Brevet FR2228619A1 — publié le 19741206

La présente invention concerne les imprimantes à matrice de points. Dans une imprimante à matrice, chaque caractère est constitué d'un certain de points distincts choisis sélec- tivement dans une matrice de points. Les imprimantes actuelles utilisent généralement une matrice 5 x 7, c'est à dire zept tiges -rice 5 x 7, c'est à dire zept tiges d'impression pouvant'chacune-former un point d'une colonne verticale, chaque caractère étant constitué de cinq colonnes juxtaposées latéralement. Avec ce genre d'imprimante, le principal problème est d'obtenir des caractères lisibles sans réduire exagérément la vitesse d'impression car chaque opération élémentaire n'imprime qu'une série de points espacés. Les colonnes d'un même caractère sont en outre espacées latéralement, de sorte que les points constitutifs sont séparés par des vides dans le sens ver- tical et le sens horizontal. Pour résoudre ces problèmes, la présente invention propose une imprimante à matrice de points dont la tête d'impression comprend plusieurs éléments d'impression disposés en colonnes adjacentes en face d'un support d'impression, un mécanisme déplaçant pas à pas la tête d'impression transversalement par rapport au support, le pas d'avance de la tête correspondant sensiblement à l'écartement de deux colonnes adjacentes d'éléments d'impression, et un mécanisme de sélection faisant avancer cor- tains des éléments d'impression de chaque colonne vers le support pour y imprimer un caractère à chaque position d'avance transversale. Selon un autre aspect de l'invention, une tête d'impression à matrice de points comprend plusieurs tiges flexibles -l'ace di,-npresd'impression dont l'extrémité avant comporte une surface d'impres- sion et dont l'extrémité arrière est associée à un dispositif d'actionnement individuel. Les dispositifs d'actionnement comprennent chacun une armature solidaire de l'extrémité arrière de la tige d'impression, un moyen de frappe adjacent à la partie avant de l'armature, un moyen de rappel adjacent à la partie arrière de l'armature, et des circuits pour alimenter sélectivement les moyens de frappe et de rappel de chaque dispositif d'actionnement de manière à faire avancer ou reculer les tiges d'impression par rapport au support d'impression. Selon un autre aspect de l'invention, une tête d'impression à matrice de points comprend plusieurs éléments d'impression mobiles axialement dont la partie avant forme une surface d'impression et dont la partie arrière est associée à un dispositif d'actionnement individuel. Les dispositifs d'actionnement sont disposés en étoile, au moins l'un des dispositifs occupant le LI centre de l'étoile et les autres étant répartis à intervalles réguliers sur un cercle concon'. réguliers sur un cercle concentrique par rapport eu dispositif central. Les éléments d'impression convergent à partir de leurs dispositifs d'actionnement et leurs parties avant sont parallèles les unes aux autres, une pièce de guidage étant percée d'une série de trous parallèles pour recevoir et guider les extrémités avant des éléments d'impression perpendiculairement au plan du support d'impression. Selon un autre aspect de l'invention, une tête d'impression à matrice de points comprend plusieurs tiges flexibles d'impression dont les extrémités avant forment des surfaces - les ex'ur d'impression et dont les extrémités arrière sont associées à des dispositifs d'actionnement disposés en étoile, au moins l'un des dispositifs occupant une position centrale par rapport aux autres qui sont répartis sur un cercle. Les tiges d'impression convergent vers l'avant à partir de leurs dispositifs d'actionnement, les parties avant des tiges étant parallèles entre elles et leurs parties in4U parties intermédiaires décrivant des courbes régulières. Chaque dispositif d'actionnement comporte une armature solidaire de la tige d'impression associée et des bobines électromagnétiques disposées à l'avant et à l'arrière de l'armature, respectivement pour l'entraîner vers le support d'impression et pour la ramener vers l'arrière. Dans la tête d'impression de l'invention, les extrémités avant des éléments d'impression sont disposées en colonnes verticales adjacentes et la tête d'impression est indexée transversalement vers plusieurs positions déterminées d'une matrice de composition des caractères. Dans chaque position d'indexation, les éléments d'impression d'au moins l'une des colonnes sont sélectivement actionnés et le pas d'indexation correspond à l'espacement des colonnes adjacentes, les éléments d'impression d'une colonne étant actionnés avec un retard prédéterminé par rapport å ceux de l'autre colonne. Les colonnes adjacentes sont espacées de moins d'un diamètre de point et les surfaces d'impression de leurs éléments sont disposées en quinconce, la tête d'impression étant indexée transversalement par rapport au support d'impression avec un pas correspondant sensiblement à l'espacement des colonnes adjacentes de surfaces d'impression. Les dispositifs d'actionnement font sélectivement avancer les tiges de chaque colonne en contact avec le support d'impression dans chaque position d'indexation de manière que les points imprimés se recouvrent partiellement. Plusieurs indexations successives de la tête d'impression permettent de composer des caractères ayant l'apparence du trait plein. Dans chaque position d'indexation de la tête d'impression certaines tiges d'impression sont sélectivement actionnées dans chaque colonne. La tête d'impression est ensuite indexée d'un pas et certaines tiges d'impression sont successivement actionnées de manière que les impressions des tiges de la seconde colonne soient alignées verticalement et recouvrent partiellement les impressions des tiges de la première colonne. Le recouvrement 0 horizontal des points imprimés est assuré par le choix d'un pas d'indexation légèrement inférieur à la largeur du point formé. On réalise ainsi un recouvrement horizontal et vertical des points qui donne l'apparence de lignes pleines dans les caractères composés. Les tiges d'impression sont de préférence actionnées méQ caniquement sur leurs courses aller et retour. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit et des dessins sur lesquels : la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une première forme de tête d'impression à sept tiges ; la figure 2 représente la tête de la figure 1 vue de z > l'arrière ; la figure 3 représente la tête de la figure 1 vue en plan de dessus ; la figure 4 représente la tête de la figure 1 vue de l'avant ; la figure 5 est une vue agrandie et en coupe partielle de l'une des tiges d'impression de la tête de la figure 1 ; la figure 6 est une vue de l'arrière d'une autre forme de tête d'impression à onze tiges ; la figure 7 est une vue en élévation latérale de la tête 0 de la figure 6 ; la figure 8 est une vue de face de la tête de la figure 6 ; la figure 9 est une vue de dessus illustrant schématiquement la disposition des éléments dans une imprimante qui utilise la tête d'impression à onze tiges ; la figure 10 est une vue latérale de certains élements -pure 9 ; de la structure de la figure 9 ; la figure 11 est une coupe de détail d'une tige d'impression et de son dispositif d'actionnement utilisables dans les deux formes de tête d'impression des figures 1 à 10 ; la figure 12 est un schéma synoptique des circuits de commande d'impression pour une tête à onze tiges ; la figure 13 illustre à grande échelle la formation d'une ZD colonne de points dans une matrice 5 x 7 ; la figure 14 montre la disposition des points formés par 0 une tête d'impression à sept tiges du type représenté sur les figures 1 à 5 ; la figure 15 est un exemple de composition d'une majuscu- le à partir d'une matrice de points 5 x 7 ; la figure 16 montre le chevauchement des points dans une matrice d'impression 11 x 15 ; la figure 17 illustre la disposition des éléments d'impression dans une tête à onze tiges utilisant une matrice 11 x 15 ; la figure 18 montre la formation d'une majuscule avec une matrice 11 x 15. Les figures 1 à 5 représentent une tête d'impression 10 à sept points constituée d'une plaque de base 12, d'un bloc de guidage 13 et d'une plaque arrière 14. Des guides latéraux 15 sont montés verticalementéur la plaque de base 12 de part et d'autre du bloc 13 et un guide frontal 16 est monté à l'avant du bloc 13 pour guider un ruban encré R visible sur la figure 4. Sept tiges flexibles 20 convergent à partir de la plaque arrière 14 dans les passages 22 du bloc 13 qui aboutissent à une cavité commune 23 à l'extrémité avant du bloc 13. Une pièce de guidage 24 montée verticalement à l'avant du bloc 13 derrière le guideruban 16, est percée de sept trous 25 de guidage des extrémités avant 21 des tiges d'impressions 20. Les trous 25 sont disposés en quinconce en deux colonnes, trois dans la colonne A et quatre dans la colonne B, cette dernière étant décalée d'une distance inférieure à un diamètre de point, comme illustré figure 14. Les extrémités 21 des tiges flexibles 20 constituent des elfe- ments d'impression qui sortent des trous 25 pour appliquer le ruban encré contre le papier ou tout autre support d'impression. Les sept tiges d'impression de la tête 10 sont actionnées par sept dispositifs 42 dont six sont disposés en étoile, le septième étant au centre de l'étoile. La tige 20 du disposi- tif central 42 traverse horizontalement le bloc 13 et les tiges CZ- 20 des autres dispositifs convergent avec une courbure graduelle vers la cavité de l'extrémité avant du bloc. Les figures 6 à 8 illustrent une autre tête d'impression 10'comportant onze tiges d'impression pour réaliser une matrice de points plus dense. La structure de la tête 10'est analogue à celle de la tête 10 et les éléments correspondants, sont désignés par les mêmes références suivies du symbole prime. Ainsi, la tête 10'comprend une plaque de base 12', un bloc de guidage 13' et une plaque de montage14'. Des guides 15'sont montés de part b et d'autre du bloc 13'et un guide 16'est monté à l'avant du -iges d'immresbloc pour guider un ruban encré classique. Onze tiges d'impression 20'convergent de la plaque de montage 14'et s'engagent 0 li dans des passages 22'du bloc 13'. Les passages 22'aboutissent 0 à une cavité 23'que les tiges 20'traversent avant de s'engager 0 dans des trous 25'd'une pièce de guidage 24'. Comme illustré figure 8, la pièce 24'est percée de deux colonnes C et D de trous 25', la colonne C comportant cinq trous et la colonne D comportant six trous décalés. Les colonnes verticales C et D sont décalées horizontalement d'une distance inférieure à un diamètre de point. Les figures 9 et 10 représentent le mécanisme de positionnement horizontal de la tête d'impression 10'qui comprend une vis mère 28 montée dans un bâti F et entraînée par un moteur 29. La vis 28 tourne dans un écrou 30 qui est fixé sous la plaque de base 12. La plaque 12'porte également une douille 32 qui coulisse sur une tige de guidage 33 montée parallèlement à un rouleau d'impression 34. A son extrémité avant, la plaque de base 12' porte une pièce fendue 36 qui glisse en suivant un rail perpendiculaire 35. Le moteur d'entraînement 29 peut être un moteur réversible à courant continu et à vitesse variable, cette dernière étant mesurée au moyen d'un disque de codage optique 38. Un circuit de commande de la vitesse et du sens de rotation du moteur détermine le positionnement pas à pas de la tête d'impression 10'le long du rouleau d'impression et assure un positionnement transversal précis avec l'aide d'un frein 39. La tige d'impression 20 est utilisable dans une tête d'impression à sept ou onze tiges et sera plus particulièrement décrite dans le cas de la tête d'impression 10'. Comme indiqué sur les figures 5 et 11, chaque tige d'impression 20'comprend une partie flexible 40 qui se termine à l'avant en une surface d'impression 21 et dont l'arrière est associée à un dispositif d'actionnement 42 fixé à la plaque de montage 14'. La partie 40 0 de la tige coulisse de préférence dans un tube à paroi mince 44 en une matière à faible coefficient de frottement, telle que le Nylon, qui forme une gaine dans chacun des passages 22'. La gaine 44 se prolonge vers l'avant au-delà du passage 22'dans la cavité a 23', et vers l'arrière au-delà du bloc 13'dans un trou 17 de la plaque 14'pour être fixée au dispositif 42. Chaque dispositif d'actionnement 42 comporte une armatu- re magnétique 45 solidaire de l'extrémité arrière 41 de la tige associée 20', cette armature pouvant coulisser dans un alésage cylindrique 46 délimité par une butée avant 48 et une butée arrière 49. La butée arrière est entourée par un bouchon 50 qui forme un épaulement cylindrique extérieur 52. De même, la butée avant 48 comporte un épaulement cylindrique extérieur 54 et l'espace annulaire compris entre les épaulements 52 et 54 est occupé par des bobinages électromagnétiques 56 et 58. Chaque bobinage 56 et 58 est isolé par une bobine plastique 60 et les deux bobinages sont séparés par une entretoise annulaire 61. Les bobinages annulaires 56 et 58 sont montés concentriquement autour des extrémités avant et arrière de l'armature 45 et leur excitation sélective permet de déplacer la tige d'impression 20' vers l'avant en direction du papier et de la ramener vers l'arrière. La butée arrière 49 est un cylindre plein qui forme le prolongement axial d'une vis de réglage de course 62 s'engageant dans un trou axial taraudé du bouchon 50. La vis 62 est maintenue dans la position choisie par un écrou de blocage 64. La butée avant 48 est un cylindre percé d'un trou axial 65 et comportant une partie centrale de diamètre réduit 66. Autour du trou 65, la partie centrale 66 comporte un fraisage conique 67 destiné à 0 recevoir l'extrémité conique 68 de l'armature 45. La partie avant 69 de la pièce 48 est filetée extérieurement et se monte dans un trou 70 de la plaque 14. Un enveloppe tubulaire 71 prenant appui sur l'extérieur des épaulements 52 et 54 protège les deux bobinages 56,58 et comporte un passage 73 pour leurs fils de connexion 74 et 75. Les gaines anti-friction 4traversent de part en part le bloc 13'et assurent un bon coulissement des parties incurvées 40 des tiges jusqu'aux trous de la pièce de guidage 24. L'avance de chaque tige d'impression est commandée par l'excitation de sa bobine avant 56, la course étant déterminée par la distance qui sépare la partie conique 68 de l'armature 45 de la butée conique 67. Le rappel de la tige en position escamotée est commandé par l'excitation de sa bobine arrière 58, l'armature 45 venant en contact avec la butée 49. Comme illustré figure 6, la tête d'impression 10'compor- te neuf dispositifs d'actionnement 42'disposés sur un cercle à 400 les uns des autres, et deux dispositifs d'actionnement 42'disposés côte à côte près du centre du cercle. Les tiges 20' associées aux dispositifs d'actionnement proches du centre traversent la plaque 14'et le bloc 13'selon des trajectoires dont la courbure est moindre que pour les tiges qui partent d'un point 0 situé sur le cercle. Les tiges 20'débouchent dans la cavité 23' et s'engagent horizontalement dans les trous de la pièce de guidage 24'qui sont perpendiculaires au support d'impression. En conséquence, les tiges centrales sont légèrement plus courtes que les tiges extérieures pour que leurs surfaces d'impression soient au même niveau dans la pièce de guidage 24'. Cette disposition des tiges flexibles 20'et des dispositifs d'actionnement 42'assure la courbure la plus faible possible à l'intérieur du bloc 13'pour une densité élevée de tiges d'impression. La pièce de guidage 24'est de préférence en une matière différente de celle des tiges d'impression 20 ou 20'pour minimiser l'usure au niveau des trous de guidage. Les tiges peuvent être en acier inoxydable et la pièce de guidage en laiton avec des trous séparés pour le passage de chaque tige. La pièce de guidage assure donc un positionnement précis des surfaces d'impression 21 et 21' sans risques d'interférence entre les tiges actionnées. La figure 12 représente schématiquement un circuit de commande d'impression pour l'actionnement aller et retour de chacune des tiges 20'd'une tête d'impression à onze tiges. Les lignes 74 et 75 aboutissent aux bobines électromagnétiques 56 et 58 d'actionnement de chaque tige. La ligne"de frappe"74 part d'une porte logique 80, traverse un multivibrateur monostable 81 et aboutit à la bobine rIde frappe" 56. Lorsque la porte 80 est vali- dée, le multivibrateur 81 est déclenché et applique un signal' d'excitation à la bobine 56. A la fin de la période du multivibrateur 81, un second multivibrateur 82 démarre pour fixer la période d'excitation de la bobine"de rappel"58. Dans ces conditions, la bobine de frappe 56 est excitée pendant une période déterminée pour appliquer la tige associée 20'contre le papier et, à la u fin de cette période, le second multivibrateur 82 fournit une impulsion de rappel de la tige 20'en position. rétractée en vue d'une nouvelle frappe. Chaque porte logique 80 est validée par un signal d'autorisation appliqué à une ligne commune 84 par un circuit de synchronisation 88, chaque porte 80 recevant également un signal de donnée d'un ordinateur (non représenté). L'ordinateur applique généralement un signal d'ordre sur une ligne 86 d'où il est transmis à la ligne 84 pour vérifier-que l'imprimante est prête à fonctionner. Si c'est le cas, les impulsions de synchronisation du disque 38 sont appliquées à l'entrée 87 du circuit 88 et transmises à la ligne 84 et aux portes 80. Les portes 80 sont validées et déclenchent les multivibrateurs 81 de l'une des colonnes C et D pour commander l'application des tiges 20'contre le papier. Les tiges 20'sont ensuite rappelées car l'excitation de leurs bobines 58 et la tête d'impression 10'avancent à sa position d'indexation suivante pour laquelle la colonne C est alignée avec la position antérieure de la colonne D. Le disque de codage 38 fournit alors un signal indiquant que la tête d'impression 10'a été indexée et l'ordinateur envoie de nouvelles données à imprimer aux portes 80 qui déclenchent les dispositifs d'actionnement de la colonne C. Comme indiqué sur la figure 12, le circuit de synchronisation 88 assure d'autres fonctions d'impression en relation avec un registre 92, par exemple la détermination dozens et de la vitesse d'indexation, ainsi que d'autres fonctions operatoires, telles que retour chariot, espacement arrière, espacement a"ant, etc. Comme le montrent les figures 16 à 18, si tous les points de la colonne D sont imprimes et si, après une indexation de la p 1-i. 1-- L tête, tous les points de la colonne C sont imprimés sur le même alignement vertical, on obtient une ligne sensiblement continue CD a de points se chevauchant. Dans une matrice 11 x 15, chaque colonne verticale est successivement décalée de quinze positions horizontales. Ainsi, si le premier point à partir du haut est déclenché à chaque indexation, on obtient une ligne horizontale sensiblement continue, comme illustré figure 16. Le même est vrai pour chaque position des colonnes C et D car le recouvrement des points est obtenu à la fois dans le sens vertical et dans le sens horizontal. Pour chaque position d'indexation, certains points de la colonne D sont simultanément imprimés, puis la colonie C est amenée à la même position d'indexation et certains de ses -ion et certains de ses points sont imprimés, après quoi la tête avance à la position d'indexation suivante. -ours monoEn ce qui concerne le réglage des multivibrateurs mono- stables, il faut prévoir une période d'excitation un peu plus longue pour la bobine de frappe que pour la bobine de rappel car le rebond de la tige sur le papier facilite sa rétraction. 'Ormés Par Lle matrice 5 x 7 Le recouvrement des points formés par 1Le matrice 5 x 7 est illustré sur les figures 13 à 15, les points étant plus gros que ceux d'une matrice 11 x 15 et le chevauchement étant assuré dans le sens horizontal et dans le sens vertical. A titre d'exemple, les figures 15 et 18 illustrent la composition de la lettre "A"par chacune des deux matrices. Il va de soi que la description précédente n'est nullement limitative et qu'on pourra y apporter diverses modifications ou variantes entrant dans le cadre et dans l'esprit d l'invention. R VEND 1CAT 1 ON S 1. Imprimante à matrice de points caractérisée en ce qu'elle comprend une tête d'impression (10 ; 10') ayant plusieurs tiges flexibles (20 ; 20') terminées par des surfaces d'impression (21) qui sont disposées en colonnes adjacentes (A, B ; C, D) pouvant être positionnées en face d'un support d'impression, les surfaces (21) étant capables d'imprimer sur le support une matrice de points composant un caractère, l'espacement des colonnes adjacentes étant inférieur à une largeur de point et les surfaces d'impression (21) d'une colonne étant décalées par rapport à celles d'une colonne adjacente, la tête d'impression étant indexée par un mécanisme (28, 29) d'avance pas à pas, le pas d'avance correspondant sensiblement à l'espacement des colonnes adjacen- tes, et des dispositifs d'acticnnement des biges d'impression c (42 ; 42') faisant sélectivement avancer les surfaces d'impression des tiges de chacune des colonnes vers le support d'impression dans chaque position d'indexation pour imprimer des séries de points se recouvrant partiellement dans chaque colonne imprimée de manière que des caractères ayant l'apparence de traits pleins puissent être composés par la matrice de points imprimés lorsque la tête d'impression avance successivement sur une série de positions d'indexation. 2. Imprimante à matrice de points selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit de commande (38) synchronisant l'excitation des dispositifs d'actionnement (42) des tiges d'impression (20 ; 20') de chaque colonne de manière que les tiges d'une colonne soient sélectivement actionnées avec un retard déterminé par rapport à l'actionnement sélectif des tiges d'une colonne adjacente pour amener leurs surfaces -ions d'ind'impression en contact avec le support en des positions d'in- dexation adjacentes. 3. Imprimante à matrice de points selon la revendication 1. ou la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif d'actionnement (42) associé à chaque tige d'impression (20 ; 20') comprend un moyen de frappe (56) entraînant la ti. -e vers le support d'impression, et un moyen de rappel (58) rétractant la tige après l'impression. 4. Imprimante à matrice de points selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisée en ce que les surfaces d'impression (21) sont disposées en deux colonnes (A, B ; C, D) décalées en quinconce. 5. Imprimante à matrice de points selon la revendication 4, caractérisée en ce que les surfaces d'impression (21) de chaque colonne (A, B ; C, D) sont décalées latéralement de moins d'une largeur de point et en ce que les surfaces d'impression d'une même colonne sont espacées de distances égales entre les surfaces d'impression adjacentes de l'autre colonne. 6. Imprimante à matrice de points selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les surfaces d'impression (21) des colonnes (A, B ; C, D) sont disposées de manière à imprimer des matrices de points se recouvrant partiellement dans le sens vertical, dans le sens horizontal ou en diagonale.