Brevet FR2685114A1 — publié le 19930618

MACHINE A AFFRANCHIR COMPRENANT UN TAMBOUR D'IMPRESSION ROTATIF La présente invention a pour objet une machine à affranchir à tambour d'impression rotatif. Les machines servant à affranchir le courrier qui comportent un tambour d'impression rotatif pour imprimer des informations fixes et variables d'affranchissement, sont déjà connues On peut citer en particulier les demandes de brevet français FR-A-89 16250 et FR-A-90 08752 au nom de la demanderesse. Pour ce type de machine, on recherche d'une part la compacité maximale de l'ensemble de la machine à affranchir et d'autre part une simplification des couplages électromécaniques entre les différents organes qui constituent la tête d'impression de cette machine. Afin de mieux comprendre les problèmes posés par ce type de machine, on va décrire en se référant aux figures 1 et 2 une machine d'affranchissement selon l'art antérieur. La figure 1 représente un exemple de tête d'impression Cette tête d'impression 10 comporte un tambour d'impression 12 qui est solidaire de l'extrémité 14 d'un arbre qui peut être accouplé mécaniquement avec un dispositif d'entraînement en rotation 16 faisant partie de la machine A l'intérieur du tambour 12, on trouve des roues d'impression 18 qui comportent à leur périphérie des éléments d'impression 20 correspondant par exemple aux dix chiffres Cette roue d'impression 18 peut tourner en rotation autour de son axe, comme l'indique la flèche F Le tambour comporte bien s Or autant de roues qu'il y a d'éléments graphiques à imprimer La roue d'impression 18 est solidaire en rotation d'une roue dentée 22 qui peut être entraînée en rotation par la coopération d'une crémaillère 24 montée à l'extrémité d'une tringle de commande 26 montée elle-même à coulissement dans l'arbre creux 14 Chaque tringle 26 associée à une roue 18 est solidaire en translation d'une bague coulissante 28 Les déplacements en translation de la bague 28 permettent la commande de la crémaillère correspondante 24 et donc la rotation de la roue d'impression 18 pour amener l'élément convenable d'impression 20 en regard d'une fenêtre d'impression ménagée dans le tambour 12 et non représentée sur la figure Les déplacements en translation de la bague 28 peuvent être commandés par un patin 30 qui coopère en translation avec la bague 28 mais laisse celle-ci libre en rotation Une double crémaillère 32 solidaire du patin 30 coopère avec une roue dentée 34, elle-même solidaire d'une molette 36 de commande du positionnement de la roue d'impression 18 En adaptant la position de la mollette 36, on obtient le positionne- ment de l'élément d'impression 20 correspondant en face de la fenêtre d'impression L'autre extrémité de la double crémaillère 32 permet d'entraîner la roue 38 d'un codeur de position portant la référence générale 40 Sur la figure 1, on a également représenté une carte de circuit imprimé 42 portant les différents éléments de circuit électronique de la tête d'impression 10. La figure 2 montre en vue de dessus les différentes tringles- crémaillères 24, 26 associées chacune à une bague coulissante 28 de commande de position. Le codeur de position 38 a pour fonction de s'assurer que la position de la roue d'impression 18 correspond effectivement à la position affichée par la molette 36. Les têtes d'impression selon l'art antérieur présentent des problèmes d'encombrement et de complexité d Os aux couplages mécaniques entre la molette 36, le capteur de position 38 et la roue d'impression 18 Ces problèmes sont proportionnels au nombre de roues d'impression 18 nécessaire à l'obtention des valeurs, dates et divers, par exemple onze. Un objet de la présente invention est de fournir une machine d'affranchissement à tambour d'impression rotatif qui ne présente pas ces problèmes. Pour atteindre ce but, selon l'invention, la machine à affranchir comprend un tambour d'impression rotatif, des moyens de positionnement et de verrouillage de roues d'impression montées dans ledit tambour, des moyens de prélèvement des positions effectives respectives desdites roues, des moyens d'entraînement des moyens de positionnement et des moyens de mise en rotation de la tête, et des circuits électroniques de commande des moyens d'entraînements de traitement des informations de position effective, et de comptage des opérations d'affranchissement effectuées Elle se caractérise en ce qu'au moins les moyens de prélèvement des informations de position effective des roues d'impression et au moins une partie desdits circuits électroniques sont solidaires du tambour d'impression rotatif, et en ce qu'elle comporte en outre des moyens de couplage électrique pour relier la partie des circuits électroniques qui est solidaire du tambour, à une autre partie des circuits électroniques qui est fixe. On comprend qu'ainsi on augmente le nombre des composants montés directement sur le tambour d'impression rotatif, ce qui augmente l'intégration de la machine et ce qui diminue les problèmes de liaison entre la partie fixe et la partie amovible, notamment du fait que les lecteurs de position effective font partie intégrante du tambour rotatif ainsi que les circuits électroniques de traitement de signaux du codeur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: la figure 1, déjà décrite, est une vue en perspective partiellement arrachée d'un mode de réalisation connu d'une machine à affranchir à tête d'impression amovible; la figure 2 est une vue de dessus d'une partie de la tête amovible de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective montrant un premier mode de réalisation de la machine à affranchir selon l'invention; la figure 4 montre en perspective une première variante de réalisation du mode de réalisation de la figure 3 la figure 5 est une vue en perspective d'une deuxième variante du mode de réalisation de la machine à affranchir de la figure 3; la figure 6 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation de la machine montrant plus particulièrement les liaisons électriques entre des parties mobile et fixe de la machine; et la figure 7 montre en perspective un troisième mode de réalisation de l'invention permettant d'obtenir un taux d'intégration maximale de la tête d'impression. En se référant tout d'abord à la figure 3, on va décrire un premier mode de réalisation de la machine d'affranchissement selon l'invention Dans ce mode de réalisation, on retrouve la tête amovible d'impression l Oa avec son tambour 12 monté à l'extrémité de l'arbre 14 A l'intérieur du tambour 12 on a représenté une roue 18 avec ses différents éléments d'impression 20 qui est solidaire en rotation d'une roue dentée 22 On a représenté également une crémaillère 50 sensiblement identique aux crémaillères 26 de la figure 2 Plus précisément, celle-ci comporte une première extrémité dentée 52 qui coopère avec la roue dentée 22 et une deuxième extrémité également dentée 54 qui coopère avec un moteur d'entraînement 56 par l'intermédiaire d'un train d'engrenage 58 Le moteur 56 et le train d'engrenages 58 sont liés à une partie fixe non représentée de la machine Pour permettre l'engagement de la tête d'impression 10 a, le train d'engrenages 58 est escamotable, par exemple par l'intermédiaire d'un arbre oscillant En outre, le tambour 12 comporte des systèmes de verrouillage, non représentés sur la figure, pour maintenir la roue d'impression 18 dans la position commandée par la crémaillère associée Le système de verrouillage qui agit sur la roue dentée 22 n'est activé que pendant la phase d'impression. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, la position effective de la roue d'impression 18 et plus précisément de la crémaillère 50 est repérée par un codeur 60 solidaire en rotation du tambhour d'impression 12; le codeur 60 qui peut être de différents types est apte à repérer la position d'un ergot 62 solidaire de la crémaillère 50 et qui défile devant le codeur 60 lorsqu'on commande le déplacement de la crémaillère pour commander une position particulière de la roue d'impression 18 On comprend également que les bagues 28 de la figure 1 ne sont plus nécessaires. Le fonctionnement de ce mode de réalisation est le suivant: l'ensemble étant au repos, le moteur 56 est commandé pour placer la roue d'impression 18 à la valeur désirée Au cours de cette manoeuvre, le codeur 60 en coopération avec le repère 62 est utilisé pour contrôler la bonne exécution du positionnement suivant la technique déjà décrite Le moyen de positionnement constitué par le moteur 56 et le train d'engrenage 58 est alors désaccouplé de la crémaillère 50 Pour réaliser l'affranchissement l'ensemble constitué par le tambour 12, l'arbre 14, la crémaillère et le codeur de position 60 est entraîné en rotation Au cours de la rotation et pendant l'impression du chiffre défini par la roue d'impression 18, la position de la roue est lue à l'aide du codeur 60 repérant la position de l'ergot 52 Des éléments de circuit électronique sont également solidaires, par exemple, du codeur 60 pour effectuer un premier traitement des signaux délivrés par celui-ci Bien entendu, des moyens de liaison électrique ou électronique, non représentés sur cette figure, doivent exister entre la base de la machine et la tête amovible, ainsi qu'entre -des parties fixe et mobile de cette tête d'impression. La figure 4 montre une variante de réalisation du codeur de position Par ailleurs, la tête d'impression amovible est identique à celle de la figure 3 et elle porte donc la référence générale 10 a Dans ce mode de réalisation, le système de codage de position qui porte la référence générale 64 est constitué par un bras isolant 66 dont une extrémité 66 a est montée à pivotement sur un axe 68, lui-même solidaire de la crémaillère 50 L'autre extrémité du bras 66 est équipée d'une roulette conductrice 70 montée pivotante autour d'un axe 72 solidaire de la deuxième extrémité du bras L'ensemble constitué par le bras 66 et la roulette 70 est maintenu en compression par des moyens non représentés sur un substrat 74 solidaire du tambour d'impression 12 Sur le substrat 74 est disposée une série de contacts sur sa face inférieure 74 a qui sont mis successivement en court-circuit au fur et à mesure du déplacement de la roulette conductrice 70 sous l'effet des déplacements de la crémaillère 50. En se référant maintenant à la figure 5, on va décrire une tête amovible d'impression comportant un codeur selon une deuxième variante de réalisation La tête d'impression porte la référence 10 a Le codeur de position qui porte la référence générale 80 est du type opto-électronique Le codeur 80 est constitué d'une part par des trous ou plus généralement des repères tels que 82 disposés selon la longueur et donc le sens de déplacement de la crémaillère 50 et par un ensemble optique 84 qui est solidaire en translation et en rotation de l'arbre 14 et du tambour 12 Le détecteur 84 est essentiellement constitué par une pluralité de fourches 86, chaque fourche comportant un émetteur lumineux et, en regard de celui-ci, un récepteur lumineux. Selon la position de la crémaillère 50 par rapport aux fourches 86, des trous ou marques 82 seront interposés entre l'émetteur et le récepteur lumineux On en déduit ainsi une lecture de la position longitudinale de la crémaillère 50 Les fourches 86 sont montées sur la face inférieure d'une plaque de circuit imprimé 88 sur laquelle sont également fixés un ou plusieurs composants électroniques tels que 90 servant notamment à l'alimentation du système opto-électronique et au traitement des signaux délivrés par celui-ci Bien entendu, les circuits 90 sont reliés par des moyens de liaison électrique convenables non représentés à la partie fixe de la tête d'impression. En se référant maintenant à la figure 6, on va décrire un mode préféré de réalisation du couplage électrique entre les circuits électroniques solidaires du tambour 12 et ceux qui appartiennent à la partie fixe de la tête 10 a Dans le mode de réalisation de la figure 6, on a représenté une plaque de circuit imprimé 90 solidaire de la base 12 et portant des composants électroniques 92 On a représenté également une plaque de circuit imprimé souple 94 qui entoure l'arbre 14 de la tête d'impression et qui est solidaire de celui-ci, aussi bien en translation qu'en rotation Sur le circuit imprimé 94 sont montés des composants électroniques tels que 96, ces composants étant par exemple ceux qui servent à commander le fonctionnement du codeur de position et à traiter les signaux émis par celui-ci La liaison électrique entre les composants mobiles 96 et les composants fixes 92 peut être réalisée par des bagues conductrices 98 qui entourent l'arbre 14 et sont bien s Or solidaires en rotation et en translation de celui-ci Un système de balais frottants 100 solidaire de la plaque fixe de circuit imprimé 90 coopère avec les bagues 98 En outre, celles-ci sont reliées électriquement aux composants de la plaque 94 par l'intermédiaire de conducteurs tels que 102 Le nombre de bagues 98 est bien s Or égal au nombre de signaux qui doivent être échangés entre les circuits fixes et les circuits mobiles à moins qu'un système de multiplexage des informations à transmettre ne soit prévu Les bagues 98 servent également à amener l'alimentation électrique des composants 96. En outre, il est possible de prévoir, afin de simplifier les problèmes d'accouplement mécanique entre la tête amovible l Oa et la base fixe de la machine que les moteurs de positionnement des crémaillères 50 référencés 56 soient solidaires du tambour rotatif 12 L'alimentation électrique des moteurs 56 est alors réalisée par des conducteurs électriques 104 qui relient le moteur 56 aux pistes conductrices du circuit imprimé 94 solidaire de ce tambour. On comprend de plus qu'avec la tête d'impression décrite en liaison avec la figure 6, les liaisons mécaniques essentielles entre la tête d'impression et la base fixe de la machine consistent dans les organes d'accouplement en rotation de l'arbre 14 de la tête d'impression avec les moyens de guidage et de mise en rotation de celle-ci qui sont, eux, solidaires de la base. Quant aux liaisons électriques entre les parties fixe et mobile de la tête d'impression, elles se réduisent à la coopération entre les balais frottants 100 et les bagues tournantes 98 La mise en place de la tête d'impression est considérablement simplifiée, avec une commande des moteurs localisée sur le support des circuits électroniques tournants. Dans les modes de réalisation décrits précédemment, on emploie une crémaillère pour chaque roue d'impression Chaque crémaillère replit trois fonctions qui sont les suivantes: Une première extrémité de la crémaillère coopère avec la roue d'impression pour définir le chiffre ou le signe à imprimer. Une deuxième extrémité de celle-ci sert à positionner la crémaillère et donc la roue d'impression correspondante à l'aide d'un moteur qui reçoit des instructions sous forme électrique Une partie médiane coopère avec le codeur de position pour effectuer une relecture de la position effective de la crémaillère et donc de la roue d'impression. L'utilisation de crémaillères présentent deux types d'inconvénients. D'une part, la crémaillère ne peut avoir qu'un mouvement de va-et-vient et non un mouvement continu En conséquence si, après avoir imprimé un 9 avec une roue d'impression, on veut afficher un zéro avec cette même roue, il est nécessaire de commander le déplacement de la crémaillère associée de la totalité de sa course Celà accroit donc sensiblement le temps de base de l'impression d'un chiffre. D'autre part, le codeur de position étant disposé le long de la crémaillère, l'électronique tournante doit être disposée parallèlement à l'arbre 14 Si la quantité de composants électro- niques augmente, la longueur de l'arbre 14 servant uniquement au support du circuit imprimé augmente aussi Celà entraîne donc un accroissement de la longueur totale de l'arbre. La figure 7 montre un autre mode de réalisation de la tête d'impression qui permet de remédier à cet inconvénient Ce tambour d'impression l Ob est toujours monté à l'extrémité d'un arbre d'entrâinement en rotation, non représenté sur la figure 7, mais les crémaillères ont été supprimées La roue d'impression 18 avec ses éléments d'impression 20 occupe une position médiane. Elle est reliée au moteur 56 de commande de position de la roue d'impression par un train d'engrenages 110 qui coopère avec la roue dentée 112 solidaire de la roue d'impression 18 Une roue dentée de transmission 114 relie la roue dentée 112 à une roue codeuse de position 116 La position de la roue codeuse 116 est repérée par un système optoélectronique 118 en forme d'étrier qui comporte de part et d'autre de la roue un émetteur lumineux et un détecteur. Selon ce mode de réalisation, le circuit imprimé 120 est fixé à l'extrémité 10 'b du tambour d'impression Il a, par exemple, une forme de U dont le plan principal est perpendiculaire à l'axe de rotation de la tête Comme on le voit sur la figure, le capteur de position 118 est directement fixé sur une des faces du circuit imprimé, ce qui réduit la longueur des pistes conductrices. De la même manière, le moteur 56 est de préférence relié aux pistes conductrices du circuit imprimé. REVENDICATIONS 1 Machine à affranchir comprenant un tambour d'impression rotatif ( 12), des moyens de positionnement ( 50, 58) et de verrouillage ( 78) de roues d'impression ( 18) montées dans ledit tambour ( 12), des moyens de prélèvement ( 60) des positions effectives respectives desdites roues, des moyens d'entraînement ( 56) des moyens de positionnement ( 50, 58), des moyens ( 16) de mise en rotation du tambour, et des circuits électroniques ( 90, 94) de commande des moyens d'entraînement, de traitement des informations de position effective et de comptage des opérations d'affranchissement effectuées, caractérisée en ce qu'au moins les moyens de prélèvement ( 60) des informations de position effective des roues d'impression et au moins une partie ( 94) desdits circuits électroniques sont solidaires du tambour d'impression rotatif ( 12); et en ce qu'elle comporte en outre des moyens de couplage électrique ( 98, 100) pour relier la partie ( 94) des circuits électroniques qui est solidaire du tambour, à une autre partie ( 90) des circuits électroniques qui est fixe. 2 Machine à affranchir selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de positionnement et de verrouillage des roues d'impression ( 18) comprennent des crémaillères ( 24) montées coulissantes dans un arbre ( 14) qui entraîne en rotation le tambour ( 12), une première extrémité des crémaillères coopérant avec lesdites roues d'impression ( 18), une seconde extrémité coopérant avec des moteurs ( 56) d'entraînement et une partie médiane coopérant avec lesdits moyens de prélèvement ( 60, 64, 80) de l'information de position effective. 3 Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moteurs d'entraînement ( 56) sont solidaires d'un arbre oscillant. 4 Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que les moyens de couplage électrique comprennent des bagues conductrices ( 98) solidaires du tambour d'impression ( 12) coopérant avec des balais frottants ( 100) solidaires d'une partie fixe de la machine. il Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits circuits électroniques solidaires du tambour ( 12) comprennent un circuit imprimé souple ( 94) entourant une partie dudit tambour d'impression. 6 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de positionnement et de verrouillage des roues d'impression ( 18) comprennent un premier train d'engrenages ( 110) reliant cinématiquement ladite roue d'impression ( 18) à des moyens moteurs d'entraînement ( 56) et en ce que les moyens de prélèvement des positions effectives respectives de chaque roue d'impression comprennent un deuxième système à engrenages ( 114) reliant ladite roue d'impression à u ne roue codeuse ( 116) coopérant avec des moyens ( 118) de codage de la position angulaire de ladite roue codeuse. 7 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les circuits électroniques solidaires du tambour d'impression ( 12) comprennent un circuit imprimé ( 120) fixé sur l'extrémité libre ( 1 O'b) dudit tambour et disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation dudit tambour, et des composants électroniques montés sur ledit circuit imprimé.