FR2664201A1

FR2664201A1 - Appareil permettant a un organe de rester, sans contact physique, a une distance predeterminee d'une surface entrainee en deplacement.

Info

Publication number: FR2664201A1
Application number: FR9008367A
Authority: FR
Inventors: Brecy Andre; Lacroix Andre
Original assignee: Bull SAS
Current assignee: Bull SAS
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-01-10
Anticipated expiration: 2010-07-03
Also published as: FR2664201B1

Abstract

1. L'invention concerne un appareil permettant à un organe de rester à une distance prédéterminée d'une surface entraînée en déplacement. 2. L'organe (14), sollicité par un dispositif de rappel (25) vers la surface (46) du tambour, est maintenu écarté de cette surface grâce à un dispositif pneumatique à pression (29). L'appareil de l'invention comprend deux capteurs (47, 48) qui, disposés l'un derrière l'autre, envoient des impulsions à une unité de commande (52) lorsque l'écartement entre l'organe (14) et la surface (46) devient supérieur à une valeur donnée. En réponse à ces impulsions, l'unité (52) délivre des tensions électriques différentes à deux dispositifs piézoélectriques à quartz (38, 39) placés, l'un derrière l'autre, entre l'organe (14) et le dispositif pneumatique à pression (29). Ces dispositifs, par leur dilatation ou leur contraction, permettent à la face (15) de l'organe de rester, sur toute sa longueur, pratiquement à la même distance de la surface (46) malgré les défauts présentés par cette dernière. 3. Application aux machines imprimantes magnétographiques.

Description

APPAREIL PERMETTANT A UN ORGANE DE RESTER, SANS CONTACT PHYSIQUE, A UNE DISTANCE PREDETERMINEE D'UNE SURFACE
ENTRAINEE EN DEPLACEMENT
La présente invention se rapporte à un appareil permettant à un organe de rester, sans contact physique, à une distance prédéterminée d'une surface entraînée en déplacement. Un tel appareil trouve tout particulièrement, quoique non exclusivement, son application dans les machines imprimantes magnétographiques dans lesquelles les têtes magnétiques d'enregistrement sont maintenues écartées, d'une distance très petite, de la surface d'un support d'enregistrement magnétique qui est entraînée en déplacement suivant une direction donnée.

Les machines imprimantes magnétographiques, de même que les appareils qui, tels que les mémoires à tambour magnétique par exemple, sont utilisés pour l'enregistrement d'informations, comportent un support d'enregistrement magnétique qui se présente sous des formes diverses, par exemple sous la forme d'un tambour ou d'une courroie sans fin, ce support étant revêtu d'une couche de matière magnétique. L'enregistrement des informations sur ce support est réalisé au moyen d'un organe d'enregistrement qui comporte une ou plusieurs têtes d'enregistrement magnétique à proximité desquelles se déplace ce support d'enregistrement.Chacune de ces têtes engendre, chaque fois qu'elle est excitée par un courant d'intensité convenable, un champ magnétique qui a pour effet de créer, sur la surface du support d'enregistrement qui défile devant ces têtes, des domaines magnétisés de petites dimensions, ces domaines, pratiquement ponctuels, étant généralement désignés sous le nom de points magnétisés.

Afin d'obtenir une meilleure délimitation des domaines ou points magnétisés sur le support d'enregistrement, on a proposé de magnétiser ce support en utilisant le mode d'enregistrement dit "transversal", c'est-à-dire de manière telle que, dans chacun des domaines magnétisés ainsi formés, l'induction magnétique présentée par chaque domaine soit pratiquement perpendiculaire à la surface de ce support. Un tel mode de magnétisation se révèle particulièrement intéressant dans le cas des imprimantes magnétographiques où, pour obtenir une image imprimée de haute définition, il est nécessaire d'enregistrer sur le support une image latente magnétique dont les différents points magnétisés constitutifs sont très petits et très proches les uns des autres.Pour enregistrer cette image latente magnétique, on utilise, préférentiellement, un organe d'enregistrement constitué de plusieurs ensembles rigides qui, sans être physiquement en contact avec la surface du support d'enregistrement, peuvent se déplacer légèrement les uns par rapport aux autres, ces ensembles rigides, dénommés habituellement transducteurs ou modules, étant du type de celui qui a été décrit et représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4.811.476.Chacun de ces modules comprend une pluralité de têtes magnétiques disposées les unes à côté des autres et alignées suivant une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du support d'enregistrement, chacune de ces têtes comportant un noyau magnétique filiforme, pourvu d'un enroulement d'excitation, ce noyau présentant, à l'une de ses extrémités, un pôle d'enregistrement qui est disposé à proximité immédiate de la surface du support d'enregistrement. Pour obtenir sur ce support des domaines magnétiques parfaitement délimités, il est indispensable que la distance qui sépare ce pôle d'enregistrement de la surface du support reste constante et inférieure à une valeur limite prédéterminée.Cette valeur limite est d'ailleurs d'autant plus petite que les têtes ont des dimensions plus faibles et que l'écartement entre ces différentes têtes est plus réduit.

C'est ainsi que, dans le cas où, à l'intérieur de chaque module, les noyaux des têtes ont un diamètre pratiquement égal à soixante-dix microns et sont placés de façon que leur espacement, de centre à centre, soit sensiblement égal à deux cent douze microns. Cependant, on observe que, au cours du fonctionnement de la machine, l'écartement entre chaque module et la surface du support d'enregistrement subit nécessairement des variations qui sont dues, par exemple, à des défauts d'excentricité ou à des défauts de surface de ce support d'enregistrement. Malgré tout le soin apporté à la construction de la machine, ces variations dépassent souvent un micron et peuvent même atteindre deux à trois microns. On conçoit, dans ces conditions, que le maintien, à une valeur constante, d'un écartement aussi faible a toujours été un problème qui, jusqu'ici, n'a jamais été résolu.

Certes, on connaît déjà des appareils qui ont été décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 4.040.612 et 3.081.682, ainsi que dans le brevet britannique NO 764.434, et qui permettent à un organe, tel qu'une tête magnétique ou un module, de rester à une distance prédéterminée de la surface d'un support d'enregistrement, cet organe étant sollicité par ailleurs vers cette surface par un dispositif élastique. Chacun de ces appareils comprend, d'une manière générale, un corps creux monté sur cet organe et présentant une face adjacente à la surface du support d'enregistrement.

Ce corps creux comporte une chambre qui est reliée à une source de gaz comprimé et des orifices qui, débouchant sur la face du corps creux qui est adjacente à la surface du support d'enregistrement, permettent à ce gaz comprimé de sortir de cette chambre et de passer dans l'expace compris entre cette face et cette surface, produisant ainsi une force pneumatique qui s'oppose à celle qui est exercée par le dispositif élastique. L'intensité de cette force pneumatique est telle que l'organe s'écarte de la surface du support d'enregistrement, l'écartement entre cet organe et cette surface étant d'autant plus grand que l'intensité de cette force pneumatique est plus élevée.On a toutefois constaté, avec ces appareils, que, même en ajustant l'intensité de cette force pneumatique pour obtenir entre l'organe et la surface d'enregistrement un écartement de valeur e prédéterminée, c'est-à-dire égal par exemple à vingt-cinq microns, cet écartement ne restait pas constant au cours du déplacement de cette surface, mais subissait au contraire des variations a e pouvant atteindre 0,0001 pouce, c'est-à-dire 2,54 microns. On voit, dans ces conditions, que la variation relative d'écartement # e/e reste inférieure à 2,54/25, c'est- à-dire à 0,1 si bien que ces variations d'écartement n'ont qu'une influence négligeable sur l'enregistrement des informations sur le support d'enregistrement.On peut, par ailleurs, signaler qu'une des causes de ces variations d'écartement réside dans le fait que les nombreux fils de connexion qui sont utilisés pour relier les enroulements d'excitation des têtes à une source d'alimentation électrique extérieure exercent sur l'organe des contraintes mécaniques relativement importantes qui l'empêchent de répondre à toutes les sollicitations provenant du corps creux.Une autre cause de ces variations réside dans le fait que le corps creux et l'organe sont placés à des endroits différents le long de la surface du support d'enregistrement, si bien que la portion de cette surface qui se trouve, à un instant donné, en regard de l'organe n'est pas le même que celle qui se trouve, à ce même instant, en regard du corps creux, de sorte que, si l'une de ces portions présente de légers défauts de surface, tels que des creux, des bosses ou encore des faux ronds, le corps creux, qui tend à suivre fidèlement la portion de surface qui défile devant lui, entraîne nécessairement une variation de l'écartement entre l'organe et la surface du support d'enregistrement.

Dans le cas où l'écartement entre l'organe et la surface d'enregistrement et relativement grand, c'est-à-dire de l'ordre de vingt-cinq microns, les appareils qui ont été décrits dans les brevets précités conviennent parfaitement puisque, comme on l'a vu plus haut, la variation relative d'écartement abe/e reste inférieure à 0,1. Mais ces appareils seraient tout à fait inadaptés si on les utilisait dans les machines imprimantes magnétographiques dans lesquelles l'écartement e entre les pôles d'enregistrement magnétique et la surface du support d'enregistrement est inférieur à trois microns.En effet, étant donné que, avec ces appareils la variation maximum d'écartement S e reste égale à 2,54 microns, la variation relative d'écartement 8 e/e devient alors égale à 2,54/3, c'est-à-dire égale à 0,84, ce qui est incompatible avec l'obtention de domaines magnétiques parfaitement délimités.

La présente invention remédie à ces inconvénients et propose un appareil qui permet à un organe de rester à une distance prédéterminée d'une surface entraînée en déplacement, et cela même dans le cas où cette distance est extrêmement petite, c'est-à-dire de l'ordre du micron.

Plus précisément, la présente invention concerne un appareil permettant à un organe pourvu d'une face disposée en regard d'une surface entraînée en déplacement de rester, sans contact physique, à une distance prédéterminée de cette surface, cet organe étant sollicité vers cette surface par un dispositif de rappel élastique exerçant sur cet organe une force constante, cet appareil comprenant un bloc pneumatique articulé sur cet organe et établi pour produire une force pneumatique qui s'oppose à la force dudit dispositif élastique et qui est telle que l'écartement entre ladite surface et la face dudit organe est à priori égal à ladite distance prédéterminée, caractérisé en ce que, les positions relatives dudit organe et de ladite surface étant, sous l'effet de causes diverses, amenées à être légèrement modifiées, cet appareil comporte en outre - deux capteurs fixés en deux points opposés dudit organe
situés à proximité de ladite surface, chacun de ces
capteurs étant établi pour engendrer un signal électrique,
d'une polarité donnée, chaque fois que la distance qui le
sépare de cette surface atteint un premier seuil de valeur
eo + g , et un signal électrique, de polarité opposée,
chaque fois que cette distance atteint un second seuil, de
valeur eo -g , eo représentant la valeur de ladite distance
prédéterminée et#étant une valeur prédéterminée inférieure
à eo - deux dispostifs piézoélectriques associés chacun
respectivement à chacun desdits capteurs et interposés
entre ledit organe et ledit bloc pneumatique, ces deux
dispositifs occupant deux positions symétriques l'une de
l'autre par rapport à un plan qui, perpendiculaire à la
droite joignant les points de fixation des deux capteurs,
est équidistant de ces deux points, - et une unité de commande électrique établie pour, en
l'absence de signal provenant desdits capteurs, délivrer
auxdits dispositifs piézoélectriques une tension électrique
de valeur constante et pour, en réponse à la réception d'un
signal délivré par l'un quelconque desdits capteurs,
modifier, selon la polarité de ce signal, la tension
électrique qui est appliquée au dispositif piézoélectrique
associé à ce capteur, afin de ramener ledit organe dans une
position dans laquelle sa face se trouve à une distance de
ladite surface égale à ladite distance prédéterminée.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux dans la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue en perspective montrant une partie
d'une imprimante magnétographique à tambour dont les
modules d'enregistrement magnétique sont équipés chacun
d'un appareil établi selon l'invention,
La figure 2 est une vue en coupe, suivant un plan
perpendiculaire à l'axe du tambour, montrant la
constitution de l'un des modules qui font partie de
l'imprimante représentée sur la figure 1, La figure 3 est une vue, suivant une direction indiquée par
la flèche 3 sur la figure 1, montrant certains détails de
constitution d'un module d'enregistrement magnétique,
La figure 4 est une vue en coupe, suivant une ligne
indiquée par 4-4 sur la figure 2, montrant d'autres détails
de constitution d'un module d'enregistrement magnétique,
La figure 5 est une vue, suivant une direction indiquée par
la flèche 5 sur la figure 2, montrant en particulier les
positions relatives des capteurs et des dispositifs
piézoélectriques qui équipent le module qui est représenté
sur cette figure 2, dans le cas où ces capteurs ne
détectent aucune variation d'écartement, Les figures 6 et 7 sont des vues destinées à faire
comprendre le fonctionnement de l'appareil réalisé selon
l'invention, . La figure 8 est un diagramme montrant, lorsqu'un défaut de
surface est détecté, les variations, au cours du temps, de
l'écartement entre le module et la surface
d'enregistrement, et, . Les figures 9 et 10 sont des diagrammes représentatifs des
signaux qui sont envoyés, au cours du temps, par l'un des
capteurs lorsqu'un défaut de surface est détecté, ainsi que
des variations de tension qui sont appliquées par l'unité
de commande électrique au dispositif piézoélectrique
associé, en réponse à ces signaux.

La machine imprimante magnétographique dont une partie a été schématiquement représentée sur la figure 1 est du type de celle qui a été décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4.538.321. Pour cette raison, on n'a représenté sur la figure 1 que les éléments constitutifs de cette machine qui sont concernés par la présente invention. On voit, sur cette figure, que cette machine comprend un support d'enregistrement constitué par un tambour magnétique 10 qui est entraîné en rotation, autour d'un axe horizontal 12 et dans un sens indiqué par une flèche R, par un moteur électrique (non représenté).L'enregistrement des informations sur ce tambour est réalisé par un organe d'enregistrement magnétique 11 qui est disposé à proximité de la surface externe 46 de ce tambour et qui est constitué, dans l'exemple décrit, d'un ensemble de transducteurs ou modules T1, T2, T3, T4, etc, ... qui sont disposés les uns à côté des autres et qui sont alignés parallèlement à l'axe de rotation 12 du tambour 10. On considérera que chaque module est du type de celui qui a été décrit et représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4.811.476 et qu'il comporte plusieurs têtes d'enregistrement magnétique qui sont logées à l'intérieur du module et qui sont constituées chacune d'un noyau magnétique allongé autour duquel est bobiné un enroulement d'excitation.Chaque noyau magnétique présente ainsi, à l'une de ses extrémités, un pâle magnétique, appelé pâle d'écriture ou d'enregistrement, qui est destiné à être disposé à proximité de la surface 46 du tambour 10. Chacun de ces noyaux engendre, chaque fois que son enroulement est excité à différentes reprises par un courant électrique, un champ magnétique variable, ce qui a pour effet de créer, sur la surface du tambour qui défile devant l'organe d'enregistrement 11, des domaines magnétisés, pratiquement ponctuels, habituellement appelés points magnétisés. Les instants d'excitation des enroulements de ces noyaux sont d'ailleurs établis, de manière connue, de façon à obtenir, sur la surface du tambour, des ensembles de points magnétisés, appelés zones magnétisées ou images latentes magnétiques, dont la forme correspond à celle des caractères à imprimer. Des particules d'un révélateur pulvérulent sont ensuite appliquées, de manière connue, sur la surface du tambour. Ces particules n'adhèrent que sur les zones magnétisées du tambour et forment alors une image de poudre sur ce tambour. Après quoi, les particules qui constituent cette image de poudre sont transférées sur une bande ou une feuille de papier, tandis que les particules qui n'ont pas été transférées sont enlevées au moyen d'un dispositif de nettoyage (non représenté).

Les zones magnétisées qui sont passées devant ce dispositif de nettoyage défilent ensuite devant un dispositif d'effacement 13 où elles sont alors effacées, ce qui permet aux portions démagnétisées du tambour 10 de pouvoir être à nouveau magnétisées lorsqu'elles se présentent ensuite devant l'organe d'enregistrement 11.

Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1, 2 et 3, chaque module, tel que T1, est constitué d'un boîtier 14, de forme sensiblement parallélépipédique, à l'intérieur duquel sont logés les différents noyaux magnétiques du module. Ce boîtier 14 présente une face avant 15 qui, lorsque le module est mis en place dans la machine, se trouve, dans une position pratiquement verticale, en regard de la surface 46 du tambour 10. Sur cette face avant 15 affleurent les extrémités des pâles d'écriture 16 des noyaux du module, ces noyaux s'étendant, à l'intérieur du boîtier 14, suivant une direction perpendiculaire à la face 15.En outre, ces noyaux sont disposés dans ce boîtier de telle sorte que leurs pâles d'écriture 16 sont alignés, comme le montre la figure 3, selon une même bande 17 très étroite, cette bande étant ainsi assimilable à une ligne HH' appelée ligne des pâles. Lorsque le module est en place dans la machine, cette ligne des pâles KH' occupe une position horizontale. On comprend, dans ces conditions, que, lorsque le module est en place dans la machine, les différents noyaux de ce module s'étendent, parallèlement les uns aux autres, dans un même plan pratiquement horizontal dont la trace, sur le plan de la figure 2, est indiquée par une ligne en traits mixtes PP'.

Les modules Ti, T2, T3, etc ... de l'organe d'enregistrement 11 étant ainsi positionnés dans la machine, on voit alors, en se référant aux figures 1 et 2, que, de part et d'autre du boîtier 14 de chaque module, sont fixés un bloc-support supérieur 18 et un bloc-support inférieur 19. On peut remarquer, sur les figures 1 et 3, que le boîtier 14 et les deux blocs-supports 18 et 19 ont, dans une direction parallèle à l'axe de rotation 12 du tambour, la même dimension, si bien que l'ensemble constitué par ce boîtier et ces deux blocs-supports présente deux faces verticales latérales 50 et 51 qui sont perpendiculaires à la ligne des pâles HH'.

Chaque module repose, par son bloc-support inférieur 19, sur une barre d'appui horizontale 20 (figures 2 et 3), par l'intermédiaire de deux blocs d'appui à bille 21 et 22 qui, fixés sur cette barre 20, servent à maintenir le module de telle sorte que la ligne des pâles HH' reste toujours en position horizontale. Un troisième bloc d'appui à bille 23, fixé sur une face verticale de la barre d'appui 20 et placé de manière à être sensiblement équidistant des faces latérales 50 et 51 du module lorsque celui-ci est en place dans la machine, permet à l'extrémité inférieure du blocsupport 19 de ce module de rester écartée d'une distance prédéterminée de la surface 46 du tambour 10.Il y a lieu de noter ici que le système d'articulation constitué par ces trois blocs d'appui à bille 21, 22 et 23 donne au module la possibilité de pivoter très faiblement autour d'un axe vertical ZZ' (figure 2), cet axe passant par le point où la bille du bloc d'appui 23 se trouve en contact avec le blocsupport 19 du module.

D'après les figures 1, 2 et 4, on peut voir que chaque module est sollicité vers la surface du tambour 10 par un dispositif de rappel élastique 24, de type connu, ce dispositif comprenant, dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 4, une tige de piston 25 solidaire d'un piston coulissant à l'intérieur d'un cylindre 26 fixé sur le bâti de la machine. Ce piston est soumis à l'action d'un gaz comprimé qui, délivré par une source de gaz comprimé 27, est injecté à l'intérieur du cylindre 26 La pression du gaz à l'intérieur de ce cylindre est ajustée de manière connue, par exemple à l'aide d'un manodétendeur réglable, afin de permettre à la tige de piston 25 d'exercer une force de valeur constante K à l'arrière du bloc-support supérieur 18, ce qui a pour effet de pousser ce bloc-support en direction du tambour 10.On considérera, dans l'exemple décrit, que cette force a une valeur K pratiquement égale à dix newtons.

A la force K exercée par la tige de piston 14 de piston 25 s'oppose la force exercée par un dispositif pneumatique à pression 29 qui va être maintenant décrit. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1, 2 et 4, ce dispositif pneumatique 29 comprend un bloc pneumatique 30 qui, constitué par un corps rigide, est monté sur la face avant du bloc-support supérieur 18 de chaque module, de façon à se trouver intercalé entre le tambour 10 et ce bloc-support 18 lorsque le module est mis en place dans la machine.Les figures 2 et 4 montrent que ce corps rigide 30 est pourvu, sur sa face arrière 28, de deux logements 31 et 32 dans chacun desquels est engagée, respectivement, l'une des extrémités de deux dispositifs piézoélectriques 38 et 39 dont on parlera plus loin, l'autre extrémité de ces deux dispositifs piézoélectriques étant engagée respectivement, avec un jeu relativement faible, dans l'un de deux autres logcements 33 et 34 formés sur une face avant 35 qui, sur le bloc-support supérieur 18, est située en regard de la face arrière 28 du corps 30.On peut toutefois remarquer, sur les figures 2 et 4, que les deux dispositifs piézoélectriques 38 et 39 ne sont pas engagés à fond dans les deux logements 33 et 34 du blocsupport 18, mais qu'ils viennent en appui contre les extrémités de deux vis filetés 36 et 37 qui, engagés dans des trous taraudés correspondants du bloc-support 18, font saillie sur le fond de ces deux logements.

Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 et 2, le corps rigide 30 présente une face avant 40 qui, disposée en regard de la surface cylindrique 46 du tambour lorsque le module est mis en place dans la machine, a été usinée, lors de la fabrication de ce module, de manière à épouser la forme cylindrique de cette surface. Les figures 2 et 4 montrent que ce corps rigide 30 est pourvu en outre d'une chambre interne 31 qui, dans l'exemple décrit, a la forme d'un cylindre dont l'axe est parallèle à l'axe de rotation 12 du tambour 10.

Cette chambre 41, qui est mise en communication avec une source de gaz comprimée 42 (figure 1), par l'intermédiaire d'un tuyau souple 43, est pourvue de deux ouvertures 44 et 45, dites de sortie de gaz qui, comme on peut le voir sur les figures 2, 3 et 4, débouchent sur la face avant usinée 40 du corps rigide 30. Dans ces conditions, le gaz qui, constitué par de l'air dans l'exemple décrit, est délivré sous pression par la source 42 et est ainsi injecté à l'intérieur de la chambre 41, s'échappe par les ouvertures de sortie 44 et 45 de cette chambre et, passant entre la surface 46 du tambour et la face avant 40 du corps rigide 30, engendre une force F qui, comme le montre la figure 2, tend à éloigner ce corps de cette surface.Cete force F s'oppose donc à la force K qui est exercée par la tige de piston 25 dont on a parlé plus haut, l'intensité de cette force F étant d'autant plus grande que la pression d'air à l'intérieur de la chambre 41 est plus élevée et que la distance entre la face avant 40 du corps 30 et la surface 46 du tambour est plus faible. Sous l'action de cette force F, le bloc-support supérieur 18 s'écarte de la surface du tambour, ce qui a pour effet de faire pivoter légèrement le module autour de la base inférieure du blocsupport inférieur 19 qui repose sur les blocs d'appui à bille 21 et 22. Ce mouvement se poursuit jusqu'au moment où cette force F se trouve équilibrée par la force K. A ce moment-là, la face 15 du module est écartée de la surface 46 du tambour d'une distance e dont la valeur dépend de l'intensité de la force K et de la pression d'air p à l'intérieur de la chambre 41.On peut donc, grâce à des moyens de réglage de type connu (non représentés), tels qu'un manodétendeur par exemple, ajuster la pression d'air à l'intérieur de cette chambre 41, à une valeur po telle que l'écartement entre la face 15 du module et la surface 46 du tambour soit théoriquement égal à une valeur donnée eo qui, dans le cas des machines imprimantes magnétographiques assurant une haute qualité d'impression, n'excède pas 3 microns. On considérera, dans l'exemple décrit, que la valeur eo de cet écartement est égal à 1 micron et que, pour obtenir cette valeur, la pression d'air à l'intérieur de la chambre 41 est ajustée à une valeur égale à 3 bars.

Etant donné que, comme on l'a vu plus haut, le bloc-support supérieur 18 est poussé par la tige de piston 25 en direction de la surface du tambour et que le corps rigide 30 est, au contraire, repoussé de cette surface sous l'action de la force pneumatique F exercée par l'air qui s'échappe de la chambre 41, la face avant 35 du bloc-support 18 est sollicitée à se rapprocher de la face arrière 28 du corps rigide 30. Il en résulte que les deux dispositifs piézoélectriques 38 et 39 qui sont serrés chacun entre le fond d'un des logements 31 et 32 et l'extrémité d'une des deux vis 36 et 37 sont soumis chacun à une contrainte mécanique qui s'exerce suivant une direction perpendiculaire aux faces 28 et 35.On peut d'ailleurs, en agissant sur ces deux vis 36 et 37, modifier légèrement l'écartement qui sépare ces deux faces 28 et 35 et permettre ainsi aux deux dispositifs piézoélectriques 38 et 39 d'être soumis chacun à une contrainte de valeur déterminée. Il y a lieu de signaler que chacun de ces dispositifs 38 et 39 est constitué par un empilement de lames de quartz piézoélectrique, chacune de ces lames étant taillée - de manière connue - dans un cristal de quartz, de façon à présenter deux faces opposées qui sont parallèles à un axe électrique de ce cristal. On rappelle que, lorsqu'on exerce une pression sur ces deux faces opposées, une différence de potentiel électrique apparaît entre deux autres faces de cette lame qui, normales à cet axe électrique, ont été préalablement métallisées.Inversement, si on applique une différence de potentiel électrique entre les faces métallisées de la lame qui sont normales à l'axe électrique, la lame se dilate ou se contracte suivant une direction parallèle à l'axe électrique, le sens de cette variation dimensionnelle dépendant du sens de la différence de potentiel appliquée. Dans chacun des dispositifs piézoélectriques 38 et 39, les lames de quartz qui sont empilées les unes au-dessus des autres ont leur axe électrique orienté suivant une direction perpendiculaire aux faces 28 et 35 et leurs faces métallisées respectives sont branchées en parallèle aux bornes d'une source de tension électrique dont on parlera plus loin.Dans ces conditions, on comprend que, lorsqu'une différence de potentiel délivrée par cette source est appliquée à un dispositif piézoélectrique, ce dernier subit une dilatation ou une contraction, suivant une direction perpendiculaire aux faces 28 et 35, qui est d'autant plus importante que cette différence de potentiel est plus élevée et que le nombre de lames de quartz qui constituent ce dispositif piézoélectrique est plus grand. On considérera, dans l'exemple décrit, que la valeur A, exprimée en microns, de cette dilatation ou de cette contraction est donnée sensiblement par la relation suivante
A = 0,3 V dans laquelle V représente la valeur, exprimée en volts, de la différence de potentiel appliquée.On considérera en outre que, dans l'exemple décrit, cette différence de potentiel est au plus égale à 100 volts, de sorte que la variation de dimension subie, dans une direction perpendiculaire aux faces 28 et 35, par chacun des dispositifs piézoélectriques 38 et 39 est au plus égale à une trentaine de microns.

Afin de déterminer avec précision la valeur de l'écartement entre la face 15 du module et la surface 46 du tambour, le boîtier 14 de ce module est pourvu, comme le montrent les figures 2 et 3, de deux capteurs 47 et 48 qui, fixés sur le boîtier 14 contre l'un, 49, des deux bords opposés de la face 15 qui sont parallèles à la ligne des pâles HH', sont disposés à chacune des deux extrémités de ce bord 49. Ces deux capteurs 47 et 48 sont positionnés en outre, comme on peut le voir sur la figure 2, de façon à se trouver à proximité immédiate de la surface 46 du tambour.Chacun de ces capteurs est conçu pour délivrer une impulsion électrique, de polarité donnée, chaque fois que la distance qui sépare ce capteur de cette surface 46 présente, par rapport à la valeur théorique eo mentionnée plus haut, un écart au moins égal à une valeur prédéterminée inférieure à la valeur eo . Plus précisément, on considérera, dans l'exemple décrit, qu'une impulsion positive est délivrée par le capteur chaque fois que la distance qui le sépare de la surface 46 du tambour atteint un premier seuil, de valeur eo et etet qu'une impulsion négative est délivrée par ce capteur chaque fois que cette distance atteint un second seuil, de valeur eo ~. Il faut préciser en outre que, dans le cas des imprimantes magnétographiques où la valeur eo n'excède pas 3 microns, cet écart est au plus égal à 0,5 micron, et que, dans l'exemple décrit où la valeur eo est égale à 1 micron, cet écart est égal à 0,2 micron.

Chacun des capteurs 47 et 48 se présente sous la forme d'un détecteur différentiel, de type connu, par exemple de type capacitif, magnétique ou à courants de Foucault. On considérera cependant que, dans un mode de réalisation plus particulièrement avantageux, chacun de ces capteurs est constitué, dans l'exemple décrit, d'un détecteur différentiel, de type optique, qui peut être monté aisément sur le boîtier 14 sans nécessiter un usinage particulier. On peut voir encore, en se référant aux figures 3 et 5, que le module T1 qui est représenté sur ces figures présente un plan de symétrie vertical QQ' et que les deux capteurs 47 et 48, qui sont fixés contre le bord 49 de la face 15 du boîtier 14, occupent des positions symétriques l'une de l'autre par rapport à ce plan QQ'.On peut remarquer, de même, que les deux dispositifs piézoélectriques 38 et 39 sont placés dans des positions symétriques l'une de l'autre par rapport à ce plan QQ'. Il y a lieu d'indiquer en outre que ces deux dispositifs 38 et 39 ne sont pas disposés câte-à-câte, mais sont écartés l'un de l'autre d'une distance au moins égale à 1 cm. Dans l'exemple décrit où les faces latérales 50 et 51 du module se trouvent à une distance de 2,5 cm l'une de l'autre, cette disposition permet aux dispositifs 38 et 39 d'être écartés le plus .possible l'un de l'autre sans cependant déborder de ces deux faces latérales.

Etant donné que, comme on l'a vu plus haut, le module peut pivoter très faiblement autour de l'axe vertical ZZ' et que l'écartement entre la face 15 de ce module et la surface du tambour 10 peut, grâce à un réglage de la pression d'air à l'intérieur de la chambre 41, être ajusté à une valeur donnée eo au plus égale à trois microns, les extrémités des pâles d'écriture 16 des noyaux de ce module devraient, en principe, rester à cette même distance eo de cette surface, et cela en dépit des irrégularités présentées par cette surface lors de son défilement devant ces pâles d'écriture. En réalité, on a observé que, dans le cas où le module n'était pas équipé d'un appareil d'asservissement qui va être maintenant décrit, l'écartement eo de la face 15 de ce module et la surface 46 du tambour subissait des variations dont l'amplitude ne pouvait atteindre deux à trois microns.On comprend, dans ces conditions, que, en l'absence d'appareil d'asservissement, la variation relative d'écartement a e/e dépasse la valeur de 2/3, c'est-à-dire de 0,6, ce qui signifie que les variations d'écartement ss e, comparées à la valeur e de l'écartement, deviennent alors suffisamment importantes pour que, parmi les différents domaines magnétiques formés sur le tambour, les dimensions et les valeurs des inductions magnétiques diffèrent considérablement d'un domaine magnétique à l'autre.

De ce fait, il n'est alors plus possible d'obtenir une haute qualité d'impression.

L'appareil d'asservissement qui permet, selon l'invention, de remédier à cet inconvénient comprend, comme on peut le voir sur les figures 2 à 4, outre les dispositifs piézoélectriques 38 et 39 et les capteurs 47 et 48 dont on a parlé plus haut, une unité de commande électrique 52 qui, comme le montre la figure 2, est reliée au capteur 47, par l'intermédiaire de deux conducteurs CM et CS, afin de recevoir les impulsions positives et négatives qui sont engendrées par ce capteur à chaque fois que la distance qui le sépare de la surface 46 du tambour atteint l'une ou l'autre des deux valeurs eo +èt eo -précitées. Cette unité de commande 52 est également reliée aux faces métallisées opposées des lames de quartz du dispositif piézoélectrique 38, par l'intermédiaire de deux conducteurs El et E2, afin d'appliquer entre ces faces opposées une différence de potentiel qui, en l'absence d'impulsions envoyées par le capteur 47, est maintenue à une valeur constante Vo, mais qui, en réponse aux impulsions délivrées par ce capteur, est modifiée, ce qui a pour effet de provoquer une contraction ou une dilatation de ce dispositif, dans une direction parallèle à son axe électrique, selon que la variation de distance correspond à une augmentation ou à une diminution.Par ailleurs, cette unité de commande 52 est reliée (d'une manière analogue, non représentée) au capteur 48 afin de recevoir les impulsions positives et négatives qui sont engendrées par ce capteur à chaque fois que la distance qui le sépare de la surface 46 du tambour atteint l'une ou l'autre des deux valeurs eo +èt eo Cette unité 52 est, de même, reliée en outre aux faces métallisées opposées des lames de quartz du dispositif 39, afin d'appliquer entre ces faces opposées une différence de potentiel qui, en l'absence d'impulsions délivrées par le capteur 48, est maintenue à une valeur constante Vo, mais qui, en réponse aux impulsions provenant de ce capteur, est modifiée, ce qui a pour effet de provoquer une contraction ou une dilation de cette lame, parallèlement à son axe électrique, selon que la variation de distance S correspond à une augmentation ou à une diminution.

Les figures 5 à 10 sont destinées à illustrer la façon dont fonctionne l'appareil d'asservissement qui vient d'être décrit. On considèrera à cet effet que, avant la mise en rotation du tambour 10, la pression d'air à l'intérieur de la chambre 41 de chacun des modules T1, T2, T3, T4, etc ... a été ajustée à une valeur telle que la face 15 de chacun de ces modules se trouve écartée de la surface de ce tambour d'une distance donnée eo qui, dans l'exemple décrit, est égale à 1 micron.Si, après la mise en rotation du tambour, la surface de ce tambour ne présentait aucune irrégularité ou défaut de surface, ou encore si ce tambour n'offrait aucun défaut d'excentricité, le corps rigide 30 de chaque module resterait toujours, comme on le voit sur la figure 5, à une même distance f de la surface 46 du tambour, tandis que la face 15 de ce module resterait constamment à la distance eo de cette surface. C'est ce que l'on peut voir également sur la partie gauche de la courbe qui est illustrée sur la figure 8 et qui représente les variations, en fonction du temps, de l'écartement e entre la face 15 du module et la surface du tambour. Dans ce cas, les capteurs 47 et 48 ne délivrent aucune impulsion à l'unité de commande 52, si bien que celleci applique, sur les faces métallisées opposées des lames de quartz du dispositif 38 et 39, une différence de potentiel de valeur constante Vo. C'est également ce que l'on peut voir sur la partie gauche de la courbe qui est illustrée sur la figure 10 et qui représente les variations, en fonction du temps, de la différence de potentiel V qui est appliquée entre les faces métallisées opposées des lames du dispositif 39. Par suite, les deux dispositifs 38 et 39 conservent les mêmes dimensions que celles qu'ils avaient après ajustement de la pression d'air à l'intérieur de la chambre 41.

Considérons maintenant le cas où, après la mise en roation du tambour, la portion de la surface 46 du tambour qui passe à un moment donné devant la face 15 d'un des modules présente un défaut de surface, alors que celle qui passe, à ce même moment, devant le corps rigide 30 de ce module reste sans défaut, c'est-à-dire à la même distance f de ce corps que celle qui a été indiquée plus haut. Supposons que ce défaut consiste, comme on peut le voir sur la figure 6, en une légère dépression limitée par un fond D qui, lorsqu'il passe devant la face 15 du module, présente une partie rectiligne s'étendant entre deux points A et B situés respectivement en regard du capteur 47 et du capteur 48, le point A se trouvant à une distance eo du capteur 47 et le point B se trouvant à une distance el, supérieure à eo, du capteur 48.On considérera que la différence d'écartement ei - eo, qui représente également la profondeur maximale de la dépression, est1 dans l'exemple décrit, pratiquement égale à 1 micron. On considèrera, par ailleurs, que, dans une direction perpendiculaire au plan de la figure 6, cette dépression présente deux versants non abrupts, de sorte que la variation de profondeur que l'on observe lorsqu'on se déplace, dans cette direction, d'un bord à l'autre de cette dépression n'est pas brutale, mais, au contraire, progressive. Il en résulte que, si on désigne par tl (figure 8) l'instant où le bord de cette dépression arrive en face du capteur 48, l'écartement e entre la surface du tambour et ce capteur 48 va commencer par croître régulièrement à partir de cet instant ti .Lorsque, à un instant plus tard t2, cet écartement e atteint la valeur eo + , le capteur 48 envoie alors une impulsion positive (figure 9) à l'unité de commande 52. En réponse à cette impulsion positive, l'unité 52 applique, sur les faces métallisées opposées des lames du dispositif 39, une tension dont la valeur Vo + v (figure 10) est légèrement supérieure à Vo. De ce fait, le dispositif 39 subit une légère contraction, ce qui a pour effet de faire basculer légèrement, par rapport au corps rigide 30 du module et dans un sens indiqué par une flèche G sur la figure 7, l'ensemble constitué par le boîtier 14 et les deux blocssupports 18 et 19 de ce module. Par suite, l'écartement e entre la face 15 du module et la surface du tambour diminue.

La valeur de la tension Vo + v appliquée sur les faces métallisées opposées des lames du dispositif 39 est telle que cet écartement revient alors, à l'instant t2, à sa valeur initiale eo, comme on peut le voir sur la figure 8. Mais, du fait que le fond de la dépression n'est pas encore arrivé en face du capteur 48, l'écartement e entre la surface du tambour et le capteur 48 augmente à nouveau. Lorsque, à un instant t3 (figure 8), cet écartement atteint la valeur eo+
ce capteur 48 envoie alors une autre impulsion positive (figure 9), à l'unité de commande 52.En réponse à cette impulsion positive, cette unité 52 applique, sur les faces métallisées opposées des lames du dispositif 39, une tension de valeur Vo + 2v (figure 10), ce qui a pour effet de contracter davantage ce dispositif et d'augmenter le basculement, par rapport au corps rigide 30 du module, de l'ensemble constitué par le boîtier 14 et les deux blocssupports 18 et 19 de ce module. Par suite, l'écartement e entre la face 15 du module et la surface du tambour revient à sa valeur initiale eo. On voit ainsi que, au fur et à mesure que le fond de la dépression se rapproche pour arriver en face du capteur 48, l'inclinaison de l'ensemble constitué par le boîtier 14 et les blocs-supports 18 et 19 du module augmente peu à peu, ce qui permet au capteur 48 et à la face 15 de ce module de rester pratiquement toujours à la même distance eo de la distance du tambour.Cette inclinaison atteint sa valeur maximum lorsque, comme le montre la figure 7, le fond de la dépression se trouve en regard du capteur 48. A ce moment-là, la tension qui est appliquée sur les faces métallisées opposées des lames du dispositif 39 par l'unité 52 atteint, à un instant tK (figure 10), une valeur maximum V1. Lorsque, ensuite, à un instant t'i (figure 8), le fond de la dépression est entièrement passé devant le capteur 48, l'écartement e entre la surface du tambour et ce capteur commence à diminuer.Puis, dès que, à un instant t 12 postérieur à tell, cet écartement atteint la valeur eo - (figure 8), le capteur 48 envoie alors une impulsion négative (figure 9) à l'unité de commande 52 En réponse à cette impulsion négative, l'unité 52 applique, sur les faces métallisées opposées des lames du dispositif 39, une tension dont la valeur V1 - v (figure 10) est légèrement inférieure à
V1. De ce fait, le dispositif 39 subit une légère dilatation, ce qui a pour effet de réduire sensiblement l'inclinaison, par rapport au corps rigide 30 du module, de l'ensemble constitué par le boîtier 14 et les blocs-supports 18 et 19 de ce module.Par suite, l'écartement e entre la face 15 du module et la surface du tambour augmente légèrement et revient à sa valeur initiale eo. Mais, du fait que le fond de la dépression s'éloigne maintenant de sa position en face du capteur 48, cet écartement diminue à nouveau. Lorsque, à un instant t'3 (figure 8), cet écartement atteint la valeur eo-# une autre impulsion négative est envoyée par le capteur 48 à l'unité de commande 52. Par suite, cette unité 52 applique, sur les faces métallisées opposées des lames du dispositif 39, une tension de valeur Vl - 2v (figure 10), ce qui provoque une nouvelle dilatation de ce dispositif et une réduction de l'inclinaison de l'ensemble constitué par le boîtier 14 et les blocs-supports 18 et 19 du module.Par suite, l'écartement entre la face 15 du module et la surface du support revient à sa valeur initiale eo. On voit ainsi que, au fur et à mesure que l'autre bord de la dépression se rapproche pour arriver en face du capteur 48, l'inclinaison de l'ensemble formé par le boîtier 14 et les blocs-supports 18 et 19 diminue peu à peu pour finalement reprendre, à un instant t's, sa position initiale illustrée par la figure 5.

D'après les explications qui ont été données ci-dessus, on voit que,pendant tout le temps du passage du défaut de surface devant la face 15 du module, la distance qui sépare cette face de la surface 46 du tambour reste toujours pratiquement constante, puisque l'écart , qui représente la différence maximum entre cette distance et la valeur eo précitée, est égal, dans l'exemple décrit, à 0,2 micron, alors que cette valeur eo est égale à 1 micron. Etant donné, dans ces conditions, que la variation relative d'écartement de/eo devient égale à 2/10, c'est-à-dire à 0,2, on conçoit que les dimensions et les valeurs des inductions magnétiques présentées par les différents points magnétisés formés par les têtes d'enregistrement du module sur la surface 46 du tambour sont pratiquement identiques d'un point magnétisé à l'autre.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de mise en oeuvre décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple Au contraire, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de ceux décrits et illustrés, considérés isolément ou en combinaison, et mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.

Claims

Revendications

1. Appareil permettant à un organe (14) pourvu d'une face (15) disposée en regard d'une surface (46) entraînée en déplacement de rester, sans contact physique, à une distance prédéterminée (eo) de cette surface, cet organe étant sollicité vers cette surface par un dispositif de rappel élastique (24) exerçant sur cet organe une force constante (K), cet appareil comprenant un bloc pneumatique (30) articulé sur cet organe et établi pour produire une force pneumatique (F) qui s'oppose à la force (K) dudit dispositif élastique et qui est telle que l'écartement entre ladite surface (46) et la face (15) dudit organe est à priori égal à ladite distance prédéterminée (eo), caractérisé en ce que, les positions relatives dudit organe (14) et de ladite surface (46) étant, sous l'effet de causes diverses, amenées à être légèrement modifiées, cet appareil comporte en outre - deux capteurs (47, 48) fixés en deux points opposés dudit

organe situés à proximité de ladite surface (46), chacun de

ces capteurs étant établi pour engendrer un signal

électrique, d'une polarité donnée, chaque fois que la

distance qui le sépare de cette surface (46) atteint un

premier seuil, de valeur eo + , et un signal électrique,

de polarité opposée, chaque fois que cette distance atteint

un second seuil, de valeur eo - S , eo représentant la

valeur de ladite distance prédéterminée et 1 étant une

valeur prédéterminée inférieure à eo, - deux dispositifs piézoélectriques (38, 39) associés chacun

respectivement à chacun desdits capteurs (47, 48) et

interposés entre ledit organe (14) et ledit bloc

pneumatique (30), ces deux dispositifs occupant des

positions symétriques l'une de l'autre par rapport à un

plan (QQ') qui, perpendiculaire à la droite (49) joignant

les points de fixation des deux capteurs (47, 48), est

équidistant de ces deux points, - et une unité de commande électrique (52) établie pour, en

l'absence de signal provenant desdits capteurs, délivrer

auxdits dispositifs piézoélectriques (38, 39) une tension

électrique de valeur constante (Vo) et pour, en réponse à

la réception d'un signal délivré par l'un quelconque

desdits capteurs (par exemple 48), modifier, selon la

polarité de ce signal, la tension électrique qui est

appliquée au dispositif piézoélectrique (39) associé à ce

capteur, afin de ramener ledit organe dans une position

dans laquelle sa face (15) se trouve à une distance de

ladite surface (46) égale à ladite distance prédéterminée

(eo).

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la droite (49) qui joint les points de fixation des deux capteurs (47, 48) est perpendiculaire à la direction de déplacement (R) de la surface (46).

3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'écart entre la valeur eo de ladite distance prédéterminée et la valeur (eo +òu eo - & de l'un quelconque des deux seuils est, en valeur absolue, au plus égal à 0,5 micron.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur eo de la distance prédéterminée dont sont écartées, à priori, la surface (46) et la face (15) de l'organe (14), est au plus égale à 3 microns.

5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque capteur (47 ou 48) est de type optique.

6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque dispositif piézoélectrique (38 ou 39) est établi pour, sous l'effet d'une différence de potentiel électrique appliquée - de manière connue - entre ses faces métallisées qui sont normales à son axe électrique, subir, suivant une direction parallèle à cet axe, une variation de dimension au plus égale à 30 microns.

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux dispositifs piézoélectriques (38 et 39) sont écartés l'un de l'autre d'une distance au moins égale à 1 cm.

8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe (14) fait partie intégrante d'un transducteur magnétique et sert au logement d'une pluralité de têtes d'enregistrement magnétique présentant chacune un pâle magnétique (16) qui affleure la face (15) de cet organe (14).

9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la surface (46) est constituée par la surface cylindrique d'un tambour d'enregistrement magnétique.