Brevet FR2174799A1 — publié le 19731019

L'invention concerne les tables traçantes à deux axes de coordonnées de préférence perpendiculaires. Les tables traçantes connues utilisent généralement une plume montée sur un chariot capable de se déplacer suivant les deux axes de coordonnées sous l'action de deux moteurs asservis à des capteurs de positions. Or, les tables traçantes de ce type présentent un certain nombre dtinconvénients. En effet, les signaux d'entrée doivent leur être appliqués sous forme analogique. Elles manquent de précision en raison des erreurs dues aux effets d'inertie, notamment par dépassement balistique et par déphasage. Elles sont surtout relativement lentes puisque leurs vitesses sont, en général, comprises entre 30 cm/s et 2 m/s, de sorte que pour tracer une figure composée d'un grand nombre de points ou de segments de courbes, ltopération peut durer de plusieurs minutes à une heure suivant la complexité. Le but de l'invention est de réaliser une table traçante à deux axes de coordonnées qui ne présente pas les inconvénients précités des tables traçantes habituelles. A cet effet, la table traçante suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte une matrice d'impression constituée par une trame quadrillée formée de barres conductrices réparties en deux réseaux dans les directions des deux axes de coordonnées, les barres de l'un des réseaux étant séparées, à leurs points de croisement avec les barres de l'autre réseau, par un intervalle très mince, de telle façon qu'unie feuille de papier semi conducteur, revêtue d'une couche diélectrique sur une face et placée entre les deux réseaux, reçoie et conserve des charges électrostatiques aux points de croisement de deux barres appartenant respectivement aux deux réseaux et portées à des potentiels différents. Dans une telle table traçante, on peut introduire des informations sous forme numérique et non plus sous forme analogique, ce qui permet de supprimer les convertisseurs nécessités par les tables traçantes habituelles précitées. Sa précision est très élevée puisqu'elle ne comporte plus de pièces mobiles susceptibles d'être soumises à des effets d'inertie. Sa vitesse de travail est très grande, la durée d'inscription d'une figure complète pouvant être de l'ordre de la seconde, ce qui permet par conséquent, dans certains cas, de travailler "on line". Dans un mode de réalisation avantageux, une extrémité de chaque barre est munie d'un amplificateur et les sorties des amplificateurs de toutes les barres de chacun des deux réseaux sont reliées à la sortie d'une logique de décodage propre à transformer un signal d'entrée numérique en une tension de sortie unique appliquée à l'entrée de l'amplificateur intéressé. La feuille-mémoire peut être constituée, par exemple, par un support primaire, tel qu'une bande semi-conductrice plastifiée qui permettra ensuite le report de l'image sur n'importe quelle surface suivant la techniqüe du transfert électrostatique, ou bien par un papier électrographique rendu semi-conducteur par imprégnation d'un sel et sur une face active duquel est déposée une couche d'une substance diélectrique, de telle sorte qu'on obtienne ensuite l'image par une opération de développement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation d'une table traçante suivant l'invention. Sur ces dessins La Figure 1 représente schématiquements en coupe verticale, l'ensemble d'un premier mode de réalisation. La Figure 2 représente schématiquement, en plan, la matrice de la table traçante de la Fig. 1. La Figure 3 est une vue en plan montrant une variante de matrice. La Figure 4 est une coupe faite suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3, et La Figure 5 est une coupe d'une variante de la Fig. 4. L'ensemble de table traçante représenté schématiquement sur la Fig. 1 est constitué essentiellement d'une matrice 1 pour l'impression électrostatique d'une feuille-mémoire en bande 2 qui passe ensuite dans un développeur 3. Dans cet exemple, la bandemémoire 2 provient d'un rouleau débiteur 5, elle traverse,dans un plan géométrique de référence, la matrice d'impression 1 et le développeur 3 pour s 1enrouler finalement sur un tambour récepteur 6. La bande-mémoire 2 est constituée, dans cet exemple, par un papier électrographique, c'est-à-dire un papier susceptible de recevoir et de retenir des charges électrostatiques grâce à une couche diélectrique disposée sur une face active dudit papier lui-même rendu légèrement conducteur par imprégnation d'un sel. La matrice d'impression 1 est constituée par une trame quadrillée formée de deux réseaux plans de barres conductrices 11, 12 (voir aussi Fig.2) disposés tout près itun de l'autre, de part et d'autre du plan de référence précité, les barres des deux réseaux s'étendant dans deux directions respectivement parallèles à deux axes de coordonnées X et Y. Les barres conductrices 11, par exemple, sont encastrées dans la face supérieure d'une plaque isolante 14 de manière à affleurer ladite face. Les barres 12 de l'autre réseau sont constituées, par exemple, par des brosses métalliques et sont portées par un support (non représenté) qu'on peut soulever afin d'éloigner lesdites brosses de la surface du réseau de barres Il pour l'engagement de la bande-mémoire 2. Bien entendu, toutes ces barres sont considérablement plus nombreuses que représenté. Le papier est placé entre les deux réseaux de barres avec sa face diélectrique en dessous. La plaque isolante 14 et le réseau 11 sont constitués par exemple par un circuit imprimé, éventuellement verni et surfacé ensuite. Ce circuit est traversé par de petits conduits 15 qui débouchent sur le verso dudit circuit dans un boitier 16 muni d'une tubulure 17 destinée à être reliée à toute source d'aspiration convenable; ainsi, l'effet de la pression atmosphérique assure une application correcte de la feuille-mémoire 2 sur le réseau de barres 11. Les barres du réseau 12 sont normalement à la masse, mais elles peuvent être activées en étant portées à un potentiel positif, par exemple de l'ordre de + 300 volts. Les barres de l'autre réseau 11, qui sont placées en contact avec le diélectrique de la feuille-mémoire, sont aussi normalement à la masse, mais elles peuvent être activées en étant portées à un potentiel négatif, par exemple de l'ordre de -300 Volts. Ces tensions sont appliquées, sélectivement, aux barres 11 ou 12 par un amplificateur commandé par une logique de décodage D1 ou D2, respectivement (Fig. 2). Si l'on considère, par exemple, au t il y a m barres 11 et n barres 12, les logiques de décodage D1 et D2 transforment un signal d'entrée numérique X ou Y présenté par exemple sous la forme d'un mot binaire pur de log2 m ou log2 n bits en une tension unique appliquée sur la barre m ou n en cause. Le développeur 3 est, par exemple, du type à jets 22 de toner liquide. I1 est muni de deux rouleaux de caoutchouc 24, 25 qui servent, à la fois, de moyens dtessorage et d'entrat- nement de la bande-mémoire 2. Entre la matrice d'impression 1 et le développeur 3, on a encore représenté un dispositif auxiliaire pour l'impression d t inscriptions constantes, telles que, par exemple, des graduations et le nom de la Société qui exploite la machine. Ce dispositif, désigné ici dans son ensemble par 29, est constitué d'un cylindre rotatif en métal gravé 31 et il est surmonté de deux rouleaux 32, 33 en caoutchouc conducteur qui servent de contreélectrodes, le rouleau 31 étant porté à un potentiel négatif de - 600 Volts par rapport aux dites contre-électrodes. Le fonctionnement de la table traçante est le suivant La bande mémoire 2 en place est d'abord maintenue immobile dans la matrice et bien appliquée sur les deux réseaux. Chaque fois que deux barres conductrices appartenant respectivement aux deux réseaux 11, 12 sont soumises à l'action d'un signal d'entrée qui les porte, l'une à un potentiel de + 300 Volts, et l'autre à un potentiel de - 300 Volts, elles présentent, à leur point de croisement, une différence de potentiel de 600 Volts capable d'enregistrer une charge statique dans la bande-mémoire 2 à l'emplacement dudit point de croisement. Autrement dit, à chaque point de croisement de deux conducteurs activés appartenant respectivement aux deux réseaux, il se produit une trace sur la bande-mémoire. Suivant les caractéristiques de seuil direct et de seuil inverse du papier utilisé, on a parfois avantage à utiliser un autre mode de fonctionnement dans lequel les barres 11 au repos sont portées à + 300 V. Lorsqu'elles sont activées elles sont portées à - 300 V. Les barres .12 au repos sont portées à - 300 V.Lorsqu' elles sont activées elles sont portées à + 300 V. Ces tensions sont données à titre d'exemple et peuvent varier avec le type et l'épaisseur du diélectrique utilisé. En fin d'impression d'image, un signal est envoyé pour informer la table traçante. A ce moment, on peut écarter l'un de l'autre les deux réseaux 11, 12 et faire avancer la bande-mémoire 2, qui était restée immobile pendant ltoparation d'impression, de manière à faire passer la partie activée de cette mémoire dans le développeur 3. Au cours de ce passage, le rouleau 31 du dispositif d'impression auxiliaire est mis sous tension lorsque l'image latente se présente sur lui en position convenable. Le développeur 3 est mis en fonctionnement pour effectuer le développement de l'image et on l'arrête un peu avant la bande-mémoire de façon que la partie mouillée de ladite bande soit convenablement essorée.Entre deux images, il reste donc une partie de bande non activée, mais ceci est sans importance étant donné le prix très bas des papiers électrographiques. Dans l'hypothèse envisagée plus haut, d'après laquelle le réseau 11 comporte m conducteurs et le réseau 12 n conducteurs, l'image comporte donc au maximum m x n points. Une valeur pratique de m et de n est 1024, ce qui donne approximativement 106 points et des mots X et Y de 10 bits. Si la dimension de ces points est de 0,5 x 0,5 mm, l'image totale aura une dimension de 500 x 500 mm. Si on désire réaliser les 2048 amplificateurs nécessaires de façon économique, il ne faut pas amplifier d'impulsions inférieures à 100 microsecondes avec la technologie actuelle. Ceci permet d'obtenir une image entièrement noire en 100 secondes. Dans la pratique, le dessin ne couvre pas plus de 1 à 108 de la surface. Le temps nécessaire sera donc de 1 à 10 secondes. L'information est délivrée par le calculateur (après adaptation éventuelle) sous la forme de couples X et Y de 10 bits chacun. I1 faut donc fournir un couple X Y toutes les 100 ps, ce qui est lent pour un calculateur "on-line". Le développeur à liquide peut fournir une image au bout d'un temps de l'ordre de 0,5 à 2 sec. de sorte que l'opération totale nécessite un temps de l'ordre de 3s, ce qui permet de sortir une image imprimée et développée toutes les 3 secondes. Tout ce qui précède peut s'appliquer à un nombre de conducteurs différents. Avec des mots X et Y de 8 bits on obtiendrait 256 x 256 = 65.536 points. Avec 1 % de taux de couverture, l'ima- ge sera inscrite en 0,065 secondes. Avec X et Y de 11 bits on obtiendrait 2048 x 2048 *; 4,I06 points. Avec 1% de parties noires, l'image sera inscrite en 4 secondes. Avec des points de 0,5 mm, l'image aurait une dimension de I024 x I024 mm. La précision serait de 0,5/1000 suivant chaque axe. Si on désire obtenir des points plus rapprochés, on est li -mité à environ 0,25 mm d'entre-axe- par les claquages qui peuvent se produire entre points voisins à la tension de 300 V. Pour éviter tout intervalle d'air entre deux conducteurs voisins, il est conseillé de les noyer dans une résine isolante et de surfacer soigneusement l'ensemble de façon à ce que les conducteurs affleurent la surface sans produire de relief. L'une des difficultés que l'on rencontre dans la mise en oeuvre de ce procédé est la nécessité d'assurer un bon contact, en chaque point, entre le papier et les conducteurs, aussi bien au recto qu'au verso du papier. L'épaisseur du papier utilisé doit être petite devant la distance entre deux conducteurs voisins, par exemple, 0,2 mm. S'il est possible de réaliser le réseau du recto au moyen d'un circuit imprimé rigide obtenu par photogravure, il est généralement nécessaire de prévoir un dispositif élastique pour assurer les contacts du verso. Les solutions possibles font appel notamment aux circuits imprimés souples, au caoutchouc conducteur, et aux brosses conductrices. On peut y associer une pression ou une dépression d'air sur l'une ou l'autre face. A titre de variante, il est possible de disposer les deux réseaux de barres conductrices sur une seule plaque isolante, c 'est-à-dire que les deux réseaux de barres se trouvent du même côté du papier, à savoir du côté du recto de celui-ci au lieu de se trouver de part et d'autre du papier comme dans l'exemple décrit plus haut. A titre d'exemple, on a représenté une telle solution sur les Fig. 3 et 4 qui montrent un circuit imprimé double face constitué par une plaque isolante 35 sur les deux faces de laquelle se trouvent, respectivement, les deux réseaux de conducteurs 11 et 12.Les conducteurs de l'un des deux réseaux,par exemple les conducteurs 12 présentent, au droit des autres conducteurs 11, des perforations 36 au milieu desquelles se trouvent des pas tilles conductrices 37 reliées électriquement aux conducteurs 11 correspondants situés sur l'autre face de la plaque 35, par tous moyens appropriés tels que des liaisons 38 appelées "trous métallisés" dans cette technique. I1 reste un petit intervalle entre le pourtour de chaque pastille 37 et le bord du trou correspondant 36 des conducteurs 12.Lorsqu'on porte un conducteur 11 à une tension de + 300 Volts par exemple et un conducteur 12 à une tension de - 300 Volts on provoque donc, sur le papier, à ltemplace- ment de leur croisement, une trace théoriquement annulaire qui, en fait, se présente sous la forme d'un petit disque noir en raison de l'auréole qui entoure l'électrode active formée par la pastille 37. Sur la Fig. 5, on a représenté une structure analogue à celle de la Fig. 4, mais plus élaborée encore, par ie fait que les conducteurs 11 sont complètement noyés entre deux plaques de résine 41, 42 et les trous métallisés 44 débouchent sur la face 43 de la plaque 41, les conducteurs 12 étant noyés aussi dans la plaque 41 au voisinage de la face 43 de celle-ci; le pourtour des perforations 36 concentriques aux trous métallisés 44 sont convenablement emboutis et atteignent la face 43 de la plaque isolante de manière à produire le meme effet électrostatique que la forme de réalisation de la Fig. 4. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que la bande mémoire développée, au lieu de s'enrouler sur le rouleau récepteur, pourrait etre découpée en feuilles, par exemple au format de la matrice d'impression, au moyen d'un dispositif de découpage approprié placé à la sortie du développeur. Des feuilles-mémoires coupées d'avance pourraient aussi, à titre de variante, être introduites dans la matrice d impression et transférées ensuite au développeur. I1 faut noter également qu'il est possible de disposer les barres 11 et 12 suivant des configurations différentes, par exemple les barres 11 affectant la forme de cercles concentriaues et les barres 12 celle de rayons convergeant vers le centre commun de ces cercles. On obtient alors une table traçante en coordonnées polaires. REVENDICATIONS r I. - Table traçante caractérisée en ce qu'elle comporte une matrice d'impression constituée par une trame quadrillée de barres conductrices réparties en deux réseaux dans les directions de deux axes de coordonnées, les barres de l'un des réseaux étant séparées, à leurs points de croisement avec les barres de l'autre réseau, par un intervalle très mince, de telle façon qu'une feuille-mémoire en un matériau semi-conducteur revêtue d'une couche diélectrique sur une face et placée entre les deux réseauxrecoive et conserve des charges électrostatiques aux points de croisement de deux barres appartenant respectivement aux deux réseaux et portées à des potentiels différents. 2. - Table traçante suivant la revendication 1, caractérisée en ce ou'une extrémité de chaque barre est munie d'un amplificateur et les sorties des amplificateurs de toutes les barres de chacun des deux réseaux sont reliées à la sortie d'une logique de décodage propre à transformer un signal d'entrée numérique en une tension de sortie unique appliquée à l'entrée de l'amplificateur intéressé. 3. - Table traçante suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille-mémoire est un papier électrographique rendu semi-conducteur par imprégnation d'un sel -et sur une face active duquel est déposée une couche d'une substance diélectrique. 4. - Table traçante suivant la revendication 3, caractérisée en ce que, à la matrice, est associé un développeur à liquide ou à poudre permettant de développer et de fixer l'image imprimée sur le papier électrographique sous la forme de points formés par des charges électrostatiques déposées sur le papier pendant qu'il était dans la matrice. 5. - Table traçante suivant la revendication 3, caractérisée en ce que, entre la matrice et le développeur, est disposé un système d'impression auxiliaire pour imprimer, sur la feuille-mémoire, des inscriptions constantes sous la forme également de charges électrostatiques. 6. - Table traçante suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le système d'impression auxiliaire est constitué par un cylindre rotatif gravé contre lequel la feuille-mémoire est appliquée par des galets conducteurs, le cylindre et les galets étant portés à des potentiels différents. 7. - Table traçante suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les barres conductrices d'un réseau et les barres conductrices de l'autre réseau se trouvent à une faible distance les unes des autres, de part et d'autre d'un plan géométrique de référence destiné à recevoir la feuille-mémoire. 8. - Table traçante suivant la revendication 7, caractérisée par des moyens pour éloigner temporairement les barres conductrices d'un réseau des barres conductrices de l'autre réseau, pour l'introduction de la feuille-mémoire dans le plan de référence précité. 9. - Table traçante suivant la revendication },caractérisée par la présence de moyens pneumatiques pour appliquer la feuillemémoire sur les barres conductrices de l'un des deux réseaux. IO. - Table traçante suivant la revendication 7, caractésée par le fait que les barres de ltun des deux réseaux sont constituées par des brosses métalliques d'application de la feuille-mémoire contre les barres de l'autre réseau. 11. - Table traçante suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les barres conductrices des deux réseaux sont disposées d'un même côté d'un plan géométrique de réception de la feuille-mémoire, dans deux plans voisins distincts et les barres de l'un des réseaux présentent, à chacun de leurs points de croisement avec les barres de l'autre réseau, une perforation à l'in térieur de laquelle se trouve une pastille de dimension plus petite et reliée électriquement à la barre correspondante de l'autre réseau. 12. - Table traçante suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la matrice est constituée par un circuit imprimé double face et les liaisons électriques précitées des pastilles sont assurées par des trous appelés dans cette technique "trous métallisés". 13. - Table traçante suivant la revendication 12, caractérisée en ce que les barres qui présentent les perforations précitées sont noyées dans la matière isolante du circuit et seul le pourtour desdites perforations, convenablement embouti, affleure l'une des faces extérieures du circuit sur laquelle affleure aussi les trous métallisés de liaison aux barres de l'autre réseau de pré- férence recouvertes d'une couche isolante.