Brevet FR2027415A1 — publié le 19700925

À ,:=) 42725 i 2027415 La présente invention est relative d'une manière générale à des dispositifs électroniques d'affichage et se rapporte plus particulièrement à des dispositifs électroniques d'affichage à caractères multiples et de type thermique. 5 Dans les dispositifs électroniques-fa'affichage du type thermi que et notamment ceux utilisés pour l'impression de papier thermi-quement sensible,il est apparu nécessaire de maintenir une température uniforme au cours des cycles d'affichage successifs afin d'obtenir une densité d'impression uniforme, La compensation de 10 température est particulièrement importante pour les dispositifs d'affichage à caractères multiples dans lesquels un grand nombre de matrices de caractère par exemple sont excités successivement pour imprimer une ligne entière sur une page. Outre les variations de la température ambiante, la vitesse à laquelle chaque matrice de 15 caractère particulière est excitée, le type de caractère imprimé, et dans une moindre mesure, la température ambiante déterminent la température à laquelle chaque matrice refroidit entre les cycles d'impression. Par exemple, les derniers caractères d'une ligne ne peuventpas être utilisés autant que les premiers lorsqu'on imprime zO une page.Si la môme quantité d'énergie devait être appliquée à la tête l'impression pendant un cycle d'impression, la température finale d'impression de la matrice serait déterminée par la température du début du cycle. Naturellement, la température de départ croit rapidement si le cycle d'utilisation de la matrice de carac-z5 tère augmente. selon l'invention, la température de chaque caractère est échantillonnée avant le cycle d'impression de ce caractère particulier et l'énergie qui est appliquée à la matrice de caractère pendant le cycle d'impression est réglée de manière à obtenir une 30 température prédéterminée pendant le cycle d'impression. Un autre avantage important de l'invention est que le circuit servant à choisir le caractère à imprimer est utilisé pour choisir le dispositif de surveillance de la température de la matrice du caractère. 35 D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante, donnée à titre d'exemple ët faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : 69 42725 la Fig. I est une vue en plan simplifiée d'un dispositif électronique d'affichage à caractères multiples selon l'invention, la Fig. 2 est une vue en persperctive agrandie d'une partie du dispositif d'affichage de la Fig. I; - 5 la Fig. 3 est un schéma électrique détaillé d'un dispositif d'affichage électronique compensé en température selon l'invention, la Fig. 4 est un schéma synoptique du circuit de la Fig. 3. En se référant maintenant/âux dessins et en particulier à la Fig. I, trois dispositifs d'affichage électroniques à quatre carac-10 tères selon l'invention sont désignés par les références 10a,10b, et IOCo Chacun des dispositifs électroniques d'affichage 10 comprend quatre matrices de caractère Izaà lad. Chaque matrice comprend un réseau de 5 x 7 éléments Ej à Eg5 dont chacun est isolé par rapport à l'air à sa périphérie et est lié à une lamelle en matière 15 céramique 14 par une couche en résine époxyde 16 thermiquement isolante. La lamelle en matière céramique 14 est montée sur un dissipateur thermique métallique 17 (Fig. 2). Un transistor T muni d'une résistance série R dans son cir-n n cuit de collecteur est formé par diffusion dans la face interne de 20 chacun des éléments iij à iigg qui est adjacente à la couche en résine époxyde 16 et des circuits à pellicules minces disposés sur les faces internes du dispositif semi-condusteur servent à interconnecter les dispositifs diffusés dans un circuit intégré.Par ex emple, l'élément Ej de chacun des caractères comprend un transis-25 tor Tj et une résistance Rj (Fig. 3), l'élément comprend un transistor T jg et une résistance R I8 et l'élément E3{. de chaque caractère comprend un transistor T^g et une résistance R^g . Les collecteurs de tous les transistors Tj à d'un caractère particulier sont connectés par l'intermédiaire de/tésistances 30 respectives à une ligne commune 18 d'alimentation en tension de collecteur. Tous les émetteurs des transistors Tt à Toc de chacun X O O des caractères Iz a à 12 d sont connectés à des lignes communes séparées d'alimentation d'émetteur zOa , 20b et 20d. Chacune des matrices de caractères 12 peut être ensuite excitée séparément en 35 connectant sélectivement la ligne d'alimentation d'émetteur appropriée zOa, 20b ,aOd à la masse. Un seul des circuits d'émetteur âOa , zOb ,zOd des trois têtes 10 est choisi par un com- 69 42725 3 2027415 autateur de sélection de caractères 22 à un moment quelconque de sorte qu'une seule matrice est exâitée à la fois. Les contacts de base des transistors des éléments correspondants de tous les caractères du dispositif sont également communs. 5 Par exemple, les bases des transistors Tj des caractères 12a à I2d de tous les dispositifs d*affichage 10 de l'ensemble sont connectés à une ligne de commande commune Cj. , les bases de tous les transistors Tjg sont connectées à la ligne de commande Cjg et les bases de tous les transistors Tgg sont connectées à une 10 ligne de commande commune . Naturellement, il est entendu que les bases de tous les transistors T2 à (non représentés) sont connectés à des lignes de commandescorrespondantes C2 à C34 (non représentées). Les lignes de commande Cj à C 3g sont connectées à un générateur de caractères 24 qui excite les lignes nécessaires 15 pour produire le caractère désiré en rendant conducteurs les éléments choisis de la matrice de caractère excitée. Lors du fonctionnement d'un tel dispositif, le commutateur 22 de sélection de caractèresySscplore par exemple les matrices de caractère de gauche à droite en succession en connectant la li-20 gne commune d'émetteur 20ndes matrices de caractère successives à la masse. Ensuite, pendant qu'un caractère particulier est ainsi excité, le générateur de caractère^fotirnit aux lignes de commande Cj à Cjg les niveaux de tension positive nécessaires pour engendrer le caractère désiré à la position de caractère choisie. La 25 tension positive présente sur la ligne de commande Cj par ex -emple, rend le transistor Tj conducteur, ce qui provoque le chauffage de l'élément Ej par l'énergie dissipée dans la résistance Rj. Les éléments pour lesquels les lignes de commande sont au potentiel de la masse restent bloqués. Par exemple, si la ligne de com-30 mande Cg5 reste au potentiel de la terre, le transistor T35 du caractère excité, le caractère I2a par exemple, reste bloqué, du fait que les jonctions collecteurs-base des transistors T3g de tous les autres caractères empêchent le courant de circuler entre la ligne commune d'alimentation en tension de collecteur 18, par 35 l'intermédiaire de la Jonction collecfeur^base des transistors inac4 tifs et la ligne de commande le > courant ne pouvant donc circuler jusqu'à la base du transistor du caractère 'excité.'; Selon l'invention, une source à courant constant 26 (Fig.4) est connectée & la ligne de commande C jg et applique un courant 69 42725 4 2027415 constant pendant un cycle d'échantillonnage très court qui précède le cycle d'impression .«-«Le courant passe dans la ligne de commande Cjg ainsi que dans la diode base-émetteur du transistor Cjg du caractère excité par le commutateur de sélection de caractères 5 22. Par exemple, si le commutateur de selection 22 connecte la ligne commune d'émetteur 20 a du dispositif 20b à la masse, de façon à excitér la matrice de caractère I2a du dispositif IOb , le courant injecté dans laaligne de commande Cjg par la source à courant constant 26 passe dans la diode base-émetteur du transis-10 tor Tjg de la matrice I2a du dispositif 10b, du fait que les circuits d'émetteur des transistors Tjgde toutes les autres matrices sont ouverts par le commutateur 22» La tension présente sur la ligne de commande est ainsi en relation avec la température de ladiode base-émetteur du transistor T^g et ainsi avec la tempéra-15 ture de la matrice excitée. Lorsqu'une courte impulsion d'échantillonnage est appliquée à l'entrée 34, la tension présente sur la ligne Cjg est amplifiée par l'amplificateur 28 et la tension amplifiée et échantillonnée est maintenue par le circuit 30. 20 La tension eigmagasinée est appliquée ensuite à l'entrée de non inversion d'un amplificateur opérationnel 32 pendant la durée d'une impulsion de cycle d'impression appliquée à la borne 34 immédiatement après l'impulsion d'échantillonnage. Pendant la durée de l'impulsion du cycle d'Émpifession, un commutateur 38 met en ser-25 vicé un régulateur série 40 afin d'appliquer une tension à la ligne commune de collecteur 18, dont l'amplitude est liée de façon prédéterminée à la tension emmagasinée par le circuit d'échantillonnage et de maintient30 par suite de la présence d'une boucle de réaction 41 à l'entrée d'inversion de l'amplificateur 32. 30 Le générateur de caractères 24 est également mis en service pendant la durée du cycle d'impression afin de produire une ten-sion positive sur les lignes de commande appropriés Cj à C35 afin que la matrice de caractère excitée I2a engendre le caractère désiré. 35 Le circuit représenté dans le schéma synoptique simplifié de la Fig.4 est représenté plus en détail à la Fig.3 dans laquelle les composants correspondants sont désignés par les mdmes caractères de référence. 69 42725 5 2027415 La source à courant constant 26 comprend un transistor 42 qui est rendu conducteur et bloqué par un commutateur 44. Lorsque le transistor 42 est conducteur, il fournit un courant constant du fait de la présence du diviseur de tension qui est connecté à sa 5 base, de sorte que la tension présente sur la ligne C jgest déterminée par la tension de dérive de la diode base-émetteur du tram* sistor excité T jg. Cette tension diminue avec 1*augmentâtion de la température à un taux d'environ 0,02/°C. La tension présente sur la ligne Cjg est appliquée à l'en-10 trée 46 de l'amplificateur opérationnel 28 dont la dérive est fixés/par la résistance variable 48 de façon classique. Ainsi la sortie de l'amplificateur 28 est proportionnelle à la tension présente sur la ligne de commande Cjg et est appliquée à la base du transistor 52 à travers la résistance 50 et à la base du tran-15 sistor 54 par l'intermédiaire de la résistance 50 et de la diode 55. Les transistors 52 et 54 constituent une paire complémentaire de commutation destinée à charger et décharger un condensateur d'emmagasinage 64 lorsqu'ils sont rendus conducteurs. La diode 55 20 fournit une tension de recouvrement.Les transistors 52 et 54 sont rendus conducteurs par le complément de l'impulsion d'échantillonnage obtenu de l'inverseur 56 et appliqué à la base du transistor de commutation 58. Ceci rend les transistors 58,60 et 62 bloqués et excite les transistors complémentaires d'échantillonnage^' 52. 25 et 54, de la sorte que la tension de sortie de l'amplificateur 28 charge le condensateur d'emmagasinage 64, La tension présente sur le condensateur 64 est emmagasinée ensuite pendant la durée du cycle d'impression suivant après le blocage des transistors 52 et 54. 30 La tension emmagasinée dans le condensateur 64 est appliquée à l'entrée de non inversion de l'amplificateur 32. La sortie de l'amplificateur 32 est transmise à travers une diode Zener 66 et une diode 68 à deux transistors 70 et 72 du régulateur de tension série 40. 35 Lorsque l'impulsion de cycle d'impression est appliquée à l'entrée 36, l'inverseur 74 rend le transistor 76 bloqué, ce qui permet à la sortie de l'amplificateur 32 de rendre conducteurs les transistors 70 et 72. La tension appliquée à la ligne commune 69 42725 6 2027415 d'alimentation de collecteur 18 est maintenue ensuite à un niveav en liaison prédéterminée avec la tension d'échantillonnage emmagasinée dans le condensateur 64 du fait de la présence du circuit de réaction des résistances 78 et 80 dans l'entrée de non inversion 5 de l'amplificateur 32. Ainsi la tension et par la suite l'énergie appliquée aux éléments de la matrice de caractère excitée qui sont choisis par le générateur de caractères 24 sont commandées suivant la température de l'élâment central £ jg de la matrice immédiatement avant 10 le cycle d'impression, de sorte qu'une impulsion d'impression de durée prédéterminée produit une température uniforme indépendant ment de la température de la matrice avant le cycle d'impression. Ce mode opératoire se répète pour chaque matrice de caractère immédiatement avant le cycle d'impression de la matrice de caractère 15 respective. 69 42725 7 2027415 REVENDICATIONS 1 - Dispositif électronique d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend une série d'éléments séparés thermiquement dont chacun comprend un moyen de chauffage résistif, un moyen pour détecter la température de chacun des éléments individuels, et un 5 moyen pour appliquer sélectivement de l'énergie aux moyens de chauf fage résistifs des éléments à un niveau de tension qui est fonction de la température de l'élément, 2 - Dispositif suivant la revendication I, caractérisé en ce que chacun des éléments fait partie d'un jeu d'éléments, et le 10 moyen pour appliquer sélectivement de l'énergie aux moyens de chauf fage résistif applique de l'énergie à tous les éléments du jeu correspondant. 3 - Dispositif suivant la revendication I, caractérisé en ce que chacun des éléments thermiquement séparés comprend la jonc- 15 tien d'une diode semi- conductrice en relation d'échange thermique avec les moyens de chauffage résistif afin de détecter la température de l'élément. 4 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la jonction de diode fait partie d'un transistor connecté de 20 manière à commander le courant circulant, dans les moyens de chauffage résistif, et la température de la jonction est détectée sélectivement en fermant le circuit dans lequel la diode est montée 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la diode est la jonction base-émetteur du transistor et en ce 25 que les moyens de chauffage résistif sont montés dans le circuit de collecteur du transistor. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les collecteurs des transistors des éléments sont connectés par 1'intérmédiaire des moyens de chauffage résistif à une ligne 30 commune d'alimentation en tension de collecteur, les bases des transistors des éléments sont communes et les émetteurs des transistors peuvent Ôtre connectés séparément à une ligne d'alimentation en tension d'émetteur. 7 - Dispositif suivant la revendication I, caractérisé en ce 35 que le moyen pour appliquer sélectivement de l'énergie aux moyens 69 42725 8 2027415 de chauffage comprend un circuit pour emmagasiner une tension proportionnelle à la température d'un élément pendant une période d'échantillonnage, et un circuit pour appliquer aux éléments résistifs de chauffage pendant une durée ultérieure une énergie qui 5 est proportionnelle à la tension emmagasinée. 8 - Dispositif électronique d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend une série de matrices dont chacune comporte une série d'éléments thermiquement séparés, chacun de ces derniers contenant un élément de chauffage résistif, un premier moyen de com-10 mutation destiné à commander le courant circulant dans chaque élément de chauffage individuel, un moyen de détection de température pour chaque matrice afin de produire un signal représentant la température de la matrice respective, un moyen d'alimentation en tension comprenant un moyen pour régler la tension d'alimentation en 15 réponse à un signal provenant d'un moyen de détection de température, un second moyen de commutation pour exciter sélectivement chacun des caractères en vue de l'impression en connectant le moyen d'alimentation en tension aux matrices respectives de caractèreset au moyen respectifs de détection de température, et un circuit pour 20 décoder l'information électrique représentant les caractères et pour produire des sorties destinées à faire fonctionner les moyens de commutâtionsde la matrice excitée de manière à chauffer les éléments suivant une configuration géométrique correspndant aux caractères représentés par l'information relative aux caractères. 25 9 - Dispositif suivant revendication 8, caractérisé en ce que l'un au moins des premiers moyens de commutation de chaque matrice comprend un transistor en relation d'échange thermique avec l'élément de chauffage qu'il commande, l'élément de chauffage étant monté dans le circuit de collecteur et de la température de la matrice 30 respective étant détecté en faisant passer un courant dans la jonction basse-émetteur du transistor et en prenant la tension de dérive comme mesure de la température de la matrice. 10 - Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les seconds moyens de commutation sont montés dans les cir-35 cuits d'émetteur des transistors utilisés comme détecteurs de température. 42725 9 2027415 11 - Dispositif d'affichage électronique, caractérisé en ce qu'il comprend une série de matrices dont chacune contient un nombre identique d'éléments semi- conducteurs, chaque élément semiconducteur étant constitué par un transistor formé dans l'élément et muni d'une résistance dans son circuit de collecteur pour chauffer l'élément lorsque du courant circule dans le transistor, une ligne de commande séparée et commune aux bases des transistors des éléments correspondants des matrices, des moyens de commutâtionspour ouvrir sélectivement les circuits d'émetteur des transistors de ne 10 chaque matrice pou^permettre l'excitation que d'une seule matrice choisie à la fois, un moyen pour faire passer un courant dans l'une des lignes de commandes et la jonction base-émetteur du transistor correspondant de la matrice excité afin de détecter la température de cette dernière,et un moyen pour appliquer à la matrice excitée 15 de l'énergie dont la grandeur est en relation avec la valeur de la température détectée. __ 12 - Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce que le moyen pour appliquer de l'énergie est un circuit destiné à régler la tension appliquée aux bornes des résistances et 20 des transistors correspondants. 13 - Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen pour appliquer de l'énergie comprend un moyen pour échantillonner la tension de dérive de la jonction base-émetteur du transistor excité pendant une periode d'échantillonnage et pour 25 emmagasiner la tension pendant une période successive d'excitation et un moyen pour réguler la tension appliquée aux bornes des résistances et des transistors correspondants en relation avec la tension emmagasinée pendant la période d'excitation.