Brevet FR2520532A1 — publié le 19830729

La présente invention concerne un dispositif de commande de tete thermique destiné à un appareil d'impression par transfert thermique qui utilise un ruban encreur. On connait dans la technique des appareils d'impres- sion par transfert thermique qui utilisent un ruban encreur Par exemple, une tete thermique possédant 512 éléments chauffants alignés suivant une ligne est utilisée pour reproduire un signal de télévision par balayage vertical d'une image au moyen de la tète thermique et impression de cette image Dans ce cas, la tete ther- mique demande une puissance électrique relativement importante, de sorte que, ordinairement, les éléments chauffants de la tete thermique sont répartis en plusieurs groupes En général, ces groupes d'éléments chauffants sont commandés séquentiellement en temps partagé. Dans l'appareil d'impression classique du type ci- dessus décrit, les éléments chauffants sont répartis suivant la direction longitudinale de la tète thermique en groupes supérieur et inférieur Le groupe supérieur d'éléments chauffants est commandé pendant le premier cycle de chauffage, et le groupe inférieur d'éléments chauffants est commandé pendant le cycle de chauffage suivant L'action des éléments chauffants au voisinage de la limite séparant le groupe supérieur du groupe inférieur conduit à une difficulté Immédiatement après que le groupe supérieur d'éléments chauffants a été mis en oeuvre, une "chaleur résiduelle" est conduite jusqu'à une partie du groupe inférieur d'éléments chauf- fants En résultat, il peut se former, de manière visible, une bande au niveau du centre de l'image imprimée, ceci offrant une présentation défectueuse. C'est donc un but de l'invention de proposer un nouveau dispositif de commande de tète thermique qui élimine l'inconvénient de la technique antérieure. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de commande de tete thermique permettant de former une image imprimée de haute qualité sans irrégularités de valeurs. La description suivante, conçue à titre d'illustra- tion de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins - annexés, o les mêmes numéros de référence sont utilisés pour désigner les mêmes parties dans les différentes vues, et parmi lesquels: la figure 1 est une vue en perspective montrant la partie principale d'un appareil d'impression par transfert thermique auquel l'invention s'applique; la figure 2 est une vue en plan montrant la tete thermique et une aire d'image imprimée; la figure 3 est un schéma de principe d'un dispo- sitif de commande de tête thermique selon un mode de réalisation de l'invention; les figures 4 A à 4 H sont des diagrammes temporels de signaux permettant d'expliquer le mode de fonctionnement du circuit de la figure 3; et la figure 5 est une vue détaillée de l'image imprimée. Sur la figure 1, est présenté le concept de base d'un appareil d'impression par transfert thermique auquel l'invention s'applique Le numéro de référence 1 désigne un rouleau d'impression. Le papier d'impression 2 est enroulé sur le rouleau 1 Un ruban encreur 3 est préparé et amené en contact étroit avec le rouleau d'impression 1 par l'intermédiaire d'une tête thermique 4 La tete thermique 4 porte à son extrémité éloignée des éléments chauffants 6 (par exemple 512 éléments) Un colorant sublimable, ou un autre matériau pouvant être transféré thermiquement, revêt le ruban encreur 3 Une puissance électrique de chauffage est sélectivement délivrée aux éléments chauffants 6 afin d'imprimer un dessin sur le papier d'impression 2. 5 Dans ce mode de réalisation, une image fixe d'un signal de télévision doit être imprimée Comme le montre la figure 2, l'image de télévision se divise en 512 (direction verticale) x 1024 (direction horizontale) éléments d'image et elle est imprimée à l'aide de la tete 4 de transfert thermique. Le ruban encreur 3 se déplace lors de la rotation du rouleau d'impression 1 de façon qu'une nouvelle couche de colorant apparaisse séquentiellement en regard de la tete thermique 4 Dans ce mode de réalisation, le rouleau d'impression 1 s'arrète pendant l'impression des éléments d'image d'une ligne verticale Après l'impression des éléments d'image d'une ligne verticale, le rouleau d'impression avance d'un pas correspondant à un élément d'image dans la direction horizontale (indiquée par la flèche H) sur la figure 2. Le tambour d'impression 1 est alors prêt pour l'opération d'impres- sion suivante Le schéma de principe correspondant à la mise en oeuvre de l'invention est présenté sur la figure 3. Sur la figure 3, un signal d'image fixe venant d'un enregistreur de carte vidéo ou d'un moyen analogue est délivré à une borne d'entrée 10 Le signal d'image fixe est alors écrit dans une mémoire à accès direct 14 via un circuit 11 d'échantillon et de maintien, un convertisseur analogique-numérique 12 et un tampon 13 de données Dans ce mode de réalisation, les signaux vidéos corres- pondant à une image complète constituée de trames impaire et paire sont traités pendant chaque durée d'image complète de façon que le - traitement du signal soit effectué en unités de lignes verticales. L'impression est effectuée pendant la durée d'image suivante On suppose alors qu'une trame possède 256 lignes effectives, et que chaque échantillon de 256 lignes effectives est transformé en données numériques de 5 bits A cet effet, la mémoire à accès direct 14 doit avoir une capacité de 256 x 5 x 2 bits Une impulsion d'échantillon- nage utilisée pour produire une donnée est produite par un générateur 16 d'impulsions du système d'après une impulsion de synchronisation composite venant d'un séparateur 15 d'impulsion de synchronisation. L'impulsion d'horloge d'échantillonnage (SC) produite par le généra- teur 16 d'impulsions du système est délivrée au circuit 11 d'échan- tillonnage et de maintien et au convertisseur analogique-numérique 12. Lorsque le convertisseur analogique-numérique 12 a achevé le codage d'une donnée d'échantillonnage, il produit un signal EOC (fin de codage) Le signal EOC est délivré sous forme d'une impulsion d'hor- loge d'écriture (WC) à une unité de commande 17 du système Le géné- rateur d'impulsions 16 du système produit en outre un signal (O/E) d'identification de trame impaire (correspondant à la référence O) ou de trame paire correspondant à la référence E) Le signal O/E d'écriture (figure 4 A) est délivré à l'unité de commande 17 du système. Le signal O/E d'écriture fourni par le générateur d'impulsions 16 du système est également délivré à une bascule bistable 26 et est alors converti en une impulsion W/R d'écriture (référence W) et de lecture (référence R) (figure 4 B) qui est inversée à chaque image complète (deux trames) Lorsque le signal W/R est de niveau haut, l'unité de commande 17 du système délivre un signal d'écriture à la mémoire à accès direct 14 (borne W/R), de sorte que la mémoire à accès direct 14 est positionnée dans le mode écriture. Le mode écriture s'étend sur deux trames (une image complète), si bien que les pièces de données qui correspondent à 256 x 2 éléments d'image sont emmagasinées dans la mémoire à accès direct 14 Dans le mode écriture, le signal EOC est délivré comme impulsion d'horloge à un compteur d'adresse 18 qui produit alors un signal d'adresse de 8 bits De plus, un signal de 1 bit basé sur le signal O/E d'écriture est ajouté comme bit le moins significatif (A) Une donnée ayant au total 9 bits peut être utilisée pour obtenir l'accès à l'adresse de la mémoire à accès direct 14. Pendant la période d'image complète suivante, le mode-d'impression est appliqué, si bien que la donnée emmagasinée dans la mémoire à accès direct 14 est lue en réponse à une impulsion d'horloge de lecture (RC) venant d'un oscillateur 19 L'impulsion d'horloge de lecture est comptée par le compteur d'adresse 18 pendant l'opération de lecture Dans le m 5 me temps, une donnée possédant au total 9 bits parmi lesquels le signal O/E de lecture comme bit le moins significatif (A 0) est utilisée pour donner accès à l'adresse de la mémoire à accès direct 14 De plus, un compteur 20 de valeurs de gris est destiné à recevoir un report (CA) du compteur d'adresse 18 Un signal de sortie de 5 bits ( 32 valeurs de gris) venant du compteur 20 de valeurs de gris est comparé avec la donnée lue dans la mémoire à accès direct 14 via le tampon de données 13 par un comparateur d'amplitude 21 Les signaux de sortie du compa- rateur d'amplitude 21 sont délivrés à des registres à décalage 22-0 (trame impaire) et 22-E (trame paire) Chacun des registres à décalage 22- 0 et 22-E possède une capacité de 256 étages et est commandé par l'impulsion d'horloge de lecture venant de l'oscillateur 19 Les signaux de sortie du registre à décalage 22-0 sont délivrés en parallèle à des éléments chauffants de numérotation impaire 6-0-1 à 6-0-256 de la tête thermique 4 par l'intermédiaire d'un circuit de verrouillage 23-0 et d'un amplificateur d'attaque 24-0 Les signaux de sortie venant du registre à décalage 22-E sont délivrés en parallèle à des éléments chauffants de numérotation impaire 6-E-1 à 6-E-256 par l'intermédiaire d'un circuit de verrouillage 23-E et d'un amplificateur d'attaque 24-E Les données venant des registres à décalage 22-0 et 22-E sont verrouillées dans les circuits de verrouillage 23-0 et 23-E par un signal de report du compteur d'adresse 18. Dans l'appareil d'impression par transfert thermique selon l'invention, une bascule bistable 25 est destinée à tre posi- tionnée au moment de la réception du signal de report (CA) venant du compteur ZO de valeurs de gris Un signal de sortie (figure 4 E) de la bascule 25 est délivré à l'oscillateur 19 afin d'assurer la com- mande de-fréquence de l'impulsion d'horloge de lecture Le signal de sortie de la bascule 25 est également délivré à une première entrée d'une porte OU exclusif 28 Un signal de sortie (figure 4 C) venant d'une bascule bistable 27 est délivré à l'autre entrée de la porte OU exclusif 28 La bascule 27 est déclenchée par un signal de sortie de la bascule 26 et produit une impulsion qui est inversée toutes les deux images (quatre trames) Un signal de sortie de la porte OU exclusif 28 est délivré comme signal O/E de lecture à l'unité de commande 17 du système et à une entrée de chacune des portes ET et 31 Dans ce cas, le signal O/E de lecture est délivré à la porte ET 31 par l'intermédiaire d'un inyerseur 29 Le signal de la sortie Q (figure 4 D) de la bascule 26 est délivré à l'autre entrée de chacune des portes ET 30 et 31 Le signal de la sortie Q passe au niveau haut lorsque le dispositif fonctionne dans le mode impres- sion Le signal de sortie (figure 4 G) de la porte ET 30 est délivré à l'amplificateur d'attaque 24-0, et le signal de sortie (figure 4 H) de la porte ET 31 est délivré à l'amplificateur d'attaque 24-E, dans le but de les actionner. Comme cela apparaît clairement à la lecture du mode de fonctionnement cidessus décrit, la tête thermique 4 est commandée dans l'ordre des éléments chauffants 6-0 à 6-E pour l'impression de la première ligne verticale Pour la deuxième ligne verticale, la tète thermique 4 est commandée dans l'ordre des éléments chauffants 6-E à 6-0 A cet effet, le signal 0/E de lecture est utilisé comme bit le moins significatif (A 0) pour la lecture de la donnée emmagasinée dans la mémoire à accès direct 14. Comme ci-dessus décrit, une mémoire d'emmagasinage d'image complète, comme par exemple un enregistreur de carte vidéo, est nécessaire pour l'impression de l'image vidéo dans ce mode de réalisation Par exemple, un signal d'image fixe obtenu par l'enre- *gistreur de carte vidéo est délivré à la borne d'entrée 10 Le signal est emmagasiné dans la mémoire à accès direct 14 pendant la première période de deux trames de façon à imprimer le signal d'image fixe dans la deuxième période de deux trames Dans la troisième période de deux trames, l'image vidéo fixe se trouvant sur la ligne suivante est emmagasinée dans la mémoire à accès direct 14 et, dans le même temps, le tambour d'impression 1 avance d'un pas Pendant le cycle d'impression, le rouleau d'impression 1 est à l'arret Ainsi, une période de deux images complètes (soit une période de quatre trames) est -nécessaire pour l'impression d'une ligne verticale Si 1024 éléments d'image sont présents dans la direction horizontale, une image vidéo peut être imprimée pendant une durée correspondant à 4 x 1024 trames. Dans ce mode de réalisation, le signal de télévision pe répartit en composantes de signal de trame impaire et en compo- santes de signal de trame paire qui sont écrites dans la mémoire à accès direct 14 Pendant le cycle de prise en charge des données, le signal 0/E d'écriture est positionné sur le niveau logique " 1 " pendant la trame impaire Ainsi, le bit le moins significatif A O de l'adresse de la mémoire à accès direct 14 est positionné sur le niveau logique " 1 " Le signal 0/E d'écriture est positionné au niveau logique " 0 " dans la trame paire Une fois que le cycle de prise en charge de données qui possède deux trames s'est achevé, le cycle d'impression commence Dans ce mode de réalisation, il est appliqué une commande par modulation en largeur d'impulsion pour produire une image contenant 32 valeurs de gris en fonction du type de signal vidéo Puisque le signal vidéo est converti en donnée de 5 bits par le convertisseur analogique-numérique 11, le compteur de valeurs de gris produit également une donnée de référence de bits Pour le premier niveau de valeur de gris, par exemple " 00000 ", 256 pièces de données emmagasinées dans la mémoire à accès direct 14 sont comparées avec la donnée de 5 bits par le comparateur d'amplitude 21 Les résultats comparés sont séquentiellement emmagasinés dans les registres à décalage 22-0 Dans ce cas, le signal 0/E de lecture est positionné au niveau logique " 1 ", et le bit le moins significatif A O est également positionné au niveau logique " 1 " Les 256 pièces de données mémorisées dans la mémoire à accès direct 14 sont ensuite comparées avec un niveau de valeur de gris (par exemple " 00001 "), et les résultats comparés sont séquentiellement emmagasinés dans le registre à décalage 22-0 Le contenu précédemment emmagasiné du registre à décalage 22-0 est pris en charge et verrouillé dans le circuit de verrouillage 23-E en réponse au signal de report venant du compteur additionneur 18 et il est utilisé pour attaquer, ou commander, les éléments chauffants de numérotation impaire 6-0-1 à 60-256 via l'amplificateur d'attaque 24-0 Bien que le registre à décalage 22-E et le circuit de verrouillage 23-E fonctionnent res- pectivement de la même manière que le registre à décalage 22-0 et le circuit de verrouillage 23-0, l'impulsion de validation n'est pas fournie à l'amplificateur d'attaque 24-E En résultat, les éléments chauffants de numérotation paire 6-E-1 à 6-E-256 ne sont pas excités, ou attaqués, ou commandés Dans le contrôle de valeurs de gris indiqué ci-dessus, le comparateur d'amplitude 21 est ainsi conçu qu'il produit un signal de niveau logique " 1 " lorsqu'il reçoit deux signaux d'entrée A et B et que le signal d'entrée A est égal ou supérieur à B En principe, un fonctionnement par modulation en largeur d'impulsion selon le niveau peut Etre effectué Puisque le processus de modulation en largeur d'impulsion est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique no 06/403 795 déposée le 30 juillet 1982 par la demanderesse, on s'y reportera pour obtenir d'autres détails. Dans le mode de réalisation ci-dessus décrit, pour la première ligne verticale, la tete thermique 4 excite les éléments thermiques de numérotation impaire, puis les éléments thermiques de numérotation paire, dans cet ordre Pour la deuxième ligne verticale, la tète thermique 4 excite les éléments thermiques de numérotation paire et les éléments thermiques de numérotation paire, dans cet ordre La commutation de l'excitation des éléments thermiques est sous commande des impulsions de validation venant des portes ET 30 et 31 Dans ce cas, l'adresse de la mémoire à accès direct 14 est sous commande du signal O/E de lecture De plus, selon l'invention, le signal de sortie de la bascule bistable 25 sert à commander la fréquence du signal d'oscillation venant de l'oscillateur 19 Lorsque la tête thermique 4 excite les éléments thermiques de numérotation impaire, la température des éléments thermiques de numérotation paire augmente légèrement Si les éléments thermiques de numérota- tion paire sont excités dans les mêmes conditions données que les éléments thermiques de numérotation impaire, ceux des éléments thermiques de numérotation paire qui ont été chauffés par la "chaleur résiduelle" sont en état de surchauffe Pour éliminer l'inconvénient ci-dessus, la fréquence du signal d'oscillation produit par l'oscillateur 19 est légèrement augmentée, de sorte que les éléments thermiques sont, pendant le deuxième cycle de chauffage, chauffés pendant une durée légèrement plus courte que la durée du premier cycle de chauffage Le rapport de la période du premier cycle de chauffage à la période du deuxième cycle de chauffage est par exemple pris égal à 10:9. On peut améliorer la qualité d'une image vidéo imprimée à l'aide d'une imprimante à valeurs de gris en réglant la séquence de chauffage et le temps de chauffage Les éléments d'image imprimés sont présentés sur la figure 5 Un cercle blanc indique un dessin imprimé par les éléments chauffants excités lors du premier cycle d'impression, tandis qu'un cercle hachuré indique un dessin imprimé par les éléments chauffants excités lors du deuxième cycle d'impression Dans ce cas, la largeur d'impulsion de l'impulsion de commande thermique appliquée pour l'impression du cercle hachuré est plus courte que celle de l'impulsion d'exci- tation thermique appliquée pour l'impression du cercle blanc. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à être simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Dispositif de commande de tête thermique pour imprimante thermique, comprenant: une tête thermique ( 4) possédant plusieurs éléments chauffants ( 6) alignés suivant une ligne; une mémoire ( 14) destinée à emmagasiner des données pour l'impression sur un papier d'impression ( 2); caractérisé en ce qu'il comprend en outre un premier moyen de commande ( 22-0 à 24-0) servant à commander un sur deux des éléments chauffants de la tête thermique sur la base desdites données emmagasinées dans ladire mémoire; un deuxième moyen d'attaque ( 22-E à 24-E) destiné à commander le reste desdits éléments chauffants sur la base desdites données emmagasinées dans ladite mémoire; un moyen ( 25, 27, 28, 29, 30, 31) actionnant sélec- tivement lesdits premier et deuxième moyens de commande pour réaliser l'opération d'impression d'une ligne; et un moyen ( 1) permettant de changer la position rela- tive de ladite tète thermique et dudit papier d'impression en vue de l'impression d'une nouvelle ligne. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'actionnement sélectif change l'ordre d'action- nement dudit premier moyen de commande ( 22-0 à 24-0) et dudit deuxième moyen de commande ( 22-E à 24-E) lors du passage d'une ligne d'impression à la suivante. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'actionnement sélectif ( 25, 27 à 31) change la durée de commande relative, de sorte que le moyen de commande ( 22-0 à 24-0) actionné en deuxième lieu a une durée de commande plus courte que celle du moyen de commande ( 22-E à 24-E) actionné en premier lieu lors de l'impression d'une ligne sur ledit papier d'impression ( 2). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen d'actionnement sélectif ( 25, 27 à 31) change en outre l'ordre d'actionnement dudit premier moyen de commande ( 22-O à 24-O) et dudit deuxième moyen de commande ( 22-E'a 24-E) lors du passage d'une ligne d'impression à la suivante.