Brevet FR2508258A1 — publié le 19821224

L'invention concerne l'impression par transfert thermique d'une matière colorée, ou encre, d'un support à une feuille à imprimer, qui peut être faite de papier ordinaire. Dans les dispositifs connus de ce genre, il est nécessaire de faire un choix de compromis entre plusieurs qualités, dont la résolution de l'impression, et sa ra rapidité, notamment. Ceci s'applique dès l'impression en noir et blanc. Lors d'une impression en couleurs (deux encres ou plus), le compromis est bien entendu plus délicat, puisque la résolution et la rapidité globales résultent de la résolution et de la rapidité d'impression sur chaque couleur, multipliée par le nombre de couleurs. Cette complication intervient déjà si les couleurs sont imprimées de façon adjacente (sans superposition). Elle est nettement plus grande encore si les couleurs doivent être mélangées par superposition. La présente invention apporte une nouvelle disposition qui améliore sensiblement la situation. Le dispositif proposé pour l'impression par transfert thermique comprend - une tête thermique qui définit une ligne d'éléments chauffants sensiblement ponctuels, excitables sélectivement - une feuille à imprimer qui s'étend transversalement à la tête thermique, - un ruban porteur d'au moins un pigment d'impression, placé entre la tête thermique et la feuille à imprimer, le pigment étant susceptible de passer sur la feuille lors de l'excitation d'un ou plusieurs des éléments chauffants, en des emplacements correspondant à ceux du ou des éléments chauffants sélectivement excités, et - un organe presseur antagoniste susceptible de maintenir une pression choisie entre le papier, le ruban et la tête. Selon une caractéristique importante de 1 'in- vention, le ruban dfile longitudinalement par rapport à la tête thermique, selon un entraîner.ient pas à pas, et il est prévu un relâchement de la pression exercée par l'organe presseur antagoniste lors de l'entraînement du ruban. On réalise ainsi un bon compromis résolution- rapidité d'impression. Selon une variante de l'invention, le ruban est d'axe légère en incliné sur la ligne d'éléments cTlauf- fants de la tête thermique. Très avantageuseent, le dispositif comporte des moyens propres à déplacer le ruban sur une pluralité de positions transversales différentes par rapport à la tête thermique. En règle générale, le ruban comporte plusieurs zones porteuses de pigments de couleurs différentes, bien qu'une impression en noir et blanc puisse également être prévue. Cette disposition autorise un nombre important de couleurs différentes, qui peuvent être déposées en tout emplacement désiré sur le document à imprimer. Elle permet également d'obtenir des couleurs secondaires, par mélange de couleurs primaires. De préférence, les zones de couleurs différentes sont des bandes de couleur parallèles alignées selon l'axe longitudinal du ruban. Comme on le verra plus loin, l'invention offre également la possibilité d'impression de couleurs à luminosité différente. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés pour illustrer à titre non limitatif un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, et sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique de principe en perspective de la partie mécanique d'un dispositif d'impression selon l'invention ; - la figure 2 illustre très schématiquement un ruban pour la mise en oeuvre de la présente invention - la figure 3 illustre schématiquement une tête d'impression utilisable pour la mise en oeuvre de la présente invention - la figure 4 illustre un mode d'impression tri-chrome à l'aide du ruban de la figure 2 - la figure 5 illustre l'impression qui résulte sur papier des configurations illustrées sur la figure 4 ; et - la figure 6 illustre le schéma de principe du circuit électrique associé à la mécanique du dispositif d'impression. Sur la figure 1, on reconnatt en 10 une tête thermique, qui définit une ligne d'éléments chauffants sensiblement ponctuels, excitables sélectivement. La tête thermique est ici schématisée sous la forme d'une mince bande, afin de laisser voir les autres parties du dessin, et sa fixation sur le bati est également schématique. En pratique, il s'agit d'un dispositif un peu plus important. On distingue également sur la figure 1 une feuille à imprimer, notée 20, qui s'étend transversalement à la tête thermique 10, pour passer d'un rouleau débiteur 20 à un rouleau récepteur 23, ou bien a un dispositif de decoupe du papier (non represente). Au rouleau débiteur 20 ainsi qu'au rouleau recepteur 23 sont associes des moteurs pas à pas, respectivement notés 22 et 21. Dans l'hypothèse d'un dispositif de découpe, le moteur pas a pas 21 sera remplacé par un électro-aimant ou un organe analogue. Un ruban 30 porteur d'au moins un pigment d'impression, est placé entre la tette thermique 10 et la feuille à imprimer 20. Le pigment est susceptible de passer sur la feuille, lors de l'excitation d'un ou plusieurs des éléments chauffants, en des emplacements correspondant à ceux du ou des éléments chauffants qui sont sélectivement excités. Là encore, le ruban part d'un rouleau débiteur 32, pour aller vers un rouleau récepteur 31, qui produit le déplacement du ruban sous l'effet d'un moteur pas à pas 34. Bien entendu, un entratnement plus sophistiqué pourra être nécessaire dans certains cas.Le ruban est maintenu entre la tête thermique et la feuille à imprimer par un équipage de guidage 35, lequel est solidaire d'un dispositif de soutien 38, dont la position est ajustable verticalement sous l'effet d'un moteur pas à pas 36. L'ajustement vertical peut entre réalisé par exemple sous la forme d'une roue dentée 37 commandée par le moteur pas à pas 36 et actionnant une crémaillère 38 qui soulève lté- quipage mobile 35. Par ailleurs, on prévoit avantageusement un capteur de déplacement longitudinal du ruban, non représenté, et apte à indiquer le déplacement en longueur de ce ruban. L'ensemble est complété par un organe presseur antagoniste, constitué ici d'un rouleau 40, susceptible de maintenir une pression choisie entre le papier 20, le ruban 30, et la tette thermique 10. Cet organe presseur est avantageusement actionné en rotation par un moteur pas à pas 41 qui permet de définir de manière précise le déplacement du papier d'une ligne à l'autre. Enfin, un électro-aimant 45 permet de réaliser la pression par le rouleau 40 sur l'ensemble papier-ruban-tete, ou au contraire de relâcher cette pression. Selon un aspect important de la présente invention, le ruban 30 défile longitudinalement par rapport à la tête thermique, avec un entraSnement pas à pas, défini ici par le moteur 34, ou par un entratnement à galet et cabestan qui serait interposé alors directement sur le ruban 30 dans la partie linéaire de son trajet. Et il est prévu un relachement de la pression exercée par l'organe presseur antagoniste 40, ici sous la forme d'une désexcitation de l'électro-aimant 45, lorsque le ruban est en tramé. Selon une variante de l'invention, qui est illustrée sur la figure 4, le ruban est d'axe longitudinal légèrement incliné sur la ligne d'éléments chauffants de la tête thermique 10. Ceci permet une très bonne utilisation des différentes bandes de pigment du ruban, avec un chevauchement, comme le montre la figure 4. Bien que le dispositif proposé puisse également être utilisé pour une impression en noir et blanc, en règle générale, le ruban comporte plusieurs zones de pigment de couleurs différentes. Ainsi, comme le montre la figure 2, le ruban 30 comprend une bande jaune 30J, une bande bleue 303, et une bande rouge 30R. On peut obtenir ainsi un nombre important de couleurs différentes d'impression qui peuvent être déposées côte à côte, ou bien en superposition, ce qui permet un mélange, comme on le verra plus loin. La figure 3 illustre un mode de réalisation particulier de la tête d'impression 10. Dans ce mode de réalisation, on voit une bande d'éléments chauffants tels que 101 à 124. Les éléments chauffants sont rectangulaires avec un grand côté deux fois plues grand que le petit. Ils sont répartis-ici en des groupes de huit éléments, le premier groupe étant 101 à 108, le second 109 à 116, et le troisième 117 à 124. Cette disposition permet une commande multiplexée de la tête, que l'on décrira à propos du premier groupe, les connexions des autres groupes n'étant pas toutes représentées. Les zones chauffantes 101 à 1O8 du premier groupe sont reliées par l'une de leurs bandes d'extrémité au collecteur 150 d'un transistor dont ltémetteur reçoit par exemple une tension négative d'alimentation de puissance. te collecteur du transistor va donc constituer lune des bor nes de commande de fonctionnenent multiplexée, agissant pour l'ensemble du groupe 101 à 108. De l'autre côté, ltélectrode 101 est reliée par une diode 131 à une connexion 130,.qui reçoit également par une diode 132 l'autre borne de la première électrode 1O9 du second groupe, de même que par une diode 13 l'autre borne de la pre mière électrode 117 du troisième groupe, et ainsi de suite. La borne 130, de l'autre côté, constitue donc ltau- tre borne de commande de chaque première électrode de chaque groupe.La seconde électrode 102 est de mdme interconnectée à travers une diode 141 à une autre ligne de commande 140, qui reçoit par des diodes 142 et 143 les autres bornes des autres électrodes 110 et 118, et ainsi de suite. L'homme de l'art voit immédiatement qu'en commandant d'une part l'électrode de base du transistor 150 qui tient lieu de commande de groupe, puis d'autre part chacune des huit lignes telles que 130 et 140 qui vont commander individuellement les différentes autres bornes des électrodes de chaque groupe, on peut arriver à commander individuellement tout élément d'écriture désiré. En conséquence, une telle commande permet de réaliser l'impression groupe par groupe, donc d'étaler dans le temps l'énergie nécessaire pour l'impression. En pratique, on peut disposer de barrettes thermiques de ce genre qui comportent 1728 ou 2048 points sur une ligne faisant 200 à 210 mm. On voit que le dispositif ci-dessus permet d'appliquer la tension négative présente à l'émetteur du transistor 50 sélectivement à une ou plusieurs des électrodes placées dans chaque groupe. Selon un autre aspect de l'invention, en faisant varier la valeur de la tension positive, on modifie l'échauffement de chacun des éléments thermiques 101 à 124, et par la même la quantité de pigment transférée, donc la luminosité de l'impression en couleurs, ou bien en noir et blanc. Bien que la tête thermique comprenne un grand nombre d'éléments d'impression, on supposera dans la suite qu'il comporte trois groupes de huit éléments d'impression, pour simplifier les dessins. La figure 4 illustre une telle impression sur trois groupes, les points dtimpres- sion étant ici marqués sur le ruban d'impression, tandis que la figure 5 illustre le résultat obtenu sous la forme d'une impression sur la bande de papier 20. Sur la partie 30J du ruban 30 (figure 4), on suppose que chacun des éléments d'impression des trois groupes a été excité lorsqu'il était devant la partie 30J du ruban, qui correspond au jaune. Après cela, le ruban est élevé par le dispositif 36, 37, 38, d'une distance correspondant à la largeur de la bande de jaune, ce quoi amène maintenant la bande de bleu 30B en regard de la tête d'impression. Ainsi que le montre la figure 4, seul un des éléments thermiques sur trois est excité dans cette situation, en commençant par le second élément du premier groupe. A nouveau, on fait monter d'une largeur de bande colorée le ruban 30, et c'est maintenant la zone 30R pigmentée en rouge qui va se trouver en regard de la tête d'impression.Dans cette situation, on excite à cuveau un élément thermique sur trois, mais en commençant par le troisième du premier groupe, ce qui fait qu'à chaque fois on va exciter l'élément thermique adjacent à droite de ce qui a été fait pour la couleur bleue. Le résultat, illustré sur la figure 5, consiste en un point de jaune, suivi d'un point vert, puis d'un point orangé, et à nouveau d'un point de jaune suivi d'un point de vert puis d'un point orangé, et ainsi de suite, cette configuration se répétant sur toute la longueur de la ligne. On voit immédiatement que le dispositif selon l'invention est capable d'imprimer une ligne de points sélectivement sur chaque couleur, avec possibilité de surimpression, et de modulation de la luminosité de chaque couleur (sous réserve d'une commande individuelle des éléments chauffants). Bien entendu, pour imprimer des caractères, on définira convenablement ces caractères par une suite de points dans la direction horizontale, les points étant alors imprimés simultanément, puis dans la direction verticale, les points étant imprimés successivement, apres déplacement du papier. On se réfèrera maintenant à la figure 6, qui illustre le schéma de principe de la partie électrique du dispositif Selon l'invention. L'entrée de ce dispositif électrique est constituée par l'interface d'entrée 60, qui reçoit d'une part des dqnnées sur les différentes couleurs imprimer R, pour rouge, J, pour jaune et B, pour bleu. I1 s'y ajoute notamment des signaux d'horloge pour l'intercommunication de cet interface avec le dispositif situé en amont; une information PE qui indique que le dispositif situé en amont est prêt envoyer les données R J B, une ligne PtR, qui indique que l'interface d'entrée 60 est prêt à recevoir ces données, ainsi qu'une derniere ligne notée "terminal prêt, qui indique que l'en- semble du dispositif d'impression est en état de réaliser l'impression.Les entrées peuvent se présenter sous la forme d'une-prise de péritélévision, accompagnée d'un module d'adaptation adéquat. Le dispositif comporte en plus une mémoire capable d'enregistrer une ligne sur chacune des trois couleurs de base rouge, jaune et bleu, mémoire qui va être remplie å partir des données arrivant a l'interface d'entrée 60, sous le contrôle d'une base de temps 62, ainsi que d'un dispositif de traitement et de décision 63, avantageusement articulé autour d'un micro-processeur. A cet effet, des bus de communication relient le dispositif 63 à l'interface d'entrée, et à la base de temps 62, celle-ci étant son tour reliée par une ligne du même genre à la mémoire 61.Le dispositif de traitement et de décision 63 est également reluS a un interface de moteur et de capteur 65, ainsi qu'à un dispositif de signalisation 66. 7)e son coté, la mémoire 61 est reliée à la tête d'impression 10, qui reçoit également des informations de commande d'impression émanant de la base de temps 62, directement, ainsi que par l'intermediaire d'un circuit de commande d'impression 64, qui tient compte de la structure multiplexée d'impression déjà décrite à propos de la figure 3. Enfin, il est prévu un dispositif 67 capable d'assurer l'alimentation de l'ensemble à partir du secteur. A l'intérieur du dispositif d'impression sont prévus différents capteurs, dont un indiquant que le couvercle de l'appareil est fermé, un autre indiquant que le papier est présent, et en position d'impression, un autre indiquant de même que le ruban est en état d'imprimer ; enfin, un ou plusieurs capteurs indiquent que les pressions des différents appareils en contacts sont à des valeurs correctes, en particulier la pression du rouleau 40 sur le dispositif constitué par le papier, le ruban d'impression et la barrette éléments thermiques. Ces capteurs ne sont pas représentés sur la figure 1 pour simplifier le dessin. Les informations émanant de ces différents capteurs arrivent sur l'interface 65, et sont convenablement utilisées par le circuit 63 2 en particulier pour élaborer les si- gnaux PàR ainsi que "terminal prêt", ainsi que pour la commande dans de bonnes conditions de l'impression proprement dite. L'interface 65 commande encore différents dispositifs, dont l'actionnement du rouleau presseur 40 par l'intermédiaire de son électro-aimant 45, la montée et/ou la descente pas à pas du ruban sous lteffet du moteur 36, l'avance du papier sous l'effet du moteur 41 qui entrasse le rouleau presseur 40, et éventuellement des moteurs 21 et 22. L'interface 65 commande également l'avance du ruban sous l'effet du moteur 34, ou bien du cabestan déjà cité. Enfin, il est prévu de préférence un électro aimant capable d'assurer la coupure du papier lorsque l'impression d'une feuille est terminée, et que l'on désire que les feuilles soient délivrées individuellement. Si l'on revient à la figure 4, on vnit que, avec une disposition inclinée dii ruban, il est possible de réaliser une sélection en quinconce des zones d'impression sur le ruban, de manière à éviter d'avoir à dérouler à chaque fois une longueur de ruban égale à la longueur de la ligne d'impression. Bien entendu, l'impression en quinconce de la figure 4 se double de l'utilisation deux fois du ruban en chaque position, de manière à bénéficier au mieux de toute la largeur disponible du ruban. ans le cas où le ruban est droit, on utilisera de la dme manière plusieurs fois le ruban dans la même position, jusqu'à avoir complètement utilisé la hauteur des pigments disponible sur chaque bande d'impression telle que 30J, 30B ou 30R. Le dispositif qui vient d'être décrit peut fonctionner avec du papier ordinaire. Le ruban d'impression est avantageusement constitué d'une feuille de mylar sur laquelle sont déposées des bandes de couleurs au nombre de trois, ou éventuellement quatre (du noir étant ajouté). Comme précédemment indiqué, on obtient non seulement la possibilité d'avoir plusieurs couleurs d'impression au choix, mais même de superposer celles-ci, avec une excellente définition, étant donné que seul le ruban va se déplacer verticalement, et ce avec une excellente précision mécanique. Par ailleurs, comme on l'a vu plus haut, en modulant la puissance appliquée à chacun des éléments thermiques de la tête d'impression, il est possible de faire varier la dimension élémentaire de la tache transférée, et ainsi d'obtenir une variation de luminosité pour chacune des différentes couleurs. Le dispositif décrit permet non seulement de réa liser une impression en plusieurs couleurs très perfor- mante avec mélange de couleurs, mais aussi de réaliser une impression en noir et blanc très rapide. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'impression par transfert thermique du type comprenant - une tête thermique (10) qui définit une ligne d'éléments chauffants sensiblement ponctuels, excitables sélective ment, - une feuille à imprimer (20) qui s'étend transversalement à la tete thermique, - un ruban (30) porteur d'au moins un pigment d'impression, placé entre la tete thermique et la feuille à imprimer, le pigment étant susceptible de passer sur la feuille lors de l'excitation d'un ou plusieurs des éléments chauffants, en des emplacements correspondant à ceux du ou des éléments chauffants sélectivement excités, et - un organe presseur antagoniste (40) susceptible de main tenir une pression choisie entre le papier, le ruban et la tete, caractérisé par le fait que le ruban (30) défile longitudinalement par rapport a la tête thermique (10), selon un entraînement pas a pas, et qu'il est prévu un relâchement (45) de la pression exercée par l'organe presseur antagoniste lors de l'entraînement du ruban. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ruban (30) est d'axe légerement incliné sur la ligne d'éléments chauffants de la tete thermique. 3. Dispositif selon l'une des revendications I et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (35 a 38) propres déplacer le ruban sur une pluralité de positions transversales différentes par rapport å la tete thermique. 4. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé par le fait que le ruban (30) comporte plusieurs zones porteuses de pigments de couleurs différentes. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérise par le fait que les zones de couleurs différentes (30J, 30B, 30R) sont des bandes de couleur parallèles alignees selon l'axe longitudinal du ruban.