Brevet FR2464144A1 — publié le 19810306

La présente invention concerne un appareil d'impression de papier dans lequel le papier doit subir un traitement thermique (de révélation ou fixation) après avoir reçu une impression qui peut être de nature photochimique. De tels appareils trouvent leur application par exemple dans des télécopieurs : à mesure que les signaux électriques d'impression à distance sont reçus par le télécopieur, un papier photosensible défile pas à pas, en se dévidant d'un rouleau, devant un appareil d'impression qui reproduit photochimiquement sur le papier un motif de points correspondant aux signaux reçus, après quoi le papier passe dans un four de révélation et fixation thermique et est finalement éjecté, enétant coupé à un format voulu. On a pensé dans ce contexte à réaliser des fours de traitement thermique agissant par soufflage d'air chaud sur le papier. Nais l'homogénéité et la précision de la température de traitement sont mauvaises. On a aussi pensé à un four émettant de la chaleur par rayonnement mais les mimes problèmes apparaissent. Egalement, on a imaginé un chauffage par mise en contact du papier avec une paroi chauffante métallique, plus précisément avec un rouleau contre lequel défile le papier, la surface du rouleau étant chauffante. L'intérSt de ce dispositif réside dans le bon contact thermique avec le papier (montée en température rapide), l'uniformité du chauffage (faible gradient de température entre les différents points de la surface chauffante), et une possibilité de contrôle efficace de la température du papier par mesure de la température de la surface métallique chauffante. L'inconvénient de cette disposition est que la surface chauffante, qui comprend un circuit de chauffage électrique, doit être cylindrique, avec les difficultés que cela comporte notamment si on veut utiliser comme moyen de chauffage un circuit imprimé résistif. D'autre part, comme il arrive qutil soit nécessaire de modifier les intervalles de temps entre les mouvements d'avance du papier, en fonction du débit d'informations reçues, on est limité en ce qui concerne le traitement theriç car le rouleau doit tourner en synchronisme avec le mouvement d'avance du papier au niveau de l'impression0 Le papier resterait donc un temps variable sur le rouleau et le traitement thermique ne serait donc pas constant. Pour résoudre ces problèmes, la présente invention propose un appareil d'impression nécessitart un traitement thermique du papier après son impression, caractérisé par le fait qu'il comporte un mécanisme d'avance intermittente du papier, et un four constitué par deux plaques dont au moins une est chauffante, entre lesquelles défile le papier, l'une des plaques etant mobile perpendiculairement à son procre plan et pouvant venir presser le papier contre l'autre plaque, le plaque étant entraînée par un mécanisme en synchronisme avec le défilement du papier pour appliquer le papIer contre l'autre plaque pendant une durée déterminée au cours de laquelle le papier n'est pas entraSné par le mécanisme d'avance. la plaque mobile assure un contact franc du papier avec la surface chauffante ; ce contact peut avoir une durée bien définie et permet d'effectuer un développement homogène du papier photosensible quel que soit l'intervalle de temos entre pas d'avance du papier dans la mesure O il est facile de rendre la durée d'application du papier sur la plaque indépendante de la durée d'attente entre pas d'avance du papier, seul le début ou la fin d'application de panier sur la plaque étant déclenché en fonction du mouvement d'avance du papier. a réalisation de la surface chauffante est rendue plus facile du fait que la plaque est plane. Bulle est de préférence réalisée grâce à un cirant résistif imprimé gravé chimiquement sur un substrat plan (par exemple un tissu de verre imprégné de résine époxide) reorOtu de constantar; et monté sur une plaque d'aluminium. Le circuit résistif peut aussi être déposé par sérigraphie sur le substrat. L'ali.ment-tion de ce circuit résistif gravé sur la plaque chauffante nécessite un circuit de régulation, de préférence un circuit h régulation proportionnelle (délivrant une énergie proportionnelle à un écart entre température réelle et température de consigne) et à action dérivée (faisant intervenir la pente de croissance de température pour éliminer les phénomènes de dépassement de la température de consigne). Un capteur de température (thermistance) est utilisé pour commander la régulation. De préférence encore la plaque chauffante est la plaque fixe, tandis que la plaque mobile est constituée par une tOle plane d'acier garnie d'un matelas de mousse de polyuréthane lui-mEme recouvert d'un écran souple de toile de polyester qui vient en contact avec le papier. Le mécanisme de mouvement de la plaque mobile comprend une bille couplée à une came entratnée par un moteur servant également à l'avance du papier, un engrenage à denture intermittente étant prévu entre le moteur et des rouleaux d'entraînement du papier. Des rouleaux d'entratnement peuvent titre prévus en amont du four, pour pousser le papier vers celui-ci, et des rouleaux en aval pour tirer le papier, avec un outil de coupe de papier entre les deux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et gui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente un schéma synoptique d'un mécanisme selon l'invention dans un appareil d'impression - la figure 2 représente un exemple de plaque chauffage à circuit imprimé résistif - la figure 3 représente une réalisation détaillée de four à plaque battante. A la figure i on a représenté un appareil d'impression selon l'invention, nécessitant un traitement thermique du papier pour la révélation et/ou la fixation sur le papier d'une impression de nature photochimique. Le papier 1O, entraîné par deux rouleaux 12 et 14 passe devant une tete d'impression lb, par exemple, dans le cas d'un téléimprimeur, une tette qui imprime point par point en effectuant un balayage transversal sur la largeur du papier. l'es rouleaux sont entratnés par un mecanisme d'avance pas à pas qui comprend une roue à rochet 18 actionnée par une biellette 20 dont un bec d'extrémité 22 pousse successivement,pas à pas, les dents de la roue à rochet 18. a biellette 20 subit un mouvement de rotation (en restant parallèle à elle-même), pour venir s'engagercontre une dent de la roue 18 et ressortir de la denture après avoir pous-sé la roue d'un pas ; pour cela, la biellette est entraînée par deux excentriques 24 et 26 couplés à deux pignons 28 et 30 entraînés symétriquement par un pignon denté 32. Dans-l'exemple représenté, un tour du pignon denté 32 correspond à un mouvement cyclique (avance et retour en posi tion initiale) du bec 22, donc un pas de la roue à rochet 18 et un pas d'avance du papier 10. le pignon 32 est entraîné par une roue à denture iwntermlttente 34, cette roue comprenant sur une portion de sa périphérie une denture de longueur correspondant à un tour du pignon 32, le reste de la périphérie étant lisse, de sorte que si la roue 34 fait un tour, elle entrasnera pendant une partie de sa rotation le pignon 32 et tournera sans eiitratner le pignon pendant le reste du tour. Cette roue 34 est couplée d'une part à mi motoréducteur 36 par des engrenages 58, d'autre part à une came tournante 40 servant à la commande de l'application du chauffage du papier.. Ce dernier est poussé par les rouleaux 12 et 14 vers -un four 42 de révélation thermique. Ce four comprend selon l'invention d'une part une plaque fixe 44 isolée par un isolant 46 et associée à un système de commande de chauffage, et d'autre part une plaque mobile 48 susceptible d'être repoussée (par la came 40 déjà mentionnée) vers la plaque fixe 44 pour presser le papier contre cette dernière et ainsi le chauffer. la came 40 est conformée de telle manière qu'elle effectue cette application. du papier contre la plaque chauffée 42 uniquement en dehors des moments où le papier avance, c' est-à-dire lorsque la-roue à denture intermittente 34 est dans une position où sa rotation ntactionne plus la roue à rochet 18 (do soit dans une position où la roue 32 est en regard d'une absellee de denture, soit dans une position correspondant au retour en arrière du bec d'actionnerent de la roue à rochet). la plaque mobile 48 peut titre rappelée par un ressort 50 dans une position de repos où elle ntappliclue pas le papier fortement contre la plaque chauffante fixe 42 (cas de la figure 1) ; dans cette position de repos, le papier ne subit pratiquement pas de chauffage bien qu'il soit proche de la plaque chauffage, en tous cas pas assez pour opérer une révélation non désirée à ce moment ; de plus, dans cet-te position de repos, le papier peut avancer librement. la came 40 agit à l'encontre du ressort 48 pour appliquer la pique mobile contre la plaque fixe. la durée d'application de la plaque dépend de la forme de la came (en supposant que le moteur 36 d1entrainement de la came entrain celle-ci à vitesse constante Bans s'arrtuer) de mimez la durée d'ouverture des plaques dépend de la forme de la came mais elle doit en tous cas être choisie telle que les plaques soient éloignées llune de l'autre lorsque la roue intermittente 34 (directement liée à la came) est à une position où elle entraine la roue à rochet par l'intermédiaire du mécanisme pas à pas. On peut prévoir que seule la forme de la came (et plus particulièrement la longueur de la zone de came qui repousse la plaque mobile contre l'autre) règle la durée de chauffage du papier à chaque pas. Mais si on veut une durée plus longue et réglable, on peut prévoir un moyen d'arrêt de la came 40, donc en pratique du moteur 36, lorsque la came est à une position où le papier est appliqué contre la plaque chauffante 44. De même, on peut prévoir que la durée d'attente entre deux mouvements pas à pas du papier soit variable. l'ans ces conditions, on fera en sorte que la durée minimum entre pas soit celle qui est donnée par un tour de la roue à denture intermittente 34 auquel il faut retrancher le temps d'avance d'un pas de papier. Your augmenter la durée d'at-tents du papier, on arrsstera le moteur à une positIon de la roue intermittente où d'une part le papier n1 est pas en train d'avancer, et d'autre part la carne 40 n'applique pas le papier contre la plaque chauffante. A titre d'exemple, on a schématiquement représenté à la figure 1 un détecteur 52 repérant le passage de la came 40 (ou de la roue intermittente 34) à deux positions où on peut arrtter le moteur 56 comme expliqué précédemment soit pour augmenter la durée de chauffage, soit pour augmenter le temps d'attente entre mouvements d'avance du papier. Ce détecteur 52 peut être couplé à un circuit de commande 54 agissant sur une source d'alimentation 56 du moteur 36. Dans le cas d'un télécopieur, le circuit de commande 54 peut faire partie d'un calculateur ou un microprocesseur de contrôle de l'ensemble du télécopieur, qui reçoit les signaux envoyés à distance et les traite pour les adapter à la tete d'impression, ce calculateur régissant dans ce cas les durées de chauffage s'il y a lieu, et surtout les durées d'attente entre pas d'avance du papier en fonction du débit d'informations reçues par le télécopieur. Par exemple, le détecteur 52 peut fournir au calculateur un signal indiquant que la came a atteint une position de chauffage du papier (pour arrêter le moteur et augmenter la durée de chauffage), e-t/ou un signal indiquant que la came vient de sortir de la position de chauffage (pour arroser le moteur et augmenter-le temps d'attente entre pas d'avance Gutapier). Dans ces divers cas, le calculateur remet en route lui-même le moteur en activant ia source d'alimentation en énergie 56. A la figure 1, on a encore représenté un massicot 58 pour couper le papier à un format choisi. Ce massicot 58 peut btre commandé mécaniquement ou électromagnétiauertent de manière à agir au bovt d'un certain nombre de pas d'avance du papier. il est disposé entre d'une part les rouleaux 12 et 14 et d'autre part le four 42. On prévoit aussi des rouleaux éjecteurs 62 et 64 qui sont entraînés simultanément avec les rouleaux 12 et 14 et qui sont en aval du four 42 pour tirer le papier hors de ce dernier une toits qu'il a été coupé par le massicot. Un exemple de réalisation de plaque chauffante 44 est décrit maintenant en référence à la figure 2. Cette plaque est une plaque d'aluminium d'une pais- seur suffisante pour assurer une bonne conductivité thermique dtou une montée en température rapide du papier, mais suffisamment faible pour que la montée à la température désirée (environ 1200C) de la plaque elle-même se fasse elle aussi assez rapidement. Dans un prototype on aadDpté une épaisseur de 1,2 mm (dimensions latérales de la plaque . environ 25 cm-x 5 cm). la plaque porte sur une face (opposée à la Sace en contact avec le papier) une couche de revêtement isolant élec-triquement et,sur cette dernière-, une-résistance chauffante imprimée (par gravure ou par déport sérigraphique), de préfé rence en constantan. L'isolant peut être du-verre époxy, assez bon conducteur de la chaleur, sil a une épaisseur faible : par temple 0,165 mm. la forme de la resistance chauffante est celle d'un serpentin comme on le voit sur la figure .2, pour obtenir une puissance électrique suffisante, répartie aussi uniformément que possible sur toute la surface de la plaque y compris sur les bords. Jades conducteurs d'alimentation en courant sont soudés sur des plages conductrices classiquement prévues sur le circuit imprimé ; ils sont reliés à une source d'alimentation en courant qui se met en route en même temps que lten- semble du télécopieur. Les bords de la plaque peuvent être repliés légèrement de marnière à faciliter l'introduction du papier dans le four. On associe à la plaque chauffante 44 un circuit d'application de courant et de régulation, destiné à commander le chauffage de la plaque et à régler sa température à une valeur de consigne pendant le fonctionnement de l'appareil. Ce circuit, non représenté, comprend, pour opérer cette régulation, un capteur de température, de préférence une thermistance collée contre la plaque chauffante 44, et le circuit est un circuit de régulation proportionnelle et à action dérivée qui applique une puissance de chauffage proportionnelle à ltecart entre température --de consigne et température réelle et fonction de la pente de croissance de la température au niveau de la plaque (pour effectuer un chauffage rapide sans dépassement de la température de consigne malgré les temps de réponse thermique du capteur et de la plaaue). Selon une caractéristiaue supplémentaire, la fonction d'action dérivée (puissance en fonction de la pente de croissance de la température) est affectée d'un coefficient variant automatiquement avec la tension d'aiimentation du secteur pour éviter des irrégularités de chauffage dues aux variations de la tension du secteur. A la figure 5, on a représenté un exemple de réalisation pratique du four à contact intermittent selon l'invention. Mes éléments correspondant à ceux de la figure 1 ont été désignés par les memes références. Les rouleaux d'amenée de papier 12 et 14, sont disposés en bas sur la figure 3, tandis que les rouleaux d'éjection 62 et 64 du papier coupé sont placés en haut. Leurs mécanismes d'entrainement en synchronisme n'ont pas été représentés, ni le massicot de coupe du papier. Lepapier poussé par les rouleaux 12 et 14 pénètre dans le four ouvert en venant d'abord en contact avec une plaque de préchauffage 66 qui porte le papier à une température intermediaire entre celle qu'il a à ltétat froid pendant l'impression et celle du développement thermique, ceci pour éviter un coc thermique sur le papier, qui provoquerait une déformation non acceptable du papier pendant son chauffage (risque de plis, de déformations permanentes). La plaque de préchauffage peut être simplement une plaque métallique fixée à la plaque chauffante 44 et chauffée par simple conduction de la chaleur produite par cette dernière. Celle est placée en amont de la plaque 44 et s'étend légorement en saillie vcrs lzltérieur du four par rapport à la plaque 44, pour rester en contact avec le papier même quand le four est ouvert. La minceur de la plaque de préchauffage crée un gradient de température important de lramont vers l'aval, donc Ull chauffage progressif du papier. le papier sort du four en passant à travers les rouleaux d'éjection de papier 62 et 64. la plaque chauffante 44 est fixe et une plaque mobile 48 vient presse de manière intermittente le papier contre la plaque fixe. La courbure du papier qui passe de la plaque de pré chauffage 66 en saillie à la plaque 44 aide à éviter le gondolement du papier en donnant à chaud au papier une cndulation qui augmente sa rigidité. Il y a ainsi un défroissage efficace du papier pendant son passage dans le four. La plaque mobile 48 sert de support à un matelas souple et isolant thermique facilitant l'application élastique et uniforme du papier contre la plaque chauffante 42 et évitant des pertes de chaleur par conduction. Ce matelas peut etre constitué par une mousse de polyuréthane 68 recouverte d'une toile de polyester à mailles fines 70 qui vient en contact avec le papier et qui possède à la fois un coefficient de glissement meilleur que la mousse isolante de polyuréthane et une meilleure tenue à la température. La plaque 48 est guidée pour pouvoir se déplacer dans un sens transversal au plan du papier par des moyens de guidage non représentés et elle est couplée par un axe d'articulation 72 à une biellette 74 solidaire d'un levier 76 monté à piUro- tement sur un axe 78 et rappelé par un ressort 80 dans une direction où la plaque 48 tend à presser le papier contre la plaque chauffante 44. L'extrémité 82 du levier 76 su appuie contre une came tournante 40 couplée au moteur d'entraînement du papier comme on l'a expliqué en référence à la figure 1. C'est la came nU qui écarte la plaque 48 du papier à l'encontre du ressort 80. On aboutit ainsi grâce à l'invention à un appareil relativement simple, effectuant un développement thermique homogène et de bonne qualité, rapidement prêt à fonctionner au début du oDcauityage et subinsmlt peu de pertes de puissance. REVENDIChTIONS 1 Appareil dtimpression nécessitant un traitement thermique du papier après son impression, caractérisé par le fait qu'lu comporte un mécanisme d'avance intermittente du papier, et un four constitué par deux plaques dont au moins une est chauffante, entre lesquelles défile le papier, l'une des plaques au moins étant mobile perpendiculairement à son propre plan et pouvant venir presser le papier contre l'autre plaque, la plaque étant entraînée par un mécanisme en synchronisme avec le défilement du papier pour appliquer le papier contre l'autre plaque pendant une durée déterminée au cours de laquelle le papier n' est pas entraîné par le mécanisme a'avance. 2. Appareil dtimpression selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mécanisme d'entraRnement de la plaque est apte à appliquer celle-ci pendant une durée déterminée fixe après l'arrêt du papier. 3 Appareil d1impression selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il est prévu un moyen de réglage de cette durée. 4. Appareil dtimpression selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est prévu des rouleaux d'entraRnement en amont du four, pour pousser le papier vers celui-ci, des rouleaux d'éjection en aval pour tirer le papier et un outil de coupe entre les rouleaux amont et le four. 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la plaque mobile est couplée par une bielle à une came entratnée par un moteur servant également à l'avance du papier, un engrenage à denture intermittente étant prévu entre le moteur et des rouleaux d'entrainemerft du papier. 6 Appareil selon l'lune des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la plaque chauffante comprend une plaque métallique recouverte sur une face par un isolant sur lequel est disposé un circuit imprimé résistif formé par gravure ou sérigraphie0 7. Appareil selon l'une des revendications l à 6, caractérise pac le fait que la plaque non chauffante porte, à sa surface tournés vers le papIer, une couche de mousse él-lstique thermiquement solrantc. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la couche de mousse est recouverue d'une toile de polyester. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait ou'unie plaque de préchauffage est disposée en amont de la plaque chauffante, cette plaque étant légèrement en saillie par rapport à la plaque chauffante pour rester en contact avec le papier même quand le papier 'est pas pressé entre les plaques. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la plaque de préchauffage est conforméede manière que le papier. subisse une courbure en passant de la plaque de préchauffage à la plaque chauffante.