Brevet FR2431925A1 — publié le 19800222

La présente invention concerne une imprimante thermique comprenant un dispositif d'entraînement du papier et une tête d'impression fixe et munie au moins d'une rangée, perpendiculaire au sens d'avancement du papier1 sur toute la largeur de la ligne d'impression; de points d'impression commandés individuellement. Les possibilités dlemploi des imprimantes thermiques connues sont limitées, car elles ne sont utilisables que comme imprimantes de sortie d'un ordinateur. L'invention a pour objet une imprimante thermiqne offrant des possibilités d'emploi étendues. Selon une caracteriktique essentielle de l'invention, la commande des points d'impression est assurée par un microprocesseur, qui comporte des emplacements de raccordement d'une interface pour transmission parallèle de données et/ou d'une interface pour transmission serielle de données. Une telle imprimante thermique peut traiter et imprimer directement, c'est-ê-dire sans ordinateur, des données transmises en parallèle ou en série. I1 suffit de choisir l'interface correcte pour l'entrée de données. L'imprimante thermique est par suite utilisable partout ou des données, alphanumériques par exemplé, peuvent être sorties en parallèle ou en série. Dans une forme de réalisation préférentielle, la possibilité d'emploi de l'imprimante thermique selon l'invention est notablement aug mentée par une unité analogique, comportant une entrée de signaux analogiques, un convertisseur analogique-numerique et une mémoire avec un circuit intégré de commande relié au microprocesseur. Cette unité analogique permet l'entrée d'informations analogiques, qui peuvent être imprimées sous forme analogique dans le sens d'avancement du papier ou perpendiculairement à ce sens. La mémoire permet en outre la réception des informations à une vitesse nettement supérieure à la vitesse d'impression prédéterminée.Des phénomènes ou signaux analogiques rapides, tels qu'un signal d' électrocardiogramme , demeurent alors dans la mémoire jusqu'à ce qu'ils puissent être appelés pour reproduction par la tête d'impression. Un autre avantage important réside dans la possibilité de stocker plusieurs informations analogiques dans la mémoire, puis de les imprimer simultanément, sous forme de plusieurs tracés par exemple. Il va de soi qu'il est inutile-de prévoir en outre une interface pour transmission parallèle et/ou une interface pour transmission sérielle de données quand une entrée de données est prévue uniquement par l'unité analogique. L'unité analogique est avantageusement équipée d'une mémoire RAM, reliée au circuit intégré de commande par des bus de données. Une nouvelle extension des possibilités d'emploi de l'imprimante thermique est obtenue au moyen d'un clavier, relié au microprocesseur pour l'entrée de données par caractères en série et bits en parallèle. Outre des données devant être imprimées par la tête, un tel clavier permet l'entrée particulièrement simple d'instructions de programme pour le microprocesseur. Il est par exemple possible ainsi de mettre en forme une courbe à imprimer, c'est-à-dire de prédéterminer l'origine et les échelles des deux axes de coordonnées. Afin de disposer d'une plus grande capacité de mémoire, nécessaire pour nombre d'applications, une forme de réalisation préférentielle comporte, en plus de la mémoire réunie avec le microprocesseur dans un circuit intégré, une mémoire mémoire à accès aléatoire ou mémoire RNM à laquelle est reliée la périphérie de la tête d'impression et que les bus de données et de commande relient au microprocesseur et au circuit intégré de commande de l'unité analogique. Une constitution aussi simple que possible de l'imprimante thermique est essentielle, car les possibilités d'emploi d'une imprimante dépendent aussi de son prix, qui est déterminé par les coûts de production. Selon une autre caractéristique de l'invention, les points d'impression de la tête sont reliés au microprocesseur par deux groupes de fils d'adresse, qui constituent les fils de colonne et de ligne d'une matrice. Cette disposition réduit le nombre de soudures à un minimum et favorise ainsi la simplicité de constitution de l'imprimante. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, le dispositif d'entraînement du papier comporte un moteur commande par le microprocesseur et un dispositif presse-papier qui, également commandé par le microprocesseur, fonctionne dans les intervalles de temps séparant deux pas d'avancement du papier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel: la figure I est la coupe schématique de l'imprimante thermique dans le sens d'entrainement du papier, et la figure 2 représente le schéma synoptique de exemple de réalisation. L'imprimante thermique réalisée sous forme d'appareil de table comporte, comme le montre la figure 1, un boitier plat 1 qui, dans I 'exem- ple de réalisation représenté, a une longueur de 350 mm, une largeur de 250 mm et une hauteur ne dépassant pas 50 uni. La face supérieure du boîtier constitue une surface 2 d'application du papier thermosensible de format DIN A 4. Le boîtier 1 forme derrière une limite de - la surface 2 d'application du papier un gradin 3 pour l'alignement du bord arrière de la feuille de papier thermosensible.L'alignement du bord avant du papier peut s'effectuer à l'aide d'une tête d'impression 4, réalisée sous forme d'un barreau de section rectangulaire et s'etendant comme le gradin 3 perpendiculairement aux deux bords latéraux du boîtier 1, en formant un gradin sur toute la largeur de ce dernier. Du côté opposé au gradin 3, une fenêtre 5 suit imn8diatement la tête d'impression 4 et permet l'observation directe du papier après l'impression. La fenêtre 5 est située entre la tête d'impression 4 et une extrémite 6 du boîtier, formant la sortie du papier imprimé. Dans l'exemple de réalisation décrit, l'entraînement du papier s'effectue sur chacun des grands côtes, à l'aide de deux tambours à picots 7 et 8, qui s'engagent par le bas dans les perforations latérales du papier, avant et après la tête d'impression respectivement. il va de soi que l'entraînement du papier peut s'effectuer aussi à l'aide de galets de friction ou d'autres moyens. Les tambours à picots 7 et 8 sont entraînés pas à pas par un dispositif commun 9, comprenant un moteur pas à pas 25. Un électroaimant de levage par exemple peut toutefois être prévu aussi à la place du moteur pas à pas. Une barre presse-papier 10 est disposée sous la tête d'impression 4, sur toute la longueur de cette derniere perpendiculairement au sens d'avancement; un dispositif presseur 11 électromagnétique l'applique sur la face inférieure de la tête d'impression. La face inférieure de la tête d'impression présente une série de points d'impression, perpendiculaire au sens d'avancement du papier, sur toute la largeur de laligne d'impression. Ces points d'impression sont constitués par des résistances en couches épaisses, déposées par évaporation sur un substrat ceramique et interconnectées pour former une matrice. Les points d'impression affectés à une même ligne et à une même colonne de la matrice sont connectés par des rubans conducteurs déposes par évaporation. Les diodes nécessaires dans les connexions entre les points d'impression sont également déposées par evaporation. La rangée formée par les points d'impression a une longueur de 190 mm . L'entraxe des points d'impression est de 0,35 mm. Dans l'exemple de réalisation.décrit, les points atteignent la température requise pour l'impression en moins de 5 ms environ pour un courant maximal de 50 mA. La mauvaise conductibilité thermique du substrat céramique interdit un échauffement parasite des points d'impression voisins. L'electronique complete de l'appareil est logee sur une carte 14, pouvant être disposee par exemple dans le boîtier 1, sous la surface 2 d'application du-papier. L'alimentation est assurée par une alimentation secteur 15, logée par exemple dans la partie surélevée du boîtier 1 formée par le gradin 3. Sa tension de sortie est de 5 V dans l'exemple de réalisation décrit. Une interface parallèle et une interface sérielle, qui par l'intermédiaire d'un pilote d'interface 17 ou 18 transmettent au microprocesseur les données provenant d'un émetteur, ainsi qu'une unité analogique 34 sont prévues pour permettre le raccordement de l'appareil à divers émetteurs, tels que miniordinateurs, capteurs de mesure ou claviers. Tous ces éléments peuvent aussi être ajoutés ultérieurement. Un clavier 33, également connecté ou non, est en outre disponible pour une entrée parallèle de données. L'interface sérielle a par exemple une entrée de 10 bits et une sortie de 2 bits. L'interface parallèle est réalisée par exemple en interface TTL. L'interface sérielle satisfait aux conditions CCITT nO 2 (courant de ligne : 20-40 mA, code ASCII, 110 à 300 bauds). La transmission de données s'effectue en duplex (7 bits d'information et 1 bit de parité), avec un bit de départ et deux bits d'arrêt. L'imprimante peut tracer suivant deux coordonnées. L'axe des x s'étend suivant le sens d'entraînement du papier et l'axeJdes y perpendiculairement au précédent. Les donnees de coordonnée x, c'est-à-dire l'intervalle de temps, comprennent 1 bit. Les données de la coordonnée y, en fonction desquelles le microprocesseur 16 commande les points d'impression 12 à activer, comprennent plusieurs bits. La commande ou le cadencement de l'avancement du papier s'effectue comme suit à l'aide du bit x : après la remise à 1 du bit x, le moteur 25 fait avancer le papier de 0,35 mm par exemple sur la tête d'impression, en direction de la fenté de sortie.Après la fin du pas d'avancement, qui peut aussi présenter une valeur différente, un bit de répétition est transmis au microprocesseur 16 pour signaler que le pas d'avancement suivant peut être effectué. La fréquence de sortie du bit x détermine ainsi la vitesse de passage du papier. La fréquence de sortie du bit x peut être modifiée par une entrée à l'aide du clavier raccordé ou d'une entrée directe par l'émetteur. L'imprimante peut en outre être équipée d'un potentiomètre de réglage ou de touches pour faire varier le temps de ~passage. Un interrupteur d'avancement du papier permet l'entraînement de ce dernier indépendamment d'une entrée de données. Une lampe témoin s'allume après le passage du papier ou en l'absence de ce dernier. Le pilote 26 commande le dispositif presseur 11 dans l'intervalle séparant deux pas successifs d'avancement du papier; la barre pressepapier 10 applique ainsi le papier sur toute sa largeur sur la face inférieure de la tête et par suite sur tous les points d'impression. Les points d'impression à activer en fonction des bits y sont simulta nément commandés et par suite chauffés Chaque point d'impression commandé produit ainsi un point visible sur le papier. Les faibles distances entre points d'impression voisins et les faibles pas d'avancement dans le sens x permettent aussi d'imprimer des tracés continus. Les points d'impression, réunis en blocs de 12, sont commandés à l'aide d'un circuit intégré de mémoire 30, qui comprend une mémoire RAM, un registre d'horloge et des canaux E-S. Un bus à 8 bits et un bus à 4 bits relient ce circuit intégré de mémoire 30 à un pilote de points 19, qu'un bus à 12 bits-relie à la tête d'impression 4. Un decodeur, commandé par le circuit intégré de mémoire 30 au moyen d'un bus à 4 bits et d'un bus à 3 bits, est branché ep amont d'un pilote de bloc 20, qu'un bus à 48 bits relie à la tête d'impression 4. Le circuit intégré de mémoire 30, dans lequel les donnees d'impression et des caractères ASCSI sont stockés, commande les blocs de points d'impression en multiplex. Un bus de données à 8 bits et un bus de commande à 4 bits le relient à un microprocesseur 16, qui est regroupé avec une mémoire ROM, (me'moire Eermanente), une mémoire RAM, un registre d'horloge et des canaux E-S sur un circuit intégré. Ce registre d'horloge est relié à celui du circuit intégré de mémoire 30 par un fil supple'mentaire. Le microprocesseur 16 commande toutes les opérations dans l'imprimante thermique, y compris le dispositif d'entraînement 9 et le dispositif presseur 11. Un moteur 25 du dispositif d'entraînement 9 est par suite relié par un pilote 24 à un canal E-S du microprocesseur 16 et le dispositif presseur 11 par un pilote 26 à un autre canal E-S. Le microprocesseur commande aussi, par l'intermédiaire d'un bus à 4 bits, un contrôle de papier 31, qui contient la commande d'entraînement du papier, une lampe de signalisation de défaut, un interrupteur de papier, un interrupteur d'avancement du papier et un dispositif de sélection de la vitesse de transmission de l'interface sérielle.Une partie de la commande du contrôle de papier 31 et de la détermination de la vitesse de transmission est assurée par le circuit intégré de mémoire 30, qui est pour ce faire relié par un bus à 3 bits au contrôle de papier 31. Un pilote 17, commande par un circuit intégré USART 32, est prevu pour une entrée sérielle de données. Ce circuit intégré est relié au bus de données à 8 bits et au bus de commar.de à 4 bits, qui relie également le microprocesseur 16 au circuit intégré de mémoire 30. La fréquence d'horloge est délivrée par le circuit intégré de mémoire 30 et transmise au circuit intégré USAGE 32 par des fils de liaison appropriés. Le clavier 33, qui permet de transmettre des caractères ASCII en série avec bits en parallèle, est disponible pour une entrée parallèle de données. Il permet d'entrer non seulement des données devant être imprimées par la tête, mais aussi des informations relatives à la mise en forme des données à imprimer. Il est par exemple possible de prédéterminer l'origine du système de coordonnées et l'échelle des deux axes pour une courbe à tracer. Un decalage de l'origine ou une dilatation par exemple suivant l'un ou l'autre axe n'offre par suite aucune diffi culté. Il est de même possible d'adapter facilement les informations à imprimer à l'espace disponible sur un formulaire. L'imprimante thermique est réalisée de façon à permettre aussi le raccordement ultérieur du clavier 33, qu'un bus à 8 bits relie au microprocesseur. L'unité analogique 34, qui peut aussi etre raccordee ultérieurement, est prévue pour permettre la.réception d'informations analogiques. L'entrée de données s'effectue au moyen d'un amplificateur 35 et d'un convertisseur analogique-numérique 36 branché en aval de ce dernier, dans une mémoire RAM 37 commandée par un circuit intégré UPI 38. Des bus de données et d'autres fils de liaison relient le circuit intégré UPI 38 à la mémoire RAM 37. Le circuit intégré UPI 38 est un élément de commande, qui permet aussi le stockage dans la mémoire RAM 37 d'un signal analogique variant rapidement, tel qu'un signal d'électrocardiogramme. Le circuit intégré UPI 38 produit en outre la conversion des données dans le format de sortie souhaité, c'est-à-dire un enregistrement suivant le sens d'entraînement du papier ou perpendiculairement à ce dernier Le circuit intégré UPI 38 est relié au microprocesseur 16 et au circuit intégré de mémoire 30 par le bus de données à 8 bits et le bus de commande à 4 bits, les possibilités de raccordement permettant aussi l'adjonction ultérieure de l'unité analogique 34. Pour enregistrer un électrocardiogramme par exemple, il suffit de relier le signal de sortie ECG à l'entrée de l'unité analogique 34. La mise en forme possible au moyen du circuit intégré UPI 38 permet d'enregistrer l'ECG suivant le sens d'entraînement du papier ou perpendiculairement à ce dernier au choix, ainsi que de limiter l'enregistrement à des segments importants. Il est ainsi possible de réduire l'espace occupe par l'ECG suffisamment pour que le médecin puisse l'utiliser pour la tarification. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Imprimante thermique comprenant un dispositif d ' entraînement du papier et une tête d'impression fixe et munied'au moins une rangee, perpendiculaire au sens d'avancement du papier, sur toute la largeur de la ligne d'impression, de points d'impression commandés individuellement, ladite imprimante étant caractérisée en ce que la commande des points d'impression est assurée par un microprocesseur, qui comporte des emplacements de raccordement d'une interface pour la transmission parallèle de données et/ou d'une interface pour la transmission sérielle de donnees. 2. Imprimante thermique selon revendication 1, caractérisée par une unité analogique comportant une entrée de signaux analogiques, un convertisseur analogique-numérique et une mémoire avec un circuit intégré de commande relié au microprocesseur. 3. Imprimante thermique selon revendication 2, caractérisée en ce que la mémoire de l'unité analogique est une mémoire RAM. 4. Imprimante thermique selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par un clavier, connectable au microprocesseur pour une entrée de données à caractères en série et bits en parallèle. 5. Imprimante thermique selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par une mémoire RAM, prévue en plus d'une mémoire réunie avec le microprocesseur sur un circuit intégré, à laquelle la périphérie de la tete d'impression est raccordée et que des bus de commande et de données relient au microprocesseur et au circuit intégré de commande de l'unité analogique. 6. Imprimante thermique selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les points de la tête d'impression sont reliés au microprocesseur par deux groupes de fils d'adresse, qui constituent les fils de colonne et de ligne d'une matrice. 7. Imprimante thermique selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement du papier comprend un moteur commandé par le microprocesseur et un dispositif presseur, fonctionnant pendant les intervalles de temps séparant deux pas d'avancement du papier.