Brevet FR2489749A1 — publié le 19820312

La présente invention concerne une tête d'impres- sion thermique pour utilisation dans l'impression thermique. Dans un modèle connu de tête d'impression thermi- que, une base en une matière électriquement isolante telle qu'une matière céramique est recouverte d'une couche vitri- fiée sur la surface sur laquelle sont montés les éléments d'impression thermique en une matière résistant à l'électri- cité. Habituellement une couche vitrifiée est réalisée par l'application d'un verre sur la surface de la base suivie d'un frittage de la matière appliquée. Cependant le fritta- ge provoque un renflement ou une protubérance sur la péri- phérie de la couche vitrifiée, La protubérance semble avoir été formée par la tension de surface de la matière vitrifiée à mesure de son refroidissement et de sa solidification après avoir été chauffée jusqu'à ramolissement. Quand on applique une tête d'impression comportant une protubérance du type mentionné plus haut sur la couche vitrifiée, sur une feuille d'un papier thermosensible en vue d'une impression thermique, cette protubérance qui vient buter contre le papier thermosensible est à l'origine d'une - solution de continuité entre la feuille et les éléments d'impression thermique de la tête d'impression, à la suite de quoi une transmission efficace de chaleur ne peut pas avoir lieu à partir des éléments vers le papier, de sorte que l'épreuve n'est pas complètement coloriée ou est maculée. En conséquence la présente invention vise à réaliser une tête d'impression thermique ne présentant aucune protu- bérance sur la périphérie de la couche vitrifiée. L'invention a encore pour objet une tête d'impres- sion thermique qui assure un contact correct entre les élé- ments d'impression thermique et une feuille de papier thermo- sensible pour ainsi permettre une impression nette sur ce pa- pier. Enfin, l'invention crée une-tête d'impression ther- nique dans laquelle les éléments d'impression thermique sur la couche vitrifiée sont agencés de manière à venir dans un rapport correct face à face contre une feuille de papier ther- mosensible. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'inven- tion sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé, La fig, 1 est une vue schématique de face d'une tête d'impression thermique d'un modèle connu. La fig. 2 est une vue de côté de la fig. 1. La fig. 3 est une vue par en dessous de la fig. 1. La fig. 4 est une vue de côté de la fig. 1 mon- trant la tête d'impression en service. La fig. 5 est une vue similaire à la fig. 1 mais montrant une forme modifiée de la tête d'impression. La fig. 6 est une vue de côté de la fig. 5. La fig, 7 est une vue par en dessous de la fig. 5. La fig. 8 est une vue de côté de la fig. 5 mon- trant la tête d'impression en service. La fig, 9 est une vue schématique de face d'un mode de réalisation de l'invention, La fig. 10 est une vue de côté de la fig. 9. La fig, 11 est une coupe transversale à plus grande échelle de la tête d'impression représentée à la fig.9. La fig, 12 est une vue partielle de face et à plus grande échelle de la couche vitrifiée représentée à la fig. 9, La fig, 13 est une vue schématique de face d'un autre mode de réalisation de l'invention. La fig. 14 est une vue partielle de face à plus grande échelle de la couche vitrifiée apparaissant à la fig, 13. La fig. 15 est une vue schématique de la tête d'impression, selon l'invention en service. Les fig. 16 et 17 sont des vues schématiques de la tête d'impression utilisée de façon inappropriée, La fig. 18 est une vue schématique en plan d'un autre mode de réalisation de l'invention. La fig. 19 est uné vue en perspective de la tête d'impression représentée à la fig. 18, e La fig. 20 est une coupe transversale à plus gran- de échelle de la tête d'impression représentée à la fig. 19. - En se référant d'abord aux fig. 1 à 3, on a re- présenté une base 1 en une matière appropriée électrique- ment isolante telle qu'une matière céramique. Une couche vitrifiée 2 est formée sur la base 1 par impression qu'on fait suivre d'un frittage, et une série d'éléments d'impres- sion thermique 3 sont installés sur la surface de la cou- che vitrifiée 2. Dans l'exemple représenté, les éléments sont agencés en une seule rangée rectiligne. On pourrait opter pour des dispositions différentes selon le but auquel on destine la tête d'impression. Les éléments d'impression thermique 3 sont cons- truits en un matériau possédant une résistance électrique convenable. Plus particulièrement, une série de bandes en une matière appropriée électriquement résistante sont for- mées à la surface de la couche vitrifiée par une technique d'impression ou d'évaporation sous vide, de sorte que les bandes sont espacées d'une distance appropriée les unes des autres dans le sens longitudinal de la couche vitrifiée et deux couches électriquement conductrices sont appliquées sur chacune des bandes de manière que ces couches soient espa- cées l'une de l'autre sur le tronçon de bande qui reste ex- posé, pour devenir ainsi un élément d'impression thermique. Quand deux couches conductrices sont connectées à une source de courant, la partie de la bande électriquement résistante qui se trouve entre les deux couches conductrices est chauffée afin de fonctionner à la façon d'un élément d'impression. Pour former la couche vitrifiée, on applique du verre à la base par une technique d'impression au pochoir et ensuite on fritte. Comme il a été précédemment expliqué, l'opération de frittage provoque le gonflement de la péri- phérie de la couche-vitrifiée appliquée comme indiqué en 4. Dans le mode de réalisation représenté, aucune protubérance n'apparaît à l'extrémité supérieure de la couche vitrifiée. Il en est ainsi du fait qu'une seule couche vitrifiée est formée pour s'étendre'en trayers d'une ligne-frontière cen- trale sur la plaque de base initiale ayant une superficie double de celle de la base d'une tête d'impression unique et, en outre, la plaque de base initiale est découpée sur la ligne-frontière en deux bases, de sorte qu'aucune protubé- rance n'est formée à l'extrémité extérieure de chacune des bases séparées. Dans la pratique, on obtient une plaque de base plus étendue sur laquelle on fritte de nombreuses cou- ches vitrifiées, une telle couche couvrant une superfie double de la surface d'une seule tête d'impression. Comme on peut le voir à la fig. 4, lorsqu'on ap- plique la tête d'impression 1 à une platine 5, laprotubé- rance 4 sur la couche vitrifiée 2 vient buter contre la platine 5 pour empêcher ainsi un contact approprié entre les éléments d'impression thermique 3 sur la surface de la couche vitrifiée et une feuille d'un papier thermosensible (non représentée) à la surface de la platine 5, d'o impos- sibilité d'effectuer l'impression envisagée ou coloration incomplète de l'épreuve, Pout tenter d'empêcher la formation de protubéran- ces sur les couches vitrifiées, la Demanderesse a procédé à des essais variés et a trouvé que si l'on réduit la largeur W de la couche vitrifiée 2 à une valeur inférieure à 0,8 mm et qu'en même temps on diminue son épaisseur à moins de 40 microns, les protubérances sur les bords latéraux opposés de la couche vitrifiée sont combinées de sorte que la couche vitrifiée devient une saillie allongée ou gonflement un peu similaire à une hutte ayant une section transversale analo- gue à celle d'une lentille plan-convexe. A l'extrémité in- férieure de la couche vitrifiée 2, une protubérance est néanmoins formée. Si l'on réduit la longueur de la couche vitrifiée à une valeur d'environ 0,8 mm, la protubérance à l'extrémité longitudinale de la couche vitrifiée est supprimée. Cèpen- dant une longueur tellement faible est insuffisante pour ins- taller une série d'éléments d'impression thermique qu'on se propose de former sur la couche vitrifiée. Quand la tête d'impression qui vient d'être décrite et qui ne présente qu'une protubérance à l'extrémité infé- rieure de la couche vitrifiée 2 est appliquée sur une pla- tine, la protubérance vient porter sur la platine. Etant donné que la couche vitrifiée ne présente aucune protubérance sur les bords latéraux, pour éviter que la protubérance bute contre le bord inférieur de la platine, on peut donner à la couche vitrifiée une longueur plus grande que celle de la face de la platine qu'on voit à la fig. 8. Cependant, à moins qu'on donne à la couche vitrifiée une longueur suffisante, même un très faible déplacement relatif entre la tête d'im- pression et la platine au cours d'une opération d'impression aurait pour effet que la protubérance buterait sur la plati- ne. Pour éviter cet inconvénient, un tel déplacement relatif doit être rigoureusement limité. Selon l'invention, pour empêcher la formation d'une protubérance comme représenté aux fig. 5 et 6 à l'extrémité inférieure de la couche vitrifiée, on prévoit une surface ou zone pour soulager la couche vitrifiée de la tension de sur- face de la matière, au voisinage immédiat de l'extrémité lon- gitudinale de la couche vitrifiée o une protubérance serait autrement formée. La zone ou surface de soulagement peut être établie par un réglage de la quantité de verre vitrifiée par unité de surface de contact avec la base dans la zone ou partie indiquée à une valeur plus faible que dans les autres parties ou zones de la couche vitrifiée. Comme on le voit à l'examen des fig. 9 à 11 qui re- présentent un mode de réalisation de l'invention, on applique la couche vitrifiée à la surface d'une base -1 par impres- sion et ensuite on fritte pour former une couche vitrifiée 2, sur laquelle sont établis plusieurs éléments d'impression thermique. Plus particulièrement et comme on peut le voir en détail à la fig. 11, on forme chaque élément 3 en appliquant une couche chauffante 6 d'une matière possédant une résis- tance électrique convenable en travers de la couche vitri- fiée 2 ayant une section transversale plan-convexe, puis on applique deux couches conductrices d'électricité 7 et 7' sur la couche chauffante 6 aux côtés opposés de cette der- nière et en travers de la couche vitrifiée, en laissant ainsi exposée la surface supérieure de la couche chauffante 6 qui constitue l'élément d'impression, La surface toute entière d'impression est avanta- geusement recouverte d'une pellicule de protection 8 en une matière appropriée résistant à l'usure. Dans l'agencement décrit, étant donné que la largeur et l'épaisseur de la couche vitrifiée 2 sont respective- ment inférieures à 0,8 mm et à 40 microns, aucune protubé- rance n'apparait sur les bords latéraux de la couche vitri- fiée qui présente l'aspect d'une seule saillie ou gonflement allongé présentant la forme d'une hutte. Pour créer à la couche vitrifiée 2 une zone per- mettant de soulager les tensions de surface de la couche vi- trifiée, dans le mode de réalisation selon la fig. 9, la surface principale 12 de la couche vitrifiée 2, c'est-à- dire la surface portant les éléments chauffants, comporte un prolongement dirigé vers le bas il qui s'effile vers son extrémité inférieure de sorte que ce prolongement constitue la zone de soulagement. En particulier, la couche vitrifiée est appliquée sur la base 1 par une technique d'impression au pochoir en utilisant un pochoir ayant une extrémité effi- lée qui correspond à la forme de la couche vitrifiée qu'on voit à la fig. 9. Quand on enlève le pochoir après l'im- pression, la vitrification de la partie effilée ll subit une légère expansion latérale de telle sorte que l'épaisseur de la partie ll diminue progressivement en se rapprochant de son extrémité inférieure comme on peut le voir à la fig. 10. Dans cet agencement, la quantité du produitvitrifié par unité de surface est plus petite dans la partie ll que dans la partie 12. Quand on chauffe ensuite la couche vitrifiée ainsi formée et qu'ultérieurement on la refroidit, seule une fai- ble tension de surface apparaît par suite de la petite quan- tité de la matière vitrifiée dans la partie ll si bien qu'aucune protubérance ou une très faible protubérance seu- lement est formée dans la partie l. Si une telle protubé- rance est néanmoins formée, sa hauteur est inférieure à la hauteur ou épaisseur de la partie principale 12. La fig. 12 représente les dimensions du tracé de la couche vitrifiée 2 représentée à la fig. 9. Comme il a été précédemment indiqué, en réduisant la largeur de la couche vitrifiée à moins de 0,8 mm, on peut donner à cette couche la forme d'une hutte, En réduisant la largeur de l'extrémité inférieure du prolongement effilé 11 à moins de 0,3 mm, on peut empêcher entièrement la formation d'une protubérance quelconque à cet endroit. La fig. 13 représente un autre mode de réalisa- tion de l'invention, selon lequel la couche vitrifiée 2 est resserrée comme on le voit en 14 entre les parties 12 et Il par l'établissement d'un évidement 13 dans l'un ou les deux côtés de la couche 2. Dans un tel cas, lorsque la couche 2 est formée par impression, la partie 11 su- bit une expansion latérale en raison de la ductilité de la couche vitrifiée si bien qu'en raison de la présence des évi- dements 13, la partie 11 devient plus mince que la partie 12. Ultérieurement, quand on fritte la couche vitrifiée 2 et qu'ensuite on la refroidit, une faible tension de surface seulement agit si bien qu'aucune protubérance n'est formée sur la partie 11 comme c'était déjà le cas à la fig. 9. Si, toutefois, une protubérance est formée, sa hauteur sera inférieure à l'épaisseur de la zone 12. En réglant la largeur de la couche vitrifiée 2 à une valeur inférieure à 0,8 mm et en faisant en sorte que le diamètre de chaque évidement 13 soit plus grand que 0,5 mm et que, par voie de conséquence, la largeur de la partie resserrée 14 soit inférieure à 0,3 mm, on peut em- pêcher complètement la formation d'une protubérance quel- conque dans la partie 11. Dans cette réalisation, la partie 11 peut être omise, Si la partie 11 demeure sa longueur doit toutefois être inférieure à 0,8 mm. Une plus grande longueur provo- querait la formation d'une protubérance à l'extrémité infé- rieure de la partie 11. Dans un procédé de production de nature à provoquer la formation d'une protubérance à l'extrémité supérieure de la couche vitrifiée, on pourrait également établir une sur- face de soulagement de la tension de surface analogue à la zone indiquée à la fig. 9 ou 13, à côté de l'extrémité su- périeure de la couche vitrifiée. Avec l'agencement ci-dessus, on pourrait empêcher la formation de protubérances lelong de la périphérie de la couche vitrifiée et assurer un contact approprié entre les éléments d'impression thermique et une feuille de papier thermosensible installée sur la platine, sans prolonger inu- tilement la couche vitrifiée, Avec l'agencement décrit, c'est-à-dire que les élé- ments d'impression thermique sont installés à la surface su- périeure d'une couche vitrifiée ayant la forme d'une hutte, on peut effectuer un contact approprié entre les éléments d'impression thermique 3 et une feuille de papier thermo- sensible sur la platine 5 pour augmenter ainsi la densité de coloration et la netteté de l'épreuve. Si la couche vitrifiée 2 est prévue sur la partie médiane de la base 1, on va se heurter à la difficulté sui- vante: si la base A est maintenue parallèlement à une feuille D d'un papier thermosensible, l'élément d'impres- sion thermique C sur le dessus de la couche vitrifiée B vient correctement en contact avec le papier D. Cependant si la base A est inclinée vers l'un ou l'autre côté pour une raison ou une autre, comme représenté à la fig. 16, l'é- lément d'impression thermique C s'écarte du papier D de sorte que la densité de coloration de l'épreuve est réduite ou encore l'épreuve ellemême devient sombre. En outre, un coulissement relatif entre la base A et le papier thermo- sensible D oblige le bord E de la base à frotter ou éra- fler.la surface du papier D pour ainsi réduire le coulis- sement relatif des deux éléments et salir ainsi la surface du papier. Si la couche de verre B est installée à côté d'un bord latéral de la base A, comme représenté à la fig. 17, tout déséquilibre de la force de pression de la tête d'im- pression contre le papier thermosensible D provoque l'in- clinaison de la base A de sorte que le bord de cette base frotte ou érafle le papier et l'élément d'impression ne vient plus correctement en contact avec le papier, Selon l'invention, on prévoit donc la formation d'une couche vitrifiée factice 20 parallèlement à la couche vitrifiée 2 sur la surface de la base 1. La couche facti- ce 20 peut être formée simultanément avec la couche 2 et en utilisant la même matière, ou bien les deux couches peu- vent être formées à des moments différents. De préférence, les deux couches ont la même forme sauf que la couche fac- tice ne porte aucun élément d'impression thermique. Avec l'agencement selon les fig. 18 à 20, les deux couches vitrifiées 2 et 20 coopèrent pour maintenir la base dans une position parallèle au papier thermosensible D même dans le cas d'un déséquilibre plus ou moins poussé de la force de pression. REVENDICATIONS 1 - Tête d'impression thermique pour utilisation dans l'impression thermique, caractérisée en ce qu'elle com- prend une base en une matière électriquement isolante, une couche vitrifiée formée sur ladite base de manière à former une saillie allongée sur cette dernière, ladite couche vi- trifiée comprenant une partie principale et une partie d'un seul tenant avec cette partie principale et s'étendant à partir de cette dernière, au moins un élément d'impression lo thermique formé sur ladite partie principale de la couche vi- trifiée, et une zone dans la partie de prolongement de la couche vitrifiée pour soulager ladite couche vitrifiée des effets de la tension de surface. 2 - Tête d'impression selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que ladite zone de soulagement contient une plus faible quantité de matière vitrifiée par unité de surface que ladite partie principale de la couche vitrifiée. 3 - Tête d'impression selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que ladite zone de soulagement est moins large que la partie principale de la couche vitrifiée. 4 - Tête d'impression selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que ladite zone de soulagement comprend une portion resserrée définie par un évidement dans au moins un côté de ladite couche vitrifiée. 5 - Tête d'impression selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que ladite zone de soulagement est moins épaisse que la partie principale de la couche vitrifiée. 6 - Tête d'impression selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que la partie principale de la couche vi- trifiée présente une section transversale plan-convexe et comprend une surface supérieure recourbée sur laquelle est formé ledit élément d'impression thermique. 7 - Tête d'impression selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce qu'elle comprend également une protubérance factice allongée formée le long de la protubérance allongée de la couche vitrifiée sur la base. 8 - Tête d'impression selon la revendication 7, ca- ractérisée en ce que la protubérance factice allongée présen- il te sensiblement la même hauteur que la partie allongée de la couche vitrifiée. 9 - Tête d'impression selon la revendication 7, ca- ractérisée en ce que la protubérance factice allongée est fabriquée en une matière vitrifiée.