FR2735420A1

FR2735420A1 - Computer colour printer for forming images on vertical surfaces e.g. on domestic wall

Info

Publication number: FR2735420A1
Application number: FR9507058A
Authority: FR
Original assignee: GAUJAL JEAN LOUIS
Current assignee: GAUJAL JEAN LOUIS
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1996-12-20
Anticipated expiration: 2015-06-14
Also published as: FR2735420B1

Abstract

The computer driven printer has a moving head (10) carrying an ink- or paint-jet print module. The moving head can be displaced vertically or horizontally, under control of the computer, along vertical and horizontal rails. The computer displaces the head in accordance with image data held on the computer, driving stepper motors to move the head along the guides. End-of-travel switches stop the head at the limits of its travel. A point of reference is associated with one of the corners of the picture. The print module has a single spray jet (12) or three spray jets, one for each primary colour. The duration of delivery of each jet determines the intensity of the colour applied.

Description

La présente invention concerne une imprimante d'ordinateur pour peinture murale ou impression verticale ou sensiblement verticale. The present invention relates to a computer printer for wall painting or vertical or substantially vertical printing.

On connait des machines automatiques de peinture comportant un châssis-support sur lequel est monté un bras oscillant ou pivotant dans un plan parallèle à la face à peindre et portant une tête de pulvérisation, comme décrit dans EP-A-O 565 615 ou dans FR-A-2 589 369. Du fait des mouvements du bras, une telle machine ne peut en aucun cas peindre une image complexe, et ne peut être utilisée que pour une peinture grossière et uniforme d'une paroi déterminée. Automatic painting machines are known comprising a support frame on which is mounted an oscillating or pivoting arm in a plane parallel to the face to be painted and carrying a spray head, as described in EP-AO 565 615 or in FR-A -2 589 369. Due to the movements of the arm, such a machine can in no case paint a complex image, and can only be used for coarse and uniform painting of a given wall.

Des systèmes complexes ont été proposés pour déterminer la position du bras de robots destinés à la peinture, comme décrit dans
FR-A-2 644 241. Un tel système requiert un calculateur spécifique relié à des capteurs, notamment à des accéléromètres, ce qui en rend le coût excessif et l'utilisation peu efficace.Complex systems have been proposed for determining the position of the robot arm intended for painting, as described in
FR-A-2 644 241. Such a system requires a specific computer connected to sensors, in particular to accelerometers, which makes its cost excessive and its use ineffective.

Le document FR-A-2 608 466 décrit une tête de robot de peinture polychrome point par point déplaçable dans les trois dimensions. Les axes de projection des matières colorées convergent pour coïncider avec le point à peindre. Cette tête implique donc, pour une certaine précision, une mesure précise et un maintien total de la distance entre la tête et chaque point à peindre. D'autres documents décrivent des têtes similaires articulées avec trois axes de rotation, comme, par exemple, FR-A-2 582 978 ou EP-A-O 133 513. The document FR-A-2 608 466 describes a head of a polychrome painting robot point by point movable in three dimensions. The axes of projection of the colored materials converge to coincide with the point to be painted. This head therefore implies, for a certain precision, a precise measurement and a total maintenance of the distance between the head and each point to be painted. Other documents describe similar heads articulated with three axes of rotation, such as, for example, FR-A-2 582 978 or EP-A-O 133 513.

Des robots à peindre des parois verticales ont été décrits, par exemple sous l'expression "robot grimpeur à pattes" dans FR-A-2 519 576. Un tel robot est pourvu d'une pluralité de ventouses magnétiques ou pneumatiques pour assurer son déplacement sur des parois murales ou sur un plafond. Un tel robot n'est cependant pas réaliste pour des applications domestiques, notamment puisqu'il requiert une source de vide et que le calcul de sa position exacte est très relatif. Robots for painting vertical walls have been described, for example under the expression "climbing robot with legs" in FR-A-2 519 576. Such a robot is provided with a plurality of magnetic or pneumatic suction cups to ensure its movement on walls or on a ceiling. However, such a robot is not realistic for domestic applications, in particular since it requires a vacuum source and the calculation of its exact position is very relative.

Il existe donc un besoin sur le marché pour une machine de type imprimante d'ordinateur qui soit relativement simple et peu coûteuse, et qui permette la reproduction, notamment en couleurs, sur une surface murale ou verticale d'une image déterminée. Une telle imprimante doit pouvoir être commandée par un ordinateur de type domestique, pour des applications tant domestiques qu'artisanales ou industrielles. There is therefore a need on the market for a machine of the computer printer type which is relatively simple and inexpensive, and which allows reproduction, in particular in color, on a wall or vertical surface of a determined image. Such a printer must be able to be controlled by a computer of the domestic type, for both domestic, artisanal or industrial applications.

Ce but est atteint avec une imprimante d'ordinateur pour peinture murale ou impression verticale d' une image préalablement analysée point par point par l'ordinateur, cette imprimante comportant une tête mobile pour un jet d'encre ou de peinture. Selon un aspect essentiel de l'invention, cette imprimante comporte une tête qui est mobile selon deux axes perpendiculaires d'un plan sensiblement vertical, le déplacement de la tête étant commandé par ordinateur en fonction de l'image analysée. This object is achieved with a computer printer for mural painting or vertical printing of an image previously analyzed point by point by the computer, this printer comprising a movable head for an ink or paint jet. According to an essential aspect of the invention, this printer comprises a head which is movable along two perpendicular axes of a substantially vertical plane, the movement of the head being controlled by computer as a function of the image analyzed.

De préférence, la tête comprend au moins un gicleur d'encre ou de peinture à commande électronique. Preferably, the head comprises at least one electronically controlled ink or paint nozzle.

La tête est favorablement montée sur un premier chariot mobile se déplaçant sur un rail vertical, ce dernier étant solidaire d'un deuxième chariot mobile se déplaçant selon un axe horizontal. The head is favorably mounted on a first mobile carriage moving on a vertical rail, the latter being integral with a second mobile carriage moving along a horizontal axis.

Selon un aspect de l'invention, le déplacement de chacun des chariots est assuré par un moteur électrique de type pas à pas, et est limité en amplitude, des contacts de fin de course étant prévus pour au moins l'un d'eux. According to one aspect of the invention, the movement of each of the carriages is ensured by an electric motor of the stepping type, and is limited in amplitude, limit switches being provided for at least one of them.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de modes préférés de réalisation donnés à titre non limitatif et à laquelle deux planches de dessins sont annexées sur lesquelles
La Figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation de l'imprimante conforme à la présente invention vue de face ; et
La Figure 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation de l'imprimante également vue de face.The invention will be better understood, and other objects, advantages and characteristics thereof will appear more clearly on reading the following description of preferred embodiments given without limitation and to which two drawing plates are appended. on which
Figure 1 schematically shows a first embodiment of the printer according to the present invention seen from the front; and
Figure 2 schematically shows a second embodiment of the printer also viewed from the front.

En référence maintenant aux dessins, on a représenté schématiquement deux modes de réalisation d'une imprimante conforme à l'invention, sans montrer les connexions électriques ni les moteurs électriques utilisés, ni même l'ordinateur auquel l'imprimante est reliée. Referring now to the drawings, there is shown schematically two embodiments of a printer according to the invention, without showing the electrical connections or the electric motors used, or even the computer to which the printer is connected.

L'ordinateur utilisé peut être d'un type domestique habituel ou de tout autre type. Il est normalement équipé d'une carte spéciale de commande des moteurs électriques, qui est reliée à un port de sortie, par exemple -mais non exclusivement- de type parallèle. Ce port de sortie, lorsqu'il est de type parallèle, comporte des broches disponibles pour la commande du ou des gicleur(s), ainsi que pour la définition éventuelle de points de référence, et pour la mise en oeuvre de contacts de fin de course, comme on le verra par la suite. The computer used can be of a usual domestic type or of any other type. It is normally equipped with a special electric motor control card, which is connected to an output port, for example - but not exclusively - of the parallel type. This output port, when it is of the parallel type, has pins available for controlling the nozzle (s), as well as for the possible definition of reference points, and for the implementation of end of contact. race, as we will see later.

L'imprimante comprend d'abord une tête 10 mobile selon deux axes sensiblement perpendiculaires d'un plan substantiellement vertical. Cette tête 10 est équipée d'au moins un gicleur 12 destiné à projeter de l'encre ou de la peinture contenue dans un réservoir 14 sur une surface murale située à la place de l'observateur des Figures. The printer first comprises a head 10 movable along two substantially perpendicular axes of a substantially vertical plane. This head 10 is equipped with at least one nozzle 12 intended to project ink or paint contained in a reservoir 14 onto a wall surface located in place of the observer of the Figures.

Bien évidemment, chaque gicleur est du type à commande électronique, si possible numérique, et peut être constitué d'une électro-vanne ou d'un injecteur tel que ceux utilisés dans le domaine des moteurs thermiques d'automobiles.Obviously, each nozzle is of the electronically controlled, if possible digital, type and can be made up of a solenoid valve or an injector such as those used in the field of automobile thermal engines.

Bien évidemment, pour une peinture murale en couleurs, la tête 10 est équipée au moins de trois gicleurs 12 et de trois réservoirs 14 contenant chacun de l'encre ou de la peinture de l'une de trois couleurs primaires. Un gicleur complémentaire pour la couleur noire est souvent souhaitable. Il est inutile de prévoir des gicleurs convergents, puisque la distance entre chacun des gicleurs peut être clairement définie à l'ordinateur. Ceci permet d'obvier au problème des irrégularités éventuelles de la surface à peindre et permet également de n'avoir pas à régler axialement les gicleurs avant toute utilisation pour en vérifier la convergence sur le point à peindre en couleurs. Obviously, for a color mural, the head 10 is equipped with at least three nozzles 12 and three reservoirs 14 each containing ink or paint of one of three primary colors. An additional nozzle for the black color is often desirable. It is unnecessary to provide converging nozzles, since the distance between each of the nozzles can be clearly defined on the computer. This makes it possible to obviate the problem of possible irregularities of the surface to be painted and also makes it possible not to have to adjust the sprinklers axially before any use to check their convergence on the point to be painted in color.

Le contrôle de la durée de la commande de chaque gicleur permet de moduler l'intensité de la couleur correspondante. Par exemple, pour de l'encre noire, la variation de la durée d'ouverture du gicleur 12 détermine la quantité d'encre pulvérisée et, par suite, le niveau de gris obtenu. By controlling the duration of the control of each nozzle, the intensity of the corresponding color can be adjusted. For example, for black ink, the variation in the duration of opening of the nozzle 12 determines the quantity of ink sprayed and, consequently, the level of gray obtained.

Selon l'invention, la tête 10 est montée sur un premier chariot 16 mobile sur un rail vertical 18. Ce chariot 16 est entraîné en translation, par exemple au moyen d'un câble tracteur 20 tendu entre deux poulies folles 22, 24, et une poulie motrice 26. Cette dernière poulie motrice 26 est favorablement entraînée en rotation par un moteur pas à pas millimétrique permettant d'obtenir une bonne définition de l'image finale. According to the invention, the head 10 is mounted on a first carriage 16 movable on a vertical rail 18. This carriage 16 is driven in translation, for example by means of a tractor cable 20 stretched between two idler pulleys 22, 24, and a driving pulley 26. This last driving pulley 26 is favorably driven in rotation by a millimeter stepping motor making it possible to obtain a good definition of the final image.

Ce rail vertical 18 est solidaire d'un deuxième chariot 30 mobile en translation dans un axe horizontal. Des roues 32, 34 sont prévues à cet effet. Ces roues peuvent, soit rouler sur le sol si ce dernier est bien plat et régulier, comme représenté Figure 1, soit rouler sur un rail 36, comme représenté Figure 2. La Figure 2 représente un mode de réalisation dans lequel le rail 36 est fixé en hauteur, tandis que la Figure 1 représente un mode de réalisation dans lequel il n'y a pas de rail et dans lequel le deuxième chariot roule directement sur le sol. Toutefois, il est bien évident qu'un rail de guidage peut être prévu sur le sol pour assurer une distance constante entre la tête 10 et le panneau mural à peindre. This vertical rail 18 is integral with a second carriage 30 movable in translation in a horizontal axis. Wheels 32, 34 are provided for this purpose. These wheels can either roll on the ground if the latter is flat and regular, as shown in Figure 1, or roll on a rail 36, as shown in Figure 2. Figure 2 shows an embodiment in which the rail 36 is fixed in height, while Figure 1 shows an embodiment in which there is no rail and in which the second carriage rolls directly on the ground. However, it is obvious that a guide rail can be provided on the ground to ensure a constant distance between the head 10 and the wall panel to be painted.

Au moins l'une des roues 32, 34 est motrice et est, par exemple, entraînée par un moteur pas à pas millimétrique du même type que celui utilisé pour le déplacement du premier chariot 16. Un moteur pas à pas à 200 pas déplaçant le chariot de 1 mm par pas permet d'obtenir une définition de l'ordre du millimètre qui semble suffisante pour des applications normales. At least one of the wheels 32, 34 is driving and is, for example, driven by a millimeter stepping motor of the same type as that used for moving the first carriage 16. A 200 step stepping motor moving the carriage of 1 mm per step provides a definition of the order of a millimeter which seems sufficient for normal applications.

Le déplacement de chacun des chariots 16, 30 est, de préférence, limité en amplitude au moyen de butées (non représentées sur les Figures). The movement of each of the carriages 16, 30 is preferably limited in amplitude by means of stops (not shown in the Figures).

Pour un bon fonctionnement, il est utile de définir un point de référence pour l'ordinateur. Ce point de référence sera, tout naturellement l'un des angles du rectangle de la surface à peindre, et qui constituera l'origine des axes pour que l'ordinateur puisse calculer à tout instant la position précise de la tête 10. For proper operation, it is useful to define a reference point for the computer. This reference point will, quite naturally, be one of the angles of the rectangle of the surface to be painted, and which will constitute the origin of the axes so that the computer can calculate at any time the precise position of the head 10.

Par ailleurs, il est quelquefois souhaitable d'équiper l'imprimante de contacts de fin de course pour l'un et/ou pour l'autre des chariots. Ces contacts, non représentés sur les Figures, peuvent avoir au moins deux fonctions différentes : ils peuvent permettre de détecter une anomalie dans les ordres reçus de l'ordinateur, et ils peuvent servir à re-ajuster les coordonnées du point de référence si nécessaire. In addition, it is sometimes desirable to equip the printer with limit switch contacts for one and / or the other of the carriages. These contacts, not shown in the Figures, can have at least two different functions: they can make it possible to detect an anomaly in the orders received from the computer, and they can be used to readjust the coordinates of the reference point if necessary.

On constate donc que l'imprimante selon l'invention est extrêmement simple et peut être commandée sensiblement par tout ordinateur équipé, bien sûr, d'une carte électronique de commande de moteurs pas à pas. It can therefore be seen that the printer according to the invention is extremely simple and can be controlled substantially by any computer equipped, of course, with an electronic card for controlling stepping motors.

Bien évidemment, l'image à peindre doit avoir été préalablement saisie, par exemple au moyen d'un scanner classique ou d'un numérisateur d'images vidéo, pour des images complexes, ou bien avoir été créée à l'écran, puis analysée point par point par l'ordinateur, comme de nombreux logiciels actuellement sur le marché savent le faire. Obviously, the image to be painted must have been previously captured, for example by means of a conventional scanner or a video image digitizer, for complex images, or else have been created on the screen and then analyzed. point by point by the computer, as many software programs currently on the market know how to do.

Bien que l'on ait représenté et décrit ce que l'on considère actuellement être les modes de réalisation préférés de la présente invention, il est évident que l'Homme de l'Art pourra y apporter différents changements et modifications sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini ici. Although we have represented and described what are currently considered to be the preferred embodiments of the present invention, it is obvious that those skilled in the art will be able to make various changes and modifications thereto without departing from the scope of the present invention as defined here.

Claims

1 - Computer printer for wall painting or vertical printing of an image previously analyzed point by point by said computer, said printer comprising a movable head (10) for an ink or paint jet, characterized in that said head (10) is movable along two perpendicular axes of a substantially vertical plane, the movement of said head (10) being controlled by said computer as a function of said image.

2 - computer printer according to claim 1 characterized in that said head (10) comprises at least one nozzle (12) of ink or paint electronically controlled.

3 - computer printer according to claim 2 characterized in that said head (10) comprises three nozzles (12) each supplied with ink or paint of one of three primary colors.

4 - Computer printer according to claim 2 or 3 characterized in that the duration of each spray determines the intensity of the color used.

5 - computer printer according to any one of claims 1 to 4 characterized in that said head (10) is mounted on a first movable carriage (16) moving on a vertical rail (18), said vertical rail (18) being integral with a second mobile carriage (30) moving along a horizontal axis.

6 - computer printer according to claim 5 characterized in that said horizontal axis is defined by at least one rail (36), said second carriage (30) being provided with wheels (32, 34) cooperating with said rail (36).

7 - computer printer according to claim 5 or 6 characterized in that the movement of each of said carriages (16, 30) is provided by an electric motor of the stepping type.

8 - computer printer according to any one of claims 5 to 7 characterized in that the movement of each of said carriages (16, 30) is limited in amplitude, limit switches being provided for at least the One. Two.

9 - Computer printer according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one reference point is defined for the said computer at one of the four angles of the surface to be painted.

10 - Computer printer according to claims 8 and 9 characterized in that the reference is re-defined each time a limit switch is reached by a carriage.