Brevet FR2471864A1 — publié le 19810626

La présente invention concerne une tête d'impression thermique a lecture immédiate, comprenant, déposées sur un substrat isolant, une pluralité de résistances chauffantes disposées en ligne et des conducteurs damenée de courant auxdites résistances. La présente invention concerne également un procédé pour la construction de ladite tête. De façon habituelle les résistances chauffantes sont constituées par un dépôt de matière résistive sur un substrat isolant, dépôt effectué selon les techniques classiques dites a couche mince, ou à couche épaisse, lesdites résistances étant protégées par une couche électriquement isolante et thermiquement conductrice qui résiste au frottement du papier. De façon habituelle, 1 amenée de courant se fait au moyen d'un conducteur pour chacune des résistances et le retour de courant par un conducteur commun qui peut être amené à conduire le courant d'un grand nombre de résis- tances à la fois De ce fait, ce conducteur de retour doit avoir une largeur importante pour ne pas introduire de résistance parasite. Dans d'autres cas, on utilise un multiplexage et ledit conducteur de retour est alors divisé en plusieurs conducteurs plus étroits, mais dont l'encombrement est, au total, au moins aussi important Fréquemment, les informations devant etre imprimées arrivent par groupes et un temps assez long peut s'écouler entre l'arrivée de chaque groupe.Si l'utilisateur a besoin d D être informé du contenu d'un groupe sans attendre 19 ar- rivée du suivant, il faudra que l'impression soit visible au fur et à mesure qu'elle se produit, ce qui est impossible dans les imprimantes connues, du fait que la largeur du substrat occupée par le, ou les, conducteurs de retour cache le papier sur une hauteur en général supérieure à celle d'une ligne de caracteres. Egalement, si l'on veut conserver la mise en page prévue, spécialement quand il s'agit de dessins et non de texte, il est exclu d'avancer le papier pour lire ce qui vient d'être imprimé. Une solution consiste à faire passer le conducteur commun sur la tranche du substrat et a le connecter ensuite par le dessous dudit substrat, disposition connue par le brevet français nO 2 222 845. Cependant, cette solution souleve des problèmes technologiques importants dils à la difficulté de réaliser, soit une sérigraphie de couche épaisse soit une photogravure de couche mince dans des plans différents (les faces et la tranche du substrat) et également la fragilité du conducteur sur les arêtes entre la tranche et la face du substrat. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus. Elle est basée sur l'vidée de modifier le branchement des résistances de façon à supprimer le conducteur commun, et par conséquent pouvoir placer lesdites résistances tout au bord du substrat. En effet, selon l'invention, une tête d'impression thermique, comprenant, déposées sur un substrat isolant, une-pluralité de résistances chauffantes en ligne et des conducteurs d'amenée de courant auxdites résistances est notamment remarquable en ce que les résistances sont connectées entre elles en série et en ce que chaque conducteur alimente deux résistances adjacentes, cette organisation permettant de disposer les résistances en lisière du substrat. Ladite organisation, en effet, permet de supprimer le conducteur commun de retour, car chacun des conducteurs peut y jouer, selon son branchement, le rôle d'amenée ou le rôle de retour de courant, ce qui permet de disposer les résistances en lisière du substrat et-donc de pouvoir voir le texte ou les figures et courbes au fur et à mesure de leur impression. Ceci est obtenu sans difficultés technologiques de fabrication particulièrement dues à la disposition des résistances en lisière du substrat. L'invention concerne également un procédé pour fabri quer ladite tête d'impression, notamment remarquable en ce que, partant d'un substrat ayant au moins une dimension déterminée excédentaire et plaçant sur ce substrat des résistances ayant une dimension au moins égale à la dimension recherchée t ainsi que les conducteurs qui y sont afférents, on définit le bord du substrat le long duquel les résis- tances sont en lisière et également le bord desdites résis- tances par une réduction de ladite dimension déterminée dudit substrat Dans une variante d'exécution le procédé selon l'invention est encore remarquable en ce qu'on prépare un substrat de dimension multiple de la dimension définitive, une pluralité de configurations de conducteurs et de résistances, configurations destinées pour chacune à former une tête, et qui sont positionnées deux par deux, accolées par leurs résistances et en ce que on sépare ensuite les têtes par découpe du substrat en définissant en même temps par ladite découpe le bord des résistances qui devient ainsi en lisière dudit substrat Ce procédé offre l'avantage que les résistances sont rigoureusement en lisière puisque leur bord a été défini en même temps que celui du substrat. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés décrivant des exemples non limitatifs fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente une vue perspective deune tête agencée selon l'inventionO La figure 2 représente une coupe selon Il-I I de la tête représentée en figure 1. La figure 3 représente le schéma électrique de la tête selon la figure 1, dans un état particulier d'excitation donné à titre d'exemple. La figure 4 représente un mode de réalisation de la tête avant découpe finale du substrat. La figure 5 représente un schéma de circuit de codage des signaux à appliquer aux résistances de la tete. La figure 6 représente un exemple de réalisation préférentielle d'un circuit de codage dans lequel on engendre séquentiellement les tensions nécessaires aux résistances agencées selon l'invention. Conformément à la figure 1, une pluralité de résistances 11 disposées en ligne a son bord qui colncide avec la tranche 31 du substrat isolant 41. Les conducteurs d'amenée ou de retour de courant 21 alimentent chacun deux résistances 11. Par exemple le conducteur 21n+l alimente les deux résistances lin et lln+l. Les conducteurs 21 sont alimentés eux-mêmes par des élé- ments non représentés sur la figure tels que : un connecteur spécial miniaturisé, ou une nappe de conducteurs souples soudés sur lesdits conducteurs 21. Les résistances 11 peuvent être réalisées en alliage de nickel-chrome, ou en nitrure de tantale, ou en quelqu' autre matière utilisée pour les circuits hybrides dits à couche mince. Elles peuvent être ajustées globalement, entre autres par un moyen physicochimique tel que l'oxy- dation thermique. Elles peuvent aussi être réalisées par sérigraphie de pâtes résistives, suivie d'une cuisson, opérations telles qu'on les pratique pour les circuits hybrides dits à couche épaisse. Selon la figure 4, en partant d'un substrat 41 ayant au moins une dimension déterminée excédentaire, et plaçant sur ce substrat des résistances 11 ayant une dimension 51 au moins égale à la dimension recherchée, ainsi que les conducteurs afférents 21, on peut définir le bord du substrat le long duquel les résistances sont en lisière et également le bord desdites résistances par une réduction de ladite dimension déterminée excédentaire dudit substrat, en enlevant ce qui dépasse à l'extérieur des lignes 61 et 62. On peut préparer sur un substrat de dimension multiple de la dimension définitive, une pluralité de configurations de conducteurs et de résistances, configurations destinées pour chacune d'elles à former une tête et qui sont posi tionnées deux par deux accolées par leurs résistances, par exemple, selon la figure 4, les quatre configurations 81,84 et 82,83, et on sépare ensuite les têtes par découpe du substrat, selon les axes 91 et 92 en définissant en même temps que ladite découpe le bord des résistances qui devient en lisière dudit substrat.Ceci peut être obtenu en assortissant l'épaisseur d'une lame de scie aux dimensions du dessin réalisé sur le substrat, de façon telle que, en passant cette lame selon l'axe 91, les bords des substrats et des résistances se trouvent amenés sur les lignes 61 et 63, donnant ainsi leurs dimensions correctes aux résistances. Le passage d'une lame de scie selon l'axe 92 permettra de séparer les substrats les uns des autres dans l'autre direction. On pourra choisir les dimensions de façon à placer les bords 62 et 64 des substrats au milieu des conducteurs d'amenée, afin qu'en juxtaposant deux substrats on obtienne une configuration itérative de résistances et conducteurs. La figure 2 qui représente une coupe selon Il-Il de la figure 1, montre, dans le cas d'une réalisation en couche mince, le substrat 41 qui peut avoir une épaisseur de 0,5 mm et qui peut être en verre (dont la faible conduction thermique est ici un avantage), un conducteur 21n+1 qui alimente les résistances lîn et lln+l et qui également délimite lesdites résistances 11n et lln+l dans une couche continue 12 passant sous les conducteurs 21.Cette couche 12 peut être avantageusement en nickel-chrome d'épaisseur 0,0150 micromètre, photogravé, et les conducteurs 21, éga- lement photogravés, peuvent être en nickel d'épaisseur 0,1 micromètre, recouvert d'or sur une épaisseur de quelqwes micromètres. La dimension des résistances peut avantageusement être de 0,2 x 0,3 mm et la largeur des conducteurs être de 0,2 mm. La figure 3 montre le schéma électrique correspondant à une barrette de huit résistances. Avec les épaisseurs et dimensions données ci-dessus, chaque résistance sera d'environ 200 Ohms et devra être alimentée sous environ 10 volts pendant une dizaine de millisecondes pour imprimer un point. Supposons que l'on veuille faire chauffer les résistances 11a, 11c, lld, llf. Si la tension d'alimentation est appe lée V, il faudra relier une de ses bornes V+ aux conducteurs 21b, 21c, 21e, 21f et-l'autre borne V- aux conducteurs 21a, 21d, 21g, 21h, 21i. Ainsi, seules les résistances pila, îlc, îîd et 11f verront une tension entre leurs bornes. La figure 5 montre une combinaison de portes "OU-EXCLU SIF" permettant d'obtenir le résultat montré par la figure 3 en partant d'un codage prévu pour le cas où on alimente une résistance par conducteur. La structure du montage est tout à fait répétitive, sauf pour les conducteurs 21a et 21b. Chacune des portes "OU-EXCLUSIF" L1 à L7 a une de ses entrées reliée à la sortie de la porte précédente et l'autre reliée au conducteur d'entrée qui lui correspond (31b à 31h).On a le tableau de vérité suivant Conducteur Sortie élément Sortie de (31b à 31h) L précédent l'element L O O O o 1 1 1 O 1 1 1 0 Une résistance (11a à 11h) est alimentée si elle voit des états différents à ses deux extrémités, et c'est le cas si la connexion d'entrée qui lui correspond-(31a à 31h)est à l'état logique 1, ce qui est bien le but recherché. On a supposé, pour la clarté du schéma, que les circuits logiques pouvaient délivrer une puissance électrique adéquate pour alimenter directement les résistances. La figure 6 montre le schéma global d'un ensemble de génération de codes, basé sur l'emploi d'un microprocesseur, et qui peut alimenter une tête d'impression selon l'invsnw tion, ladite tête comportant dans cet exemple, soixante résistances réparties en douze groupes de cinq, et permet tant donc l'impression de lignes de douze caractères, chacun d'eux étant défini par une matrice 5 x 7 points. Les cinq premiers points des douze caractères sont imprimés ensemble sur une ligne (soit 60 points), puis les cinq fois douze suivants, et ainsi de suite. Le dispositif représenté sur la figure 6 est un dispositif connu, dont seulement les alinéas 5 et 6 cimdessous décrivent une utilisation particulière propre à l'inven- tion. Le fonctionnement a lieu selon la séquence suivante 1- L'unité logique (61) lit les caractères présentés a. l'entrée 60 au moyen du module d'entrée 62 auquel elle est reliée par les faisceaux de conducteurs de données et d'adresses 65 et 66 ("bus" en anglais) selon un processus connu. 2 Ladite unité logique (61) va chercher dans la mé- moire morte (63) le codage de la matrice 5 X 7 points (soit 35 points) correspondant au caractère présenté et l'envoie en une séquence de trente-cinq bits dans la mémoire vive (64). 3- L'unité (61) procède ainsi, séquentiellement pour toute une ligne de douze caractères. 4- L'unité (61) relit alors, en mémoire (64), cinq points tous les trente-cinq points de façon à ne prendre que la première ligne de chacune des matrices 5 x 7 et à constituer ainsi une séquence de soixante points à imprimer. 5- Au fur et à mesure que l'unité (61) lit cette sé- quence a. de points, elle la remplace par une autre séquence ss en utilisant ses possibilités de choix logique. Elle procédera itérativement de la façon suivante o si le point n de la séquence R est différent du point n+1 de a, alors le point n+1 de ss sera 1, sinon il sera 0. Pour commencer, elle prendra le point numéro 1 de ss identique au point numéro 1 de a. 6- L'unité (61) remplace au fur et à mesure dans la mémoire (64) les éléments de la série a par ceux de la série ss car elle n'a plus besoin des éléments précédents de la série. 7- L'unité (61) remplit les mémoires des éléments de sortie (71) à (78) soit au fur et à mesure, soit en bloc à la fin du traitement précédent. 8- Quand les soixante positions sont remplies dans les éléments (71 à 78), l'unité (61) donne un signal à l'elé- ment de sortie (79) qui genère l'autorisation de lire tenable") sur le conducteur (80) commandant des portes à mémoire ("latch") non représentées qui retiendront les données pendant le temps nécessaire au chauffage des résistances. 9- Pendant ce temps, l'unité (61) peut commencer à lire dans (64) la ligne suivante, et à la traiter comme décrit ci-dessus. Dans le cas où on imprime des courbes ou des dessins et non pas des caractères, on dispose à un instant donné d'une séquence de bits placés dans une mémoire et représentant la ligne de points à imprimer. I1 suffit d'appliquer à cette séquence de bits le traitement décrit cidessus dans les alinéas 5 et 6, pour remplacer ladite séquence par une nouvelle, appropriée à l'alimentation des connexions d'une tête d'impression selon l'invention (par exemple connexions 21 sur la figure 3). Si l'on appelle V+ et V- les deux bornes de l'alimentation, on reliera le premier conducteur (21a, fig. 3) toujours à V-, puis les suivants à V+ ou à V- selon que les états logiques des sorties des portes (71 à 78, fig. 6) sont respectivement 1 ou 0. - REVENDICATIONS 1. Tête d'impression thermique à lecture immédiate, comprenant, déposée sur un substrat isolant (41), une pluralité de résistances chauffantes (11) disposées en ligne et des conducteurs (211-) d'amenée de courant auxdites résistances, caractérisée en ce que les résistances (11) sont connectées entre elles en série, et en ce que chaque conducteur (21) alimente deux résistances adjacentes, cette organisation permettant de disposer les résistances en lisière (31) du substrat (41). 2.- Procédé pour la construction d'une tête deimpres- sion selon la revendication 1, caractérisé en ce que, partant d'un substrat (42 ayant au moins une dimension déterminée excédentaire et plaçant sur ce substrat des résistances. ayant une dimension (51) au moins égale à la dimension recherchée, ainsi que les conducteurs (21) qui y sont affé rents, on définit le bord du substrat le long duquel les résistances sont en lisière et également le bord desdites résistances par une réduction de ladite dimension deter- minée dudit substrat. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que on prépare sur un substrat (41) de dimension mul- tiple de la dimension définitive, une pluralité de configurations (89 à 84) de conducteurs et résistances; confi- gurations destinées pour chacune d'elles à former une tête, et qui sont positionnées deux par deux accolées par leurs résistances (81,84 et 82,83) et en ce que on sépare ensuite les têtes par découpe du substrat en définissant en même temps par ladite découpe le bord des résistances (11) qui devient gnlisière dudit substrat.