une extrémité supérieure libre et opposée sur laquelle est monté un embout 62 d'impact pour l'impression d'un point. Le ressort 56 de marteau est normalement maintenu légèrement fléchi dans une position rétractée contre deux pièces polaires 64 et 66 qui sont montées à l'intérieur d'une gorge 68 dans la rangée 16 de marteaux, sur les côtés opposés d'un aimant permanent 70. Le ressort 56 de marteaux est maintenu dans la position rétractée contre les pièces polaires 64 et 66 par l'action de l'aimant permanent 70. Le flux magnétique de l'aimant permanent 70 parcourt le circuit magnétique constitué des pièces polaires 64 et 66 et la partie adjacente de

l'extrémité supérieure du ressort 56 de marteau.

Chaque ressort 56 de marteau, quatre seulement de ces ressorts étant représentés sur la figure 3 pour plus de clarté, est associé à une paire différente de pièces polaires 64 et 66. Un ensemble différent 72 à bobines magnétiques est associé à chaque paire de pièces polaires 64 et 66 et porte deux bobines 74 et 76, respectivement,

montées sur cet ensemble. La libération ou le "déclenche-

ment" du ressort de marteau 56, qui est normalement maintenu dans la position rétractée contre les pièces polaires 64 et 66 par l'action de l'aimant permanent 70, il est réalisé par une excitation momentanée des bobines 74 et 76. Ceci amène l'extrémité supérieure libre du ressort de marteau 56 à s'envoler des pièces polaires 64 et 66 vers l'avant afin que l'embout 62 d'impact d'impression d'un point passe dans une paire associée d'ouvertures, situées dans des parties avant et arrière 78 et 80 du capot 54 monté sur la rangée 16 de marteaux. Les ouvertures 84 de la partie avant 78 du capot 82 sont représentées surela figure 3. Les ouvertures de la partie arrière 80 sont masquées sur la figure 3. Pendant que l'embout d'impact 62 d'impression d'un point du ressort de marteau déclenché passe dans les ouvertures associées des parties avant et arrière 78 et 80 du capot 82, une partie de la longueur d'un ruban encreur 86 est frappée contre la longueur du papier d'impression 25 supporté contre une platine allongée 90 de l'ensemble à platine 18. Le ressort de marteau 56 revient ensuite en rebondissant dans la position rétractée contre les pièces polaires 64 et 66 o le ressort de marteau 56 est maintenu par l'action de l'aimant permanent 70 en préparation pour

son déclenchement suivant.

Le ruban encreur 86, qui est présenté par la platine 27 de support de ruban montrée sur la figure 1, passe à travers le capot 54 entre les parties avant et arrière 78 et 80 de celui-ci. Le ruban encreur 86 est disposé entre les ouvertures 84 de la partie avant 78 et les ouvertures correspondantes (non représentées) de la partie arrière 80 du capot 82. Lorsque les divers ressorts de marteaux 56 sont déclenchés pendant le mouvement alternatif de la rangée 16 de marteaux par rapport au papier 25 d'impression et à la platine 90 de support, l'embout d'impact 62 d'impression d'un point de chaque ressort de marteau déclenché 56 s'étend à travers les ouvertures associées du capot 54 pour frapper le ruban

encreur 86 contre le papier d'impression 25.

Le papier d'impression 25 est avancé à travers le poste d'impression 26 défini par l'interface entre le capot 54 et la platine 90 par les entraîneurs 22 et 24 à picots montrés sur la figure 1. Les entraineurs 22 et 24 s'enclenchent avec les bords opposés du papier d'impression 25 de manière classique et ils comportent une suite de picots qui pénètrent dans les perforations 92 ménagées.dans

les bords opposés du papier d'impression 25. Les entraî-

neurs à picots 22 et 24 font avancer le papier d'impression 88 vers le haut, pas à pas, de manière que la rangée 16 de marteaux puisse imprimer une rangée de points différente à chaque fois qu'elle effectue un balayage sur la largeur du

papier d'impression 25.

La rangée 16 de marteaux comprend un axe allongé 94 s'étendant sur sa longueur et dépassant de ses extrémités opposées pour former des longueurs d'axe 96 et

98 aux extrémités opposées de la rangée 16 de marteaux.

Comme décrit en détail dans la demande n 069 021 précitée, les longueurs d'axe 96 et 98 sont logées dans des paliers lisses linéaires montés à l'intérieur de l'ensemble à navette 14. Les paliers lisses linéaires permettent aux longueurs d'axe 96 et 98 d'y coulisser afin que la rangée

16 de marteaux puisse exécuter un mouvement alternatif.

L'ensemble à galet de came 40 est monté sur une extrémité conique 100 de la longueur d'axe 96. L'ensemble 40 comprend le galet de came 38 monté de façon à pouvoir tourner dans une chape 104 dont il dépasse vers l'extérieur pour porter contre la came 28. La chape 104 est accouplée à un ensemble à palier 106 par une bague 108 située sur la face arrière de la chape 104. La bague 108 passe dans une rondelle 110, un ressort hélicoïdal 112 de navette et des rondelles 114 pour aboutir à une extrémité de l'ensemble à palier 106 entourée d'un réservoir 116 qui porte contre une mèche lubrifiante 118 en feutre à l'extrémité de l'ensemble

à palier 106.

L'ensemble à palier 106 est monté sur l'ex-

trémité conique 100 de la longueur d'axe 96. Une vis de blocage, qui n'est pas représentée et qui est logée librement à l'intérieur de la bague 108 de la chape 104, est montée dans l'extrémité conique 100 de la longueur d'axe 96. La vis de blocage définit la distance sur laquelle la chape 104 peut s'éloigner de l'extrémité conique 100 tout en permettant en même temps un mouvement limité de la chape 104 vers l'extrémité conique 100 contre la résistance du ressort 112 pour absorber les chocs

lorsque le roulement à bille 102 suit la came 28. Simul-

tanément, l'élasticité du ressort 112 de la navette repousse à force le galet 38 contre la came 28 et le

maintient en contact avec cette came 28.

L'ensemble 44 à galet de came du contrepoids 32 est partiellement monté à l'intérieur d'une masse de contrepoids 120, d'un poids similaire à celui de la rangée 16 de marteaux. Un ressort 121 rappelle élastiquement le galet de came 42 en contact avec la came 28. La masse de contrepoids 120 est montée de façon coulissante sur deux axes 122 et 124. Lorsque la came 28 tourne, la masse de

contrepoids 120 est animée d'un mouvement alternatif en va-

et-vient sur les axes 122 et 124 par l'ensemble à galet de

came 44.

Les figures 4A et 4B montrent la came 28 associée à un système 126 entraîné par came qui est constitué de la rangée 16 de marteaux avec son ensemble à galet de came 40 et de l'ensemble à contrepoids 32 comprenant son ensemble à galet de came 44 et sa masse de contrepoids 120. Comme indiqué précédemment, la came 28 du présent exemple comporte quatre bossages différents disposés en deux paires opposées de bossages. Les bossages comprennent une première paire 128 et 130 dans laquelle ils sont opposés l'un à l'autre et une seconde paire 132 et 134 dans laquelle ils sont opposés l'un à l'autre et disposés entre les bossages 128 et 130. Les bossages 128, 130, 132 et 134 sont espacés régulièrement à intervalles de 90 le long de la circonférence de la came 28. Sur la figure 4A, le galet 38 de came porte contre la came 28 en un point 136. Le galet de came opposé 42 porte contre la came 28 en un point 138 opposé au point 136. Les points 136 et 138 constituent des points bas ou "creux" à mi-distance entre les sommets des bossages 128, 130, 132 et 134. La came 28 comporte une autre paire de points opposés 140 et 142 qui constituent également des points bas ou "creux" entre les sommets des bossages 128, 130, 132 et 134. La came 28 vient s'arrêter dans une position telle que celle montrée sur la figure 4A dans laquelle les points opposés 136 et 138 ou les points opposés 140 et 142 sont contigus aux galets de came 38 et 42. Il s'agit des points de moindre résistance sur la came 28. Le ressort 112 situé dans l'ensemble 140 à galet de came de la rangée de marteaux est détendu au maximum, de même que le ressort 121 de l'ensemble 44 à

galets de came de contrepoids.

Comme indiqué précédemment en regard de la figure 2, le sens souhaité d'entraînement du volant d'inertie 30 et de la came 28 qui lui est reliée est le sens des aiguilles d'une montre comme indiqué par la flèche 48 sur la figure 2. Par conséquent, lorsque l'on commence à entraîner la came 28 à partir de la position montrée sur la figure 4A lors du démarrage, le moteur 34 d'entrainement de la came est mis sous tension pour commencer à entraîner la came 28 dans le sens des aiguilles d'une montre afin de faire monter le galet de came 38 jusque sur le sommet du bossage 134 puis au-delà de ce sommet et de faire monter le galet de came 142 jusque sur le sommet du bossage 132 puis au-delà de ce sommet. Lorsque la came 28 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la position montrée sur la figure 4A, les ressorts 112 et 121 sont comprimés jusqu'à ce qu'ils atteignent une position de compression maximale au moment o les sommets des bossages 134 et 132 portent sur les galets de came 38 et 42. Ceci représente la position ou le point angulaire de résistance maximale lors du démarrage à partir de la position de la came montrée sur la figure 4A. Lorsque les sommets des bossages 134 et 132 continuent au- delà des galets de came 38 et 42, les ressorts 112 et 121 peuvent se détendre jusqu'à ce que les points 142 et 140 atteignent les galets de came 38 et 42. Par conséquent, les points 140 et 142, qui constituent des creux de bossage, définissent une autre

position ou un autre point angulaire de moindre résistance.

Une valeur importante de couple est demandée pour faire tourner la came 28 dans le sens des aiguilles d'une montre de la position de moindre résistance, montrée sur la figure 4A, sur un huitième de tour vers la position

de la plus grande résistance montrée sur la figure 4B.

Lorsque la came 28 continue de tourner au-delà de la position montrée surla figure 4B, il faut encore un couple important, mais ce couple est sensiblement inférieur à celui demandé pour réaliser le démarrage ou le premier huitième de tour de la came 28. Ceci est apparemment dû au moment d'inertie du système avec son volant d'inertie 30

relativement lourd et la résistance de frottement notable-

ment réduite une fois que le système est mis en mouvement.

Le système atteint rapidement un état de régime stabilisé dans lequel l'application d'un courant relativement faible au moteur d'entraînement 34 fait exécuter un mouvement alternatif à la rangée 16 de marteaux, à une vitesse souhaitée. Un courant continu appliqué au moteur 34 pour

réaliser le démarrage peut avoir une amplitude habituelle-

ment dix fois supérieure, ou plus, à l'amplitude du courant demandé ensuite pour maintenir le fonctionnement en régime stabilisé. Par conséquent, le moteur d'entraînement 34 doit être assez gros pour produire le couple demandé au démarrage en réponse à la grande amplitude du courant. De plus, l'amplitude élevée du courant de démarrage exige une alimentation en énergie capable de fournir de telles amplitudes de courant, quand bien même seule une petite partie de cette capacité d'alimentation en énergie est ensuite nécessaire pour maintenir le fonctionnement au

régime stabilisé.

Conformément à l'invention, les demandes de courant de démarrage sont réduites à un dispositif qui alimente par intermittence le moteur 34 en impulsions de courant suivant une courbe synchrone avec celle de la fréquence de résonance du système 126 entraîné par came. La came 28 oscille sous l'effet des impulsions de courant jusqu'à ce que la résistance de crête, représentée par la position de l'un des bossages opposés 128 et 130 ou des bossages opposés 132 et 134 des galets de came 38 et 42 soit vaincue. Ensuite, il est appliqué au moteur 34 un courant continu suffisant pour faire exécuter un mouvement alternatif à la vitesse souhaitée de manière stabilisée à

la rangée de marteaux 16.

La réponse en résonance du système 126 entraîné par came, qui est constitué de la rangée 16 de marteaux et du contrepoids 32, y compris leurs ensembles à galets de came 40 et 44, est aisément déterminée et est montrée sur la figure 5. La figure 5 est un tracé de la position angulaire de la came 28 en fonction du temps après que la came 28 a été tournée manuellement vers l'une de ses positions angulaires de résistance de crête telle que la position montrée sur la figure 4B, puis qu'elle a été relâchée. Au point singulier de relâchement qui est représenté par un point 150 sur la figure 5, la came 28 commence à tourner sous la force de rappel des ressorts 112 et 121 de la navette. La came 28 passe en tournant par un point 152 représentant l'une des positions de moindre résistance telle que la position de came montrée sur la figure 4A, jusqu'à un point 154 auquel la came 28 s'arrête, les galets de came 38 et 42 ayant parcouru la plus grande partie du chemin vers les sommets de l'une des paires opposées de bossages 128, 130, 132 et 134. Au point 154, la came 28 change de sens et tourne en passant par une position de moindre résistance au point 156 jusqu'à un point 158 auquel les galets de came 38 et 42 ont parcouru une partie du chemin vers les sommets de la paire de bossages 128, 130, 132 et 134 à laquelle la came 28 a été relâchée en premier. La came 28 inverse de nouveau son sens au point 158 et tourne en passant par une position de moindre résistance en un point 160, jusqu'à un point 162

auquel la came 28 s'arrête de nouveau puis change de sens.

Le système 126 entraîné par came continue d'osciller de

cette manière jusqu'à ce qu'il finisse par s'arrêter.

La réponse en résonance du système 126 entraîné

par came, montré sur la figure 5, est déterminée prin-

cipalement par les masses de la rangée 16 de marteaux et du contrepoids 32 et, à un faible degré, par les raideurs des ressorts 112 et 121 des ensembles à galets de came 40 et 44. Les raideurs varient quelque peu suivant le degré de détente ou de compression des ressorts 112 et 121. Par exemple, le ressort 112 situé dans l'ensemble 40 à galet de came présente une raideur qui varie de 0 cm.-N/degré dans l'une des positions de moindre résistance de la came à une valeur de 45 cm.N/degré en un point éloigné de 22,5 ou un

seizième de tour de la position de moindre résistance.

Pendant que la came continue de tourner jusqu'à une position de plus grande résistance, la raideur du ressort

112 redescend à 0 cm.N/degré.

Les variations des raideurs des ensembles à galets de came 40 et 44 engendrent des variations minimes dans les demi-périodes et les périodes de la réponse en résonance, représentées par les intervalles entre passages

par l'axe horizontal, tels que les points 152, 156 et 160.

L'intervalle entre les points 152 et 156 définit une demi-

période de la réponse en résonance et donc une alternance de la fréquence de résonance ainsi définie. L'intervalle entre le point 156 et le point suivant 160 définit une seconde demi-période et donc une seconde alternance de la fréquence de résonance. De légères variations des demipériodes apparaissent le long de la courbe de réponse de la figure 5 du fait des variations des raideurs des ensembles et 44 à galets de came en fonction des positions changeantes de la came 28 par rapport aux galets de came 38 et 42. Néanmoins, la réponse en résonance s'avère couper l'axe horizontal en des points relativement proches des passages équidistants, par l'axe horizontal, d'une courbe uniforme de fréquence constante. Par conséquent, aux fins de l'invention, on peut ignorer les effets des variations des raideurs des ressorts. Il est apparu conformément à l'invention qu'une courbe uniforme ou correspondant à une

moyenne peut être utilisée pour déterminer la synchronisa-

tion et la durée des impulsions du courant de démarrage.

Par Conséquent, l'application au moteur 34 d'impulsions suivant une courbe synchrone avec la courbe de fréquence moyenne de résonance produit un démarrage satisfaisant du

système entraîné par came.

La figure 6 est un schéma synoptique d'une servocommande pour le moteur 34. Le système de la figure 5 comprend un calculateur 170 de commande destiné à produire un signal d'ordre représentant la vitesse souhaitée du moteur 34. Le signal d'ordre du calculateur 170 de commande est appliqué à un convertisseur numérique-fréquence 172 qui convertit le signal d'ordre en une onde carrée ayant une fréquence correspondant à la valeur du signal d'ordre et indiquant la vitesse souhaitée du moteur 34. L'onde carrée provenant du convertisseur numérique-fréquence 172 est appliquée à un détecteur d'erreurs 174 de même que le

signal de sortie d'un convertisseur vitesse-fréquence 176.

Le convertisseur vitesse-fréquence 176 est relié au moteur 34 de façon à détecter les vitesses réelles de celui-ci. Le convertisseur vitessefréquence 176 produit une onde carrée dont la fréquence représente la vitesse réelle du moteur 34. Le détecteur d'erreurs 174 se comporte en fait comme un soustracteur de fréquence qui soustrait la fréquence de l'onde carrée produite par le convertisseur vitesse-fréquence 176 de la fréquence de l'onde carrée

produite par le convertisseur numérique-fréquence 172.

Toute différence entre les fréquences aboutit à l'appari-

tion d'une tension d'erreur à la sortie du détecteur 174 d'erreur, laquelle tension est appliquée à un filtre de

compensation à boucle 178.

Le filtre 178 de compensation à boucle filtre la tension d'erreur provenant du détecteur 174 pour stabiliser cette tension avant de l'appliquer à un modulateur d'impulsions en largeur 180. Le modulateur d'impulsions en largeur 180 produit une tension à haute fréquence en réponse à la tension filtrée apparaissant à la sortie du filtre 178 de compensation à boucle. La tension à

haute fréquence est appliquée à un hacheur 182 à transis-

tors à effet de champ qui convertit la tension à haute fréquence en un courant continu ensuite appliqué au moteur 34. La servo-commande montrée sur la figure 6 a pour résultat de générer en continu un courant continu en sortie du hacheur 182 à transistors à effet de champ sous l'action du signal d'ordre provenant du calculateur 170 de commande de façon à entraîner le moteur 34 à la vitesse souhaitée

pendant un fonctionnement en régime stabilisé.

Conformément à l'invention, le calculateur 170 de commande est programmé de façon à produire un signal d'ordre à impulsions pendant la mise en marche afin que des impulsions de courant d'amplitude et de durée souhaitées soient produites à la sortie du hacheur 182 pour être appliquées au moteur 34. Un exemple en est donné sur la figure 7. La figure 7 est une courbe par rapport au temps du démarrage suivie d'un fonctionnement en régime stabilisé du système 126 entraîné par came. Il est tracé par rapport au temps l'ordre de vitesse du moteur en tours par minute, provenant du calculateur 170 de commande, cet ordre de vitesse étant tracé en traits pointillés. Il est également tracé, par rapport au temps sur la figure 7, la vitesse réelle de la came 28, en tours par minute, laquelle vitesse est représentée en traits pleins. Du fait de la présence de la courroie 36 de transmission reliant le moteur 34 à la came 28 par l'intermédiaire du volant d'inertie 30 et du fait d'autres pertes par frottement, un ordre de vitesse donné du moteur

aboutit à une vitesse de came quelque peu inférieure.

Ainsi, comme montré sur la figure 7, un ordre de vitesse du moteur de 250 tours par minute produit une vitesse de came d'environ 200 tours par minute. En haut de l'échelle, un ordre de vitesse du moteur de 1250 tours par minute produit une vitesse de came d'environ 1000 tours par minute. En tenant compte du fait qu'une telle différence existe entre les vitesses, on peut donc considérer la figure 7 comme donnant l'ordre de vitesse du moteur, produit par le calculateur 138 de commande, et la vitesse réelle de la

came 28 qui résulte de cet ordre.

Dans l'exemple de la figure 7, la période moyenne d'une alternance de la réponse en résonance montrée sur la figure 5 a été déterminée comme étant d'environ 225 millisecondes. Sur cette base, il est apparu que des impulsions d'un signal d'ordre ayant approximativement la même durée produisent l'action oscillante souhaitée qui entraîne un démarrage en utilisant un courant dont l'amplitude est considérablement inférieure à celle demandée dans des techniques classiques dans lesquelles un courant continu est appliqué au moteur 34 pendant le démarrage. Comme représenté par la ligne en traits pointillés sur la figure 7, une première impulsion 190 d'ordre, d'une valeur d'environ 1150 tours par minute, est générée à la sortie du calculateur 170 de commande pendant environ 225 millisecondes. Elle produit une impulsion de courant ayant une amplitude d'environ 10 ampères et une durée d'environ 225 millisecondes à la sortie du hacheur 182 à transistors à effet de champ. Comme indiqué par la ligne en traits pleins sur la figure 7, la vitesse de la came 28 s'élève de 0 à environ 500 tours par minute, puis diminue jusqu'à une valeur légèrement supérieure à 200 tours par minute en réponse à la première impulsion d'ordre 190. Ceci représente une première oscillation de la came 28 dans le sens des aiguilles d'une montre de l'entraînement jusqu'à un point d'arrêt suivie d'une oscillation de la came 28 en sens inverse pendant une période de 450 millisecondes correspondant à une période moyenne de la

fréquence de résonance du système 126 entraîné par came.

Une deuxième impulsion d'ordre 192 d'une durée d'environ 225 millisecondes est ensuite púoduite par le calculateur 170 de commande, comme indiqué par la ligne en traits pointillés sur la figure 7. Les parties correspondantes de la ligne en traits pleins, qui représente la vitesse de la

came 28, illustrent une deuxième oscillation de la came 28.

Dans le présent exemple, l'application de deux impulsions de courant de 10 ampères, ayant des durées de 225 millisecondes, s'avère appropriée pour réaliser le démarrage si après la deuxième impulsion, on applique un courant continu. Par conséquent, après la deuxième impulsion d'ordre 154 et le délai d'une demi-période de 225 millisecondes consécutive, une impulsion d'ordre continu 194 est produite par le calculateur 170 de commande. Elle a pour effet de faire osciller la came 28 au-delà de la position de la plus grande résistance représentée par les sommets opposés des bossages 128 et 130 ou des bossages 132 et 134, de sorte que la came 28 continue de tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis qu'une vitesse de came en régime stabilisé d'environ 900 tours par minute est

approchée puis maintenue.

Dans l'exemple de la figure 7, les première et seconde impulsions d'ordre 190 et 192 produisent des impulsions de courant, pour le moteur 34, ayant des amplitudes d'environ 10 ampères. Le maintien du système dans une condition de régime stabilisé, avec une vitesse de came d'environ 900 tours par minute, exige un courant de moteur d'environ 1,8 ampère. Bien que les amplitudes de 10 ampères des impulsions du courant de démarrage soient beaucoup plus grandes que l'amplitude de 1,8 ampère du courant à régime stabilisé, on appréciera les avantages de l'invention en considérant qu'il fallait un courant continu de démarrage d'environ 20 ampères en utilisant des

techniques classiques de démarrage. La diminution résul-

tante de moitié de l'amplitude nécessaire du courant de démarrage a été obtenue avec l'utilisation de seulement deux impulsions immédiatement avant l'application d'un signal d'ordre continu. Si l'on utilise un plus grand nombre d'impulsions pour effectuer le démarrage, des amplitudes de courant produites par ces impulsions peuvent être inférieures à 10 ampères. En fait, l'amplitude demandée des impulsions de courant de démarrage diminue avec l'accroissement du nombre des impulsions appliquées pour réaliser le démarrage, si bien que le courant des impulsions de démarrage approche le courant du moteur en régime stabilisé sur une base théorique si l'on utilise assez d'impulsions et d'oscillations correspondantes de la came pour produire le démarrage. Cependant, en pratique, ce point n'est jamais tout à fait atteint du fait des

frottements présents dans le système.

L'invention est décrite ici avec une came à quatre bossages à titre uniquement illustratif. L'homme de l'art appréciera que l'invention peut également s'appliquer

à d'autres configurations de came, y compris une configura-

tion dans laquelle la came ne comporte que deux bossages opposés et une configuration dans laquelle la came comporte un seul bossage pour entraîner la rangée de marteaux et qui peut être accouplée à une seconde came pour entraîner un contrepoids. L'homme de l'art appréciera aussi que le démarrage réalisé conformément à l'invention peut être obtenu au moyen d'un système à boucle fermée aussi bien qu'avec le système à boucle ouverte décrit. Les imprimantes de ce type sont habituellement équipées de moyens de réaction de position tels qu'un codeur accouplé au système d'entraînement par came ou à la rangée de marteaux pour produire des impulsions "bornes de séparation" en une suite de positions différentes. Ces impulsions de séparation sont représentatives de la position angulaire de la came et peuvent être utilisées pour synchroniser les impulsions de démarrage du moteur et pour appliquer un courant continu au moteur lorsquiil est déterminé que la came a tourné au-delà

du point de résistance de crête.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande d'une rangée de marteaux pour lui faire exécuter un mouvement alternatif dans une imprimante (10), caractérisé en ce qu'il comporte une rangée (16) de marteaux montés de façon à pouvoir coulisser, une came (28) montée de façon à tourner et accouplée à la rangée de marteaux de façon à l'entrainer en un mouvement alternatif, un moteur (34) accouplé à la came pour l'entraîner, et un circuit monté de façon à alimenter le moteur pour entrainer la came, le circuit ayant pour fonction d'appliquer une suite d'impulsions de courant au moteur afin de réaliser le démarrage de la rotation de la came, puis d'appliquer un courant continu au moteur pour entretenir l'entrainement-de la came afin qu'elle anime la

rangée de marteaux d'un mouvement alternatif.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suite d'impulsions de courant comprend un nombre prédéterminé d'impulsions de courant d'une amplitude prédéterminée et d'une durée suffisante pour déplacer la came au-delà d'un point de résistance de crête représenté par le contact de la rangée de marteaux avec le sommet d'un bossage (128, 130, 132 ou 134) de la came.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un contrepoids (32) monté de façon à être entraîné par la came, et en ce que les impulsions de courant sont d'une même durée, qui est approximativement égale à la moitié de la période de la fréquence de résonance du système (126) entraîné par came

et constitué de la rangée de marteaux et du contrepoids.

4. Dispositif selon la revendication 3,

caractérisé en ce que la rangée de marteaux et le contre-

poids comprennent chacun un ensemble à galets de came (40, 44) comportant un ressort de compression (112, 121) et un

galet (38, 42) en contact avec la came.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un contrepoids (32) comprenant un ensemble (44) à galets de came et disposé en opposition à la rangée de marteaux, cette dernière étant allongée et montée de façon à exécuter un mouvement alternatif, et comportant un ensemble (40) à galets de came, la came, montée de façon à tourner, étant disposée entre les ensembles -à galets de came, avec lesquels elle est en contact, de la rangée de marteaux allongée et du contrepoids, la came comportant une paire de bossages opposés (128, 130, 132, 134), et le circuit monté de façon à alimenter le moteur comprenant un circuit d'attaque (182) qui, lors du démarrage de l'imprimante, est destiné à appliquer au moteur une suite d'impulsions de courant suffisante pour déplacer la paire opposée de bossages de la came jusqu'aux ensembles à galets suiveurs et au-delà de ces ensembles à galets suiveurs de la rangée allongée de marteaux et du contrepoids, et à appliquer

ensuite un courant continu au moteur.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit d'attaque comprend un moyen (176) connecté au moteur pour fournir l'indication de la vitesse réelle du moteur, un moyen (172) destiné à produire un signal d'ordre représentant la vitesse souhaitée du moteur, et un moyen (182) destiné à attaquer le moteur en fonction de la différence entre l'indication de la vitesse réelle du moteur et le signal d'ordre, le moyen destiné à produire un signal d'ordre qui représente une vitesse souhaitée du moteur ayant pour effet de produire une suite de signaux intermittents, d'une amplitude, d'une durée et d'un espacement prédéterminés,

suivie d'un signal continu.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la rangée allongée de marteaux et le contrepoids constituent ensemble un système (126) entrainé par came, ayant une réponse en résonance, et les signaux intermittents produits par le moyen destiné à produire un signal d'ordre apparaissent en synchronisme avec la première demi-période de chaque période de la fréquence de la réponse en résonance.

8. Procédé d'alimentation d'un moteur pour entraîner en rotation une came (28) afin de produire un mouvement alternatif d'une rangée (16) de marteaux montée de façon à coulisser dans une imprimante (10) et portant contre la came, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une suite d'impulsions de courant au moteur pour faire osciller la came dans un sens et dans l'autre jusqu'à ce qu'un bossage (128, 130, 132 ou 134) de la came arrive jusqu'à une zone de contact de la rangée de marteaux avec la came et dépasse cette zone, et à appliquer ensuite un courant continu au moteur pour faire tourner la

came à une vitesse souhaitée.

9. Procédé selon la revendication 8, carac-

térisé en ce qu'il consiste en outre à déterminer une fréquence moyenne de résonance de la rangée de marteaux à mouvement alternatif, à la came, et à espacer la suite

d'impulsions de courant afin que les impulsions apparais-

sent en synchronisme avec la fréquence moyenne de résonan-

ce.

10. Procédé selon la revendication 9, carac-

térisé en ce qu'il consiste en outre à mettre en forme la suite d'impulsions de courant afin que la durée de chaque impulsion de courant soit approximativement égale à la

durée d'une alternance de la fréquence moyenne de réso-

nance.