Brevet FR2490555A1 — publié le 19820326

Perfectionnements aux imprimantes électroniques à éle- ment traceur unique. L'invention concerne des perfectionnements aux imprimantes électroniques à élément traceur unique dans lesquelles cet élément est déplacé suivant deux coordon- nées parallèles au plan d'écriture grâce à des moyens asservis, sous la commande d'instructions numériques enregistrées. On conna5t des imprimantes du type susdit dans lesquelles l'élément traceur est porté par un petit châssis ou tôle ou en matière plastique présentant deux bras reliés à deux bobines d'éléctro-aimant mobiles perpendiculairement entre elles. Dans ces imprimantes, l'équipement mobile présente une certaine masse et une certaine rigidité qui en limitent la vitesse d'impres- sion. Selon l'invention, l'imprimante est caractérisée par le fait que l'élément traceur est porté par un 2( sommet d'un parallélogramme articulé dont les bras sont constitués par des fibres minces de matière élastique, les articulations du parallélogramme étant formées par les parties extrêmes des bras. Cette caractéristique ainsi que d'autres caractéris- tiques de l'invention apparaltront clairement dans la description ci-après, portant sur un mode d'exécution préférentiel et faite à titre d'exemple à propos des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue frontale partielle d'une imprimante à élément traceur unique selon l'invention La figure 2 est une coupe latérale partielle suivant la ligne II-II de la figure 1 La figure 3 est une coupe schématique agrandie d'un détail de la figure 2; La figure 4 est une vue frontale d'une variante de l'imprimante. L'imprimante est montée sur un chariot indiqué par _2 - la référence générale 10 et qui, au moyen de galets 11, court en face d'un cylindre d'écriture 12 (figure 2). L'imprimante comprend une pointe d'écriture 13 conçue pour être déplacée suivant deux axes coordonnés X et Y dans le plan du papier, pour tracer le caractère et suivant un axe Z pour arriver contre le papier et exercer sur le papier une pression variable à travers un ruban encré 14. Sur une plaque d'acier 15 portée par le chariot et munie de deux plis 9 perpendiculaires entre eux est fixé un aimant permanent 16 ayant une forme prati- quement cylindrique avec deux lobes prismatiques 17 (figure 1). Sur l'aimant 16 est fixée u-uedeuxième plaque d'acier 18 sur laquelle sont fixés deux noyaux magnéti- ques 19 et 20 de forme cylindrique dont l'axe est dirigé respectivement suivant l'axe X et l'axe Y. Un troisième noyau magnétique 21 (figure 2) également fixé sur la plaque 18 a une forme cylindrique dont l'axe est dirigé suivant l'axe Z. La pointe d'écriture 13 est portée par un sommet d'un parallélogramme articulé formé de deux bras 22 et 23 (figure 1) convergeant sur le sommet de la pointe 13 et de deux bras 24 et 25 convergeant sur le sommet opposé. Les quatres bras 22 à 25 sont formés de fibres minces de matière élastique, en particulier de fils d'acier minces d'un diamètre de 0,4 mm ou de bandelettes à sec- tion rectangulaire équivalente, les bras 22 et 23 sont fixés-à un tube de guidage 23 (figure 2) de la pointe 13. Les bras 24 et 25 sont fixés à un petit bloc 27 (figure 1) fixé à la plaque 15. Les bras 22 et 25 et les bras 23 et 24 sont d'une seule pièce de fil d'acier qui, à l'endroit des deux autres sommets du quadrilatère, s'enroule en une spire respective 28, 29, constituant deux articulations du quadrilatère. Les bras 22 à 25 sont flexibles élastique- ment de manière à ramener toujours le quadrilatère et donc la pointe d'écriture 13 à la position de la figure 1 lorsque cesse l'action de déplacement commandé. Il est donc évident que les articulations du quadrilatère sont constituées par les parties extrêmes des bras 22 à 25. Chacun des deux bras 24 et 25 forment un enroulement 30, 31 d'une spire et demie de façon que les bras 24 et 25 soient disposés en direction diamétrale relativement aux enroulements 30, 31. Sur ceux-ci sont fixés, par exemple collés, deux manchons 32, 33 en matière isolante qui sont disposés coaxialement aux noyaux correspondants 19, 20. Sur chaque manchon 32, 33 est enroulée une bobi- ne électrique 34, 35 passant à travers un trou corres- pondant 36 du pli correspondant 9 de la plaque 15, de sorte que les bobines 34 et 35 sont mobiles relativement aux noyaux 19 et 20 fixes. Selon une variante de l'imprimante, les bras 24 et 25 de fil d'acier sont remplacés par deux lamelles en matière plastique 24' et 25' (figure 4) articulées élas- tiquement sur le bloc 27. Sur chaque lamelle 24' et 25' sont fixés le manchon correspondant 32, 33 et un fil d'acier 22', 23', fixé à son tour au tube de guidage 26. Les lamelles 24' et 25' ont l'avantage d'une plus grande rigidité dans la direction parallèle à la pointe d'écri- ture 13, sans augmenter le poids de l'équipement mobile. Les bobines 34 et 35 sont excitées de façon variable avec un système de réaction par deux amplificateurs de puissance, sur la base des instructions fournies par une mémoire de formation de caractères. Ces instructions sont élaborées par une unité centrale non représentée, de la façon décrite dans le brevet GB n0 1 569 820 au nom de la Demanderesse. Les bobines 34 et 35 se déplacent alors axialement le long des noyaux correspondants 19, en même temps que le manchon correspondant 32, 33, faisant ainsi tourner le bras correspondant 24, 25. Les déplacements des deux bras 24 et 25 sont transmis, par l'intermédiaire des deux bras 23 et 22, à la pointe d'écriture 13, déterminant le déplacement de cette der- nière dans le plan X, Y. Afin d'exclure des fréquences de résonance des 4_ bras 22, 25 en fil d'acier, le fil peut être revêtu d'une couche de matière plastique d'amortissement. Ou encore, les bras 22 à 25 peuvent être constitués par de minces fibres de verre on de carbone englobées dans une gangue de matière plastique de poids inférieur ou égal à celui du fil d'acier revêtu. La gangue a pour fonction de lier les fibres de verre. Ces fibres présen- tent une caractéristique intrinsèque d'amortissement similaire à celle du fil d'acier revêtu. L'équipement mobile de la pointe d'écriture, c'est- à-dire l'ensemble formé par le parallélogramme et la pointe elle-même, a un poids dtenviron 1,4 g, soit une réduction d'environ 35 % du poids d'un équipement mobile analogue à côtés de même grandeur mais en t8le ou en matière plastique comme dans les imprimantes connues. La rigidité élastique du quadrilatère est d'environ g/mm, soit une réduction de 60 % relativement à celle des imprimantes connues. Enfin, l'effet élastique causé entre les mouvements de l'axe X et de l'axe Y est consi- dérablement réduit. Cette réduction entraIne une réduc- tion significative d'au moins 35 % du courant électrique nécessaire aux servocommandes et de la chaleur-engendrée par les bobines. Cela permet à nouveau d'obtenir une marge notable de puissance pour augmenter la vitesse d'impression. On a constaté expérimentalement que si l'on augmente le vecteur vitesse de 50 % relativement à un vecteur de référence, les amplificateurs de puissance des servomécanismes ne sont pas encore saturés et l'échauffement des bobines reste en-dessous de la valeur 3o nominale maximale admise. Sur la plaque 15 (figure 2) est en outre fixée une extrémité d'un bras 37 dont l'autre extrémité est fixée, par l'intermédiaire d'une entretoise 38, à la pointe d'écriture 13. Sur le bras 37 est fixé un manchon 35 coaxial au noyau 21 et sur lequel est enroulée une troi- sième bobine mobile 40 passant librement à travers un autre trou 41 de la plaque 15. Avec l'excitation variable - 5- de la bobine 40, celle-ci se déplace axialement relati- vement au noyau 21, en même temps que le manchon 39, faisant tourner le bras 37 qui provoque le contact de la pointe d'écriture 13 avec le ruban encré 14 et le papier, traçant un signe d'épaisseur variable. Le flux magnétique nécessaire aux trois bobines mobiles 34, 35 et 40 est créé par l'unique aimant permanent 16, d'une part, constitués par la surface intérieure des trous 36 et 41. Afin de réduire encore l'échauffement des bobines 34, 35 et 40, la longueur de chaque bobine est inférieure à la longueur de l'épanouissement polaire, donc à l'épais- seur de la plaque 15, de sorte que, même à la suite d'un déplacement quelconque, elle se trouve toujours plongée dans le flux magnétique. Avantageusement, la longueur de la bobine peut être choisie égale à un tiers de la lon- gueur de l'épanouissement polaire. A titre d'exemple, la figure 3 montre la bobine 35. De cette manière, chaque spire de toute la bobine engendre efficacement une com- posante de la force totale, même si une partie du flux reste inactive. Dans les électro-aimants à bobine mobile connus, par contre, o la longueur de la bobine est plus grande que l'épanouissement polaire, les spires qui se trouvent même temporairement hors du flux magnétique de l'épanouissement polaire n'engendrent pas de force mais, en étant excitées, elles engendrent de la chaleur. A éga- lité de force engendrée, une bobine courte comme indiqué ci-dessus présente une moindre masse en mouvement, elle engendre moins de chaleur et présente une moindre cons- tante de temps qu'une bobine longue. Le fait de néces- siter un aimant plus gros qui n'est pas toujours totale- ment utilisé n'influence pas la vitesse du servomécanisme - 6- puisqu'il s'agit d'une partie fixe. Enfin, pour réduire encore l'échauffement des bobines 34e >5 et 40, on peut faire les enroulements avec un conducteur 42 à section carrée ou rectangulaire. Cette mesure réduit d'au moins 25 p la résistance électrique de chaque enroulement, avec une petite augmentation de la masse totale de l'équipement mobile mais ne réduit pas sensiblement I'avantage obtenu. Il est entendu que lion pourra apporter diverses modifications et adjonctions à l'imprimante décrite sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, l'enroule- ment du conducteur 42 (figure 3) peut comporter deux ou plusieurs couches de spires au lieu d'une seule. - 7 - REVENDICATIONS 1.- Imprimante électronique à élément traceur unique dans laquelle cet élément est déplacé suivant deux coordonnées parallèles au plan d'écriture grâce à des moyens asservis, sous la commande d'instructions numériques enregistrée, caractérisée par le fait que l'élément traceur (13) est porté par un sommet d'un parallélogramme articulé dont les bras (22, 23, 24, 25) sont constitués par des fibres minces de matière élas- tique, les articulations du parallélogramme étant for- mées par les parties extrêmes des bras (22, 23, 24, 25). 2.- Imprimante selon la revendication 1, caractéri- sée par le fait que les fibres sont constituées par des fils ou bandelettes d'acier. 3.- Imprimante selon la revendication 2, caractéri- sée par le fait que les quatre bras (22, 23, 24, 25) du parallélogramme sont constitués par paires par un fil ou une bandelette, l'articulation entre les bras de chaque paire étant constituée par une spire (28, 29, 30, 31) du fil d'acier ou de la bandelette. 4.- Imprimante selon la revendication 3, caractéri- sée par le fait que le fil ou la bandelette est recou- vert d'une couche de matière plastique pour amortir les vibrations. ' 5.- Imprimante selon la revendication 1, caractéri- sée par le fait que les fibres sont formées de verre ou de carbone et sont englobées dans une gangue de matière plastique ayant une fonction de liaison et d'amortis- sement. 6.- Imprimante selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les fibres ont un dia- mètre inférieur à 1 mm et que le parallélogramme (22, 23, 24, 25) a un poids inférieur à 2 g. 7.- Imprimante selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle les moyens d'asservissement sont cons- titués chacun par un électro-aimant à bobine mobile (34, 35, 4o), caractérisée par le fait que cette bobine (34, 35, 4o) est formée avec un conducteur (42) à -8- section carrée ou rectangulaire. 8.- Imprimante selon la revendication 7, caracté- risée par le fait que la longueur de la bobine (34, 35, ) est inférieure à la longueur d'au moins un des épanouissements polaires de façon qu'elle reste toujours plongée dans le flux magnétique de Itentrofer correspon- dant, dans toute position de la bobine. 9.- Imprimante selon la revendication 89 dans laquelle l'épanouissement polaire est formé d'une plaque métallique (15, 18) de support du parallélogramme, caractérisée par le fait que la longueur de la bobine représente pratiquement un tiers de l'épaisseur de la plaque.