Brevet FR2488834A1 — publié le 19820226

- 1 - L'invention concerne une tête d'impression à fils de type balistique comprenant de multiples fils pouvant coulisser axialement sur un guide et associés aux arma- tures d'un nombre correspondant dtélectro-aimants de commande. On connatt une tête de ce type dans laquelle un groupe de sept ou neuf électroaimants est supporté par une plaque métallique de forme semi-circulaire disposée transversalement aux fils d'impression. Un bloc de résine fixe les différents noyaux et les bobi- nes d'excitation à la plaque de base. La majeure partie de la surface rayonnante est donc en résine et donne lieu à des élévations notables de température dans les parties les plus intérieures des bobines d'excitation surtout lorsqu'on veut augmenter le nombre des électro- aimants et/ou la fréquence d'excitation de ceux-ci. Cela limite considérablement l'obtention d'impressions à grande vitesse. Le problème technique de l'invention est de four- nir une tête dtimpression de structure très ramassée qui, en même temps, réussisse à dissiper très bien la chaleur engendrée par l'excitation des bobines des électro-aimants de commande des fils. L'invention permet de résoudre totalement ce problème technique. Elle propose, à cet effet, une tête d'impression caractérisée par le fait que les noyaux magnétiques des électro-aimants sont montés radialement en contact avec la paroi intérieure d'un tube de matière à conductibilité thermique élevée. Cette caractéristique de l'invention, ainsi que d'autres, appara2tront clairement dans la description ci-après, portant sur un mode d'exécution préférentiel servant d'exemple non limitatif et représenté par les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un plan d'une tête d'impression à fils selon l'invention; La figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 - 2- de la figure 1 et, La figure 3 est une vue par l'arrière partiellement en coupe de la tête d'impression selon l'invention. Comme le montre la figure 1, la tête d'impression 10, selon l'invention, comprend un guide antérieur 11 en matière plastique à l'intérieur duquel sont montés, de manière à pouvoir coulisser axialement, de multiples fils métalliques d'impression 12 (voir aussi figure 2). Dans le mode d'exécution particulier ici décrit, les fils sont au nombre de seize et leurs extrémités anté- rieures traçantes 14 sont alignées sur deux colonnes parallèles entre elles et décalées d'un demi-pas l'une par rapport à l'autre pour une écriture par points à définition élevée. Dans une version plus simplifiée et non décrite ici, les fils d'impression peuvent être au nombre de sept ou de neuf et en pareil cas, leurs extrémités traçantes peuvent être alignées sur une seule colonne. Le guide 11 est façonné de manière à avoir une paroi de base 15, une paroi postérieure 16 et deux parois latérales 17 et 18 entre lesquelles sont dispo- sées des plaquettes transversales 19 munies de trous passants qui guident les fils 12 en empêchant leurs mouvements latéraux. Les extrémités traçantes 14 des fils 12 sont guidées par une plaquette percée 21 dis- posée sur l'extrémité antérieure du guide 11. A ltar- rière, chaque fil 12 (figure 2) est guidé par la paroi 16 elle-même et son extrémité postérieure est reliée rigidement à une tête 26 en matière plastique avec laquelle coopère un ressort à boudin 27 qui, au repos, maintient le fil 12 correspondant dans une position rétractée et inactive. Un couvercle 28 est monté de façon amovible par dessus le guide 11. De multiples électro-aimants d'actionnement 30, associés aux fils 12, sont montés à l'arrière du guide 11. En particulier, chaque électro- aimant 30 comprend - 3 - un noyau 31 en matière ferromagnétique façonné en U et muni d'un bras à section triangulaire 37 et d'un bras à section rectangulaire 38, une bobine d'excita- tion 32 enroulée autour du bras 37 et une armature 33 faisant face aux surfaces polaires 34 et 35 des bras 37 et 38. Ces noyaux 31 sont obtenus, à titre d'exemple, par frittage de poudres ferromagnétiques, ce qui permet d'obtenir pour un coût limité le façonnage indiqué plus haut. Les noyaux 31 et les bobines 32 de tous les seize électro-aimants 30 (figure 3) sont montés en éventail à l'intérieur d'un tube 36 en matière amagnétique et de grande conductibilité thermique, par exemple en aluminium fritté et sont englobés dans un seul bloc 39 de résine qui adhère intérieurement au tube 36. Le tube 36 est façonné de manière à présenter intérieurement des sièges axiaux 40 équidistants entre- eux angulairement pour loger par encastrement les bras 38 des noyaux 31 et extérieurement des ailettes radiales 41 en vue d'une meilleure dissipation de la chaleur dégagée par les électro-aimants 30 pendant le fonction- nement de la tête 10. Un circuit imprimé 42, contenant les pistes dtali- mentation des bobines 32, est englobé lui aussi dans le bloc de résine 37 et présente une partie inférieure 43 portant les bornes des pistes d'alimentation et conçue pour être reliée à un connecteur extérieur. Le bloc de résine 39, le tube d'aluminium 36, le circuit imprimé 42, les noyaux 31 et les bobines correspondantes 32 constituent un seul groupe 44 (figure 1) homogène, que l'on préassemble de la façon décrite en détail plus loin. Le bloc 39 (figure 2) de résine présente un trou central passant 47 à l'intérieur duquel est logée la partie postérieure du guide 11. Pour empêcher des rotations relatives entre le groupe 14 et le guide 11, ce dernier est muni d'un appendice inférieur 48 logé dans une cannelure correspondante 49 du bloc 39. Le -4 - positionnement axial du guide 11 relativement au groupe 44 est déterminé par un épaulement transversal 50 du guide 11, conçu pour s'arrêter contre une paroi.fron- tale 51 du bloc de résine 39 avec interposition d'une ou plusieurs rondelles d'espacement amovibles 52 ayant chacune une épaisseur prédéterminée, par exemple d'un centième de millimètre. Les armatures 33 de tous les seize électro-aimants sont disposées, de façon équidistante angulairement entre elles, à l'intérieur d'un support postérieur unique 55 en matière plastiquequi a une forme prati- quement cylindrique et dont le fond 54 est relié au guide 11 grâce à une vis 56 et à un écrou de blocage 57. Chaque armature 33 présente une extrémité inté- rieure 58 (figure 3) amincie et guidée entre deux élé- ments 59 du support 55. Chaque extrémité 58 est constam- ment en contact avec une tête correspondante 26 d'un fil d'impression 12. Lorsque les électro-aimants 30 ne sont pas excités, les armatures 33 sont maintenues inclinées relativement aux surfaces polaires 34 et 35 des noyaux 31 par ltac- tion des ressorts à boudin 27. Un anneau 60 en matière élastique, monté sur le support 55 à proximité de sa périphérie, maintient toutes les armatures 33 en con- tact avec les noyaux magnétiques correspondants 31 -et plus précisément, contre les surfaces polaires 35 des bras 38. Au repos, sous l'action des ressorts 27 sur les têtes 26, les armatures 33 s'appuient toutes contre un deuxième anneau en matière plastique 62 qui est monté sur le support 5 à l'endroit des extrémités inté- rieures 58 des armatures 33. Un disque 63 en matière plastique, par exemple en "Mylar", d'une épaisseur de quelques centièmes de millimètre, est interposé entre les noyaux magnétiques 31 et les armatures 33 et s'appuie toujours sur les surfaces magnétiques 34 et 35, définissant avec préci- sion l'entrefer minimal entre armatures et noyaux. Le support postérieure 55 présente deux ailettes (figure 1) insérées entre deux épaulements 66 et 67 du tube d'aluminium 36, de manière à positionner angu- lairement le support 55 relativement au groupe 44 et à empêcher des rotations relatives entre eux. Le groupe 44, décrit précédemment, s'assemble de la façon suivante: On fixe le circuit imprimé 42 (figures 2 et 3) sur la partie antérieure du tube d'aluminium 36, de n'importe quelle manière connue, par exemple au moyen de vis non représentées. Ensuite, on glisse les bras 38 des noyaux magnétiques 31 (figure 3) dans les sièges respectifs 40. Ensuite, dans chaque épanouissement polaire inté- rieur des noyaux 31, on glisse une bobine d'excitation 32 et on soude les extrémités de celle-ci aux pistes conductrices sous-jacentes du circuit imprimé 42. Enfin, on englobe les éléments ainsi assemblés dans la résine isolante qui forme le bloc 39 que l'on travaille ensuite pour lui donner la forme décrite et représentée. En particulier, on rectifie une surface frontale posté- rieure 69, opposée à la paroi frontale 51, de façon que toutes les surfaces polaires 34 et 35 soient situées dans un seul plan perpendiculaire à l'axe du tube 36 et exempt de saillies. Par suite, le disque 63, que l'on interpose entre les noyaux 31 et les armatures 33, se dispose dans un seul plan et ne présente pas de zones préférentielles d'emboutissage et donc de rupture. On rectifie aussi le trou 47 pour guider avec précision le guide antérieur 11. La tête d'impression 10 décrite jusqu'ici est conçue pour se monter sur un chariot 70 (figures 1 et 2) d'une imprimante en série de type connu, par exemple du type décrit dans la Demande de brevet Italien no 67 869 A/80 déposée le 5 Juin 1980 au nom de la Demanderesse. Le chariot 70 peut être réalisé en matière 24'88834 -6- plastique et il peut coulisser sur des guides 71 paral- lèles à un cylindre d'écriture 72. Pour un position- nement correct de la tête 10 sur le chariot 70, la paroi de base 15 du guide 11 est munie de deux broches cylindriques 74 conçues pour se glisser dans des trous correspondants 75 du chariot 70. Trois vis 76 sont prévues pour fixer de façon amovible sur le chariot 70 la tête 10 positionnée par les broches. Le fonctionnement de la tête d'impression 10 selon l'invention, s'effectue de façon connue grâce à un déplacement du chariot 70 parallèle au cylindre 72 et par l'actionnement sélectif des électro-aimants 30 qui amènent les fils 12 à transférer l2encre d'un ruban 77, interposé entre les extrémités traçantes 14 des fils 12 et le cylindre 72, sur une feuille 78 portée par le cylindre 72. Plus précisément, chaque fois que l'une des bobines 32 est parcourue par le courant, un flux magnétique est engendré dans le noyau 31, causant l'attraction de l'amature 33 correspondantevers les surfaces polaires 34 et 35. Cela cause le déplacement axial du fil 12 associé à cette armature et qui continue sa route balistiquement'vers le cylindre 72, même lors- que l'armature 33 s'est arrêtée contre le disque 63 interposé entre celle-ci et le noyau 31. Après l'impres- sion d'un point sur la feuille 78, la force de rebondis- sement cause le retour du fil 12 vers la position de repos. La bobine 32 ayant été désexcitée au moment o l'armature 33 a atteint le disque 63, le ressort 27 ramène au repose le fil 12 et l'armature 33, contre l'anneau en caoutchouc 62. Dans la tête d'impression 10 selon l'invention, il est possible de faire varier la distance de tous les seize fils 12 relativement au cylindre 72 sans la démonter du chariot 70. En effet, en augmentant ou en diminuant le nombre des rondelles d'espacement 52 interposées entre le groupe 44 et le guide antérieur 11, on augmente ou on diminue respectivement la distance 7- entre les fils 12 et le rouleau 72, maintenant inchan- gées les conditions entre les fils 12 et les électro- aimants d'actionnement 30. Le fait que tous les noyaux magnétiques 31 sont montés sur le tube 36, les surfaces métalliques respec- tives étant en contact direct, joint à la présence du remplissage de résine, a pour effet que la transmission de chaleur est facile et que le tube joue un rôle effi- cace de dissipation de la chaleur engendrée par le passage du courant dans les bobines d'excitation 32. En outre, la présence des ailettes radiales 41 améliore l'échange thermique entre la tête et l'extérieur. Le groupe 44, du point de vue de la dissipation de la chaleur engendrée par l'excitation des bobines 32, se suffit entièrement à lui-même avec de très faibles élévations de température relativement au milieu. Il s'ensuit que la tête,selon l'invention, peut se monter même sur des chariots en matière plastique sans que ceux-ci risquent d'être endommagés à cause de la cha- leur engendrée pendant le fonctionnement. - 8 - REVENDICATIONS 1.- Tête d'impression à points comprenant de multiples fils (12) pouvant coulisser axialement sur un guide (11) et associés aux armatures d'un nombre correspondant d'électro-aimants (30) de commande, caractérisée par le fait que les noyaux magnétiques (31) des électro-aimants (30) sont montés radialement en contact avec la paroi intérieure d'un tube (36) de matière à conductibilité thermique élevée. 2.- Tête d'impression selon la revendication 1, caractérisée par un bloc de résine (39) qui englobe les noyaux (31) et les bobines d'excitation (32) des électro-aimants (30) et adhère aux parois du tube (36). 3.- Tête d'impression selon l'une des revendica- tions 1 et 2,caractérisée par le fait que les noyaux (31) sont façonnés en U et que le tube (36) est muni de sièges axiaux (40) conçus pour loger chacun par encastrement un bras (38) d'un noyau (31) correspondant. 4.- Tête d'impression selon l'une des revendica- tions 2 et 3, caractérisée par une plaque de circuit imprimé (42) munie de pistes conductrices pouvant tre soudées aux extrémités des bobines d'excitation (32) et englobées dans le bloc de résine (39). 5.- Tête d'impression selon l'une des revendica- tion 1 à 4, caractérisée par le fait que le tube (36) est en matière amagnétique. 6.- Tête d'impression selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le tube (36) est en alu- minium fritté. 7.- Tête d'impression selon l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisée par le fait que le tube (36) est muni d'ailettes (41) pour favoriser la dissipation de la chaleur. 8.- Tête d'impression selon l'une des revendica- tions 1 à 7, caractérisée par le fait que le bloc de résine (39) est façonné de manière à présenter un trou central passant (47),à l'intérieur duquel est logée 9g' - une partie postérieure du guide (11) et deux surfaces frontales planes (69, 51) parallèles entres elles et orthogonales à l'axe du trou (36). 9.- Tête d'impression selon la revendication 8, dans laquelle les armatures (33) sont montées radiale- ment sur un récipient (55), caractérisée par le fait que le récipient (55) est relié à la partie postérieure du guide (11) au moyen d'un organe de blocage (56, 57). 10.- Tète pour imprimantes à fils comprenant une série de fils (12), un guide (11) destiné aux fils (12) et pouvant se fixer sur le chariot (70) qui peut coulis- ser devant un support d'enregistrement (72) et un groupe d'actionnement comprenant une série d'électro- aimants (30) dont les armatures (33) sont associées aux fils (12) pour leur actionnement d'impression, tête caractérisée par le fait qu'elle comporte un corps de fixation des électro-aimants (30), des surfaces de butée entre le guide (11) et le corps, un élément de blocage (56, 57) entre le corps et le guide (11) et une série d'épaisseurs d'espacement (52) superposées et amovibles une par une pour faire varier la distance au repos entre les fils (12) et le support d'enregis- trement (72).