Brevet FR2081891A1 — publié le 19711210

i 2081891 La présente Invention concerne les imprimantes rapides série à percussion utilisant le principe d'impression dit "à la volée11, et en particulier celles pouvant être définies comme imprimantes à "frappe par Pavant" ou, selon la terminologie anglosaxonne, à "front strîking", avec lesquelles l'im-5 pression est effectuée au moyen d'un marteau d'impression et d'une plaque d'impression fixe. Dans de telles imprimantes un élément porte-caractères, constitué par exemple d'une pluralité de languettes flexibles disposées radialement et supportant à leur extrémité des caractères en relief, est maintenu en mou-10 vement de façon à ce que tous les caractères de l'élément porte-caractères arrivent successivement dans la position d'impression prédéterminée. L'élément porte-caractères est monté sur un chariot d'impression, auquel est fixé lë marteau d'impression, et tout le chariot est animé soit d'un mouvement continu, soit d'un mouvement pas-à-pas le long de la ligne 15 d'impression. L'élément porte-caractères peut également être constitué d'une courroie flexible défilant le long de la ligne d'impression, et seul le marteau d'impression est monté sur le chariot d'impression. Dans certains modèles d'imprimantes, pour lesquels le mouvement 20 de l'élément porte-caractères est corrélatif au mouvement d'impression, et dans d'autres, pour lesquels il est possible - grâce à des moyens électroniques - d'effectuer des corrections de la position d'impression, en agissant avec des retards adéquats sur l'instant d'impression (comme décrit par exemple dans la demande de brevet n° 7. 103.032 déposée le 29. 1. 1971 25 sous le titre "Imprimante série asynchrone") il peut arriver que deux caractères à imprimer dans des positions d'impression contiguës exigent deux interventions consécutives du marteau d'impression dans un intervalle de temps très court. Dans ce cas se pose un problème d'incompatibilité dû au temps 30 d'intervention et de retour du marteau d'impression, c'est-à-dire dû au temps exigé par le marteau pour, après avoir effectué une impression, revenir à sa position de repos initiale et être à même d'exécuter correctement l'impression suivante d'un caractère en réponse à une nouvelle commande d'impression. 35 , Cet inconvénient a été surmonté à ce jour et, dans les imprimantes dites synchrones - dans lesquelles le mouvement du chariot d'impression est en corrélation avec celui de l'élément porte-caractères - cela a été réalisé grâce à un secteur - ou à un segment - de l'élément porte-caractères ne comportant pas de caractères et grâce à une plage de distance adéquate entre 40 un caractère initial du jeu de caractères et un caractère final. 71 08650 2 2081891 Cette solution présente le désavantage qu'une portion de l'élément porte-caractères demeure inutilisée, La conséquence en est que la vitesse avec laquelle les caractères se présentent en position d'impression est considérablement plus élevée que celle qui existerait en cas d'utilisation inté-5 grale de l'élément porte-caractères pour une même vitesse d'impression de l'imprimante. Cela se traduit par une mauvaise qualité d'impression, rendue floue dans la direction du mouvement des caractères par rapport au support d'impression. 10 Une solution pour améliorer la qualité de l'impression consiste à réduire la vitesse des caractères et, partant, à réduire la vitesse d'impression, c'est-à-dire les performances de la machine. Ces inconvénients sont éliminés grâce au dispositif d'impression, objet de la présente invention, dans lequel deux marteaux d'impression dis-15 tihcts agissent sélectivement en deux phases distinctes de mouvement du chariot d'impression et sur deux secteurs distincts de l'élément porte-caractères (fixe dans le cas des imprimantes synchrones et variable dans celui des imprimantes asynchrones), de façon à permettre l'impression successive de deux caractères dans des positions d'impression consécutives et à un inter-20 valle de temps très court (à" la limite de l'intervalle zéro). L'invention apparaîtra plus clairement grâce à la description, faîte à titre d'exemple non limitatif, et aux dessins annexés qui montrent : Fïg. 1 schématiquement une vue en perspective d'une imprimante série selon l'état de la technique ; 25 Fig. 2 a et 2b schématiquement une partie de l'élément porte-caractères de l'imprimante de la Fïg. 1, à deux instants différents ; Fig. 3 une solution employée dans les imprimantes conformes à l'état de la technique pour améliorer'leurs performances ; Fig. 4 une autre solution employée pour améliorer les performances des 30 imprimantes conformes à l'état de la technique ; Fig. 5 une vue en plan d'une solution employée selon la présente invention pour améliorer les performances d'une imprimante série ; Fïg. 6 une vue de face de la même solution ; Fig. 7 schématiquement, par blocs, une forme préférée de circuit de con-35 trôle pour les dispositifs d'impression selon l'invention ; Fïg.8 schématiquement, par blocs, un circuit de contrôle pour les dispositifs d'impression selon l'invention, particulièrement avantageux pour une imprimante asynchrone. La Fig. 1 représente une imprimante série du type synchrone selon 40 l'état de la technique. 71 08650 3 2081891 L'imprimante est constituée d'un châssis 1, dans lequel est logé un chariot d'impression 2 glissant sur des guides 3 prismatiques tournants. Le chariot d'Impression supporte un marteau d'impression 5 actionné par un électroaimant 6 ainsi qu'un élément porte-caractères 7, consistant en 5 une pluralité de languettes radiales 8. Les caractères sont disposés en relief, chacun à l'extrémité d'une languette. L'élément porte-caractères est maintenu en rotation par l'intermédiaire d'un engrenage conique 9 et le guide prismatique 4 au moyen d'un moteur 10. 10 Sur l'arbre du moteur 10 est calé un disque horloge 11 coopérant avec des dispositifs capteurs 12 et 13 (optiques, magnétiques ou similaires), qui délivrent les impulsions d'horloge et d'identification. Par l'effet de la rotation de l'élément porte-caractères les différents caractères passent successivement entre le marteau d'impression, d'un côté, 15 le ruban encré 14, le support d'impression 15 et une plaque d'appui 16, de l'autre côté, de façon à ce que l'électroaimant 6 étant excité en un instant prédéterminé et détecté par les dispositifs horloge, le caractère désiré est imprimé sur le support d'impression. le moteur 10 met en rotation, outre l'élément porte-caractères 7, 20 par l'intermédiaire de l'engrenage 17, la barre filetée 18 qui a un pas égal à l'intervalle entre deux positions d'impression consécutives. La dent 19 montée sur le chariot d'impression engrène dans la barre filetée de façon à ce que, par l'effet de la rotation de la barre elle-même, le chariot d'impression se déplace le long de la ligne d'impression. 25 Les rapports de transmission de l'engrenage 9 et de l'engrenage 17 sont tels qu'à chaque révolution de l'élément porte-caractères le chariot d'impression se déplace d'un pas d'impression. Un électroaimant tournant 20 provoque, par l'intermédiaire de la barre prismatique 3, le désengagement de la dent 19, grâce à une commande 30 de retour du chariot, et le ressort 21 assure, par l'intermédiaire du câble 22 et de la poulie 23, le retour du chariot à sa position initiale. D'autres dispositifs, non représentés, assurent l'avancement du ruban encré ainsi que l'avancement intermittent du support d'impression. Plutôt que d'insister sur ces détails il est préférable de s'arrêter 35 sur le mécanisme de l'impression "à la volée", en vue d'une meilleure compréhension de l'invention. • Dans ce but la Fïg. 2a représente une partie de l'élément porte-caractères à un instant prédéterminé. Les rectangles 31, 32, 33 définissent trois positions d'impression 40 successives le long de la ligne d'impression. 71 08650 4 2081891 A l'instant considéré, que nous supposons être l'instant initial, l'axe de rotation 34 de l'élément porte-caractères est aligné sur la ligne médiane entre les positions d'impression 31 et 32. A cet instant la languette radiale 35, à l'extrémité.de laquelle est disposé le caractère alphabétique A, 5 se trouve exactement en face de la position d'impression 32. En excitant l'électroaimant d'impression en cet instant il est donc possible d'effectuer l'impression de la lettre A. La tête du marteau est représentée par le rectangle hachuré 36, dont la largeur couvre deux positions d'impression, à savoir la 31 et la 32 de la Fig. 2a,la raison en apparaîtra 10 ci-après. Supposons encore que la rotation de l'élément porte-caractères s'effectue en sens inverse des aiguilles d'une montre, comme indiqué à la Fig. 2a, les caractères successifs B, C, D, etc. . . du jeu de caractères se présenteront successivement dans la position d'impression 32, par l'effet 15 de la rotation de l'élément porte-caractères. En même temps l'élément porte-caractères et le chariot d'impression en entier (marteau d'impression compris) se déplaceront vers la position d'impression suivante 33. Quand la languette porte-caractères 37, sur laquelle se trouve le 20 caractère alphabétique Z (le dernier du jeu), arrive en face de la position d'impression 32 le centre de rotation de l'élément porte-caractères se trouvera donc presque sur la ligne médiane entre les positions d'impression 32 et 33. Cet instant est représenté à la Fïg. 2b et, dans cette situation, le marteau d'impression fait face aux positions d'impression 32 et 33. 25 Le marteau doit donc avoir une largeur telle qu'il permette l'im pression d'un caractère pendant tout le mouvement du chariot d'impression égal à un pas d'impression. Supposons maintenant que, dans la position d'impression 32, le caractère Z doive être justement imprimé. Cela se produira à l'instant repré-30 senté à la Fig. 2b. Si maintenant le caractère suivant à imprimer dans la position 33 est la lettre A et si cette lettre se trouve sur la languette suivant immédiatement 38,l'impression est généralement impossible parce que le temps d'intervention du marteau est en général de l'ordre de quelques millisecondes alors que les caractères se succéderont en position d'impression 35 à des intervalles de quelques centièmes de millisecondes. Donc, pour permettre dans chaque cas l'impression du dernier caractère du jeu (la lettre Z dans l'exemple) dans une position d'impression et l'impression du premier caractère du jeu (la lettre A dans l'exemple) dans la position d'impression suivant immédiatement, il est nécessaire de laisser un 40 intervalle angulaire entre le caractère initial et le caractère final, de façon 71 08650 s 2081891 à ce que l'intervalle de temps qui s'écoule entre le passage des deux caractères dans la position d'impression soit égal ou supérieur au temps d'intervention (impression et retour en position de repos) du marteau d'impression. Cette circonstance est précisément représentée aux Fig. 2a et 2b où, 5 entre les languettes 35 et 37, i! y a 3 languettes sans caractères. Compte tenu du temps d'intervention du marteau d'impression et de la vitesse périphérique, communément adoptée pour l'élément porte-caractè-res, ainsi que de l'intervalle angulaire observé par chaque caractère on arrive à une réduction des performances de l'imprimante de 20 % à 40 %. 10 Un autre inconvénient mis en évidence par les Fig. 2a et 2b consiste dans la nécessité d'espacer convenablement les languettes porte-caractères entre elles, en fonction de la largeur du marteau d'impression, afin d'éviter une impression double ainsi que le phénomène connu sous le nom d'interférence et décrit, par exemple, dans la demande de brevet n° 7.025.943 déposée 15 le 15 Juillet 1970 sous le titre "Imprimante rapide à marteaux d'impression sélectifs". Ainsi qu'on sait il est possible d'obvier à cet inconvénient en utilisant des languettes porte-caractères présentant sur la face arrière^ et en correspondance avec les caractères à imprimer, des reliefs coniques sur 20 lesquels s'exerce la pression nécessaire appliquée par le marteau d'impression, lequel à son tour présente des dimensions réduites dans le sens transversal. Cette solution est représentée par exemple sur la Fig. 3 et, comme cas limite, en réduisant à zéro la dimension transversale de la surface de 25 contact entre le marteau et les reliefs, il est possible de réduire la largeur du marteau d'impression à un pas d'impression. Il est ainsi possible de rapprocher entre elles les languettes porte-caractères à une distance guère supérieure à un pas d'impression. La demande de brevet n° 7.025.943, déjà mentionnée , décrit une 30 autre méthode pour éliminer l'inconvénient précité, et ceci en utilisant deux marteaux d'impression superposés et coopérant chacun avec les caractères disposés en succession alternée sur l'élément porte-caractères. Dans ce but les languettes porte-caractères présentent sur leur face arrière un relief adéquat. 35 Un tel relief est disposé alternativement sur deux rangs de façon à ce que tous les reliefs d'un rang coopèrent avec un marteau et tous les reliefs de l'autre rang avec l'autre marteau. Cette sofution est représentée schématiquement à la Fig. 4 où les languettes porte-caractères sont représentées en coupe. La présence de 40 ces reliefs sur deux rangs alternés y est également mise en évidence. 71 08650 6 2081891 Les Fig. 5 et 6 représentent au contraire une solution qui, conformément à l'invention, permet de surmonter en totalité les inconvénients indiqués, y compris la limitation imposée par le temps de retour du marteau d'impression. 5 En résumé l'invention consiste dans l'emploi combiné de deux mar teaux d'impression, disposés sur deux rangs différents et partiellement superposés, coopérant avec un relief conique disposé sur la face arrière de chaque languette de l'élément porte-caractères. La Fig. 5 représente schématiquement, en plan, l'invention. Le pre-10 mier marteau d'impression 51 est articulé sur un pivot 52. La tête d'impression du marteau 51 a une largeur L excédant la moitié d'un pas, maïs de préférence très proche de cette largeur. Un second marteau d'impression 53 est articulé sur un pivot 54. La tête d'impression du marteau 53 a une largeur égale à celle de 15 la tête du marteau 51. Les deux marteaux 51 et 54 sont disposés sur deux plans différents, ainsi que le montre la vue de face de la Fïg. 6, de façon à ce que les deux têtes d'impression soient partiellement superposées. Lorsqu'ils sont sélectivement commandés par deux électroaîmants 20 (non représentés) les marteaux d'impression frappent un relief arrière 55 conique, disposé sur la face arrière de chaque languette porte-caractères. La hauteur H d'un tel relief (Fig. 6) est telle qu'elle permet la coopération du dit relief lui-même avec l'un quelconque des deux marteaux 51 et 53. 25 Les deux marteaux sont disposés sur le chariot d'impression et ils sont commandés de façon à effectuer chacun l'impression d'un caractère quelconque compris respectivement dans une première et dans une seconde moitié de l'élément porte-caractères. L'exemple suivant met en évidence le principe sur lequel l'invention 30 est basée. En se référant à la Fïg. 5 supposons que la languette 56 porte le caractère alphabétique A et que cette languette se trouve en position correcte pour effectuer l'impression : l'impression du caractère A pourra en conséquence être effectuée par le marteau 51 et non par le marteau 52. 35 Au fur et à mesure que la languette 57 et les suivantes se déplacent de la droite vers la gauche pour occuper la position d'impression le groupe de marteaux 51 et 53 se déplace vers la droite. Il y aura en conséquence un caractère intermédiaire dans le jeu qui se trouvera en position d'impression quand les deux marteaux seront déplacés, par rapport à la position d'impres-40 sïon, de façon à permettre l'impression indifféremment par le marteau 51 ou 71 08650 7 2081891 le marteau 53. Pour les caractères suivants, au contraire, les deux marteaux continuant leur mouvement vers la droite par rapport à la position d'impression prédéterminée, l'impression sera possible seulement par le marteau 53. 5 A la fin de ce mouvement le marteau 53 se trouvera dans une posi tion permettant l'impression du dernier caractère du jeu, tandis que le marteau 51 se trouvera dans une position permettant l'impression des premiers caractères du jeu dans la position d'impression suivante. De cette façon il n'est plus nécessaire d'espacer les premiers et 10 les derniers caractères du jeu, dont l'impression est effectuée en tout cas par deux marteaux distincts. Grâce à cette disposition et à l'emploi des marteaux on obtient donc un double résultat. D'une part le problème posé par le temps d'intervention du marteau 15 d'impression est résolu, d'autre part la dimension transversale du marteau d'impression peut être réduite, comme cas limite, à une moitié de pas d'impression et permettre en conséquence un accroissement notable de la densité des caractères sur l'élément porte-caractères, sans provoquer de problèmes de double impression, ni d'interférence. 20 L_a description de l'invention est complétée par un bref aperçu sur les circuits logiques et électroniques qui peuvent être utilisés dans une imprimante pour contrôler l'intervention sélective des deux marteaux d'intervention. La Fig. 7 représente, dans un schéma logique par blocs, un circuit 25 particulièrement adapté pour la commande des marteaux d'impression dans une imprimante synchrone série. Un disque horloge 51 tourne en synchronisme avec l'élément porte-caractères et en liaison biunivoque avec le mouvement du chariot d'impression. Le disque présente sur sa périphérie une succession d'encoches 30 correspondant chacune à une position de caractère sur l'élément porte-caractères. Le dispositif capteur 62 émet, en correspondance avec le passage de chaque encoche devant la tête de détection 63, une impulsion électrique qui est appliquée sur l'entrée 64 du compteur binaire électronique 65. 35 Un tel compteur consiste par exemple en 6 éléments bistables et il peut effectuer un comptage de 0 à 63. Les six sorties 66 du compteur fournissent un code binaire représentant les différents caractères qui, à des intervalles successifs, arrivent en position d'impression. 40 Ces sorties sont appliquées à l'entrée d'un circuit comparateur 69, 71 08650 a 2081891 aux autres entrées 70 duquel est appliqué le code binaire représentatif du caractère à imprimer. Quand le code du caractère, qui se trouve en position d'impression, coïncide avec le code du caractère à imprimer, le circuit de comparaison 69 5 émet sur le fil de sortie 71 une commande d'impression. Conformément à l'invention une telle commande est appliquée sélectivement à l'un des marteaux prévus sur l'imprimante. La sélection s'effectue de la manière suivante : la sortie la plus significative du compteur 65 est connectée au fil 67, autrement dit elle est 10 connectée directement à une entrée du circuit logique ET72 et, avec l'intermédiaire du circuit NON 74, à une entrée du circuit ET 73. La sortie 71 du circuit de comparaison est connectée à la seconde entrée des circuits ET. Les sorties des circuits ET 72 et 73 commandent respectivement 15 les circuits d'actionnement 75 et 76 des deux marteaux. Quand le compteur 65 fournit un code binaire représentant les nombres décimaux de 0 à 31 compris, le fil 67 est au niveau logique 0 et, donc, le circuit ET 72 est bloqué. Le circuit ET 73 est au contraire validé. Sï, en conséquence, on 20 doit imprimer un caractère dont le code décimal est compris entre 0 et 31 la commande d'impression sur le fil 71 est transférée par l'intermédiaire de la porte ET 73 au circuit cj'actionnement 76. Quand le compteur 65 fournit un code binaire représentant les nombres décimaux de 32 à 63 inclus le fil 67 est au niveau logique 1 et, par 25 conséquent, la porte ET 75 est validée, tandis que la porte ET 73 est bloquée. En conséquence, si l'on doit imprimer un caractère dont le code décimal est compris entre 32 et 63 la commande d'impression est transférée par l'intermédiaire de la porte ET 72 au circuit d'actionnement 75. La commande sélective des deux marteaux d'impression effectuée 30 en fonction du code de caractère a pour conséquence, en raison de la correspondance biunivoque entre les mouvements du chariot d'impression et de l'élément porte-caractères, que, pendant une première moitié de phase d'avancement du chariot d'impression d'une position d'impression à la suivante, le premier marteau est validé pour l'impression alors que, pendant la secon-35 de moitié de phase, le second marteau est validé. Cette précision est importante parce qu'il doit être clair que l'invention s'applique également aux imprimantes asynchrones, avec lesquelles il n'y a pas de correspondance biunivoque entre le mouvement de l'élémènt porte-caractères et celui du chariot d'impression. 40 Une de ces imprimantes est décrite dans la demande de brevet 71 08650 9 2081891 ' n° 7. 103.032 sous le titre "Imprimante série asynchrone". Dans ce cas la commande de sélection des deux marteaux d'impression est effectuée de préférence avec un contrôle direct de la position du chariot d'impression. 5 La Fïg.8 illustre sous forme schématique, par blocs, cette forme de contrôle. Le dispositif horloge 61, avec la tête de détection 63 du capteur 62, avec le compteur 65 et le circuit de comparaison 69, engendre de façon normale la commande d'impression sur le fil 71. 10 La sélection du marteau d'impression s'effectue, au contraire, comme suit. Un second dispositif horloge 81 est associé au mécanisme d'avancement du chariot d'impression et, en association avec le capteur 82, il fournit sur la sortie 83 de ce dernier une impulsion chaque fois que le cha-15 rïot d'impression atteint (ou dépasse) une position d'impression et une position intermédiaire (par exemple la position médiane entre deux positions d'impression). Ces impulsions sont appliquées par l'intermédiaire de la sortie 83 aux entrées d'un circuit bistable 84, qui change d'état à la réception de cha-20 que impulsion. Sur les sorties 85 et 86 existent en conséquence, alternativement pendant la moitié d'un pas, deux niveaux logiques distincts 1 et 0 qui valident alternativement les deux circuits ET 87 et 88. Le signal de commande d'impression provenant du fil 71 est, en 25 conséquence, transféré sélectivement par l'intermédiaire des deux circuits ET 87 et 88 à l'un des deux circuits d'actionnement 89 et 90 des marteaux d'impression. Dans la description qui précède on s'est référé à des modes préférés de réalisation et d'application de l'invention dans les imprimantes 30 série utilisant un élément porte-caractères en forme d'étoile. Mais il est évident que des modifications peuvent être apportées à la disposition des marteaux d'impression, aux circuits de commande et aux dispositifs d'impression sans sortir pour autant du cadre de l'invention. A titre d'exemple l'élément porte-caractères peut consister en une 35 courroie flexible, en un élément en forme de coupelle, ou correspondre à des solutions équivalentes. De même la disposition retenue pour les deux marteaux peut être modifiée : au lieu de deux marteaux il est possible d'en utiliser 3, voire plus, décalés convenablement, présentant une largeur réduite et commandés sé-40 lectivement comme décrit. 71 08650 10 2081891 La disposïtîon des deux marteaux sur deux plans différents est donnée à titre d'exemple : les têtes des marteaux peuvent être prévues comme une partie coupée obliquement ou décalées convenablement, avec des rainures, de façon à permettre le montage des deux marteaux sur un même plan. 71 08650 2081891 REVENDICATIONS 1.- Imprimante rapide série "à la volée", dans laquelle l'impression des caractères s'effectue à raison de un à chaque fois dans des positions d'impression successives et un chariot d'impression se déplace d'une 5 position d'impression à la suivante le long de la ligne d'impression, avec des moyens d'Impression consistant en une pluralité de marteaux d'impression montés sur le dit chariot et des moyens de contrôle pour valider sélectivement le fonctionnement des dits marteaux d'Impression en fonction de la position du chariot d'impression par rapport aux positions d'impression. 10 2.- imprimante rapide selon revendication 1, dans laquelle les moyens d'impression consistent en deux marteaux, dont la largeur est supérieure à la moitié d'un pas d'impression, et superposés partiellement de façon à couvrir deux positions d'impression successives. 3.- Imprimante rapide série "à la volée", dans laquelle l'impres- 15 sion des caractères s'effectue à raison de un à chaque fois dans des positions d'impression successives et un chariot d'impression se déplace d'une position d'impression à la suivante, comprenant deux marteaux d'impression, dont la largeur est supérieure à la moitié d'un pas d'impression, superposés partiellement et montés sur le dit chariot d'impression, des moyens pour 20 détecter la position du chariot d'impression par rapport aux positions d'impression et des moyens de contrôle sensibles aux dits moyens de détection pour valider sélectivement le fonctionnement des marteaux d'Impression. 4.- Imprimante rapide série synchrone "à la volée" dans laquelle l'impression des caractères s'effectue à raison de un à chaque fois dans des 25 positions d'Impression successives, et un chariot d'impression se déplace d'une position d'Impression à la suivante relativement à l'élément porte-caractères, comprenant deux marteaux d'impression, dont la largeur est supérieure à la moitié d'un pas d'impression, superposés partiellement et montés sur le dit chariot d'impression , des moyens pour détecter le mouve- 30 ment et la position de l'élément porte-caractères par rapport à un point de référence, et des moyens de contrôle sensibles aux dits moyens de détection pour valider sélectivement te fonctionnement des marteaux, d'impression.