Brevet FR2520671A1 — publié le 19830805

I PROCEDE D'IMPRESSION DE POINTS SUR UN PAPIER THERMOSENSIBLE PAR UNE IMPRIMANTE THERMIQUE ET IMPRIMANTE METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé d'impression de points sur un papier thermosensible par une imprimante thermique et une imprimante thermique mettant en oeuvre ce procédé. On connaît un procédé d'impression de points sur papier thermo- sensible à l'aide d'une imprimante thermique dont la tête comporte N résistances espacées de deux fois le pas du point à imprimer et alignées dans la direction de la ligne à imprimer. Selon ce procédé l'opération d'impression d'une ligne à 2 N points a lieu suivant deux étapes Au cours d'une première étape la tête d'impression est maintenue immobile et les résistances correspondant aux points à imprimer sont chauffées Au cours d'une deuxième étape la tête d'impression est déplacée d'un pas dans la direction de la ligne considérée pour que les résistances correspondant aux emplacements des points de la ligne restant à imprimer soient chauffées De façon à ne pas faire apparaître de traînées sur le papier, les instants de chauffage des résistances sont séparés par les temps de déplacement de la tête d'impres- sion et de déplacement du papier sous la tête d'impressio 4 pour position- ner la tête sur la nouvelle ligne à imprimer Grâce à ce procédé le temps d'impression d'une ligne est constant et il est relativement commode de synchroniser la réception des informations avec le dispositif qui les envoie Toutefois les informations relatives à une ligne peuvent provenir de dispositifs quelconques tels que des contrôleurs de périphérique d'ordi- nateur et, lorsqu'elles arrivent à un rythme variable, il est nécessaire de prévoir des dispositifs de mémorisation de ces informations à l'aide, par exemple, d'une mémoire-tampon, pour ensuite transférer les informations mémorisées vers le dispositif d'impression de l'imprimante. La taille des dispositifs de mémorisation ou de ces mémoires- tampon est déterminée, d'une part, en fonction du nombre d'informations ou de points maximums pouvant être reçus par unité de temps et d'autre part, en fonction de la vitesse d'impression de l'imprimante La taille des mémoires utilisées sera d'autant plus grande que la vitesse d'impression est lente relativement à la vitesse des informations reçues. Pour limiter la taille des dispositifs de mémorisation sans toute- fois encourir un risque de débordement de ceux-ci, il existe plusieurs solutions qui tendent pour la plupart à diminuer le temps d'impression des imprimantes par augmentation de leur vitesse d'impression. L'invention a pour but d'augmenter encore la vitesse d'impression des imprimantes thermiques. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'impression de points sur un papier thermosensible par une imprimante thermique com- prenant, une tête d'impression formée de N résistances chauffantes régulièrement espacées et alignées dans la direction de la ligne à imprimer, des dispositifs d'entrée de signaux représentant les points à imprimer, des moyens de mémorisation, des signaux reçus par les disposi- tifs d'entrée ainsi que des moyens de commande pour le déplacement de la tête d'impression et le chauffage des résistances correspondant aux points à imprimer, le procédé consistant dans une première étape, à chauffer les résistances correspondant aux emplacements des points à imprimer d'une ligne située directement au regard de ces résistances et dans une deuxième étape à décaler la tête d'impression pour chauffer à nouveau les résistances de la tète correspondant aux emplacements des points de la ligne restant à imprimer, caractérisé en ce qu'il consiste, également, à interdire le déplacement de la tête d'impression et à autoriser le chauffage des résistances correspondant aux points restant à imprimer au cours de la deuxième étape lorsque, le nombre de points à imprimer mémorisés à l'intérieur des moyens de mémorisation, dépasse un nombre déterminé de points, pour éviter que le nombre de points à mémoriser ne dépasse la capacité d'emmagasinage des moyens de mémorisation. L'invention a également pour objet une imprimante thermique mettant en oeuvre le procédé précité comportant, une tête d'impression formée de N résistances chauffantes alignées dans la direction de la ligne à imprimer, des dispositifs d'entrée de signaux représentant les points à imprimer, des moyens de mémorisation des signaux reçus par les disposi- 252067-1 tifs d'entrée ainsi que des moyens de commande pour le déplacement de la tête d'impression et le chauffage des résistances correspondant aux points à imprimer, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens inhibiteurs des moyens de commande du déplacement de la tête d'impression lorsque le nombre de points à imprimer mémorisés à l'intérieur des moyens de mémorisation dépasse un nombre prédéterminé de points pour éviter un débordement de la capacité des moyens de mémorisation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description faite au regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels: La figure l représente le dispositif d'impression de l'imprimante thermique selon l'invention associé à son dispositif de commande. La figure 2 représente un diagramme des temps représentant un fonctionnement de l'imprimante lorsqu'il n'existe pas de risques de débor- dement des moyens de mémorisation. La figure 3 est un diagramme des temps représentant le fonction- nement de l'imprimante lorsqu'il existe un risque de débordement des moyens de mémorisation. Le dispositif d'impression représenté à la figure l comprend une tête d'impression 1, un organe de commande 2, des moyens de mémorisa- tion 3 et un dispositif d'entrée/sortie 4, représentés à l'intérieur de traits en pointillés La tête d'impression l est constituée par un support 5, un porte-électrodes 6, et des éléments de guidage 7, 8 en translation du porte-électrodes 6 Les éléments de guidage 7 et 8 reposent sur le support 5 Le porte-électrodes 6 est constitué par un coulisseau 9 comportant des extrémités 10 et Il Le porte-électrodes 6 comprend également N électrodes en saillie 12 î à 12 N qui sont disposées le long du grand axe longitudinal du coulisseau et qui sont constituées par des résistances R 1 à RN Ces électrodes sont situées en regard d'un papier d'impression thermosensible qui est entraîné, de façon connue et par conséquent non représentée, par un dispositif de déplacement pas à pas du papier pour assurer l'impression des lignes d'information devant apparaître sur le papier Le coulisseau 9 comprend également un axe d'articulation 13 Le coulisseau 9 est limité dans son déplacement en translation dans un sens, par une butée 14 reposant sur le support 5 et sur laquelle s'appuie l'extrémité 10 du coulisseau 9 lorsque celui-ci est en position repos et dans l'autre sens, par un ressort 15 disposé entre l'extrémité Il du coulisseau 9 et le support 5 Un électro-aimant 16 est fixé sur le support 5 de manière à agir sur un levier, articulé sur un axe d'articulation 17 solidaire du support 5 et composé des bras 18 et 19 situés de part et d'autre de l'axe d'articulation 17, de façon que le bras 18 puisse être attiré par l'électro-aimant 16 L'extrémité du bras 19 est articulée sur l'axe d'articulation 13 du coulisseau 9. L'organe de commande 2 comprend un registre à décalage 21, un séquenceur constitué par une horloge 22, un compteur 23 et un basculeur 24 L'organe de commande comprend également des amplificateurs de chauffage 251 à 25 N reliés chacun à une extrémité respective des résistances R 1 à RN de la tête d'impression de façon à alimenter en courant ces résistances et à les chauffer Un amplificateur de commande 26 assure la commande de l'électro-aimant 16 Le registre à décalage 21 comprend 2 N basculeurs qui peuvent être chargés en parallèle par les signaux binaires arrivant sur ses entrées I parallèles, la commande de chargement étant assurée en synchronisme avec le signal H de l'horloge 22, appliqué sur son entrée CK et un signal binaire de niveau 1 logique appliqué sur son entrée T Le décalage des signaux binaires mémorisés à lintérieur du registre à décalage 21 est assuré par l'application, en synchronisme avec le signal H appliqué sur son entrée CK, d'un signal binaire de niveau 1 logique à l'entrée DEC du registre à décalage 21 Le transfert des signaux binaires présents sur l'entrée I à l'intérieur du registre à décalage 21 est réalisé à l'aide des deux portes ET 27, 28 et de la porte OU 29 La sortie de la porte OU 29 est reliée à l'entrée T du registre à décalage 21 et ses deux entrées sont reliées respectivement aux sorties des portes ET 27 et 28 La porte ET 27 comprend trois entrées, une première entrée est reliée à la sortie Q 1 du compteur 23, une deuxième entrée est reliée à la sortie Q 2 du compteur 23 et une troisième entrée reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3 La porte ET 28 comprend deux entrées, une première entrée est reliée à la sortie Q 3 du basculeur 24 et une deuxième entrée reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3 La commande de décalage des signaux mémorisés à l'intérieur du registre à décalage 21 est assurée par une logique de commande de décalage constituée par les portes ET 30, 31 et de la porte OU 32 La sortie de la porte OU 32 est reliée à l'entrée DEC du registre à décalage 21 et ses deux entrées sont reliées respectivement à la sortie de la porte ET 30 et à la sortie de la porte ET 31 La porte ET 30 comprend trois entrées, la première entrée est reliée à la sortie Q 1 du compteur 23, la deuxième entrée est reliée à la sortie Q 2 du compteur 23 et la troisième entrée reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3 La porte ET 31 comprend deux entrées, la première entrée reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3 et la deuxième entrée est reliée à la sortie Q 3 du basculeur 24 Les sorties de rangs impairs Q 1 à Q 2 n-1 du registre à décalage 21 sont reliées respectivement aux entrées des portes ET 331 à 33 N dont les sorties sont reliées respectivement aux entrées des amplificateurs de chauffage 251 à 25 N' Les portes ET 331 à 33 N assurent 1 5 la commande des amplificateurs de chauffage lorsqu'elles sont comman- dées,sur leur deuxième entrée par une logique de commande constituée des portes ET 34, 35, de la porte NON-ET 36 et de la porte OU 37 et sur leur troisième entrée par le signal H provenant de l'horloge 22 La sortie de la porte OU 37 est appliquée sur la deuxième entrée des portes ET 331 à 33 La porte OU 37 comprend trois entrées reliées respectivement aux sorties des portes ET 34, 35 et de la porte NON-ET 36 La porte ET 34 comprend trois entrées, une première entrée est reliée à la sortie Q 1 du compteur 23, la deuxième entrée est reliée à la sortie Q 2 du compteur 23 et la troisième entrée reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3 La porte ET 35 comprend également trois entrées, la première entrée est reliée à la sortie Q 1 du compteur 23, une deuxième entrée est reliée à la sortie Q 2 du compteur 23 et la troisième entrée reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3 La porte NON-ET 36 comprend deux entrées, une première entrée reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3 et la deuxième entrée est connectée à la sortie de l'horloge 22 La commande de l'amplificateur de commande 26 de l'électro-aimant 16 est assurée par la porte ET 38 La porte ET 38 a deux entrées reliées respectivement à la sortie Q, du compteur 23 et à la sortie délivrant l'information "plein" des moyens de mémorisation 3 La progression du compteur 23 est assurée par la porte 39 dont une entrée est reliée à la sortie de l'horloge 22 et dont l'autre entrée reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3 De même le basculement du basculeur 24 est assuré par la porte 40 dont une entrée est reliée à la sortie de l'horloge 22 et dont l'autre entrée inverseuse reçoit l'information "plein" provenant des moyens de mémorisation 3. Les moyens de mémorisation 3 sont constitués par des mémoires- tampon 41 et 41 bis, organisées en plusieurs mots de 2 N bits d'informations correspondant chacun au nombre de points pouvant être imprimés sur une ligne du papier de l'imprimante L'entrée d'informations de la mémoire 41 est reliée aux sorties parallèles d'un registre 42 qui mémorise les bits d'informations reçus par l'imprimante correspondant à l'impression de 2 N points sur une ligne Les mémoires 41 et 4 lbis sont organisées dans le mode dit "FIFO" qui est une abréviation du terme américain "First in, First out" selon lequel les informations qui sortent de la mémoire se retrouvent dans l'ordre qu'elles avaient au moment de leur entrée Ces mémoires présentent un indicateur d'état qui prend l'état 1 logique lorsque le nombre de mots d'informations mémorisés à l'intérieur de la mémoire a atteint la capacité maximum de mémorisation de celle-ci. Dans le cas de la figure 1 l'indication de l'état de la mémoire 41 bis est signalé par le signal "plein" qui a le niveau 1 logique lorsque la mémoire 4 Ibis n'est pas complétement remplie et est à O logique lorsque cette mémoire est remplie L'information "plein" est inversée par l'inverseur 43 pour délivrer l'information "plein" Les indications d'état "plein" de la mémoire 41 bis et "plein" de l'inverseur 43 sont utilisés comme moyens inhibiteurs des logiques de commande précédemment décrites. Le dispositif d'entrée/sortie 4 est constitué, dans le cadre de la figure 1, par un modulateur/démodulateur 44 qui délivre les informations relatives aux points à imprimer, sous une forme codée binaire en série, à destination de l'entrée du registre 42 du dispositif de mémorisation 3. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant Les informations proviennent à l'imprimante à l'entrée du modu- lateur/démodulateur 44 Le modulateur/démodulateur 44 délivre une suite de signaux binaires représentant chacun l'état d'un point de la ligne à imprimer et présentant l'état O ou l'état 1 suivant que le point correspon- dant doit être noirci ou doit rester blanc Ces signaux sont transmis en série à l'entrée du registre 42 pour être ensuite transférés dans la mémoire 41 chaque fois que 2 N signaux représentant 2 N points d'une ligne ont été emmagasinés dans le registre 42 Les mots de 2 N signaux ainsi formés sont transférés de façon connue en soi successivement dans la mémoire 41 puis dans la mémoire 41 bis pour être appliqués, successi- vement, à l'entrée I du registre à décalage 21 dans l'ordre de leur arrivée. Un risque de débordement est signalé par l'état d'une zone de la mémoire 4 Ibis qui prend le niveau logique 1 lorsque le nombre de mots mémorisés à l'intérieur de la mémoire 41 bis atteint la capacité maximum de mémori- sation de celles-ci, cette situation se traduisant par l'apparition d'un signal de niveau logique O sur la sortie appelée "plein" de la mémoire 41 bis En fonction de l'état O ou de l'état 1 de la sortie "plein", deux types de situation peuvent avoir lieu. Dans un premier type lorsque la sortie "plein" a le niveau 1, aucun risque de débordement n'est prévisible, la tête d'impression est alors commandée en mode normal de la façon représentée dans le chronogram- me de la figure 2 Sur cette figure les signaux d'horloge H délivrés par l'horloge 22 sont représentés à la première ligne, la deuxième ligne représente l'évolution du signal de sortie Q 1 du compteur 23, la deuxième ligne représente l'évolution du signal Q 2 sortant du compteur 23, la quatrième ligne représente les instants T de commande, sur l'entrée T du registre 21, du transfert des informations présentées sur son entrée 1, la cinquième ligne représente les instants DEC de commande, sur l'entrée DEC du registre 21, du décalage vers la gauche des 2 N bits d'informations mémorisées à l'intérieur du registre 21 Les sixième, septième et huitième lignes représentent respectivement les instants R de retour ou de repos de la tête d'impression sur sa butée, les instants CH de chauffage des électrodes et les instants D de déplacement de la tête d'impression. En début d'impression, la tête d'impression ne noircit que les points de la ligne dont le numéro d'ordre est impair Le cycle d'impression commence par un transfert des 2 N signaux présents à l'entrée I du registre à décalage 21, dans le registre à décalage 21, aux instants T Chaque instant Ti est défini par le niveau logique 1 apparaissant à la sortie de la porte OU 29 lorsque les sorties Q 1 et Q 2 du compteur 23 ont respecti- vement les valeurs 1 et O et lorsque le signal d'horloge H a le niveau haut sur la figure 2 Le chauffage des résistances des électrodes correspondant aux points qui doivent être noircis sur la ligne à imprimer a lieu un instant plus tard lorsque simultanément les sorties Q 1 et Q 2 du compteur 23 et le signal i délivré par l'horloge 22 ont la valeur 1 logique Les 2 N bits d'informations contenues dans le registre 21 sont alors décalés d'un pas vers la gauche, dans le registre à décalage 21, au top d'horloge suivant, à la retombée du signal Q 1 sortant du compteur 23, alors que, le signal Q 2 sortant du compteur 23 reste à la valeur 1 logique Le déplacement D du porte-électrodes a ensuite lieu en comprimant le ressort 15 pendant toute la durée du signal Q 1 délivré par le compteur 23 Le chauffage des résistances correspondant aux points restant à imprimer est commandé à la fin du déplacement du porte-électrodes 23 lorsque simultanément les signaux Q 1 et Q 2 sortant du compteur 23 ont la valeur O logique et que le signal H délivré par l'horloge 22 a la valeur 1 logique A l'instant d'horloge suivant, lorsque la sortie Q 1 du compteur 23 retourne à l'état 1, le retour du porte-électrodes a lieu par la coupure du courant d'alimentation de l'électro-aimant 16 et par l'action du ressort 15 qui se détend Lorsque le porte-électrodes est revenu sur sa butée 14, un nouveau cycle d'impression recommence, après, que le mot d'information présent à l'entrée I du registre 21 ait été à nouveau transféré dans ce registre, et que l'avance du papier pour l'impression de la ligne suivante ait été réalisée Cette avance du papier pourra s'effectuer par exemple, durant les instants Ti de transfert des informations dans le registre 21. Un deuxième type de situation, représenté par la figure 3, peut se présenter lorsqu'un risque de débordement est signalé par l'état O du signal "plein" Ce signal va alors agir comme moyen inhibiteur des moyens de commande de déplacement de la tête d'impression Dans ce cas l'alimen- tation de l'électro-aimant 16 n'est plus réalisée du fait de l'application du -signal "plein" sur l'entrée correspondante de la porte ET 38 De la même façon la progression du compteur 23 n'est plus réalisée La synchronisation des commandes de la tête d'impression est remplacée par le basculement du basculeur 24 qui change d'état au rythme du signal H de l'horloge 22 validé par la porte 40 L'évolution de la sortie Q 3 du basculeur 24 est représentée par la figure 3, ce signal prenant la valeur logique 1 tous les deux tops d'horloge Dans ce cas le transfert des informations, présentes à l'entrée I du registre 21, à l'intérieur du registre à décalage 21,a lieu tous les deux tops d'horloge chaque fois que la sortie Q 3 du basculeur 24 présente l'état logique 1 Lorsque ce transfert est effectué, le décalage des mots d'informations à 2 N bits contenus dans le registre à décalage 21, est effectué d'un pas vers la gauche au top d'horloge suivant, lorsque, la sortie Q 3 du basculeur 24 prend la valeur logique O On remarque que dans cette situation, du fait qu'aucun déplacement du porte-électrodes ne se produit, le chauffage des résistances correspondant aux points à imprimer a lieu à l'intérieur de chaque période d'horloge lorsque le signal d'horloge H a la valeur logique O On s'aperçoit également que selon cette configuration le cycle d'impression d'une ligne sur le papier a une durée correspondant à deux périodes d'horloge alors que dans le cas du mode de fonctionnement représenté à la figure 2 le cycle d'impression a lieu durant 1 5 quatre cycles d'horloge Le résultat est que, deux points noirs voisins qui normalement devaient être noircis, sont remplacés, dans le cadre du fonctionnement représenté à la figure 3, par un point unique mais plus large, ce qui compense la perte de définition Néanmoins cette perte de définition est compensée par un gain de temps d'impression appréciable qui permet de diminuer considérablement la taille des dispositifs de mémorisation Comme dans le cas précédent, l'avance du papier sous la tête d'impression pourra s'effectuer durant les instants Ti de transfert des informations dans le registre 21 Comme les instants Ti se trouvent intercalés (figure 3) entre les instants de chauffage des électrodes, les risques de faire des tramnées sur le papier lorsque celui-ci se déplace sont écartés. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec l'exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que d'autres modes de réalisation de l'invention sont égale- ment possibles sans pour autant sortir du cadre et de la portée de l'invention C'est ainsi que l'on pourra tout aussi bien assurer les dépla- cements du coulisseau de la tête d'impression par un moteur pas à pas oscillant entre deux positions ou plusieurs positions et commandé à l'aide d'un organe de commande constitué par un microprocesseur Selon cette variante de réalisation on pourra également effectuer un chargement en parallèle ou en série d'un registre à décalage équivalent au registre 21 précédemment décrit Le choix entre ces deux modes de chargement pourra être déterminé en fonction du nombre plus ou moins important de points à imprimer par ligne De même les risques de débordement des moyens de mémorisation pourront être signalés par tout autre dispositif que celui décrit précédemment, consistant par exemple, à faire compter par tun compteur du microprocesseur les mots d'informations ou les signaux reçus par les moyens de mémorisation durant des périodes de temps déterminées et en fonction du nombre obtenu à autoriser ou à interdire les déplacements de la tête d'impression. il REVENDICATIONS 1 Procédé d'impression de points sur un papier thermosensible par une imprimante thermique comprenant une tête d'impression ( 1) formée de N résistances chauffantes alignés dans la direction de la ligne à imprimer, des dispositifs ( 4) d'entrée des signaux représentant les points à imprimer, des moyens ( 3) de mémorisation des signaux reçus par les dispositifs d'entrée ainsi que des moyens ( 2) de commande pour le déplacement de la tête d'impression et le chauffage des résistances correspondant aux emplacements des points à imprimer, le procédé consistant, dans une première étape, à chauffer les résistances corres- pondant aux emplacements des points à imprimer d'une ligne située directement au regard de ces résistances et dans une deuxième étape à décaler la tête d'impression pour chauffer à nouveau les résistances de la tête correspondant aux emplacements des points de la ligne restant à imprimer, caractérisé en ce qu'il consiste également, à interdire le déplacement de la tête d'impression et à autoriser le chauffage des résistances correspondant aux points restant à imprimer au cours de la deuxième étape lorsque, le nombre de points à imprimer, mémorisés à l'intérieur des moyens de mémorisation, dépasse un nombre déterminé de points, pour éviter que le nombre de points à mémoriser ne dépasse la capacité d'emmagasinage des moyens de mémorisation. 2 Imprimante thermique comportant une tête d'impression ( 1) formée de N résistances chauffantes alignées dans la direction de la ligne à imprimer, un dispositif ( 4) d'entrée de signaux représentant les points à imprimer, des moyens ( 3) de mémorisation des signaux reçus par les dispositifs d'entrée ainsi que des moyens ( 2) de commande pour le déplacement de la tête d'impression et le chauffage des résistances correspondant aux points à imprimer, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens inhibiteurs ( 38, 41 bis) des moyens de commande de déplace- ment de la tête d'impression lorsque le nombre de points à imprimer mémorisés à l'intérieur des moyens de mémorisation ( 3) dépasse un nombre prédéterminé de points pour éviter un débordement de la capacité des moyens de mémorisation. 3 Imprimante thermique selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens inhibiteurs sont constitués par l'état d'une zone de mémoire située à l'intérieur des moyens de mémorisation ainsi que par des moyens ( 38) pour interdire les déplacements de la tête d'impression sensibles à l'état de la zone de mémoire. 4 Imprimante thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens inhibiteurs sont constitués par un compteur des signaux reçus par les dispositifs d'entrée durant une période de temps déterminée ainsi que par des moyens pour interdire les déplacements de la tête d'impression lorsque le compte obtenu dépasse une valeur prédéterminée. Imprimante thermique selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisée en ce que les moyens pour interdire les déplacements de la tête d'impression sont situés à l'intérieur des moyens ( 2) de commande. 6 Imprimante thermique selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de commande ( 2) sont constitués par un microprocesseur.