Brevet FR2327866A1 — publié le 19770513

La présente invention concerne un dispositif de commande de marteau d'imprimante à percussion, et plus particulièrement un dispositif de commande électromagnétique de force variable destiné aux marteaux de ces imprimantes. Les mécanismes d'impression à percussion, du type à marteau, se rencontrent le plus généralement dans les imprimantes de calculateurs et autres, lorsque la vitesse d'impression l'emporte sur sa qualité. Mais il est connu qutune impression de haute aualite, par exemple de la aualité des machines à écrire, peut étre obtenue avec un mécanisme de ce genre sil'énergie dtimpact du marteau est modifie de-mani-re à compenser la tendance de différents types de caractères a s'imprimer avec des densités différentes. elalheureusement, les dispositifs antérieurs de commande de marteau de force variable n'ont pas rencontré un grand succès, principalement à cause de la difficulté de maintenir le réglage du niveau d'énergie d'impact pour les différente.s catégories de caractères, particulièrement dans le cas a'impression à grande vitesse. Il y a lieu de penser que l'une des causes principales de cet inconvénient est qu'un tel dispositif de commande est normalement soumis à des chocs répétés, particulièrement pendant les courses de retour ou de rebondissement du mar teau. L'invention concerne donc essentiellement un procédé et un dispositif de réduction de la force des chocs appliqués à un dispositif d'entratnement de marteau., ae force variable destiné à une imprimante à percussion. Autrement dit, l'invention concerne un dispositif de commande de marteau, relativement shr et exempt d'entretien, destiné à des imprimantes à percussion de haute qualité d'impression. Plus particulièrement, L'invention concerne un procédé et un dispositif d'absorption de chocs destiné à un dispositif de commande de marteau. , à force variable , au type précité, tel que la résistance que le marteau rencontre pendant sa course de retour de rebondissement, varie automatiquement en fonction di recte de l'énergie imprimée au marteau pendant sa course vers l'avant ou d'impression. L'invention concerne également un procédé et un dispositif de réglage d'un dispositif ae commande de marteau du type décrit ci-dessus, permettant de répondre aux différences normales entre les mécanismes d'impression et entre les préférences des opérateurs. .En résumé, un dispositif électromagnétique de commande du marteau d'une imprimante à percussion comporte un dispositif qui détermine le courant d'excitation appliqué à ce dispositif, de manière telle que le courant décroisse avec une constante de temps prédéterminée à partir d'un niveau initial élevé jusqu'à l'un déterminé de plusieurs niveaux de réglage différents, qui sont choisis de manière à correspondre à différents types de caractères. L'impact du marteau se produit pendant que le courant d'excitation décrott vers le niveau de réglage choisi. Ensuite, le courant d'excitation est réduit jusqu'à une fraction prédéterminée du niveau de réglage choisi, de manière à développer la résistance d'absorption de chocs que le marteau rencontre pendant sa course de retour ou de rebondissement. Des dispositions sont prises en outre pour régler les niveaux en fonction des écarts électromécaniques entre différents mécanismes d'impression, et pour régler proportionnellement ces niveaux en fonction des préférences d'opérateurs différents. D'autres caractéristiques et avantages as l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif La Fig. 1 est une représentation schématique simplifiée d'un mécanisme d'impression à percussion, du type à marteau , avec lequel le dispositif de commande de marteau selon l'invention peut etre utilisé, la Fig. 2 est une vue partielle d'une roue des types du mécanisme d'impression de la fig. 1, la Fig. 3 est une vue simplifiée en élévation et à grande échelle d'un dispositif de commande électromagnétique de marteau destiné au mécanisme d'impression de la Fig. 1, la Fig. 4 est un schéma d'un circuit de commande réalisé selon l'invention pour le dispositif de commande de la Fig. 3 et, la Fig. 5 est un diagramme de temps illustrant le fonctionnement du circuit de commande de la Fig. 4. La Fig. 1 représente donc un mécanisme il d'impression à percussion du type à marteau, destiné à imprimer sur un support d'enregistrement 12 en papier ordinaire. A cet effet, le mécanisme d'impression 11 comporte un dispositif de commande 13 qui entrain un marteau 14 vers l'avant, de manière à pousser un caractère d'une roue des types 15, positionnée préalablement, contre un ruban encré 16 qui à son tour frappe de papier 12 afin d'y imprimer ce Ca- caractère. Comme le montre plus en détail la Fig. 2, la roue des types 15 comporte plusieurs bras flexibles 21 distribués suivant sa circonférence, dirigés suivant des rayons à partir d'un moyeu central 22 et qui'portentles différents caractères. La roue 15 tourne, sous l'effet d'un dispositif non représenté, autour d'un axe passant plus ou moins par le centre du moyeu 22, dans une direction à peu près parallèle, à l'axe longitudinal du marteau 14. Les caractères sont décalés radialement par rapport à l'axe de rotation de la roue 15 d'une distance choisie de manière que chaque caractère puisse entre amené en alignement axial avec le marteau 14, par un positionnement approprié de la roue 13. Ce mécanisme d'impression, décrit à titre d'exemple, est pratiquement identique à celui que comporte la machine à écrire électronique Xérox 800. Par conséquent, les lecteurs intéressés par d'autres détails du mécanisme d'impression 11 peuvent se reporter à l'équipement disponible dans le commerce et dans la littérature publiée qui s'y rapporte. En outre, il est également possible de se reporter à la demande de Brevet des Etats Unis d'Amérique nO 394 072 déposée le 4 Septembre 1973 au nom de Andrew Gabor. Il est également bon de rappeler que le mécanisme d'impression Il comporte un rouleau, non représenté, qui supporte le support dlen- registrement 12, et que le dispositif de commande 13, le marteau 14, la roue des types 15 et le ruban 16, sont supportés par un chariot, non représenté, monté de manière à se déplacer transversalement, d'un mouvement linéaire, par rapport au rouleau. La Fig. 3 montre que, selon les pratiques courantes, le marteau 14 coulisse dans un manchon 31, et peut se déplacer d'un mouvement alternatif pour se rapprocher et s'4carter du support d'enregistrement 12 de la Fig. 1. lemanchon 31 est fixé sur un support 32 et un ressort de compression 33 est fixé et enfilé sur le marteau 14, s'appuyant contre une partie de diamètre réduit du manchon 31 quand le marteau 14 se déplace vers l'avant, vers le support d'enregistrement 12. Par ailleurs, le dispositif 13 de commande de marteau com porte un levier de commande 34 articulé sur le support 32 dans une position qui lui permet de propulser le marteau 14 vers le support d'enregistrement 12 sous l'effet ce l'excitation d'un éLectro-aimant 35. En position de repos, la force de rappel aé- veloppée par le ressort 33 maintient le marteau 14 en contact avec le levier 34 et pousse ce dernier contre une butée 3 montée sur le support 32. L'électro-aimant 35 est monté sur le support 32 de manière que ses pôles 37 et 38 soient tournés vers une pièce polaire 39 en fer doux fixéesur le levier 34.Ainsi, lorsqu'un courant d'excitation est appliqué à l'électro-aimant 35, le levier 34 tourne, contre la force de rappel développée par le ressort 33, de manière à amener la pièce polaire 39 en contact avec les pôles magnétiques 37 et 38. Mais, quand la pièce polaire 39 s'approche des piles 37 et 38 de l'électro-aimant 35, le levier 34 propulse le marteau 14 vers L'avant, contre la force de rappel développée par le ressort 33. La Fig. 4 montre que, selon l'invention, le courant d'excitation de l'électro-aimant 35 du dispositif 13 ae commande ae marteau est produit sous l'effet d'une commande d'impression par un circuit de commande 41 sui comporte un dispositif destiné à réduire ce courant depuis un niveau initial élevé jusqu'à l'un détermine de plusieurs niveaux de réglage différents, ainsi qu'un cisDositif destiné à réduire ensuite le courant d'excitation jus ou a une fraction déterminée de son niveau de réglage choisi.Une force, sous forme d'une impulsion, est développée par l'éLectro- aimant 35 sous l'effet du niveau initial élevé du courant dlexci- tation, ce ciui aide à vaincre le frottement statique du marteau 14 et du levier de commande 34. Mais la vitesse finale du levier 34, c'est-à-dire la vitesse d'un point déterminé de ce levier immédiatement avant le contact entre la pièce polaire 39 et les pales 37 et 38 de l'électro-aimant 35, est déterminéeen fonction des différents niveaux de réglage, ae manière à modifier l'énergie d'impact du marteau pour les différents types de caractères. En outre, la résistance développée par l'électro-aimant 35 pour absorber le choc de la course de rebondissement ou de retour du marteau 14, est réglée de manière à s'adapter en fonction directe de l'énergie d'impact imprimée au marteau 14 pendant sa course vers l'avant ou d'impression. Plus particulièrement, le circuit de commande 41 comporte un circuit RC 42 qui fournit une impulsion de courant au début de chaque cycle d'impression, et plusieurs circuits 43 à 4t de réglage ae niveau qui fournissent sélectivement différents courants de réglage. L'impulsion de courant et le courant de réglage choisi sont additionnés en un point de sommation 47, et sont amplifiés par un amplificateur opérationnel 48 et un transistor 49 afin de fournir le courant a'excitation A (tig. 5) de l'électroaimant 35.Dans le but d'amplifier le courant, l'amplificateur opérationnel 49 comporte une entrée inverseuse reliée au point de sommation 47, et une entrée non inverseuse qui reçoit une tension de polarisation appropriée par l'intermédiaire d'une résistance 51; sa sortie est connectée à la base du transistor 49 dont l'émet- teur est ramené à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 48 par une résistance de réaction 52, et dont le collecteur est connecté en série avec l'enroulement 53 de l'électroaimant 35. En outre, l'émetteur du transistor 49 est connecté a une source d'alimentation d'une première polarité par une résistance 54 tandis que son collecteur est connecté à une autre source d'alimentation de polarité opposée à travers l'enroulement 53. L'électro-aimant 35 est donc excité par le courant collecteurémetteur du transistor 49 qui à son tour est déterminé par le courant d'attaque base-émetteur appliqué à ce transistor en fonction du courant apparaissant au point de sommation 47. Dans le but de produire l'impulsion de courant, le circuit RC 42 comporte un potentiomètre 55 connecté entre la sortie d'un inverseur jo et une source d'alimentation appropriée, ainsi qu'un condensateur 57 connecté entre le curseur 58 du potentiomètre 55 et le point de sommation 47. A l'état de repos, la sortie de l'inverseur 46 est maintenue au niveau bas, ou "zéro" par une impulsion de temporisation 9 de niveau haut ou "1" appliquée à son entrée (Fig. 5).Des dispositions sont prises pour maintenir l'impulsion de temporisation 14 au niveau bas ou "zéro" pendant chaque cycle d'impression. La sortie de l'inverseur 46 passe aonc au niveau haut ou "1" au début de chaque cycle d'impression, de sorte que le condensateur 57 prélève un courant de charge à la source (L'alimentation et applique ce courant au point de sommation 47. L'intensité du courant de charge prélevé par le condensateur 57, est initialement relativement élevée, mais elle décroît à partir de ce niveau, selon une constante de temps prédéterminée, établie par le réglage du po tentiomètre 55, la valeur du condensateur 57 et l'impédance d(en- trée de l'amplificateur opérationnel 48.Selon l'invention, le potentiomètre 55 permet d'effectuer un réglage supplémentaire du courant d'excitation du l'électro-aimant 35 afin de s'adapter aux tolérances électromécaniques normales des différents mécanismes d'impression 11. De préférence, le potentiomètre 55 est réglé de manière que l'impulsion de courant fournie par le circuit RC 42 soit suffisante pour que le marteau 14 pousse le caractère sélectionné de la roue des types 15 et le ruban 16 vers l'avant, jusqu'à toucher le support d'enregistrement 12, avec une vitesse nulle L'énergie réelle d'impact transmise par le marteau 14 au support d'enregistrement 12 par l'intermédiaire des caractères sélectionnés de la roue des types 15 et le ruban 16 est donc largement déterminéepar les circuits 43 à 46 de réglage de niveau ce qui permet d'adapter exactement la force de frappe aux diffé-rents types de caractères. Dans le but d'établir les niveaux de réglage appropriés du courant pour le.s différents types de caractères, les circuits 43 à 46 sont connectés en parallèle entre le point de sommation 47 et le point intermédiaire SI d'un diviseur de tension dont une broche est connectée à une dource d'alimentation appropriée par une résistance fixe 62 et une résistance variable ou rhéostat 63 et dont l'autre branche est ramenée à la masse par une seconde résistance fixe 64. Les circuits 43 à 46 de réglage de niveau com-. portent des résistances de pondération 64 à 68 connectées en série avec les résistances tampon 71 à 74, de sorte que le niveau de courant de réglage fourni par chacun de ces circuits 43 à 46 est déterminé par le rapport de division du diviseur de tension -v2- 64 et la somme des valeurs de la résistance de pondération et de la résistance tampon du circuit de réglage de niveau particulier. Ainsi, selon une autre oaractéris.fique de l'invention, les valeurs des courants de réglage pour les différents types de caractères peuvent titre régléesproportionnellement de manière à satisfaire les préférences des différents opérateurs, en réglant le rhéostat 63 qui modifie le rapport de division du diviseur de tension 62-64. L'un déterminé des courants de réglage est appliqué au point de sommation 47 pendant chaque cycle d'impression de ma nière à déterminer l'énergie d'impact imprimée au marteau 14. Le type du caractère particulier à imprimer est identifié par les niveaux logiques, par exe--'ple OO, 01, 10, 11 de deux bits qui sont appliqués à des entrées séparées d'un découdeur 75 dont une autre entrée reçoit l'impulsion de temporisation B (Fig. 5) et dont une autre entrée encore est connectée à une source de niveau logique par ue résistance chutrice 7@. Si la source de niveau logique est au niveau haut ou "1", et si l'impulsion de temporisation @ est au niveau bas ou "0", le découdeur 75 applique un niveau pas ou "0" à L'une de ses sorties tandis nue toutes les autres sorties sont maintenues au niveau haut ou "1".Les sorties du décodeur 75 sont reliées, par des inverseurs 77 à 80, aux points communs entre la résistance te pondération et la résistance tapon des différents circuits de réglage de niveau 4@ à 4@. Par conséquent, les niveaux logiques des bits d'identification ae type de caractère font circuler par le oint de sommation 47 un courant provenant de l'un déterminé des circuits de réglage de niveau 43 à 4@. En pratique, il est possible que l'amplificateur opérationnel 48 présente une tension indésirable de décalage de sortie. Mais cette tension de décalage peut dtre facilement annulée en injectant un courant de compensation approprié au point de sommation 4,. X cet effet, deux résistances 81 et 82 sont connectées en série entre une source d'alimentation et le point ae sommation 47 tandis aue la sortie. d'un inverseur 83 aont l'entrée reçoit l'impulsion de temporisation de la Fig. 5 est connectée au point commun entre les résistances 81 et 82.Pendant chaque cycle dlimpres- sion, la sortie ae l'inverseur 83 passe au niveau haut ou "1" ce aui permet lacirculation au courant de compensation voulu entre la source d'alimentation et les resistances 81 et 82. Selon une autre caractéristique importante-de l'invention, aes aispositions sont prises pour régler la résistance cue le marteau 14 rencontre pendant sa course de rebonaissement ou de retour en fonction directe de l'énergie d'impact qui lui est imprimée pendant sa course vers l'avant ou l'impression. Les circuits de réglage de niveau 43 à 4u sont utilisés à cet effet.Plus particulièrement le courat d'excitation de l'électro-aimant 35 est prolongé de manière à assurer que le levier de commande 34 soit encore soumis à la force ae électro-aimant 35 quand le marteau 14 rebondit, mais l'intensité dece courant d'excitation est réduite jusau'à une fraction prédéterminée de sa valeur de réglage initiale, de sorte que le levier 34 tend à absorber plus ou moins le choc en retour produit par le marteau 14, A cet effet, le collecteur dlun transistor 84 est connecté, par une résitaance de charge 85, au point commun entre la résistance 62 et le rhéostat s3, tandis que son émetteur est connecté à la masse et que sa base reçoit une autre impulsion de temporisation C par l'intermédiaire d'une résistance 86 de limitation de courant. L'impulsion de temporisation C passe au niveau haut ou "1" de manière à débloquer le transistor 84 pendant la course de rebondissement du marteau 14, mais elle est maintenue au niveau bas ou "O" pour bloquer le transistor 84 pendant toutes les autres périodes. I1 apparaît donc que l'invention concerne un dispositif de commande aui convient particulièrement à la commande électromagnétioue des marteaux d'imprimantes à percussion. REVENDICATION 1 - Dispositif électromagnétique de commande ou marteau d'une imprimante à percussion destinée à imprimer en série (Les répliques de caractères sélectionnés sur un support d'enregistrement sous l'effet d'un courant d'excitation appliqué audit dispositif électromagnétique ae commande, dispositif caractérisé-en ce qu'il comporte un circuit de commande qui fournit ledit courant d'excitation pour ledit marteau, ce circuit de commande comprenant un dispositif qui établit différents niveaux de courant de réglage pour l'impression de différents types de caractères, un dispositif qui sélectionne l'un desdits niveaux de réglage en fonction du signal qui identifie letype de caractère à imprimer et un dispositif qui entrain une diminution dudit courant selon une constante de temps prédéterminée à partir d'un niveau initial élevé jusqu'audit point de réglage sélectionné de manière qu'une force sous forme d'impulsion soit appliquée audit marteau pour vaincre le frottement statique et qu'unie énergie d'impact prédéterminée soit imprimée audit marteau pour maintenir une densité d'impression uniforme. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit marteau est monté de manière à pouvoir se déplacer 'un mouvement alternatif, en s'approchant et en s'écartant audit support d'enregistrement, afin imprimer pendant une course vers l'avant et de rebondir pendant une course de retour. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de rappel accouplé avec ledit marteau et destiné à le ramener en arrière à l'opposé dudit support d'enregistrement, ledit dispositif de commande comprenant deux piles excités par ledit courant d'excitation, un levier de commande articulé dont une extrémité libre est alignée avec ledit marteau et une pièce polaire montée sur ledit levier de commande en face des ditsptles de manière que ledit levier de commande pi.vote pour propulser ledit marteau vers l'avant contre ladite force de rappel quand ladite pièce polaire est attirée par lesdits piles sous l'ef- fet de l'excitation de l'enroulement. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit marteau est monté de manière à pouvoir etre animé 'un mouvement alternatif pour s'approcher et s'écarter audit support d'enregistrement, de manière à imprimer pendant une course vers l'avant, et à rebondir pendant une course de retour, ledit disposi tif de commande comportant également un dispositif qui ramène ledit marteau vers l'arrinre à l'opposé dudit support d'enregistrement et un dispositif destiné à propulser ledit marteau vers l'avant contre ladite force de rappel sous l'effet de l'e.xcitation dudit dispositif de commande. S - Lispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif ae commande relié auait circuit de commande et destiné à réduire ledit courant d'excitation et à le maintenir à une fraction prédéterminée dudit niveau de ré- glage pendant la course dudit marteau vers l'arrière, de manière que ledit dispositif de commande absorbe régulièrement les forces des chocs produits par le marteau qui rebondit. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit circuit de commande comporte un diviseur de tension comprenant un point intermédiaire maintenu normalement à un premier niveau de tension, plusieurs réseaux de résistances pondérées normalement bloqués, connectés entre ledit point intermédiaire dudit diviseur de tension et ledit dispositif de commande, et un dispositif destiné à débloquer sélectivement l'un desdits réseaux en préparation à l'impression de chaque caractère de manière à établir ledit niveau de courant de réglage, ledit dispositif de commande comprenant un dispositif connecté audit diviseur de ten sion et destiné à réduire momentanément la tension au point intermédiaire du diviseur pendant la course dudit marteau vers de manière à régler à la demande ledit dispositif de commande pour au 'il absorbe réguliNrement les forces des chocs produits par le marteau qui rébondit. 7 - Dispositif selon la revendicatiùn 6, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande comporte en outre un réseau à résistance- condensateur connecté en parallèle avec ledit diviseur de tension et lesdits réseaux de résistances, et destiné à réduire le courant d'excitation à partir d'un niveau initial élevé jusqu'au niveau de réglage sélectionné avec une constante de temps prédéterminée.