Brevet FR2589274A1 — publié le 19870430

- 1- 2589274 Tête d'impression électrostatique La présente invention concerne les dispositifs d'impression utili- sant une pluralité d'électrodes individuelles alignées sur au moins une rangée pour l'impression d'un support d'enregistrement déplacé devant ces électrodes. Elle porte plus particulièrement sur une tête d'impression électrostatique au moyen de laquelle on crée progressivement une image électrostatique latente sur le support d'enregistrement, par décharge ionique obtenue en portant les électrodes à haute tension, alors que le support d'enregistrement est déplacé devant la tête. Les électrodes individuelles utilisées dans la tête d'impression sont de dimensions très faibles et en nombre élevé pour une ligne de longueur donnée, si l'on veut obtenir une bonne résolution; elles seront par exemple au nombre de 1728 pour l'impression d'un support d'enregistrement de format A4 à 8 points au millimètre. Dans les réalisations pratiques, on associe aux électrodes une contreélectrode portée à une haute tension de polarité inverse de celle de ces dernières, pour éviter l'applieation aux seules électrodes de la haute tension élevée, nécessaire à la décharge ionique pour l'impression de l'image électrostatique. Dans ces conditions, la haute tension néces- saire à la décharge ionique sera appliquée à chaque couple électrode/contre-électrode, la haute tension appliquée à l'électrode seule, ou à la contre-électrode seule, étant inférieure à la valeur de seuil provoquant cette décharge ionique et ne pouvant donc pas permettre une impression. En impression électrostatique indirecte, on utilise usuellement un film isolant de faible épaisseur, emmagasiné en rouleau, comme support intermédiaire d'enregistrement sur lequel on vient enregistrer l'image électrostatique latente, que l'on encre ensuite, par exemple à l'aide d'une brosse magnétique porteuse d'encre en poudre. L'image électrostatique ainsi développée est alors reportée du support intermé- diaire à un support final, usuellement en papier et sous forme de feuilles séparées ou séparables, par exemple par contact entre support intermédiaire et support final, sous forte pression. - 2 - 2589274 En impression électrostatique directe, il n'est pas nécessaire d'employer de support intermédiaire, le support final étant constitué d'une base de papier conductrice recouverte par un fin dépôt diélectri- que permettant successivement la formation d'une-image latente et la fixation de l'image, révélée par encrage, sur le même support éventuel- lement à l'aide des moyens évoqués ci-dessus. La demande de brevet européen n 0124 856 décrit une tête d'impression électrostatique composée en premier lieu d'au moins une rangée d'électrodes individuelles disposées à pas régulier et organisées en "n" groupes, ces groupes étant organisés en ensembles successifs d'au moins deux groupes et celles de leurs électrodes, qui ont même position dans les groupes et qui appartiennent à des groupes ayant mêmes rangs dans les ensembles, étant interconnectées entre elles. La tête d'impres- sion électrostatique évoquée ci-dessus est composée en second lieu d'une contre-électrode faisant face aux électrodes sur au moins la longueur de la rangée considérée et cette eontre-électrode est constituée en un matériau résistif avec lequel sont en contact "n+l" conducteurs disposés à intervalles réguliers, sensiblement égaux au pas des groupes d'électrodes de la rangée. Les "n+1" conducteurs définissent entre eux "n" portions résistives de valeurs sensiblement identiques qui sont connectées en série, respectivement disposées chacune en regard de l'un des groupes d'électrodes et affectées chacune à la sélection dudit groupe parmi les autres. Dans la forme de réalisation présentée dans cette demande, il est nécessaire de prévoir un grand nombre de connexions tant au niveau des électrodes que des contre-électrodes, le nombre de ces dernières étant par exemple de 73 pour une forme de réalisation de tête imprimante comportant 1728 points. La présente invention propose donc en premier lieu un agencement de contre-électrode permettant d'y incorporer une partie de son électronique de commande en vue d'en diminuer le nombre de connexions. De plus le mouvement du ou des supports d'impression entre les électrodes et la contre-électrode crée une usure par frottement de ces dernières et un freinage inutile du support en mouvement. La présente invention propose donc aussi un agencement de -3- - 3 - 2589274 contre-électrode tel qu'indiqué ci-dessus qui vise à réduire le freinage du support et l'usure de la contre-électrode. Selon une caractéristique de l'invention la contre-électrode est composée d'une couche résistive externe cylindrique ou semi-cylindrique recouvrant les conducteurs constitués par des anneaux ou secteurs d'anneaux parallèles qui ont même axe que la couche résistive et qui sont individuellement connectés aux sorties d'un circuit électronique de commutation sélective de tensions placé au moins partiellement dans la concavité de ladite électrode. Selon une caractéristique complémentaire de l'invention la contreélectrode qui est de forme cylindrique de révolution est montée tournante selon un axe perpendiculaire au sens de déplacement du support d'enregistrement que l'on vient insérer, plaqué contre elle, entre les électrodes individuelles et elle-même. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec les figures répertoriées ci-dessous. La figure 1 présente le schéma électrique équivalent d'une tête d'impression électrostatique. la figure 2 présente un exemple de circuit électronique de commu- tation sélective de tensions pour une contre-électrode de tête d'impres- sion électrostatique. La figure 3 présente un exemple de contre-électrode selon l'invention selon deux coupes l'une transversale et l'autre longitudinale. Dans la figure 1 est représenté le schéma électrique équivalent d'une tête d'impression électrostatique telle que prévue dans la demande de brevet européen mentionné plus haut, cette tête comporte une contre- électrode 1 associée à un ensemble d'électrodes 2 comprenant au moins une rangée d'électrodes 20. Sur cette rangée 20, les électrodes individuelles 21 sont disposées à pas régulier et organisées en deux réseaux de n groupes identiques notés G1 à Gn dans chacun desquels elles occupent des rangs successifs notés P1 à P m. Les électrodes de même rang appartenant aux groupes impairs G 3 sont interconnectées entre elles. Les groupes impairs G1, G3.... sont interconnectes entre elles. Les 4 2589274 électrodes de même rang appartenant aux groupes pairs G2, G4..... sont également interconnectées entre elles. Ces électrodes de rangs P1 à Pm sont mises à un potentiel -V ou 0 volt, pour les groupes impairs, par l'intermédiaire d'un premier ensemble de m commutateurs individuels E11 à Elm et, pour les groupes pairs, par l'intermédiaire d'un second ensemble de m commutateurs individuels E21 à E2m, indépendant du premier ensemble. La contre-électrode 1 est en matériau résistif et comporte n+l conducteurs de connexion C, référencés C1 à Cn+1, associant chaque portion de contre-électrode comprise entre deux conducteurs successifs à l'un des différents groupes d'électrodes au regard duquel elle est placée. Sur cette contre-électrode résistive 1, les n+1 conducteurs de connexion définissent un ensemble de n résistances en série à R1 à R n affectées individuellement aux groupes d'électrodes G1 à Gn et disposées en regard de ces groupes; les conducteurs de connexion C1 à Cn+1 sont mis à un potentiel V/2 ou 0 volt au moyen de n+1 commutateurs individuels CE1 à CEn+i, V étant la valeur de haute tension nécessaire à l'impression. Un exemple de circuit électronique de commutation sélective de tensions destiné à desservir la contre-électrode résistive 1, est présenté figure 2, cet exemple ne doit pas être considéré comme limitatif d'autres circuits connus tels que par exemple des circuits à registres à décalage àsortie haute tension étant également susceptibles d'être utilisés. Dans l'exemple de réalisation présenté, les n résistances R sont réparties en s groupes comportant chacun au plus q-1 résistances R qui se succèdent sur la contre-électrode 1, tel le groupe des résistances R11, R ' 2'- R1.q-1l Une commande de type commande matricielle à deux dimensions permet de mettre sous tension chacun des n+l conducteurs de connexion C de ces n résistances R. Chaque conducteur de connexion C est relié d'une part par une diode D à un premier agencement commutateur, ici dit de ligne 3, tel le conducteur de connexion C11 relié à l'agencement commutateur de ligne 31 -5 -2589274 via la diode D11, d'autre part par une résistance r à un agencement commutateur, ici dit de groupe 4, telle la résistance r11 reliant le conducteur de connexion Cil à l'agencement commutateur de groupe 41. Les agencements commutateurs 3 et 4 permettent d'appliquer alter- nativement, en fonction des besoins d'impression, un potentiel de masse ou un potentiel +V/2 aux conducteurs de connexion auxquels ils sont reliés soit par des diodes D, soit par des résistances r. Dans la réalisation proposée, les conducteurs de connexion C des résistances successives R d'une même groupe sont desservis par le même agencement commutateur de groupe 4, en sortie S duquel ces conducteurs de connexion sont reliés chacun par une résistance r, tels les conducteurs de connexion C11 à C19 respectivement reliés par les résis- tances rl à r19 en sortie S41 de l'agencement commutateur de groupe 41. tacsril 19 l Les exemples d'agencement commutateur de groupe 41, 42' 49 ici présentés comportent chacun un premier transistor de commutation 5, de type NPN dont la base reçoit un signal extérieur de commande en fonction des besoins d'impression via un fil g, tel le fil g1 pour le transistor 51, pour relier alternativement la sortie S de cet agencement au potentiel de masse ou au potentiel +V/2. La jonction de la sortie S de l'agencement à l'un ou l'autre de ces deux potentiels s'effectue par l'intermédiaire d'un montage Darlington à deux transistors 6 et 7, de type NPN, et à deux résistances 8 et 9, l'émetteur de chaque transistor 7 est connecté à la sortie S correspon- dante, tel celui du transistor 71 à la sortie S41, alors que le collecteur de chaque transistor 7 est relié au potentiel +V/2, de même que le collecteur du transistor 6 correspondant et l'une des bornes de la résistance 9 correspondante. La base de chaque transistor 6 est reliée au collecteur du transistor de commutation 5 de l'agencement commutateur qui le comporte de manière à être portée au potentiel de masse, via l'émetteur de ce transistor de commutation 5, lorsque ce transistor conduit. La base de chaque transistor 7 est contr8lée par l'émetteur du transistor 6 de l'agencement commutateur qui le comporte. Les conducteurs de connexion C des résistances successives R d'un même groupe sont desservis par des agencements commutateurs de ligne 3 différents, tels les agencements 31, 32...3y, chaque conducteur de - 6 - 2589274 connexion C étant relié à l'agencement commutateur de ligne 3 qui le dessert par une diode D individuelle tel le conducteur de connexion Cl relié par la diode Dl à l'agencement commutateur de ligne 31. Chaque agencement commutateur de ligne 3 est usuellement relié par sa sortie S3 aux cathodes des diodes D de plusieurs conducteurs de connexion C pris dans des groupes différents, telle la sortie S31 de l'agencement commutateur de ligne 31 aux diodes D11, D21... Dr1 des conducteurs C11, C21...Crl de rang 1 des groupes 1, 2...r de résistances R. Chaque sortie S3 d'agencement commutateur de ligne est également susceptible d'être reliée au potentiel de masse ou au potentiel +V/2, ici à l'aide d'un montage simplifié comportant un transistor de commuta- tion 10 de type NPN dont l'émetteur est relié à la masse, dont le collec- teur est relié au potentiel +V/2, via une résistance 11, et dont la base reçoit un signal extérieur de commande en fonction des besoins d'impres- sion via une résistance 12 et un fil 1, telle la base du transistor 10 y via la résistance 12y et le fil ly. Une résistance 13 relié à un faible potentiel +v et une capacité 14 complètent classiquement chaque agencement commutateur de ligne 10. Les deux agencements commutateurs, l'un de groupe 4 et l'autre de ligne 3, qui sont connectés à un même conducteur de connexion C, tels les agencements 31 et 41 pour le conducteur C11, sont reliés simultanément au potentiel +V/2 pour porter ce conducteur de connexion C à ce potentiel, dans tout autre cas le conducteur de connexion concerné reste au potentiel de masse. Selon une variante préférée, les conducteurs de connexion C sont alimentés séquentiellement deux par deux. Le circuit électronique de commutation sélective des tensions --3-- -dini i-dessus en-liaisaon avec la figure 2 est classiquement réalisé sur un support physique constitué par exemple par une carte de circuit imprimé référencée 15 sur les figures 3 et 4. Selon une forme préférée de réalisation ce circuit est étroitement associé à la contre-électrode 1 qu'il dessert, celle-ci présente une forme cylindrique ou éventuellement semi-cylindrique dans la concavité - 7 - 2589274 de laquelle la carte de circuit imprimé 15 vient se placer. La figure 3 montre une contre-électrode 1 choisie cylindrique et de révolution dans la mesure o elle est destinée à être montée tournante, une forme semi-cylindrique pouvant s'avérer avantageuse dans le cas d'une contre-électrode fixe. La contre-électrode à section circulaire des figures 3 et 4 comporte des conducteurs de connexion C annulaires reliés par exemple par des picots P destinés à assurer les liaisons électriques avec les pistes conductrices de la carte de circuit imprimé 15 qui porte notamment les résistances r et les diodes D, tel le conducteur de connexion Cll relié par des picots Pll et P'l d'une part à la diode D d'autre part à la résistance r11. Dans une forme de réalisation la carte de circuit imprimé 15 est disposée dans un plan longitudinal médian du cylindre à section circu- laire que forme la contre-électrode entre deux coques demi-cylindriques 16, 16' en matériau isolant venant s'ajuster l'une sur l'autre pour former l'ossature de ladite contre-électrode. Les anneaux ou les secteurs d'anneaux qui forment les conducteurs de connexion C sont placés par exemple dans des rainures circulaires externes de l'ensemble formé par les deux demi-coques assemblées. Les picots P affleurent à l'extérieur des demi-coques 16, 16' pour la connexion des anneaux ou secteurs d'anneaux auxquels ils sont par exemple soudés. Les picots P sont ici disposés dans le plan des anneaux qu'ils desservent, et traversent l'ensemble formé par les demi-coques assemblées par des encoches non représentés qui sont ménagées au niveau du plan de joint de ces demi-coques. Dans la forme de réalisation présentée la résistance r et la diode D affectées à un conducteur de connexion C en anneau sont disposées au niveau de cet anneau dans la contre-électrode et plus précisément sur la carte de circuit imprimé 15, les picots P et P' desservant cette résistance et cette diode étant disposés symétriquement par rapport à l'axe de la contre-électrode et dans le plan dudit anneau. Les deux demi-coques 16, 16' accolées, portant les anneaux formés par les conducteurs de connexion C, sont recouvertes ainsi que ces - 8 - 25 9274 anneaux par une couche 17 en matériau résistif souple de faible épais- seur, dont la résistivité est par exemple de l'ordre de 107 ou 108 ohm/cm; les résistances R entre conducteurs de connexion sont constituées par les zones de cette couche 17 situées entre les anneaux. La contre-électrode 1 ainsi constituée est destiné à coopérer avec un ensemble 2 d'électrodes 20 vu de profil sur la figure 3, les électrodes étant disposées, en au moins une rangée et préférablement deux, parallèlement à une génératrice du cylindre que forme la contre-électrode 1, de manière à permettre le passage du support inter- médiaire 18 entre électrode 2 et contre-électrode 1. Si la contre-électrode 1 n'est pas prévue rotative, il est bien entendu possible qu'elle soit semi-cylindrique, la carte de circuit imprimé 15 restant placé dans sa concavité pour des raisons de commodité Si la contre-électrode est prévue rotative et par exemple folle autour de son axe XX' (figure 4), il est nécessaire de prévoir l'alimen- tation du circuit électronique de commutation de tensions porté par la carte de circuit imprimé; ceci s'effectue par exemple à l'aide d'un classique dispositif à bagues 19 solidaires de la partie tournante, c'està-dire de la contre-électrode 1, et à balais frotteurs 21 fixes reliés à un connecteur 23, également fixe, par différents fils de commande 23 du circuit électronique de commutation de tension. Préférablement et comme indiqué plus haut la contre-électrode 1 est portée par des paliers ou roulements 25, dont un seul est figuré, de manière à tourner sous l'action du support intermédiaire 18 qui frotte contre-elle. -9- - 9 - 2589274 REVENDICATIONS 1/ Tête d'impression électrostatique comportant en premier lieu au moins une rangée d'électrodes individuelles (21) disposées à pas régulier et organisées en n groupes (G), lesdits groupes étant eux-mêmes organisés en ensembles successifs chacun d'au moins deux groupes, et les électrodes, ayant les mêmes positions dans les groupes et appartenant à des groupes ayant les mêmes rangs dans les ensembles, étant interconnectées entre elles, comportant, en second lieu une contre-élec- trode (1) faisant face aux électrodes sur au moins la longueur de la rangée considérée, ladite contre-électrode étant constituée en un matériau résistif avec lequel sont en contact n+1 conducteurs de connexion (C1 à Cn+) disposés à intervalles réguliers sensiblement égaux au pas des groupes d'électrodes de cette rangée, qui définissent entre eux n portions résistives, chacune disposée en regard de l'un des groupes d'électrodes (G1 à Gn) et lui étant affectée pour sa sélection parmi les autres groupes, lesdites portions résistives formant n résistances électriques (R1 à Rn), sensiblement identiques et montées en série, caractérisée en ce que la contre-électrode est composée d'une couche résistive (17), externe, cylindrique ou semi-cylindrique, recouvrant les n+1 conducteurs de connexion (C1à Cn+1) constitués par des anneaux ou des secteurs d'anneaux parallèles, ayant même axe que la couche résistive, qui sont individuellement connectés aux sorties d'un circuit électronique de commutation sélective de tensions (CEC) placé au moins partiellement dans la concavité de ladite contre-électrode. 2/ Tête d'impression électrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque conducteur en anneau ou secteur d'anneau est symétriquement relié au circuit électronique de commutateur sélective de tensions (CEC) par deux connexions situées à son niveau sur les bords latéraux du support (15) de ce circuit électronique de commutation de tensions. 3/ Tête d'impression électrostatique selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'une des deux connexions d'un conducteur (C) en anneau ou secteur d'anneau est reliée par une résistance (r) à un commu- tateur de sélection de groupe (4) apte à lui appliquer l'une ou l'autre de deux tensions, suivant son état de commande, l'autre connexion du -o 2589274 conducteur (C) considéré étant reliée par une diode (D) à un commutateur de sélection de ligne (3) apte à lui appliquer l'une ou l'autre des tensions précédemment considérées, suivant son propre état de commande. 4/ Tête d'impression électrostatique selon au moins-l'une des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que la contre-électrode qui est de forme cylindrique de révolution, est montée tournante selon un axe perpendiculaire au sens de déplacement du support d'enregistrement (18) que l'on vient insérer, plaqué contre elle, entre les électrodes indivi- duelles et elle-même. 5/ Tête d'impression électrostatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support (15) de circuit électro- nique de commutation sélective des tensions (CEC) est immobilisé entre deux coques demi-cylindriques 16), à travers les Jointures diamétralement opposées desquelles passent des picots (P) de liaison électrique avec les conducteurs en anneau (C), une couche résistive cylindrique de révolution venant entourer l'ensemble formé par le support et les demi-coques assemblées qui l'enferment.