Brevet FR2673884A1 — publié le 19920918

TETE D'IMPRIMANTE A AIGUILLES La présente invention a pour objet un perfectionnement aux têtes d'imprimantes à aiguilles. Elle vise en particulier et non exclusivement à la réalisation ou la réparation d'une tête à haute définition. En informatique, les imprimantes à aiguilles sont les plus répandues. Une tête d'impression comprend habituellement de 7 à 9 aiguilles dont les extrêmités avant sont alignées verticalement. La tête est elle-même montée sur un support mobile de manière à pouvoir se déplacer sur la largeur d'une ligne, le papier avançant d'un pas après frappe d'une ligne complète. De telles imprimantes sont dites également à tête matricielle dans la mesure où chaque caractère correspond à un ensemble de points. Une tête d'impression comprend un certains nombres d'aiguilles superposées ce qui permet d'imprimer une colonne de points. Chaque aiguille est actionnée par un électro-aimant lui-même sous la dépendance d'un circuit logique interne à la machine et relié électriquement à un ordinateur par exemple.Les aiguilles coulissent dans un palier et leur seconde extrêmité reçoit des impulsions mécaniques d'une palette elle-même actionnée par un électro-aimant. Compte tenu de l'encombrement des bobines des électro-aimants, ceux-ci sont généralement répartis sur une circonférence et des guides permettent de passer d'une disposition circulaire des extrêmités des aiguilles progressivement à une position verticale rectiligne des secondes extrêmités. De telles imprimantes sont bien connues et fabriquées par de grands constructeurs. Malheureusement, les têtes à aiguilles travaillent toujours dans un milieu abrasif constitué par un mélange d'encre et de poussière de papier. Il en résulte qu' au bout d'un certain temps d'utilisation qui est en moyenne de 1500 heures pour un usage normal, ces têtes d'impression tombent en panne. Ces pannes peuvent être répertoriées comme suit :- aiguilles cassées ou usées,palettes d'aiguilles cassées,- solénoldes grillés etplaquettes avant usées. Afin d'améliorer la qualité de l'impression, il a déjà été proposé d'accroître le nombre d'aiguilles et les têtes d'impression à haute définition comprennent de 18 à 24 aiguilles. Dans ces conditions, l'impression est de bonne qualité mais se posent des problèmes d'encombrement chacune des aiguilles devant être actionnée par un électro-aimant individualisé. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus qui se traduisent rapidement par une écriture floue ou incomplète, certaines aiguilles de la colonne n'écrivant plus, et d'accroître la durée de vie des têtes d'impression à aiguilles qui constituent des pièces d'usure. Actuellement, les palettes sont en acier doux et les aiguilles en acier de qualité dite "corde à piano", les mouvements de la palette étant bien entendu répercutés à l'extrêmité avant de chaque aiguille. Mais les aiguilles effectuent un grand nombre de mouvement très rapide dont l'amplitude est de 0,35 à 0,45 mm et passent d'une disposition circulaire à la disposition linéaire en colonne. Il en résulte une usure importante et la présente invention vise à assurer aux têtes d'impression à aiguilles une durée de vie plus importante. Selon la présente invention, la tête d'imprimante pour impression matricielle de caractères comprenant une pluralité d'aiguilles dont l'une des extrêmités est alignée, chacune étant actionnée par un électro-aimant est caractérisée en ce que le corps de l'aiguille est constitué par un alliage de tungstène, de chrome, de nickel et de molybdène,la tête de l'aiguille étant soudée sur la palette correspondante. La durée de vie des têtes connues est en moyenne de 2 à 6 mois. Après ce délai il est nécessaire de changer les aiguilles. Pour pallier cette usure rapide, il a déjà été proposé de remplacer l'acier des aiguilles utilisé précédemment par du tungstène qui est également flexible et présente des caractéristiques mécaniques de résistances supérieures à celle de la "corde à piano". Malheureusement, le tungstène ne se soude pas sur l'acier. Le carbure de tungstène est soudable sur l'acier et présente des caractéristiques mécaniques en général comparables à celle du tungstène. Mais , il est rigide et ne peut pas convenir dans l'application envisagée. Grâce à l'invention on obtient ainsi des aiguilles flexibles présentant une bonne durabilité pouvant être soudées sur les palettes. Ainsi, il est possible de souder comme cela sera indiqué ci-dessous des aiguilles en matériau beaucoup plus résistant que la corde à piano directement sur les palettes ce qui permet de réduire l'encombrement. D'autres caractéristiques et avantages de 1 l'invention apparaltront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, donnés uniquement à titres d'exemples non limitatifs, en regard des dessins annexés qui représentent - la figure 1, une tête d'impression selon l'invention; - les figures 2a, 2b, 2c des schémas montrant les causes de mauvais fonctionnement des têtes connues; - la figure 3 une aiguille destinée à être utilisée dans une tête d'impression selon l'invention; La figure 1 représente une tête d'impression à aiguilles classique se composant de sept électro-aimants 1 montée sur un support 2, des aiguilles 3 étant actionnées chacune par une palette solidaire du noyau plongeur interne à chaque bobine 1.Les aiguilles 3 passent à travers un orifice 5 formé dans le support 2 puis à travers une plaquette de guidage 4. Au voisinage de l'entrée de l'aiguille 3 dans la plaquette 4, il se forme une pliure qui résulte du défaut de cambrure de l'aiguille. Par suite les aiguilles ont une tendance naturelle à se casser à cet endroit. On remédie à cet inconvénient en prévoyant devant la plaquette 4 un guide 8. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque aiguille est réalisée en un matériau dur (environ 300 kg/cm2) constitué par un alliage de tungstène, chrome, nickel, et molybdène. De préférence, l'alliage comprend environ 95,3% de tungstène, 0,7% de chrome, 2,5% de molybdène, et 1,5% de nickel. Les aiguilles 3 sont guidées par un ressort boudinette 6 en bronze au berylium et ainsi, l'amorce amorce de rupture est supprimée dans la mesure où la déformation des aiguilles est progressive l'aiguille étant courbée avec un grand rayon. Dans la technique antérieure, le guidage des aiguilles était réalisé par une plaquette plastique ou métallique percée d'autant de trous qu'il y a d'aiguilles dans le tête mais, il se créait très rapidement une ovalisation des trous. Dans ces conditions, la colonne de trous 7 représentée sur la figure 2a prend rapidement l'allure de la figure 2c et ce désalignement est en quelque sorte amplifié par la courbure et le croisement des aiguillesreprésentés en vue par dessus sur la figure 2b, ce qui se traduit par une dégradation de la qualité de l'écriture. Selon une autre caractéristique de l'invention, on adjoint à la plaquette de guidage connue 4 une seconde plaquette 8 qui peut être par exemple constituée par un assemblage de deux plaquettes de rubis rectifiées en losange. Dans ces conditions, l'aiguille glisse dans un losange avec seulement 4 points de contact et le frottement est réduit Les aiguilles 3 sont soudées sur les palettes 9 comme représenté sur la figure 3 en un point 10. On supprime ainsi l'usure résulatant des mouvements relatifs de la palette et de ltextrêmité postérieure de l'aiguille. Le diamètre courant des aiguilles est de 0,2 mm. Pour obtenir une aiguille selon l'invention, on part d'un corps de 0,4 mm et l'on procède dans un premier temps à un recuit de 4 heures par chauffage à 11800 suivi d'un dégazage sous atmosphère inerte.Lorsque le métal est refroidi, on procède à son écrouissage par laminage, ce laminage faisant passer le diamètre de l'aiguille de 0,4 à 0,2 mm par passage à travers des filières. Grâce à l'adjunction de chrome, de nickel et de molybdène, le tungstène devient flexible et soudable. Le traitement est effectuée avant la mise en forme définitive contrairement à ce qui ce produisait dans la technique classique. La soudure est effectuée à l'aide d'une torche à micro plasma qui porte localement la température de la plage de soudure à 1 2000C sur une surface d'environ 1 mm2. Cette application se fait pendant une fraction de seconde de sorte que la matière environnante n'a pas le temps de s'échauffer notablement et que la nature de celle-ci ne soit pas modifiée. La soudure utilisée est par exemple une soudure produite par la société JOHNSON-MATTHEY contenant 32% d'argent et du cuivre. La présente invention peut être mise en oeuvre aussi bien lors de la fabrication des têtes que lors de leur rénovation, opération après laquelle elles durent beaucoup plus longtemps. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Tête d'impression matricielle a aiguilles comprenant une pluralité d'aiguilles dont les extrêmités avent sont disposées en colonne à travers un guide et dont les secondes extrêmités sont actionnées par les palettes d'électroaimants, caractérisée en ce que les aiguilles (3) sont réalisées en un alliage de tungstène, de chrome de nickel et de molybdène, ltextrêmité arrière de chaque aiguille (3) étant soudée sur une palette (9) d'un électroaimant. 2. Tête d'impression selon la revendication 1, caractérisée en ce que les aiguilles sont guidées dans un double palier (4,8). 3. Tête d'impression selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'alliage constitutif de chaque aiguille comprend 95,3% de tungstène, 0,7% de chrome, 2,5% de molybdène et 1,5% de nickel.