Brevet FR2228245A1 — publié le 19741129

La présente invention se rapporte à l'impression par voie électrostatique. Elle concerne un nouveau procédé de fabrication de la tete d'enregistrement, et, plus particulièrement, celle dont les électrodes sont formées par des sections de fils. D'une façon générale, une tete d'enregistrement se présente sous la forme dtune plaque épaisse comportant un ou plusieurs connecteurs, dont la tranche destinée à l'inscription est polie et souvent de forme arrondie. Le papier à couche diélectrique vient en contact avec cette tranche sur laquelle affleurent une ou deux rangées de minuscules électrodes rondes ou rectangulaires. Ces électrodes sont généralement constituées par les extrémités d'une ou deux nappes de fils conducteurs, sectionnés transversalement, après moulage dans une résine isolante. Deux méthodes de réalisation sont possibles. Llune consiste à usiner le réseau de conducteurs par gravure photo-chimique. Un ou deux réseaux de ce type sont alors placés sur l'une ou sur les deux faces drune plaque isolante servant de support. L'ensemble est ensuite collé en sandwich entre deux plaques en matière dure et isolante. Le brevet français 2.055.601 décrit le mode d'obtention d'une tete de ce genre. En variante, on peut aussi utiliser la technique des circuits imprimés. Ce type de réalisation présente de nombreux inconvénients dont les principaux sont : 1) forme des points rectangulaire et généralement très aplatie, convenant mal pour la formation de caractères à structure matricielle. 2) Isolement souvent défectueux entre conducteurs. Cet isolement doit en effet résister à des tensions de 500 à 1000 Volts. 3) Risque de coupure des conducteurs. I1 est fréquent dans le cas des imprimantes d'utiliser une densité de 3 ou 4 conducteurs par millimètre ce qui nécessite des soins extremes pour la gravure photo-chimique. 4) Le problème du raccordement des conducteurs à des prises d'un modèle standard (pas de 2,54 mm) est difficile à résoudre. Il se complique encore s'il stagit de circuits à deux faces, c'est-àdire de deux rangées d'électrodes. Pour toutes ces raisons, les électrodes réalisées à l'aide de fils ronds sont préférables. Si elles sont activées par des impulsions suffisamment courtes, elles produisent des points ronds. Cette forme de point permet dtobtenir la meilleure forme de caractère en matrice, surtout si les points se recouvrent partiellement. On obtient ce résultat en utilisant deux nappes de conducteurs, soigneusement décalées d'un demi-pas et disposées et collées de part et d'autre d'une feuille en matériau dur isolant d'épaisseur bien déterminée. La section droite de cet assemblage fait apparattre sur la tranche deux rangées d'électrodes parfaitement en quinconce. Le pas et le diamètre du fil-sont choisis pour. qu'il y ait recouvrement des images de points lorsque deux impulsions sont appliquées successivement sur chaque rangée avec un décalage de temps égal à celui qu -a mis le papier pour passer d'une rangée d'électrodes à l'autre. On engendre ainsi un trait continu avec des électrodes suffisamment éloignées pour qu'il n'y ait, entre elles, ni court-circuit, ni claquage. Le brevet français 2.087.424 fait état d'un tel type de tête d'enregistrement. Le but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication de têtes d'enregistrement de ce genre et une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne aussi les têtes d'enregistrement fabriquées par la mise en oeuvre du procédé et/ou sur la machine précitée. Le procédé suivant l'invention pour la fabrication d'une tête d'enregistrement électrostatique dont les électrodes sont constituées par des fils conducteurs, est caractérisé en ce qu'il. consiste à å enrouler un fil conducteur dans les filets d'un-ensem- ble de deux tiges filetées semblables parallèles solidaires d'un support commun, de manière à former deux nappes de fils parallèles tendus entre ces deux tiges à introduire, entre les deux nappes de fils, une mince plaque isolante dont les deux faces sont enduites d'une résine polymérisable; à presser les deux nappes de fils recpectivement contre les deux faces de la plaque isolante jusqu à durcissement de la résine; à coller deux plaques isolantes formant joues respectivement contre les deux faces de la mince plaque isolante portant les deux nappes de fils noyés dans la résine polymérisée, pour former l'ébauche de la. partie active de la tête d'enregistrement; à couper les parties des fils qui relient l'é- bauche de la tête d'enregistrement au support, pour libérer cette dernière; à araser ladite ébauche et à polir la tranche arasée. On obtient ainsi économiquement des têtes d'enregistrement électrostatiques dont les fils qui constituent les électrodes sont rangés avec une très- grande précision. La machin-e suivant l'invention pour la mise en oeuvre. du procédé en question est caractérisée, d'une manière générale, en ce qu'elle comporte s un cadre rectangualire dont deux côtés opposés portent des tiges filetées semblables de positionnement des fils au pas désiré et qui peut tourner dans un bâti fixe autour d'un axe horizontal parallèle auxdits côtés opposés précités; un guidefil mobile sur le bâti, dans une direction parallèle à l'axe de rotation du cadre, en synchronisme avec le mouvement de rotation du cadre; des moyens pour serrer les deux nappes de fils formées respectivement sur les deux faces du cadre contre une mince plaque isolante enduite de résine polymérisable et pour serrer ultérieurement des joues complétant l'ébauche de la partie active de la tête d'enregistrement ainsi qutune rallonge et des renforts. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à ltexamen des dessins annexés qui représentent schématiquement un mode de réalisation d'une machine suivant l'invention pour la fabrication d'unetète d'enregistrement électrostatique. Sur ces dessins La Fig. 1 illustre-comment la disposition des fils en quinconce est obtenue à l'aide de deux tiges filetées. La Fig. 2 est une vue en plan de l'ensemble de la'machine. La Fig. 3 est une vue de profil correspondante, La Fig. 4 illustre l'assemblage du cadre. La Fig. 5 montre, en vue éclatée, le dispositif de serrage des deux nappes fils contre la plaque isolante. La Fig 6 représente les mêmes éléments que la Fig. 5, mais après serrage. La Fig. 7 montre une variante du dispositif de la Fig. 6. La Fig. 8 montre l'ébauche de la tête d'enregistrement telle qu'elle est extraite du cadre. La Fig. 9 en est la vue de profil. La Fig. 10 montre la tête d'enregistrement achevée. La Fig. ll est une vue en bout de la tête montrant la face d'écriture et, La Fig. 12 est un agrandissement d'une partie de la Fig. 11. Le principe suivant l'invention pour la fabrication d'une tête d'enregistrement électrostatique dont les électrodes sont constituées par des fils conducteurs est illustré sur la Fig. 1 on enroule un fil conducteur 1 sur l'ensemble formé par deux tiges filetées parallèles 2,3 solidaires d'un support commun (non représenté). Ces deux tiges filetées sont au même pas égal à ltintervalle qui doit séparer deux électrodes d'une meme nappe de fils dans la tête d'enregistrement terminée. Grâce à ce procédé, on forme très commodément deux nappes de fils parallèles rigoureusement au pas désiré et, dans chacune desquelles, les fils se trouvent exactement en regard des intervalles des fils de l'autre nappe. On tirera donc parti de cette disposition rigoureuse des fils pour la fabrication d'une tête d'enregistrement. L'élément principal de la machine pour la mise en oeuvre de ce procédé est constitué par un cadre 11 (Fig. 2 à 4) de forme rectangulaire qui peut tourner autour d'un axe horizontal médian sur un bâti 12 lui-meme constitué par un cadre horizontal de forme rectangulaire avec deux grands côtés 13, 14, et deux petits côtés 15, 16, et par des pieds 17. Le cadre rotatif 11 est constitué, sur l'un de ses grands côtés, par deux longerons 21, 22 et, sur sont côté opposé, par deux longerons semblables dont seul le longeron 23 est visible sur le dessin. Les deux petits côtés de ce cadre sont constitués par deux traverses entretoises 26, 27 sous la forme de deux plaques métalliques rectangulaires fixées respectivement dans deux gorges longitudinales de deux tiges filetées 2, 3 qui sont celles représentées sur la Fig. 1, les deux tiges filetées se trouvant sur les bords extérieurs des deux traverses. De chaque côté, les deux longerons, 21, 22 par exemple, sont serrés sur les deux traverses 26, 27 au moyen de vis 31 qui traversent l'un des longerons et qui se vissent dans l'autre. Dans le milieu de la longueur des deux longerons 21, 22, est serré un pi vot 33 qui tourillone dans le côté 14 du cadre du bâti et qui porte une manivelle 34. Entre les deux longerons opposés est serré un autre tourillon 35 monté à rotation dans le côté opposé 13 du cadre du bâti. Sur le tourillon 35 est fixée une roue dentée 38 sur laquelle passe une chaine ou une courroie crantée 39 qui passe sur-une autre roue dentée 41 fixée sur une vis-mère 42 montée à rotation dans une extrémité des deux grands côtés 13, 14 du cadre du bâti; sur la vis-mère 42, est monté un écrou 44 qui porte un galet à gorge 45de guidage du fil conducteur 1 pendant son enroulement sur le cadre Il en rotation. Pour chaque tour du cadre, l'écrou 44 doit donc se déplacer axialement d'une distance égale au pas des tiges filetées d'enroulement 2 et 3. A cet effet, la vis-mère 42 est, par exemple, au même pas que celui- des tiges filetées 2,3 et doit, par conséquent, tourner à la même vitesse angulaire que le cadre, de sorte que les roues dentées 38 et 41 sont de meme diamètre. L'écrou 44 est de préférence réalisé sous la forme dtune noix dé- brayable pour les commodités d'utilisation. Le tourillon 35 entraine aussi, par une transmission 48, un compteur 49 d'enregistrement du nombre de tours effectués par le cadre rotatif 11. La somme des tensions élémentaires de chacune des spires de fils enroulées sur le câble devient vite considérable, c 'est pourquoi les deux vis 2 et 3 ont été renforcées par les traverses 26, 27 qui sont des plaques en acier dont l'épaisseur est au plus é gale à l'espace entre les deux nappes de fils. Sur les Fig. 2, 4, 8, 9 et 10, on a indiqué une zone A et une zone B. La zone A est celle où le rangement des fils est impératif, car c'est dans cette zone que sera exécutée la tranche d'écriture C D indiquée sur les Fig. 6 à 10. La zone B demande moins de précision dans le rangement des fils, c'est celle réservée au cablage. La Fig. 5 montre, à plus grande échelle le détail de la constitution de la zone A. La précision de rangement des conducteurs ne peut être obtenue que par la disposition très tendue de ceuxci sur deux éléments plus rapprochés et comportant aussi des filets au pas désiré. Ces deux éléments plus rapprochés sont constitués par deux tiges filetées 51, 52 d'un diamètre légèrement supérieur à celui des tiges filetées 2 et 3. La tige filetée 51 présente une gorge longitudinale engagée à force sur la tranche de la traverse 26 opposée à celle sur laquelle est engagée la tige filetée 2.La tige filetée 52 présente aussi une gorge longitudinale engagée à force sur la tranche d'une aute plaque de renfort en acier 53 positionnée et maintenue, par ses deux extrémités, au moyen de vis ou de chevilles introduites chacune dans l'un des trous 94 pratiqués dans les longerons du cadre rotatif. Les parties demi cylindriques des deux tiges filetées 51, 52 qui se font face sont chanfreinées comme représenté en 51a, 51b et 52a, 52b pour permettre aux deux nappes de fils de se rapprocher comme on le verra plus loin. Ces deux tiges filetées 51, 52 constituent deux chevalets de guidage des deux nappes de fils pendant la confection de l'ébauche de la partie active de la tête d'enregistrement. Pour le serrage des deux nappes de fils, il est prévu un dispositif de serrage 56 constitué par deux mâchoires 57, 58 formées de deux profilés de section en "U" soumis à l'action de rapprochement de deux traverses 61, 62 dans lesquelles sont montées de part et dtautre de l'emplacement des deux nappes de fils, des tiges filetées 63 (Fig. 6) munies d'écrous à oreilles 64. Pour une fabrication plus précise, il est prévu encore deux dispositifs supplémentaires de serrage 71, 72 (Fig. ) destinés à être placés entre les deux chevalets 51, 52, tout pres de ceux-ci. Le dispositif de serrage supplémentaire 71 est constitué par deux traverses 73, 74 qui peuvent être rapprochées l'une de l'autre également au moyen d'écrous à oreilles 75 montés sur des tiges filetées 76 enfilées à travers lesdites traverses. Sur ces dernières, sont fixées, également par assemblage à rainure et languette, deux autres tiges filetées 78, 79 toujours au pas considéré, qui doivent entrer en contact respectivement avec les deux nappes de fils. D'une manière analogue, le dispositif supplémentaire de serrage 72 est constitué de deux traverses 81, 82 munies de tiges filetées 83 et d'écrous à oreilles de serrage 84, ces deux traverses étant munies de tiges filetées correspondantes 87, 88 de positionnement des fils. Le fonctionnement de la machine est le suivant Le fil conducteur prqvient d'un dévidoir muni d'un dispositif de réglage de la tension du fil. L'extrémité libre du conducteur 1 est attachée, en 91, au cadre rotatif Il que l'on fait tourner au moyen de la manivelle 34 dans le sens des flèches f (Fig. 3). Le fil, de tension ajustée, guidé par le galet d'avance 45 (voir aussi Fig. 2) se place dans les craux des filets des deux tiges filetées extrêmes 2 et 3 ainsi que dans ceux des deux tiges filetées intermédiaires ou chevalets 51, 52. Après bobinage complet, on élimine les spires latérales excédentaires. Entre les deux chevalets 51, 52 (Fig.5), on introduit une plaque mince isolante 91 qui est en un matériau dur, tel que du verre ou de la céramique. Elle est rigoureusement calibrée en épaisseur, car c'est celle-ci qui détermine l'espacement très critique des deux lignes d'électrodes, par exemple de l'ordre de -0,2 à 0,3 mm, suivant la valeur du pas des électrodes. Cette plaque 91 a été préalablement enduite, sur ses deux faces, de colle consistant, par exemple, en une résine polymérisable. Elle est positionnée, à ses deux extrémités, par des vis ou des chevilles 93 engagées dans des trous correspondants, tels que 94, pratiqués dans les longerons 21, 23 du cadre rotatif. On met en place les deux dispositifs de serrage 71, 72 (Fig.7) dont les tiges filetées 78,79, 87, 88 ont leurs filets calés avec précision, en correspondance avec les emplacements des fils dans les deux nappes. La tension supplémentaire ainsi donnée aux fils, dans la zone comprise entre les deux chevalets 51 52, assure la perfection du parallélisme des dits fils. On encolle à la résine les deux nappes de fils en évitant un excès de produit et la formation de bulles d'air. On applique, sur les deux nappes ainsi encollées, deux feuilles de téflon 93, 94 destinées à isoler les mâchoires 57, 58 du dispositif de serrage 56 qur l'on met maintenant en place et dont on serre les écrous papillons 64 (Fig. 5 à 7). Après durcissement de la résine, on enlève les trois dispositifs de serrage 71, 72 et 56 (Fig. 7). On coupe la partie du fil 1 (Fig. 2) qui relie le cadre 11 au dévidoir et l'on enlève les deux tourillons 33 et 35, ce qui'permet d'enlever le cadre du bâti dans lequel il était monté. On enlève les chevilles de maintien de la traverse 53 qui porte le chevalet 52 et on la fait glisser le long des deux nappes de fils, vers le milieu de la longueur des cadres. Dans la fente qui existe entre deux des longerons du cadre1 on glisse et lton redresse une bande mince de plastique rigide pour faire sortir les deux nappes de fils des creux des filets du chevalet 52 dans lesquels elles étaient engagées, de sorte qu'on peut maintenant sortir la traverse 53 avec son chevalet 52, à travers l'une des fentes latérales du cadre. Entre les deux nappes de fils, on introduit maintenant, par une fente latérale du cadre 11, une plaque 96 (Fig. 8 et 9) dont l'épaisseur est plus grande que celle de la plaque 91 de la partie active de la tête et qui est choisie pour conférer à l'ensemble de la tête une rigidité suffisante; son épaisseur est, par exemple, de l'ordre de 1,5 à 2mm. Elle servira aussi de base pour le raccord des fils et, à cet effet, elle peut comporter, sur ses deux faces, un circuit gravé chimiquement pour le raccordement direct des fils vers un connecteur. La plaque 96 est également préalablement encollée sur ses deux faces et elle est positionnée dans le cause par des chevilles 98 introduites dans les trous correspondants 94 du cadre 11. On utilise de nouveau les dispositifs de serrage 71,72 (Fig.7) pour appliquer les nappes de fils contre les deux faces de cette plaque 96, on encolle à nouveau les deux nappes de fils à la résine et on laisse durcir. On enlève les deux dispositifs de serrage 71, 72. Sur les deux nappes de fils, dans la zone de la partie active A, on place deux joues encollées 101, 102. L'épaisseur de ces joues détermine lté- tendue de la surface de contact de la tête d'écriture contre le papier, comme on peut le voir sur la Fig. 12. On serre ces deux joues au moyen du dispositif de serrage 56 utilisé précédemment et on laisse durcir la résine. On met aussi en place des baguettes de renfort 103, tO4 dans la partie de liaison entre la plaque isolante 91 disposée en premier lieu et la plaque 96. Ces deux baguettes qui sont, par exemple en stratifié de verre et de résine époxy, sont également collées sur les nappes de fils par serrage aussi au moyen du dispositif 56. Les joues IOI, I02 ainsi que les baguettes I03, I04 sont positionnées aussi au moyen de chevilles engagées dans des trous 94 du cadre 11. L'ébauche ainsi obtenue, toujours suspendue dans le cadre par les deux nappes de fils, est placée, avec le cadre, dans une étuve. L'opération suivante consiste à sectionner les nappes de fils qui rattachent l'ébauche au cadre, puis à démonter le cadre pour libérer complètement l'ébauche. On arase proprement les fils qui dépassent à chaque extrémité de l'ébauche. On sectionne l'ébauche suivant la ligne C D (Fig. 8 et 9) par une opération de fraisage et on polit la surface de coupe de manière à faire apparaitre les lignes d'électrodes I07, 108 (Fig.ll et 12). On contrôle l'aspect et les dimensions de la tête obtenue et, si le résultat est favorable, on élimine les marges excédentaires qui avaient été nécessitées par le montage des chevilles de positionnement des pièces constitutives de la tête entre les longerons du cadre. On exécute une encoche 112 (Fig. 10) dans un côté de l'ébauche pour y monter éventuellement un connecteur 113. La tête est ainsi prête à être câblée. Le câblage peut se faire par soudure. Les fils, collés contre la plaque 96, sont saisis par leur extrémité libre et tirés vers l'extérieur pour les décoller jusqu a leur point de raccordement. Ainsi, les fils compris entre la tête d'écriture et le points de soudure conserveront leur position puisqu'ils demeurent collés contre la plaque. Le Câblage peut être effectué au moyen de barres de connexion omnibus aboutissant à chacun des contacts du connecteur et reliant, selon l'ordre et le nombre imposé, les extrémités des conducteurs initiaux. Ce procédé de fabrication permet de réaliser des têtes d'enregistrement présentant toutes les formes et les dimensions possibles avec la plus grande souplesse de choix du diamètre, de la nature et de la géométrie de la section des conducteurs. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et modes opératoires décrits et représentés; on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre'de l'invention. Revendications I. - Procédé de fabrication d'une tête d'enregistrement électrostatique dont les électrodes sont constituées par des fils conducteurs, caractérisé en ce qu'il consiste à enrouler un fil conducteur dans les filets d'un ensemble de deux tiges filetées semblables parallèles solidaires d'un support commun, de manière à former deux nappes de fils parallèles tendus entre ces deux tiges, à introduire entre les deux nappes de fils une mince plaque isolante rigide dont les deux faces sont enduites d'une résine polymérisable, à presser les deux nappes de fils respectivement contre les deux faces de la plaque isolante jusqu a durcissement de la résine, à coller deux plaques isolantes formant joues respectivement contre les deux faces de la mince plaque isolante portant les deux nappes de fils noyés dans la résine polymérisée pour former l'ébauche de la partie active de la tête d'enregistrement, à couper les parties des fils qui relient l'ébauche de la tête d'enregistrement au support pour libérer cette dernière, à araser ladite ébauche et à polir la tranche arasée. 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, avant de couper les fils, on enfile, entre les deux nappes de fils, une plaque isolante formant rallonge de l'ébauche de la partie active de la tête d'enregistrement et on la colle à ladite ébauche et aux nappes de fils. 3. - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, sur la rallonge, on a disposé des barres omnibus transversales de raccordement des fils aux fiches d'un connecteur. 4. - Machine pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un cadre rectangulaire dont deux côtés opposés portent des tiges filetées semblables de positionnement des fils au pas désiré et qui peut tourner sur un bâti fixe autour d1un axe horizontal parallèle auxdits côtés opposés précités, un guide-fil mobile sur le bâti dans une direction parallèle à l'axe de rotation du cadre, en synchronisme avec le mouvement de rotation du cadre, des moyens pour serrer les deux nappes de fils formées sur les deux faces du cadre contre une mince plaque isolante rigide enduite de résine polymérisable et pour serrer ultérieurement des joues complétant l'ébauche de la partie active de la tête d'enregistrement ainsi qu'une rallonge et des renforts. 5. - Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte deux traverses supplémentaires qui sont munies de tiges filetées supplémentaires au pas précité et qui sont disposées respectivement de part et d'autre de l'emplacement de la mince plaquette isolante pour former deux chevalets de façon telle que lesdites tiges filetées supplémentaires soient engagées contre les faces internes des deux nappes de fils. 6. - Machine suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de positionnement très précis des fils qui comprennent sur chaque face du cadre, une tige filetée de positionnement précis au pas précité entre chacune des deux traverses supplémentaires et l'emplacement de la mince plaque isolante, ainsi que des moyens pour serrer les tiges filétées de positionnement précis précité contre les deux faces externes des deux nappes de fils. 7. - Tête dtenregistrement électrostatique, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée d'après le procédé suivant les revendications 1 à 3 et/ou sur une machine suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6.