Brevet FR2465595A1 — publié le 19810327

La présente invention concerne l'impression à grande vitesse de lignes de caractères d imprimerie. L'impression de lignes à une telle vitesse élevée est généralement effectuée au moyen d'un mécanisme imprimeur à tambour ou d'un mécanisme imprimeur à chaîne. Dans le mécanisme imprimeur à tambour, un tambour à caractères tourne de façon continue et comporte sur sa périphérie des caractères formés en rangées de caractères identiques d'un bout à l'autre du tambour et en colonnes s'étendant sur la circonférence du tambour. Un marteau d'impression individuel est aligné avec chaque colonne. Pour chaque position d'impression, le marteau est actionné au moment où le caractère voulu se trouvant dans la colonne de caractères alignée atteint la position d'impression. On comprendra qu'une très faible erreur dans la détermination du temps d'actionnement du marteau d'impression entraîne, par rapport aux autres caractères imprimés dans la ligne, un décalage dans l'alignement du caractère imprimé résultant. La seconde forme d'imprimante par lignes utilise une chaîne du type qui se déplace d'une façon continue dans une direction parallèle à la ligne d'impression voulue et des marteaux individuels pour chaque position d'impression. De ce fait, chaque caractère se trouvant sur la chaîne de caractères se déplace au-dessus de toutes les positions d'impression et le marteau dtimmpression pour chaque position est actionné lorsque le caractère voulu arrive à cette position. L'imprimante à chaîne améliore l'alignement horizontal des carac tères imprimés mais présente une autre forme de défaut étant donné que des erreurs mineures dans la détermination du temps d'actionnement du matériau aboutissent à des variations dans l'espace entre les caractères imprimés d'une ligne.L'imprimante à tambour et l'imprimante à chaîne ont donc pour défaut que le caractère se déplace lorsque le marteau est actionné et ceci limite la définition d'impression que l'on peut obtenir. Selon la présente invention, l'appareil d'impression pour imprimer une ligne de caractères comprend au moins deux roues d'impression tournant autour d'un axe commun, chaque roue d'impression comportant un ensemble de caractères disposés sur sa périphérie et l'appareil définit une ligne d'impression contenant une position d'impression pour chaque roue d'impression, l'appareil comprenant, en outre, un moteur individuel d'avance pas à pas pour chaque roue d'impression en vue de faire tourner cette roue pour amener un caractère choisi dans la position d'impression.De préférence, la position existante d'une roue d'impression est déterminée par un code qui peut être présent sur une roue menée utilisée pour le positionnement de la roue d'impression, le code se présentant sous une forme telle que les indications de code détectées par un moyen de détection approprié quand la roue de positionnement et la roue d'impression sont immobiles donne une lecture rigoureusement exacte de la position de la roue d'impression. L'indication de code peut se présenter sous la forme, par exemple, de perforations disposées suivant un arc de cercle.Le moteur d'avance pas à pas fait tourner la roue d'impression correspondante dans un sens ou en sens inverse et l'appareil comprend un moyen sensible à la position de rotation existante de chaque roue d'impression ainsi que la position de la roue où un caractère voulu atteint la position d'impression, cela pour déterminer le sens de rotation de la roue d'impression de manière à amener ce caractère à la position d'impression de la façon la plus rapide. Ceci limite la rotation requise à un maximum de 1800 pour tout positionnement et permet une réduction considérable du temps nécessaire pour amener la roue d'impression d'une position à la position suivante.Dans ce mode de réalisation préféré, on utilise une seule barre d'alignement pour toutes les roues d'impression ainsi qu'un moyen pouvant être actionné, quand toutes les roues d'impression ont été placées dans la position d'impression requise, pour introduire la barre commune d'alignement dans des fentes ou encoches formées dans les roues d'impression. Ceci a pour effet d'amortir toute "oscillation" résiduelle au moment où les dernières roues arrivent à leur position correcte et de donner une précision de positionnement final meilleur que celle obtenue par un positionnement individuel de roues et, aussi, d'assurer un bon alignement de la ligne de caractères imprimée par les roues d'impression. Pour mieux comprendre la présente invention, on va décrire un appareil d'impression réalisé selon celle-ci en se référant aux dessins annexés, sur lesquels La figure I montre un agencement de roues d'impression ainsi que le moyen d'entraînement de ces roues d'impression La figure 2 est un schéma synoptique illustrant le fonctionnement de l'appareil représenté sur la figure 1 ; La figure 3 montre un train d'impulsions utilisé pour différents degrés de rotation des moteurs pas à pas ; et Les figures 4 et 5 montrent la barre d'alignement et les interrupteurs associés à cette dernière. Sur la figure 1, les roues d'impression 10, 20 et 30 présentant un axe de rotation commun sont entralnées en rotation par des roues de positionnement 11, 21, et 31 respectivement. Des roues dentées 12, 22 et 32 sont montées sur l'arbre et tournent avec les roues de positionnement 11, 21 et 31. Des courroies crantées 13, 23 et 33 accouplent les roues 12, 22 et 32 respectivement avec d'autres roues dentées 14, 24 et 34 montées sur les arbres de sortie des moteurs pas à pas 15, 25 et 35. Comme on peut le voir sur le dessin, un autre groupe de roues d impression, de roues de positionnement, de courroies crantées et de moteurs d'avance pas à pas est monté derrière le groupe décrit ci-dessus. Comme on peut le voir sur la figure 1, chaque roue de positionnement est pourvue de trous 16 qui se trouvent sur un cercle concentrique à l'axe de la roue de positionnement, l'emplacement des trous sur le cercle (ou arc d'un cercle) fournissant une indication codée de la position angulaire de la roue de positionnement et, par conséquent, de la roue d'impression associée. Un codeur 17 associé à chaque roue de positionnement est disposé de manière à détecter la présence ou l'absence de perforations 16 dans plusieurs positions sur ledit cercle ou arc de cercle. Dans l'exemple décrit, le codeur scrute cinq positions de trous adjacentes sur la roue de positionnement.Le codeur comprend une source lumineuse et un détecteur qui reçoit la lumiere réfléchie par la roue de positionnement (en l'absence d'un trou) ou bien ne reçoit aucune lumière réfléchie (en présence d'un trou). La figure 1 illustre également le marteau d'impression 40 et le ruban 41. Comme expliqué précédemment, quand les roues d'impression ont été positionnées par les moteurs d'avance pas à pas, leur alignement dans la position d'impression est vérifiée par l'introduction d'une barre d'alignement dans des fentes ou encoches forcées dans les roues d'impression. Le fonctionnement de l'appareil d'impression décrit ci-dessus est commandé de façon cyclique. On va décrire ce fonctionnement en se référant à la figure 2 et à partir du moment ou une impulsion de synchronisation est appliquée à un circuit 42 de commande de séquence. A cet instant du cycle, les roues d'impression viennent juste d'être positionnées. Sur la figure 2, on a représenté uniquement les roues 11 et 21 pour des raisons de clarté. A la réception de l'impulsion de synchronisation sur la ligne 42, le circuit 44 de commande de séquence appliqué un signal correspondant à une instruction "lire-les codeurs" à un sélecteur 46 de codeur. Le sélecteur 46 est relié de manière à recevoir les signaux des codeurs 17, 27 .... associés aux roues d'impression 11, 21 Le sélecteur relie, à son tour, la sortie numérique de chaque codeur de position de roue à une mémoire 48 de données constituant la mémoire de "position réelle". Quand toutes les données provenant des codeurs des roues ont été emmagasinées, le dispositif 44 de commande de séquence vérifie l'état du signal "commande d'impression" sur la ligne 50. Si le signal indique que l'impression n' est pas demandée au cours de ce cylce, aucune autre action n'est effectuée.Si le signal demande 1 'exé- cution d'une impression, le dispositif de commande de séquence applique un signal wlire différence" au circuit 52 de différence. Le circuit 52 de différence est relié à la fois à la mémoire 48 de "position réelle" ainsi qu'à la mémoire 54 de "position requise" dans laquelle est emmagasinée une donnée d'entrée représentant les positions les positions requises des roues d'impression. Le circuit de différence compare la position réelle et la position requise pour chaque roue à son tour. Quand chaque comparaison a été effectuée, le circuit 44 de commande de séquence surveille la sortie "non égales" du circuit de différence. Si le circuit de commande de séquence détecte un signal "non égaies" en permanence, il remet à zéro le dispositif 56 de commande d'impression (pour empêcher une impression) et applique un signal d'activation au circuit 58 de commande de neutralisation de barre d'alignement, ce qui empêche toute tentative d'insertion de la barre d'alignement dans les roues d'impression. Si, d'autre part, il n'y a aucun signal "non égales" pour n importe laquelle des comparaisons (ce qui indique que toutes les roues d'impression sont positionnées de façon correcte), alors le dispositif 44 de commande de séquence positionne le dispositif 36 de commande d'impression et neutralise le dispositif de commande de neutralisation de barre d'alignement. Dans ces conditions, la barre d'ali gnement.pénêtre dans les encoches des roues d'impression et, si une insertion correcte est détectée, l'impression a lieu. Le dispositif 44 de commande émet alors un signal '!lecture en nouvelles données" et ce signal est appliqué à la mémoire 54 de "position requise", ce qui entraîne l'inscription de la donnée d'entrée suivante dans la mémoire. Quel que soit le cours des évènements suivis (c'est-à-dire si une ou plusieurs roues ont été positionnées de façon correcte et une nouvelle donnée a été lue à la suite d'une impression), le circuit de commande de séquence émet un autre signal "lire différence". Comme antérieurement, le circuit de différence compare la position réelle et la position requise pour chaque roue et fournit pour chaque roue un signal de sortie correspondant au sens de déplacement ainsi qu'un signal de sortie correspondant au nombre de pas nécessaire dans ce sens pour amener la roue de sa position réelle à la position requise. Ces deux signaux de sortie relatifs à chaque roue sont emmagasinés dans la mémoire 60 de rotation des moteurs. Si le signal provenant du détecteur 62 d'état de barre d'alignement indique que la barre d'alignement n'est pas en fonction, le circuit de commande de séquence fait démarrer le générateur 64 d'impulsions. La première impulsion provenant de-ce générateur est appliquée à tous les circuits 66 de déclenchement d'impulsion d'actionnement de roues. Les roues exigeant un déplacement sont déplacées et l'impulsion est appliquée aux circuits 68 de commande de rotation. Le sens de rotation est obtenu par les circuits 68 directement à partir de la mémoire 60. Il s' ensuit que le moteur requis se déplace d'un pas dans le sens requis et déplace d'un pas chaque roue d'impression qui ne se trouve pas dans la position requise.Lors des impulsions suivantes, les circuits 66 de déclenchement d'impulsions se trouvent sous la commande du signal "nombre de pas" provenant de la mémoire 60 correspondant à la roue en question. Pour de petits déplacements, ces circuits sont déclenchés une fois toutes les cinq impulsions émises par le générateur 64 d'impulsions. Ceci donne une faible vitesse d'avance pas à pas déterminée aux roues exigeant de petits déplacements. Pour de grands déplacements, comme on va l'expliquer en se référant à la figure 3, les circuits sont déclenchés à des rapports inférieurs variables de la fréquence du générateur d'impulsions ce qui permet une augmentation et une dimunition de la vitesse d'avance pas à pas au cours de chaque déplacement de ces roues. A la fin du temps mis pour déplacer une roue de 1800 (ctest-à-dire sur le déplacement requis maximal), le circuit 44 de commande de séquence arrête le générateur 64 d'impulsions. A ce stade, toutes les roues doivent être placées sur la positon requise. A la réception de la prochaine impulsion de synchronisation, le cycle recommence. Sur la figure 3, le train d'impulsions provenant du générateur 64 est indiqué par la ligne A. La figure 3 indique également en B, C, D et E les impulsions d'avance pas à pas engendrées pour quatre roues exigeant, respectivement, un déplacement jusqulà la cinquième, la septième, la huitième et la neuvième position à partir de leur positions actuelles). Pour un déplacement jusqu'à la cinquième position (90 ) aucune augmentation n'est nécessaire et les impulsions d'avance pas à pas sont espacées de façon équidistante dans le temps. Dans les trains d'impulsions C, D et E, la fréquence d'avance pas à pas augmente après le déplacement initial des roues et diminue de nouveau jusqu'à la fin du déplacement des roues. Lorsque chaque impulsion est appliquée par le générateur 64 d'impulsins d'horloge pour commander les circuits 66 de déclenchement d'impulsions, le circuit 68 de commande de rotation détermine si, à ce stade, une impulsion d'avance pas à pas doit ou non être envoyée à un moteur d'avance pas à pas quelconque. En se référant de nouveau à la figure 5, on voit donc qu'à la cinquième impulsion d'horloge après l'impulsion initiale, une impulsion d'avance pas à pas est envoyée au moteur d'avance pas à pas associé aux trains d'impulsions B, C, D et E. A la neuvième impulsion d'horloge, une impulsion d'avance pas à pas est envoyée aux moteurs d'avance pas à pas associés aux trains d'impulsions C, D et E et, à la dixième impulsion d'horloge, le moteur d'avance pas à pas associé au train B, reçoit une impulsion d'avance pas à pas ou de positionnement. De cette façon, toutes les roues sont mises en place en une période de temps prédéterminé tandis qu'un couple maximal est maintenu sur chaque roue pendant la totalité du cycle d'avance pas à pas ou cycle de positionnement. Le fonctionnement de la barre d'alignement est illustré sur les figures 4 et 5. La barre d'alignement 70 est montée de manière à faire pivoter un axe 72 et, de ce fait, à actionner un micro-inter -rupteur 73 faisant partie du détecteur de barre d'alignement. La figure 4 montre l'état dans lequel la barre d'alignement a pénétré complètement dans les fentes de toutes les roues d'impression et le micro-interrupteur est fermé. Dans la pratique, la barre 70 d'alignement comprend un élément 74 analogue à un peigne (lequel est vu de côté sur le dessin) chaque dent du peigne portant à son extrémité libre une saillie 76. Chaque saillie 76 coîncide avec une roue d'impression différente. Derrière l'élément 74 analogue à un peigne et séparé de ce dernier par un isolateur 78, se trouve une bande conductrice 80. La figure 5 montre l'état dans lequel toutes les saillies sauf une ont pénétré dans l'en- coche correspondante de dent d'impression et la barre d'alignement a pivoté de manière à fermer le micro-interrupteur. La seule dent qui n' a pas pénétré dans une encoche de roue d'impression repose sur la périphérie de sa roue d'impression et établit un contact électrique avec la bande 51. Cette dent et la bande 51 constituent un interrupteur qui indique qu'un alignement complet n'a pas été obtenu en dépit de l'indication du micro-interrupteur.Le micro-interrupteur indique donc que la barre a pivoté jusqu'à sa position "dedans" dans une opération de détection d'état et que l'interrupteur de bande conductrice détecte qu'une ou plusieurs roues d'impression ne sont pas parvenues à atteindrç une position alignée. Après une opération d'impression, le papier et le ruban Sont avancés d'un pas. De préférence, un circuit de détection de courant est prévu pour surveiller le courant dans chaque enroulement de moteur. Quand le moteur reçoit une impulsion d'avance pas à pas, la tension d'alimentation complète est appliquée aux enroulements du moteur mais, lorsque le courant a atteint le niveau prédéterminé établi par le circuit de détection, un signal de commande provenant du circuit de détection empêche ou limite toute autre augmentation du courant d'entraînement de moteur. Ceci permet un couple de démarrage plus élevé pour chaque impulsion et élimine le besoin de résistances, en série dans les conducteurs des enroulements du moteur, ce qui diminue la chaleur engendrée dans l'appareil. Avec l'agencement illustré sur la figure 1, les roues de positionnement et le moteur d'avancement pas à-pas peuvent être montés en vue d'être soulevés d'un seul bloc de manière à être dégagés des roues d'impression. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à tire purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Appareil d'impression pour imprimer une ligne de caractères, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux roues d'impression présentant un axe de rotation commun, chaque roue d'impression comportant un ensemble de caractères disposés sur sa périphérie, et un moyen définissant une ligne d'impression par impact, cette ligne étant parallèle audit axe et contenant une position d'impression pour chaque roue d'impression, l'appareil comprenant, en outre, un moteur individuel d'avance pas à pas pour chaque roue d'impression en vue de faire tourner cette roue pour amener un caractère choisi dans la position d'impression. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour chaque roue d'impression, il comporte une roue de positionnement qui engrène avec la roue d'impression et est entraînée par le moteur pas à pas, lesdites roues d'impression portant des indications de code et des dispositifs de détection étant placés de manière à coopérer avec les indications de code de la roue de positionnement et à assurer, pour toute position de la roue d'impression associée, une lecture absolue de la position de la roue d'impression. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les indications de code sont portées sur une bague à rayon constant autour de l'axe de rotation de la roue de positionnement et que le moyen de détection comprend une multiplicité d'éléments de détection placés de maniere à détecter une multiplicité correspondante de positions d'indications de code dans ladite bague, la présence ou l'absence d'indications de code dans la combinaison des positions détectées se traduisant par le signal de lecture precité. 4. Appareil suivant les revendications 2 ou 3, carac térisé par le fait qu'il comprend un moyen comparant ledit signal lu pour chaque roue relativement à l'opération d'impression immédiatement antérieure avec la position requise lue pour la roue correspondante au cours de l'opération d'impression suivante, et un moyen sensible aux résultats des comparaisons pour envoyer des impulsions aux moteurs d'avance pas à pas correspondants. 5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le moteur d'avance pas à pas tourne dans les deux sens et que le moyen sensible aux résultats desdites comparaisons comprend un moyen pour déterminer le sens de rotation requis pour chaque roue d'impression, de manière à obtenir un positionnement voulu en un nombre minimal de pas de rotation. 6. Appareil suivant les revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que le moyen sensible aux résultats desdites comparaisons comprend un moyen pour établir des accroissements de fréquence d'impulsion différents pour différentes roues d'impression suivant le nombre requis de pas de rotation, les roues exigeant la rotation maximale présentant, dans la partie intermédiaire de son déplacement, une fréquence d'impulsion supérieure à celle des roues exigeant la rotation minimale. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend un oscillateur générateur d'impulsions d'horloge commun à toutes les roues d'impression, l'intervalle entre les impulsions dudit générateur correspondant à la fréquence d'impulsion la plus élevée pour l'entraînement du moteur pas à pas, et un moyen de commande agissant à chaque impulsion d'horloge de manière à déterminer lequel des moteurs d'avance pas à pas doit recevoir une impulsion d'entraînement à ce moment. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une roue dentée se trouvant sur l'arbre d'entraînement du moteur d'avance pas à pas entraîne la roue d'impression grâce à un accouplement comprenant une courroie crantée. 9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que les moteurs d'avance pas à pas sont espacés angulairement autour de l'axe commun des roues d'impression. 10. Appareil suivant les revendications 2 et 9 prises ensemble, caractérisé par le fait que l'axe de chaque roue de positionnement et l'axe du moteur d'avance pas à pas correspondant se trouvent sur une ligne s'étendant radialement à partir de l'axe commun des roues d'impression, les axes radiaux des différentes roues de positionnement et des différents moteurs de positionnement étant espacés angulairement autour dudit axe commun. 11. Appareil suivant la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen grâce auquel les roues de positionnement et les moteurs de positionnement peuvent être soulevés d'un seul bloc et être dégagés des roues d'impression. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une barre d'alignement disposée en vue d'un déplacement entre une position inactive et une position dans laquelle elle est introduite dans une fente ou encoche ménagée dans chacune des roues d'impression, cette introduction étant possible uniquement si chaque roue d'impression comporte un caractère d'impression dans la position d'impression. 13. Appareil suivant la revendication 12, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un micro-interrupteur qui, lorsque la barre d'alignement est positionnée dans lesdites fentes ou encoches, fonctionne de manière à fournir un signal indiquant l'alignement des roues d'impression. 14. Appareil suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que la barre d'alignement se présente sous la forme d'un peigne comportant une dent pour chaque roue d impression, le moyen d'alignement comprenant, en outre, un long conducteur commun à toutes les dents et disposé de manière que, si le moyen d'alignement a été déplacé suffisamment pour que le micro-interrupteur se ferme par suite de l'introduction de la majorité de ses dents dans les fentes ou encoches des roues d'impression mais si une des dents n'a pas pénétré dans sa fente, cette dernière dent se trouve en contact avec ledit élément conducteur commun de manière à indiquer qu'un alignement complet n' a pas été obtenu. 15. Appareil suivant les revendications 13 ou 14 caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de commande de séquence grâce auquel si après que la roue a été positionnée et l'introduction de la barre d'alignement dans les fentes ou encoches des roues d'impression a été tentée, le micro-interrupteur ou ledit autre interrupteur comprenant la barre conductrice commune indique que l'alignement n'a pas été obtenu, un autre cycle de positionnement de roues d'impression a lieu. 16. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen limitant à une valeur prédéterminée le courant traversant l'enroulement de chaque moteur pas à pas. 17. Appareil suivant les revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comprend : un générateur d'impulsions d'horloge fournissant des impulsions de synchronisation; un moyen sensible aux impulsions de synchronisation pour effectuer un cycle d'opérations, ce cycle comprenant : une lecture par le moyen de détection des signaux représentant les positions réelles des roues d'impression et comparant lesdits signaux avec les signaux représentant les positions requises des roues d'impression, le calcul, en réponse à une différence dans ces signaux, du meilleur sens de rotation et du degré de rotation pour chaque roue d'impression de manière à obtenir sa position voulue, et l'application d'impulsions aux moteurs pas à pas pour positionner chaque roue dans la position requise avant l'arrivée de l'impulsion de synchronisation suivante ; un moyen agissant en réponse à l'absence de la différence entre la position réelle et la position requise des roues d'impression de manière à effectuer une impression.