Technique IBM à boule

Petite histoire d'inspiration

Le principe de la boule sur une machine à écrire, aurait été inspiré par l'antique machine à écrire Mignon^[1]. Sur l'image D qui montre une machine à écrire Mignon, les caractères à sélectionner étaient affichés sur un tableau des caractères ; le système d'impression se faisait au moyen d'un cylindre qui portait tous les caractères sur son pourtour ; comme dans la future machine à écrire à boule, les capitales sont d'un côté et les minuscules de l'autre.

Quelques évolutions en images

Ci-dessous, quelques image montrent l'évolution des processus d'écriture. Avant la première machine à barres à caractères, des essais d'autres types de mécanique n'ont pas abouti.

Aujourd'hui, les machines à écrire ne sont plus beaucoup utilisées ; tout se fait sur les ordinateurs, avec des programmes de traitement de texte.

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  (Ev.1) Antique machine à écrire Corona, à barres à caractères.
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  (Ev.2) Machine à écrire IBM, électrique, à barres à caractères.
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  (Ev.3) La machine à écrire IBM, à boule.
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  (Ev.4) Machine à écrire électronique, IBM à marguerite.
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  (Ev.5) Système de traitement de texte.
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  (Ev.6) Ordinateur ou PC (Personal Computer)

Dernière étape mécanique

La machine à écrire à boule était uniquement mécanique, sauf le moteur d'entraînement électrique (comme le montre l'Image E, de la machine sans sa carrosserie).

Les systèmes d'écriture de la génération suivante ont été remplacés par l'électronique : dans un premier temps, par des machines à écrire électroniques à impression à marguerite, ensuite par des systèmes de traitement de texte. Ils étaient au départ à marguerite, remplacés ensuite par les imprimantes Laser ou Jet d'encre.

Rotation de la boule pour écrire

Pour tourner et frapper le bon caractère, cette boule doit recevoir des informations ; elle s'oriente alors vers les divers caractères à écrire qui sont sur les 360° de sa circonférence et sur les quatre hauteurs de ses lignes de caractères.

Code binaire pour la sélection des caractères

Comme pour les ordinateurs, cette machine à boule ne pouvaient recevoir que deux informations : par « Oui » ou par « Non » ; c'est ce que l'on nomme un code binaire, composé de 0 ou de 1.

Toutes les informations de nos ordinateurs et celles nécessaires à la position de la boule en rotation (rotate) ou en hauteur (tilt), sont données par une combinaison de « 0 » et de « 1 ».

Le tableau ci-dessous donne un exemple de ce que pourrait être un codage d'une combinaison de ce code binaire composé de « oui » ou de « non » pour amener à une sélection de caractères à écrire (cet exemple n'est pas forcément celui de la boule).

Les différents claviers de par le monde

Différentes sortes de clavier existent dans le monde : le clavier Français (Azerty), assez différent de la plupart des autres ; l'anglophone, le Qwerty (Image F: exemple du clavier Qwerty), le Suisse français et Suisse allemand (Qwertz), le Turc , etc..

Pour tous les claviers du monde, les boules sont les mêmes, les caractères sont placés au même endroit alors que sur le clavier, les caractères peuvent être placés différemment. La machine va trouver le caractère correspondant sur la boule par les différents codages des interposes (voir ci-dessous), en relation avec ce processus binaire.

Des touches du clavier à la sélection des caractères

Quand une touche du clavier est pressée, elle active, sous chaque touche, une barre verticale appelée interpose (interposer) (Image/schéma 3).

Cette interpose est codée différemment suivant le positionnement que la machine devra activer : elle oriente la boule en circonférence ou en hauteur vers le caractère correspondant.

Le codage de ces interposes est fait au moyen de taquets présents (ou pas présents) au-dessous de l'interpose: il va presser (ou pas) une des six barres transversales horizontales placées au-dessous, que l'on voit sous les Images 1 et 2.

L'information d'activation (ou non) de cette barre transversale (crosswise bars) va être transmise à six tringles de connexion (link) (cinq sont visiblessur l'image 2).

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  (Image 1) Vue générale de dessous, sans la carrosserie.
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  (Image 2) Interposer, sélecteurs et connecteurs du clavier.
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  (Image/schéma 3) Intermédiaires de codage selon les touches du clavier.
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  (Image 4) Loquets qui activent les connexions du balancier.
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  (Image 5) Balancier et arbre à cames.
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  (Image 6) Balancier ou whiffletree.

Ces six links aboutissent chacun à un loquet (latch) (Image 4). Suivant que les loquets sont activés (ou pas), ils vont plus ou moins tirer sur un balancier nommé whiffletree, visible dans l'image 5 et 6 :

• 2 de ces tringles et loquets donnent la position en hauteur (tilt) : quatre possibilités du code binaire pour quatre rangées sur la boule ;
• 4 de ces tringles et loquets donnent la position sur la circonférence de la boule (rotate), qui a vingt-deux positions sur sa circonférence (onze du côté des minuscules et onze de celui des majuscules).

Pour passer de minuscule en majuscule, un autre mécanisme génère la rotation de la boule.

Verrouillage de la boule

Pour que l'écriture se fasse proprement, il faut que la boule soit verrouillée, dès que le bon caractère est placé face au papier. Sur l'image 15, un gros plan montre le support de la boule (ring). Au centre de l'image 14, le chariot d'impression montre au centre ce support. Sur son côté gauche du support de la tête, face à nous, une petite crémaillère avec quatre dents est visible (surtout les deux premières). Devant ces dents, un petit axe articulé terminé par un ressort se devine. Ce petit axe va se fixer dans la cavité entre les dents de la crémaillère, ce qui fait le verrouillage vertical. Sous les dents du support, un axe arrondi articulé de couleur noir est visible. Le bout à gauche de cet axe (le bout se devine dans un peu de poussière blanche de papier), va se fixer dans une des encoches, entre les dents de la boule (image 16 : boule avec ses dents). Ce mécanisme verrouille la tête d'impression dans son emplacement en rotation.

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  (Image 13) Sans carrosserie, chariot d'impression à droite.
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  (Image 14) Mécanisme de la tête d'impression (boule).
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  (Image 15) Support de la boule.
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  (Image 16) Boule : on voit les dents de verrouillage rotate.
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  (Image 17) Embrayage à ressort et entraînement du chariot d'impression.

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  (Image 18) Balancier ou whiffletree avec la barre de loquets des tabulateurs.
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  (Image 19) Deux cam Spacebar et Backspace.
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  (Image 20) Sans carrosserie en vertical.
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  (Image 21) Bras articulés tilt et rotate et engrenages, à gauche (derrière le cache).

Chariot et ruban

Ce chariot support de la boule d'écriture se déplace à l'intérieur de la machine. Son déplacement, caractère par caractère, dans le sens de l'écriture ou en arrière (Backspace, par exemple pour la correction), est déjà présent dans les machines à écrire à barres de caractères. L'image 13 montre le chariot d'écriture avec son support de la boule, qui se trouve à droite dans la machine. Les deux éléments ronds en plastique blanc dentelés sur les bords, sont les éléments d'entraînement du ruban encreur du modèle IBM 72. Le modèle 82 présente un nouveau mécanisme, adapté aux nouvelles cassettes rubans carbone et au processus du ruban correcteur automatique.

Chariot d'impression ⇒ son déplacement latéral

L'image 17 donne une vue de l'axe d'entraînement du chariot de support de la boule. La poulie dentée en plastique blanc entraîne une des cordes qui tirent le chariot. Une deuxième poulie est cachée à l'arrière, à peine visible sur l'image 14, dessous à l'arrière du chariot. Cet axe porte, au milieu, un embrayage à ressort (spring-clutchs) de couleur légèrement orange et un peu plus sur la gauche autre de couleur gris. Si ces embrayages sont activés, ils entraînent les roues crantées grise, qui font avancer le chariot dans un sens ou dans l'autre.

Pour avancer avec la fonction de Retour à la ligne (qui va à gauche du papier) ou pour avancer jusqu'au prochain tabulateur (avance contre la droite), ces embrayages sont activés ou pas, suivant s'ils sont serrés ou pas sur l'axe de transmission par un sabot. Sur la droite de l'embrayage gris (image 17), sur son arrière, apparaît un sabot plastique blanc. S'il est activé, il s'appuie sur l'embrayage, le serre, le rend solidaire de l'axe, et, de ce fait, actionne la roue dentée grise, qui fera tourner la poulie blanche dans un sens. L'embrayage rouge la fera tourner dans l'autre sens.

Cette image 17 montre à droite une came ronde métallique. L'image 19 expose ces deux cames dans leur ensemble. Elles interviennent pour le déplacement caractère par caractère du chariot, que ce soit lors de la frappe ou en espaces [Barre d'espace ou Spacebar] ou en [Espace arrière ou Backspace] ou lors de la correction.

Réparation et entretien des machines

Pour contrôler et affiner les réglages, la mécanique des diverses fonctions doit être activée lentement. L'image 22 montre la mollette que le technicien a fixée sur la droite de l'arbre de transmission principal, afin de pouvoir faire tourner manuellement et lentement le mécanisme.

Pour réparer cette machine, des petits outils sont nécessairs : une clé à fourche, des clés Allen^[2], une pince brucelles, un crochet à ressort, une pince à circlips, des pinces etc. L'image 23 contient quelques-uns de ces outils spéciaux pour la petite mécanique.

Les pas ou format des vis, vis imbus et écrous sont au format américain, nommé SAE ou système Sellers. Ces outils, vis, pièces de rechange et informations techniques n'étaient pas disponibles dans le commerce ; les clients étaient obligés de recourir aux services de la société IBM pour l'entretien et les réparations.

Service après-vente, réparation et entretien

La société IBM proposait un contrat de service technique tout inclus. Ce service comprenait les réparations, les pièces de rechange, les déplacements et un ou deux services d'entretien par année. Selon le type de bris ou de casse, la société décidait si elle honorait ou non le contrat en changeant gratuitement la pièce.

Par exemple : si une dent de la boule était usée, cela provenait généralement d'un déréglage du mécanisme et la boule était changée gratuitement. Par contre, si une dent était cassée, cela provenait généralement de l'utilisateur. Un caractère cassé ou abîmé provenait généralement du fait que l'on avait mis du papier avec une agrafe métallique dans la machine et que la machine avait frappé (écrit) sur cette agrafe et endommagé un caractère de la boule. Ces deux derniers cas étaient considérés au cas par cas pour décider si le remplacement de la boule était gratuit ou à la charge du client.

La société IBM accordait une grande importance à son temps d'intervention. Elle avait mis en place un système de communication entre les techniciens et la base ; la rapidité d'intervention dépassait nettement la concurrence. Ces communications passaient au début par des contacts téléphoniques réguliers entre le technicien et la secrétaire-téléphoniste responsable. Par la suite, chaque technicien fut équipé d'une petite radio.

Chaque technicien avait dans sa valise un jeu de pièces de rechange, le plus couramment utilisées. Si une pièce manquait et qu'il la fallait dans l'urgence, un responsable de la société pouvait l'amener chez le client ou la faire livrer par un taxi. Si la pièce n'était pas en stock à l'agence régionale, elle était commandée en express au stock central du pays et disponible chez le client en quelques heures.