Brevet FR2594750A1 — publié le 19870828

L'invention concerne une tête thermique desti- née à chauffer une feuille à encre portant de l'encre afin de former un enregistrement sur une feuille d'enre- gistrement, et une imprimante thermique utilisant une telle tête thermique. L'invention concerne plus particulièrement une tête thermique capable non seulement d'effectuer une fonction d'enregistrement, mais également une fonc- tion de décollement de l'encre déposée sur la feuille d'enregistrement afin de corriger une image une fois enregistrée sur cette feuille, ainsi qu'une imprimante thermique utilisant une telle tête thermique. On utilise largement-comme unité d'enregistre- ment dans des imprimantes, des télécopieurs, des machines à écrire, etc., un dispositif d'enregistrement sériel dans lequel une tête d'enregistrement, montée sur un chariot pouvant se déplacer le long d'un cylindre, balaye une feuille ou un support d'enregistrement pour y former un enregistrement. Divers procédés d'enregistrement sont également mis en oeuvre en pratique, tels qu'un enregistrement par jets d'encre, un enregistrement par points et un enregistrement thermique et, dans un appareil d'enregis- trement thermique, on connaît une imprimante à transfert thermique dans laquelle un tête thermique est pressée contre du papier uni à travers un ruban encreur afin de transférer l'encre fondue sur la feuille, et une imprimante thermique dans laquelle une tête thermique est pressée contre une feuille thermosensible qu'elle chauffe et qui est capable de générer une couleur sous l'effet d'un chauffage, afin qu'il s'y forme un enregis- trement par chauffage direct. En outre, parmi de tels rubans encreurs, on connaît le type à pénétration qui provoque une péné- tration de l'encre fondue à chaud dans la feuille d'enre- gistrement, et le type à adhérence ou non pénétrant dans lequel l'encre est fixée à la surface de la feuille d'enregistrement, principalement par la force adhésive de l'encre à l'état fondu. Dans ce type à adhésion, on peut procéder à une correction en décollant l'encre une fois déposée. Cependant, dans l'utilisation d'un ruban encreur de ce type A adhérence, l'enregistrement (fusion et transfert de l'encre) et le décollement (fusion et arrachement de l'encre) ne peuvent pas être effectués avec une tête thermique classique, mais ne peuvent être réalisés que par le remplacement de la tête ou par un changement mécanique en position de décollement du ruban encreur. Un objet de l'invention est de proposer une tête thermique capable d'effectuer une opération d'enre- gistrement et une opération de correction ou de décolle- ment, ainsi qu'une imprimante thermique utilisant une telle tête. Un autre objet de l'invention est de proposer une tête thermique capable d'effectuer aisément une opération de correction, ainsi qu'une imprimante thermi- que utilisant une telle tête thermique. L'invention a également pour objet une tête thermique équipée d'un élément chauffant pour effectuer une opération de correction, et une imprimante thermique utilisant une telle tête thermique. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspec- tive d'un appareil d'enregistrement par transfert thermi- que équipé d'une tête thermique selon l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale schématique d'un ruban encreur non pénétrant; - la figure 3 est une élévation d'une tête thermique selon l'invention; - la figure 4 est une vue en plan suivant la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue en plan montrant le mode d'utilisation de la tête thermique selon l'inven- tion; - les figures 6A, 6B, 7A et 7B sont des vues schématiques montrant l'opération d'enregistrement d'une image et l'opération de décollement effectuées avec une tête thermique selon l'invention; - la figure 8 est un schéma simplifié d'un dispositif de commande de la tête thermique selon l'in- vention; - les figures 9A, 9B et 9C sont des diagrammes des temps montrant l'opération d'enregistrement; et - les figures 10A et lOB sont des vues schéma- tiques montrant les positions relatives entre un ruban encreur et une tête thermique. La figure 1 est une vue schématique en perspec- tive d'un appareil F d'enregistrement par transfert thermique équipé d'une tête thermique selon l'invention. L'appareil d'enregistrement par transfert thermique décrit ci-après peut être appliqué à des machines à écrire électroniques, des appareils de traitement de texte et d'image, des télécopieurs, etc. Dans l'appareil montré sur la figure 1, un cylindre supporte une feuille 2 d'enregistrement, et une tête thermique 4 montée sur un chariot 3 chauffe un ruban encreur 11 conformément à une information d'image, afin de transférer l'encre du ruban 11 sur la feuille d'enregistrement 2 et d'y former un enregis- trement. Le cylindre 1 représenté est réalisé sous la forme d'un rouleau qui est entraîné dans le sens indiqué par la flèche, au moyen d'une source d'entrai- nement non représentée, et il sert également de cylindre de transport de feuilles. Le chariot 3 peut être déplacé le long d'une barre 5 de guidage, parallèlement au cylindre 1, et il est animé d'un mouvement alternatif le long de la feuille 2 d'enregistrement au moyen d'un système d'en- trainement comprenant un moteur pas à pas 6, une poulie. d'entraînement 7, une poulie folle 8 et une courroie passant sur les poulies et reliée au chariot 3. La tête thermique 4 est équipée de plusieurs éléments de conversion électrothermiques, par exemple 24 résistances chauffantes agencées en une rangée verti- cale, et elle est montée de façon à pouvoir osciller entre une position abaissée dans laquelle elle est maintenue en contact avec la feuille d'enregistrement et une position relevée dans laquelle elle est écartée de la feuille d'enregistrement. Le chariot 3 porte une cassette 10 à ruban, montée de façon amovible et destinée à faire passer le ruban encreur devant la tête thermique 4. I.e ruban encreur 11, bobiné sur un axe 10a d'alimentation dans la cassette 10, est entraîné et enroulé sur un axe récepteur lOb, pendant l'opération d'enregistrement, sous l'action d'un arbre d'entraînement non représenté prévu sur le chariot 3, en synchronisme avec le mouvement de la tête thermique 4. Le ruban encreur 11 comporte une couche d'encre adhésive (non pénétrante) et décollable ou pelable, comme montré schématiquement en coupe transversale sur la figure 2. Le ruban encreur non pénétrant 11 comporte, sur un film 12 de substrat composé, par exemple,d'un film de polyester, une couche décollable 13, aisément fusible, à faible viscosité lorsqu'elle est fondue et une couche d'encre adhésive 14 présentant une haute viscosité à l'état fondu et une faible pénétration dans la feuille 2 d'enregistrement. La couche décollable 13 est composée d'une matière qui présente une faible viscosité lorsqu'elle est amenée à l'état fondu par chauffage, telle qu'une cire, du polyéthylène ou un polyamide de bas poids moléculaire. La couche d'encre 14 est composée d'une matière qui présente une adhésivité lorsqu'elle est chauffée, telle que du polyéthylene, du polyacétate de vinyle, une résine du type polyacrylate ou une résine du type alcool polyvinylique, dans laquelle est mélangé du noir de carbone ou d'autres colorants.- Dans le ruban encreur 11, le film 12 du subs- trat, la couche décollable 13 et la couche d'encre 14 peuvent avoir des épaisseurs, par exemple, de 3,5pm, 2 pm et 4 gm, respectivement. Lors de l'opération d'enregistrement, la tête thermique 4 est déplacée en même temps qu'elle est pressée contre le cylindre 1, à travers le ruban en- creur 11 et la feuille d'enregistrement 2, et plusieurs éléments 16 de conversion électrothermique (éléments de formation de points), disposés sur la face avant de la tête thermique 4, effectuent un enregistrement en produisant de la chaleur conformément à des signaux de données d'impression. Un avancement d'un interligne est réalisé par progression de la feuille 2 d'enregis- trement d'un pas prédéterminé dans une direction P. La figure 3 montre la face avant de la tête thermique 4, et la figure 4 est une vue en plan suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Comme montré sur les figures 3 et 4, la tête thermique 4 comporte, sur un substrat 15 en céramique, plusieurs résistances chauffantes 16-1, 16-2,..., 16- N constituant des éléments de formation de points pour 25947-5 O l'enregistrement d'images, les résistances étant connec- tées respectivement à des -électrodes 17-1, 17-2,..., 17-N et toutes à une électrode commune 18. Les résistan- ces chauffantes 16-1, 16-2,..., 16-N agencées en une rangée verticale sont formées sur une glaçure 19 de verre. Sur la figure 3, une flèche A indique la. direction du mouvement de la tête thermique 4 lors de l'opération d'enregistrement. Dans la présente forme de réalisation, un élément de conversion électrothermique en forme de barreau (résistance chauffante) 20, destiné à provoquer le décollement de l'encre déposée sur la feuille 2 d'enregistrement, est prévu en arrière des éléments 16 de formation de points par rapport au sens d'enregis- trement, sur le substrat 15 de la tête. Cette résistance chauffante 20 présente une longueur couvrant sensiblement les éléments 16 de forma- tion de points et elle peut être alimentée par l'intermé- diaire d'une électrode 21 de commande de décollement et de l'électrode commune 18. La résistance 20 est également formée surune glaçure 22 de verre. La figure 5 montre le mode d'utilisation de la tête thermique 4. Comme montré sur la figure 5, la tête thermique 4 est montée de façon à former un angle d'introduction a avec la feuille 2 d'enregistrement supportée par le cylindre 1. Le ruban encreur 11 avance à partir du c6té frontal, en synchronisme avec le mouvement de la tête thermique 4, puis passe devant les éléments 16 de formation de points et la résistance 20 de commande de décollement, et quitte la feuille sous un angle de décollement ou de pelage D. Pendant l'opération d'enregistrement d'une image, les éléments 16 de formation -de points sont actionnés conformément aux signaux de donnéesd'impression, et la résistance 20 de commande de décollement est alimentée à température basse, insuffisante pour l'enre- gistrement. Par contre, dans le cas de l'effacement d'un enregistrement par décollement de l'encre déjà déposée sur la feuille 2 d'enregistrement, l'alimentation de. la résistance 20 de commande de décollement est coupée afin que cette résistance refroidisse, et les éléments 16 de formation de points sont actionnés par un signal de données coIncidant avec l'image à effacer. Les figures 6A, 6B, 7A et 7B illustrent schéma- tiquement l'état du ruban encreur lors de l'enregistre- ment d'une image et de l'opération de décollement ou de correction. Dans l'opération d'enregistrement d'image montrée sur les figures 6A et 6B, opération au cours de laquelle la résistance 20 de commande de décollement est sous tension, un point d'encre 14A chauffé par un élément 16 de formation de points dans une position montrée sur la figure 6A est maintenu dans un état hautement visqueux jusqu'au moment de la séparation du ruban, montrée sur la figure 6B, le point d'encre étant alors transféré sur la feuille 2 d'enregistrement comme illustré. Par ailleurs, dans l'opération de décollement montrée sur les figures 7A et 7B, la position d'un point d'encre 14B sur la feuille 2 d'enregistrement est chauffée à travers le ruban encreur 11il par l'élément 16 de formation de points, comme montré sur la figure 7A. Cependant, étant donné que l'alimentation de la résistance 20 de commande de décollement est coupée dans ce cas, le point d'encre 14B chauffé dans la position montrée sur la figure 7A et collé à la couche d'encre 14 du ruban encreur 11 est refroidi avant que le ruban encreur soit séparé de la feuille comme montré sur la figure 7B. Par conséquent, l'interfa- ce du point d'encre 14B et du ruban encreur 11 se solidi- fie dans l'état collé, de sorte que le point d'encre 14B est pelé ou détaché de la feuille 2 d'enregis- trement et est transféré vers le ruban encreur 11. De cette manière, une même tête thermique 4 peut effectuer l'enregistrement d'une image et le décollement d'une image enregistrée d'une manière aisée et exacte, simplement par alimentation ou non de la résistance 20 de commande de décollement. De plus, la tête thermique selon l'invention peut assumer la fonction de décollement au moyen d'une structure extrêmement compacte, car les résistances 16 d'enregistrement d'images et la résistance 20 de commande de décollement sont formées sur un substrat de tête commun 15. La figure 8 montre un dispositif de commande de la tête thermique selon l'invention, comportant une unité centrale de traitement 30 destinée à fournir des signaux de génération de chaleur, en réponse à des données d'enregistrement, à un circuit 31 d'attaque de la tête thermique et à un circuit 32 d'attaque de la résistance de commande. L'unité centrale de traitement assume une commande en tout ou rien des résistances d'enregistrement 16-1 - 16-N et de la résistance 20 de commande de décollement. Le circuit 31 d'attaque de commande de la tête thermique est connecté aux électrodes respectives 17-1 - 17-N de la tête thermique 4 et fournit un courant électrique aux résistances chauffantes souhaitées 16- 1 - 16-N à partir d'une source 33 d'énergie de chauffage, en réponse au signal d'enregistrement ou de correction provenant de l'unité centrale de traitement 30, générant ainsi de la chaleur dans les résistances et réalisant l'enregistrement ou la correction d'une image. Le circuit 32 d'attaque ou de commande de la résistance de contrôle, en réponse à un signal prove- nant de l'unité centrale de traitement 30 et correspon- dant à des données d'enregistrement, active la résistance lors de l'opération d'enregistrement afin d'éle- ver la température du ruban à sa séparation de la feuille 2 d'enregistrement. Cependant, dans l'opération de correction, le circuit n'alimente pas la résistance 20 afin de maintenir le ruban à une température suffi- samment basse lors de la séparation. Par exemple, dans le cas o une correction est réalisée, le chariot 3 est amené dans la position de la correction et une touche de correction (non représentée) est enfoncée de manière qu'un signal provenant de l'unité centrale de traitement, enregistré dans une mémoire non repré- sentée, active les résistances chauffantes 16 seules pour décoller l'encre enregistrée de façon erronée. On se référera à présent aux figures 9A à 9C pour expliquer davantage les détails de l'opération d'enregistrement. La figure 9A montre une configuration d'enregistrement "A" à titre d'exemple, tandis que la figure 9B montre des signaux 30-1 - 30-9 de commande de la tête thermique, provenant de l'unité centrale 30 de traitement, lors de l'enregistrement de la configu- ration ou lettre "A". La figure 9C montre également le signal de commande que l'unité centrale 30 de traite- ment transmet au circuit 32 d'attaque de la résistance de contrôle, un signal de sortie de commande dans le cas d'une opération d'enregistrement étant indiqué en 30-10-1 tandis qu'un signal de sortie de commande dans le cas d'une opération de décollement, sans fourniture de courant à la résistance 20 de contrôle, est indiqué en 30-10-2. Dans une opération d'enregistrement, en réponse à un signal d'enregistrement faisant partie de l'un quelconque des signaux 30-1 à 30N, un signal de sortie de contrôle 30-10-1 est émis simultanément ou avec un léger retard. Ce retard est établi car un peu de temps est nécessaire au ruban 11 chauffé pour l'enre- gistrement pour atteindre la position de la résistance. de contrôle. Par ailleurs, dans une opération de décollement, o les signaux de sortie 30-1 à 30-N sont appliqués au circuit 31 d'attaque de la tête thermique de la même manière que dans l'opération d'enregistrement, afin de générer les signaux de chauffage d'une lettre "A", se superposant à la lettre "A" déjà enregistrée, mais le signal de la résistance de contrôle n'est pas généré comme indiqué en 30-10-2. La figure 10A montre la variation de températu- re avec le temps en un point du ruban 11 lors des opéra- tions d'enregistrement et de décollement, et la figure 10B montre la position dudit point du ruban 11 sur la tête thermique. On considère un certain point du ruban encreur 11, utilisé pour l'enregistrement. Lorsque ce point fait face à la résistance 16 d'enregistrement de la tête thermique 4, cette derniè- re est alimentée afin de chauffer le ruban encreur 11 à une température de plus de 100 C à plusieurs cen- taines de degrés (position 41). Lorsque le point atteint sensiblement le milieu de la résistance 16 (position 42), le chauffage est achevé, de sorte que la température du ruban 11 commence à décroître. Lorsque le point atteint la position de la résistance 20 de contrôle (position 43) qui est chauffée, par exemple, à environ C dans le cas d'une opération d'enregistrement, la baisse de température est réduite. Par conséquent, 2 94750 lorsque le ruban atteint un bord 25 de la tête (position 44) o le ruban se sépare, la température du ruban dans la présente forme de réalisation est d'environ C, ce qui est supérieur à la température d'enregistre- ment qui est d'environ 60 C dans cette forme de réalisa- tion. Dans l'opération de décollement, au cours de laquelle la résistance 20 de contrôle n'est pas activée, la température du ruban est d'environ 25 C, c'est-à-dire inférieure à la température d'enregistrement, lorsque le ruban 11 se sépare de la feuille au bord (position 45), et l'opération de décollement est donc rendue possible. - Comme expliqué précédemment, la présente invention propose une tête thermique capable d'effectuer une opération d'enregistrement d'une image et une opéra- tion de décollement de manière aisée et exacte, au moyen d'une structure simple, ainsi qu'une imprimante thermique utilisant cette tête. REVENDICATIONS 1. Tête thermique conçue pour être utilisée dans une imprimante thermique comportant une feuille à encre (11) portant de l'encre pour enregistrer une image sur une feuille (2) d'enregistrement, caractérisée en ce qu'elle comporte un substrat (15), des éléments d'enregistrement (16-1, 16-2,..., 16-N) générant de' la chaleur disposés sur le substrat afin d'enregistrer une image sur la feuille d'enregistrement par transfert de l'encre de ladite feuille à encre sur la feuille d'enregistrement, et un élément (20) de décollement générant de la chaleur, disposé sur le substrat, sur le côté arrière desdits éléments d'enregistrement géné- rant de la chaleur par rapport à la direction d'enregis- trement, cet élément (20) étant destiné à décoller de la feuille d'enregistrement l'encre qui a été transfé- rée de ladite feuille à encre sur la feuille d'enregis- trement par la chaleur générée par lesdits éléments d'enregistrement. 2. Tête thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille d'encre comprend une couche d'encre décollable non pénétrante (13, 14). 3. Tête thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle peut exécuter un mouvement alternatif le long de la feuille d'enregistrement. 4. Tête thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les élémentsd'enregistrement, générant de la chaleur, et l'élément de décollement, générant de la chaleur, sont alimentés en énergie lors de l'enregistrement d'une image, tandis que l'élément de décollement, générant de la chaleur, n'est pas alimen- té dans le cas du décollement de l'encre qui a été transférée sur la feuille d'enregistrement. 5. Tête thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments d'enregistrement générant de la chaleur et l'élément de décollement générant de la chaleur sont disposés sur -la même plaquet- te à circuit. 6. Imprimante thermique utilisant une feuille à encre (11) qui porte l'encre pour l'enregistrement d'une image sur une feuille d'enregistrement, caractéri- sée en ce qu'elle comporte une tête thermique comportant un substrat (15), des éléments d'enregistrement (16- 1, 16-2,..., 16-N) générant de la chaleur, disposés sur le substrat afin d'enregistrer une image sur la feuille d'enregistrement par transfert de l'encre de ladite feuille à encre sur la feuille d'enregistrement, et un élément (20) de décollement générant de la chaleur, disposé sur le substrat, sur le c6té arrière des éléments d'enregistrement par rapport à la direction d'enregistre- ment, cet élément (20) étant destiné à décoller de la feuille d'enregistrement l'encre qui a été transférée de la feuille à encre sur la feuille d'enregistrement par la chaleur générée par les éléments d'enregistrement, l'imprimante comportant en outre des moyens destinés à transporter la feuille d'enregistrement et des moyens (30) destinés à commander en tout ou rien les éléments d'enregistrement et de décollement générant de la chaleur. 7. Imprimante thermique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la feuille à encre comprend une couche d'encre décollable non pénétrante (13, 14). 8. Imprimante thermique selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de transport com- prennent un cylindre (1). 9. Imprimante thermique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la tête thermique est capable d'effectuer un mouvement alternatif le long de la feuille d'enregistrement. 10. Imprimante thermique selon la revendication 6, caractérisée en ce que les éléments d'enregistrement générant de la chaleur et l'élément de décollement générant de la chaleur sont alimentés en énergie lors de l'enregistrement d'image, tandis que l'élément de décollement n'est pas alimenté dans le cas du décollement de l'encre qui a été transféréesur la feuille d'enregis- trement. 11. Imprimante thermique selon la revendication 6, caractérisée en ce que les éléments d'enregistrement et de décollement générant de la chaleur sont disposés sur la même plaquette à circuit.