Brevet FR2507127A1 — publié le 19821210

La présente invention concerne une machine à copier par impression à transfert thermique notamment pour réaliser des copies vidéo et notamment une machine à copier ou à imprimer par transfert thermique permettant de réaliser des copies vidéo. Les machines à copier se sont développées récem- ment; ces machines servent non seulement comme machines de copies de documents mais également comme des périphériques d'ordinateur ainsi que des machines de copies pour les signaux vidéo. On connaît des systèmes d'impression tels que des systèmes électrostatiques, des systèmes d'impression ponctuelle ou des systèmes à jet d'encre Toutefois ces différents systèmes sont complexes sur le plan mécanique. Les imprimantes d'image en couleur sont beaucoup plus complexes, si bien qu'il est difficile de réaliser des imprimantes d'image en couleur, compactes, accessibles au public en général. La présente invention a pour but de créer une imprimante d'image, compacte, permettant d'imprimer des images sur des feuilles de papier, travaillant par transfert thermique, fonctionnant de façon silencieuse et utilisant une cassette à ruban d'encre de couleur. A cet effet, l'invention concerne une imprimante d'image utilisant un ruban à transfert thermique par zone associé à une tête thermique correspondant à une ligne complète. Le ruban d'encre utilisé selon l'invention com- porte des zones de couleur bleu (cyan), rouge (magenta) et jaune pour imprimer une image totalement en couleur sur une feuille de papier enroulée sur une plaque. Chaque rotation de la plaque permet l'impression d'une image d'une seule couleur, si bien que l'on obtient l'image de couleur, complète en faisant par exemple tourner les plaques trois fois. Le ruban a des repères d'indexage pour chaque couleur et chaque ensemble de couleur, pour régler la rotation des plaques. L'imprimante d'image en couleur selon l'invention peut s'appliquer non seulement à une image de couleur à deux niveaux mais également à une image de couleur échelonnée selon 2 2507127 l'échelle des gris. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une coupe partielle d'une im- primante couleur selon un mode de réalisation de l'invention. la figure 2 est une vue en perspective de l'im- primante selon la figure 1. la figure 3 est un schéma d'un circuit de com- mande de ruban. la figure 4 représente différents chronogrammes de signaux générés par le circuit de la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE DES DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFE- RENTIELS DE L'INVENTION: La figure 1 est une coupe partielle d'une impri- mante couleur selon un mode de réalisation de l'invention Le bottier 1 de l'imprimante, est muni d'un couvercle 15 et con- tient une plaque ou cylindre 2, une tête thermique 3, un ruban 4 portant différentes encres sublimées, une cassette 5 contenant le ruban et permettant de le faire avancer La cassette 5 com- porte une bobine d'alimentation 5 a et une bobine de réception b reliées respectivement à des moteurs (non représentés) pour entralner ces bobines lorsque la cassette 5 est mise en place dans le support de cassette 12 Une feuille de papier 14 est fournie d'un tiroir à papier 6 par l'intermédiaire d'un guide à papier 7; cette feuille est maintenue sur la plaque ou le cylindre 2 par une pince à papier 8 La plaque 2 est entratnée en rotation par un moteur 9 par l'intermédiaire d'une courroie qui passe sur une poulie 11 Des photodétecteurs décrits ultérieurement et permettant de détecter les repères du ruban 4 sont prévus sur le bord avant 13 a d'un support de détecteur 13 en métal. Le mode de fonctionnement de l'imprimante de la figure 1 sera décrit ciaprès Une feuille de papier normal 14 qui se trouve dans le tiroir d'alimentation en papier 6 est guidée par l'organe de guidage de papier 7, puis est maintenue fermement sur la plaque 2 par la pince à papier 8. Lorsque le moteur 9 est mis en oeuvre par l'enfon- cement d'un bouton de commande de démarrage (non représenté) la plaque 2 avance à être entraînée en rotation par la courroie 10 dans le sens indiqué par la flèche La rotation de la plaque 2 amène la feuille de papier normal 14 en contact avec la tête thermique 3, de sorte que le ruban 4 de la cassette 5 se trouve pincé entre la tête thermique 3 et la feuille normale de papier 14 entourant la plaque 2 Il en résulte que le ruban 4 est tiré de la bobine d'alimentation Sa de la cassette 5 pour être repris par la bobine de réception 5 b en fonction de la rotation de la plaque 2 Lorsque la tête thermique 3 est chauffée par applica- tion d'une tension correspondant aux signaux vidéo, l'encre sublimée qui se trouve sur le ruban 4, s'évapore en contact avec la tête thermique 3 et est transférée sur la feuille de papier normal 14 La position du ruban 4 est réglée de façon que l'une des encres correspondant aux trois couleurs primaires de la copie à réaliser c'est-à-dire l'encre jaune (Y), l'encre rouge magenta (M) et l'encre bleue (C) vient en contact avec la feuille de papier normal 14 à chaque rotation de la plaque 2 Ainsi pour trois rotations de la plaque 2, on imprime une image en couleur, complète, avec les couleurs primaires jaune, rouge et bleue. La figure 2 est une vue en perspective de la g O disposition relative de la tête thermique 3, du ruban 4, de la feuille de papier normal 14 et des plaques 2 servant à expli- quer l'opération d'impression qui sera détaillée ci-après. Un ensemble d'éléments chauffants 3 a est prévu à l'extrémité avant de la tête thermique 3 Le nombre des élé- ments chauffants 3 a coïncide avec celui des éléments-image d'une colonne d'une image de télévision à copier Les signaux de couleur obtenus par la décomposition des signaux vidéo de cou- leur en trois couleurs primaires (Y), (M) et (C) sont fournis aux éléments de chauffage respectifs 3 a de façon séquentielle image, par l'intermédiaire d'un circuit non représenté De façon plus particulière, les signaux vidéo couleur de la borne d'entrée 60 sont décomposés en signaux Y, M et C respectifs par un circuit de traitement de signal 65 Les signaux décomposés sont transmis par un câble plat 66 à la tête thermique 3 de façon séquentielle image. Le ruban 4 en contact avec les surfaces frontales des éléments chauffants 3 a est un film comportant une série de zones de couleur 4 a portant de l'encre susceptible de subli- mer Les trois zones consécutives forment un bloc correspondant aux trois couleurs primaires jaune (Y), rouge magenta (M) et bleue cyan (C) Les repères de couleur 4 c qui indiquent la posi- tion des différentes zones de couleur respectives 4 a et les repères de bloc 4 b indiquant les blocs descouleurs respectives sont prévus sur le ruban 4. Ces repères de couleur 4 c et de blocs 4 b sont détectés par des photodétecteurs 40 a, 40 b qui génèrent des signaux électriques correspondants Comme cela sera décrit, les signaux électriques commandent les moteurs d'entraînement de la bobine de réception 5 b et de la bobine d'alimentation 5 a de la cassette 5 pour que la zone de couleur 4 a, choisie, vienne en place avant chaque rotation de la plaque 2 Comme les repères ne sont pas imprimés, ils peuvent être des repères magnétiques ou conducteurs d'électricité. On extrait d'abord les signaux de couleur corres- pondant au jaune Y des signaux d'image de télévision immobile Ces signaux sont échantillonnés sur chaque ligne d'échantillon- nage verticale de l'image de télévision pour donner un groupe de signaux d'éléments d'image Un groupe de signaux d'éléments d'image est appliqué en parallèle aux éléments de chauffage 3. Simultanément, la plaque 2 tourne dans une position en regard de l'élément de couleur 4 a jaune Y pendant que le ruban 4 remonte dans la direction de la flèche et l'encre sublimée portée par la zone 4 a de couleur Y se dépose sur la feuille de papier normal 14 L'image de couleur jaune Y s'imprime sur la feuille de papier normal 14 au cours d'une rotation de la plaque Puis, on extrait des signaux de l'image de télévision en couleurs des signaux correspondant à la couleur magenta M et on fournit ces signaux aux éléments de chauffage 3 a Au cours de la seconde rotation de la plaque 2, la zone 4 a de couleur Magenta M du ruban 4 étant en place sur la tête thermique 3, on surimprime une image de couleur magenta M à l'image de couleur jaune déjà imprimée On obtient l'impression de couleur définitive par l'impression de l'image correspondant à la dernière couleur ctest-à-dire la couleur cyan C en procédant comme pour les deux autres couleurs'. La source qui fournit les signaux vidéo de l'image immobile peut donner des signaux lus sur un disque d'enregistre- ment magnétique ou des signaux contenus dans une mémoire En variante, les signaux obtenus par le balayage d'une image im- primée peuvent également s'utiliser comme cela est connu. Un exemple de commande de rotation de la plaque 2 et du circuit de commande de déplacement du ruban 4 de la cassette 5 sera décrit ci-après à l'aide des figures 3 et 4. Selon la figure 3, on décrira le fonctionnement du moteur 9 d'entraînement de la plaque 2 La référence Hs concerne la borne d'entrée qui reçoit les impulsions de synchro- nisation d'image de télévision; ces signaux sont appliqués à un comparateur 21 La tension d'erreur fournie par le compara- teur 21 est appliquée au circuit d'entraînement 22 qui commande le moteur 9 Un disque à découpe à fente 23 tourne en synchro- nisme avec le moteur 9 Les fentes 23 b réalisées à la périphérie du disque 23 sont détectées par un photodétecteur 23 a Le photo- détecteur 23 a génère des impulsions de sortie appliquées à l'autre borne d'entrée du comparateur 21 par un amplificateur 24. Ce circuit constitue un circuit d'asservissement du moteur 9 qui tourne d'un pas en synchronisme avec le signal image de télévision. Le circuit de commande de la plaque 2 et du ruban 4 sera décrit ci-après La plaque 2 est directement solidaire d'un disque rotatif 30 qui détecte la position de la plaque 2. Une encoche 30 a est réalisée dans le disque 30 dans une position angulaire correspondant au décrochement 2 a muni de la pince à papier 8 de la plaque 2 L'encoche 30 a correspond à la position d'arrêt c'est-à-dire à la position de repos de la plaque 2. La bobine de réception 5 b et la bobine d'alimenta- tion 5 a de la cassette 5 sont entra nées par des moteurs 31, 32 respectifs Les moteurs 31, 32 reçoivent les tensions V 1, V 2, V 3 fixées par des résistances variables 34, 35, 36 par l'inter- médiaire d'un circuit de commutation de commande (appelé ci- après "circuit CS") Le circuit CS 33 génère la tension V 1 (qui correspond sensiblement à 2 volts) comme le montrent les chrono- grammes 4 A, 4 B sur les bornes de sortie A et B lorsqu'un signal est à la tension normale T Lorsqu'un signal est appliqué à la borne d'alimentation rapide F du circuit CS 33, on obtient une tension V 3 (sensiblement de 10 volts) à la borne de sortie A, la borne de sortie B fournissant la tension V 1 (de l'ordre de 0,1 volt) Lorsqu'un signal est appliqué à la borne de rebobinage R, la borne de sortie A fournit la tension V 1 et la borne de sortie B la tension V 3. Les photodétecteurs 40 a, 40 b permettent de détec- ter les repères du ruban 4; les photodétecteurs 40 c, 40 d détectent l'encoche 30 a et l'orifice 30 b du disque rotatif 30. Les signaux de sortie des photodétecteurs 40 a-40 c sont appliqués à un circuit de traitement formé des inverseurs 41, 42, 43, des flip-flop (bascules bistables) de type SR, 44, 45, 46, de la porte OU 47, des portes 48, 49 et des compteurs 50, 51. Le fonctionnement du circuit sera décrit ci-après: La plaque 2 est entraînée en rotation à partir de Sa position de repos par le moteur 9 en synchronisme avec les signaux image lors de la commande du commutateur de démarrage (non représenté) Lorsque l'encoche 30 a du disque rotatif 30 s 'écarte du photodétecteur 40 c, un signal est appliqué à l'in- verseur 41 Lorsque ce signal est appliqué à la borne de tension T, la tension V 2 est générée sur les bornes de sortie A et B du circuit CS 33 comme cela a été indiqué; cette tension est appli- quée à la fois au moteur 31 de la bobine de réception 5 b et au moteur 32 de la bobine d'alimentation Sa Les moteurs 31, 32 sont toujours entraînés en sens inverse pour donner la tension adéquate au ruban 4 Lorsque la plaque 2 tourne, le ruban 4 de la cassette 5 vient sur la bobine de réception 5 b en restant à une tension mécanique adéquate (période T 1, figure 4). Lorsque les signaux image sont appliqués à la tête thermique 3, on imprime d'abord l'image de couleur jaune Y sur la feuille de papier normale 14 fixée sur la plaque 2. Lorsque la plaque 2 a pratiquement terminé un tour, et que l Vim- pression de la couleur jaune Y est terminée, le photodétecteur c se trouve en regard de l'encoche 30 a Lorsque le photodé- tecteur 40 c génère un signal de détection, ce signal met à l'état le flip-flop RS 44 par l'intermédiaire de la porte 48. Le signal de sortie correspondant au signal de mise à l'état est appliqué à la borne d'alimentation rapide F du circuit CS 33. En conséquence sur les bornes de sortie A, B, on obtient les tensions V 3 et V 1 représentées dans la période T 2 à la figure 4. Ces tensions sont appliquées au moteur 31 de la bobine de récep- tion 5 b et au moteur 32 de la bobine d'alimentation 5 a Comme la tension V 3 est supérieure à la tension V 1, le couple exercé par le moteur 31 sur la bobine de réception 5 b est supérieur à celui exercé par le moteur 32; cela se traduit par une phase de bobinage A ce moment, le ruban 4 se trouve en regard du décrochement 2 a de la p"aque 2 et n'est pas en contact avec la tête thermique 3 C'est pourquoi, le ruban 4 est avancé rapide- ment par la bobine de réception Sb Lorsque le photodétecteur a détecte le repère 4 c de la couleur suivante à la suite de cette opération de bobinage, le flip-flop RS 44 est remis à l'état et les moteurs 31, 32 ne reçoivent plus de tension, ce qui arrête le mouvement du ruban 4 Dans cette position d'arrêt, la zone de couleur 4 a portant l'encre sublimable de couleur magenta M destinée à l'impression à venir, est prête pour cette opération (période T 3, figure 4) Lorsque la plaque 2 tourne, l'impression de la couleur magenta M commence et l'encoche 30 a s'écarte de nouveau du photodétecteur 40 c Le signal est ainsi appliqué à la borne de tension T, ce qui se traduit par une tension mécanique exercée de nouveau sur le ruban 4; ce ruban est enroulé sur la bobine de réception 5 b au cours de la rota- tion de la plaque 2 (période T 4, figure 4). En procédant de la même manière, l'opération d'impression suivante de la couleur cyan C s'effectue (pendant les périodes comprises entre T 4 et T 7 à la figure 4) Lorsque la plaque 2 a tourné trois fois de la manière décrite ci-dessus, le compteur 50 qui compte les signaux de sortie du photodétec- teur 40 d détectant l'orifice 30 b génère un signal de sortie qui ferme la porte 48 et met le flip-flop RS 46 à'l'état Le signal de sortie de la mise à l'état du flip-flop RS 46 est appliqué à la borne de rebobinage R du circuit CS 33 par la porte 49; le circuit CS 33 fournit ainsi la tension V 1 à la borne de sortie A et la tension V 3 à la borne de sortie B comme cela a été décrit ci-dessus (période T 8, figure 4) En conséquence, le ruban 4 est entratn' par la tension V 3 appliquée au moteur 32 de la bobine d'alimentation 5 a dans la direction indiquée par la flèche en pointillés; le ruban est rebobiné sur la bobine d'alimentation 5 a Lorsque les zones de couleur 4 a du ruban 4 ont été rebobinées sur une longueur correspondant à un bloc, le photodétecteur 40 b détecte le repère de bloc 4 b et le signal de détection fourni par le photodétecteur 40 b remet à l'état ini- tial le flip-flop RS 46 Puis, le signal de la borne de rebobi- nage R passe au niveau logique " O " et le ruban 4 s'arrête à l'endroit correspondant à la détection du repère de bloc 4 b (période T 9, figure 4). Cette position d'arrêt coincide avec la position de départ de l'opération d'impression, de sorte que pour l'image suivante à imprimer, on utilise les mêmes zones de couleur 4 a du ruban 4 Bien que cela ne soit pas représenté, le signal de sortie du compteur 50 qui est un signal arrêtant le moteur 9 sert à commander un commutateur d'arrêt et à maintenir la plaque 2 en position de repos. Ainsi, comme décrit ci-dessus, l'invention permet d'imprimer une image en couleur à l'aide du ruban 4 muni d'un revêtement de différentes encres, puis le ruban 4 est retourné automatiquement dans sa position initiale pour préparer l'im- pression suivante Cela entra ne une plus faible consommation de ruban 4. Toutefois en fait, l'utilisation répétée du ruban 4 se traduit par une disparition progressive des encres suscep- tibles de sublimer Il en résulte que les copies réalisées prennent des colorations irrégulières Pour éviter une telle coloration irrégulière, il est prévu un compteur 51 qui compte les signaux de sortie du compteur 50 Par exemple après avoir compté quatre opérations d'impression de couleur, le compteur 51 donne un signal de sortie appliqué à la porte 49 qui bloque le signal de la borne de rebobinage R et met simultanément à l'état le flip-flop RS 45 Le signal de sortie de mise à l'état est appliqué à la borne d'avance rapide F par la porte OU 47 qui commande l'opération d'avance rapide décrite ci-dessus. Pour détecter la position d'une nouvelle zone de couleur 4 a du ruban 4 entraîné suivant un mouvement rapide, il suffit de détecter le repère de bloc 4 b suivant à l'aide du photodétecteur b Le signal de détection obtenu remet ainsi à l'état initial le flip-flop RS 45 pour arrêter l'avance rapide Il est à remar- quer que le cas échéant on peut fournir un signal d'avance rapide à l'aide d'un commutateur 52 suivant les résultats de l'observation des copies obtenues en sortie. Les états de comptage des compteurs 50, 51 peuvent être réglés de façon appropriée suivant le type d'impression à réaliser Par exemple, si l'image à imprimer ne se compose que de lettres, on obtient une copie lisible même après avoir uti- lisé plusieurs dizaines de fois les mêmes zones de couleur 4 a du ruban 4. Les repères de bloc 4 b du ruban 4 ne sont pas toujours nécessaires puisque les blocs peuvent également se a 9 2507127 détecter par le comptage des repères de couleur 4 c à l'aide d'un compteur distinct. En résumé, l'imprimante couleur selon l'invention comporte un ruban placé dans une cassette, de sorte que les manipulations sont simples De plus comme le ruban de la cassette est commandé de différentes façons correspondant à l'opération d'impression, on réduit avantageusement la quantité de ruban consommée. R E V E N D I C A T I O N S ) Imprimante à transfert thermique pour imprimer des images sur du papier normal, imprimante caractérisée en ce qu'elle se compose d'une plaque ( 2) montée à rotation sur un châssis pour recevoir à sa périphérie du papier normal ( 14), un ruban d'encre thermique,, à transfert ( 4) ayant au moins une zone d'encre correspondant à une dimension de l'image à impri- mer sur la feuille de papier normal, une tête thermique ( 3) destinée à s'appliquer contre le papier normal sur la plaque avec interposition du ruban d'encre, cette tête thermique ayant une longueur suffisante pour couvrir la largeur de l'image à imprimer, un circuit (* 65) fournissant des signaux d'image à la tète thermique pour transférer sélectivement l'encre sur le papier normal et un moyen ( 9) pour entraîner en rotation la plaque ( 3) à une vitesse prédéterminée. ) Imprimante selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le ruban d'encre thermique ( 4) à transfert com- porte-plusieurs ensembles d'encres de couleur prédéterminés (Y, M, C) pour réaliser l'image en couleur sur la feuille de papier normal ( 14), les signaux-image étant fournis à la tête thermique ( 3) en fonction des couleurs du ruban d'encre, sui- vant le mode séquentiel image. ) Imprimante selon la revendication 2, caracté- risée en ce que les encres de couleur prédéterminées comprennent au moins des encres de couleur rouge, magenta, jaune et bleu cyan. 4 ) Imprimante selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le ruban d'encre thermique à transfert ( 4) est placé dans une cassette ( 5). 50) Imprimante selon la revendication 2, caracté- risée en ce que la plaque ( 2) tourne plusieurs fois et chaque rotation de la plaque correspond au transfert de l'une des encres de couleur prédéterminées (Y, M, C) du ruban d'encre ( 4). 6 ) Imprimante selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le ruban d'encre à transfert thermique ( 4) com- porte des repères d'indexage ( 4 b, 4 c) servant à régler la posi- tion du ruban d'encre. ) Imprimante selon la revendication 2, caracté- risée en ce que le ruban d'encre thermique à transfert ( 4) com- porte des repères d'indexage ( 4 c) indiquant les frontières de chaque région d'encre d couleur (C, Y, M). 8 ) Impririante selon la revendication 7, caracté- risée en ce que le ruban d'encre thermique à transfert ( 4) com- porte des repères d'indexage ( 4 b) indiquant les frontières de chaque ensemble d'encres de couleur. 9 ) Imprimante selon la revendication 8, caracté- risée en ce que les repères d'indexage ( 4 b) du ruban d'encre servent à régler la position du ruban d'encre ( 4).