Brevet FR2594749A1 — publié le 19870828

La présente invention concerne une tête d'impression, ou d'écriture, thermique, pour imprimantes de systèmes de trans- mission de données, notamment de systèmes de traitement de textes. Une tête thermique d'écriture comporte généralement une plu- ralité d'élements résistifs agencés pour être parcourus par un courant et donc chauffer, et coopérer soit directement avec un support d'impression, un papier thermosensible, soit indirectement avec un support d'impression ordinaire, par 0 l'intermédiaire d'un ruban enduit d'une encre fondant à la chaleur des éléments. Dans le premier cas, il s'agit d'une impression thermique directe, dans le second cas, d'une im- pression par transfert thermique. Il peut s'agir d'une impression thermique de type série, et alors la tête, mobile, comporte au moins une barrette, géné- ralement verticale, d'éléments, alignés selon une direction orthogonale au sens du déplacement rectiligne, durant l'im- pression d'une ligne de caractères, correspondant à la hau- teur de la barrette, d'unchariot-supportde la tête. Il peut aussi s'agir d'une impression thermique de type li- gne, et, dans ce cas, la tête, immobile, comporte une rangée généralement horizontale de nombreux éléments, de largeur compatible avec la largeur du support destiné à être imprimé au cours de son défilement orthogonalement à la rangsed'élé- ments. A partir d'une carte dite imprimante, ou d'une carte de transition, les éléments résistifs d'impression doivent être alimentés en courant durant des intervalles de temps déterminés en fonction des caractères, ou graphismes, à imprimer. A cet effet, ces éléments résistifs sont reliés électriquement à la carte en question par des conducteurs agencés pour coopérer mécaniquement et électriquement avec les bornes d'un connecteur solidaire de la carte. Les solutions de ce problème de connexion, les plus ré- pandues, mettent en oeuvre un connecteur femelle spéci- fique, à une seule rangée de bornes, solidaire de la carte. Les éléments résistifs sont formés sur un substrat de base, généralement une céramique. Les têtes d'impression ligne comportent, cela a déjà été souligné, un grand nombre d'éléments chauffants, donc formés sur un substrat de grande dimension. On utilise souvent des têtes à 1728 éléments. La céramique étant un matériau onéreux, la durée de vie de ces têtes est faci- lement celle des imprimantes, d'autant plus que ses élé- ments sont relativement peu sollicités. Elles n'ont par conséquent pas besoin d'être remplacées. Les têtes d'impression série comporte beaucoup moins d'éléments, leur substrat de base est beaucoup moins en- combrant et donc beaucoup moins cher, et il est parfai- tement admis que ces têtes puissent être interchangea- bles et interchangées. Et elles le sont. A titre d'exemple, il est admis qu'une tête série, pour l'impression de caractères de 3 mm de haut à l'aide de 8 points par millimètre, comportant donc une barrette de 24 éléments,n'ait qu'une durée de vie correspondant à l'impression de 10 000 formats classiques A4. Une tête série à 24 éléments chauffants, par exemple, comporte, non pas 48 conducteurs, ni 25 dont 1 con- ducteur de masse, mais 30 conducteurs dont 6 conducteurs de masse pour tenir compte des sections des conducteurs et des densités de courant. Mais il s'agit quand même d'un nombre élevé. Si le pas des conducteurs de connexion, formés sur le substrat de la tête, correspond au pas des bornes du connecteur de la carte, le substrat, monté sur un sup- port, peut directement jouer le r8le de connecteur mâle pour le connecteur femelle de la carte. On conçoit tou- tefois, aisément, qu'en cas d'un grand nombre de conduc- teurs, comme 30, pareille solution ne soit pas satisfai- 1 0 sante, car elle repose sur un substrat de grande taille, donc cher. Cette solution peut même être proscrite en cas de conducteurs en nombre limité, en raison du faible éventail des dimensions de connecteurs femelles de carte qui limite la réduction des dimensions de substrats. Et l'implantation, sur le substrat, d'un convertisseur de commande série-parallèle ne pallie pas pour autant l'in- convénient. Si le nombre des conducteurs, ou pistes conductrices, est important, d'une part, et que leur pas est petit, pour avoir été formés sur un substrat d'encombrement aus- si réduit que possible, d'autre part, et cela reste vrai avec un petit nombre de conducteurs en raison des dimen- sions minimales des connecteurs femelles de carte, la solution consiste alors à interposer un film souple, support de pistes, à portion de connexion élargie pour convertir le pas. On connalt des têtes d'impression série à film souple, utilisé en "trainard", connectant directement le subs- trat, avec ses éléments chauffants, aux cartes électro- niques de commande de l'alimentation en courant. Dans ces formes de réalisation, le film souple emprunte un trajet compliqué, et le remplacement de ces têtes, avec leur trainard, ne peut être effectué que par une person- ne qualifiée, et non pas par l'opérateur de l'imprimante sans le moindre outillage. On connaît encore des têtes d'impression série compor- tant, sur une plaquette, un substrat d'éléments chauf- fants, avec les éléments chauffants et des portions de conducteurs associées, un support de connexion et un film souple double face, avec des pistes imprimées sur ses deux faces, refondu ou pressé sur le substrat à une extrémité pour relier les pistes, sur sa face tournée vers la plaquette, aux portions de conducteurs du subs- trat, et collé sur le support de connexion à l'autre ex- trémité,o les pistes sont imprimées sur son autre face pour pouvoir coopérer avec les bornes du connecteur fe- melle de carte. Sous réserve que la plaquette de ces têtes soit rigide, que ces têtes soient compactes, et donc que la longueur de leur film souple soit faible, elles peuvent être fa- cilement démontées par l'opérateur de l'imprimante. Cependant, tous les contacts de connexion de ces têtes, à l'extrémité de connexion du film souple à trous mé- tallisés,sont disposés sur une même face: ou bien la connexion s'effectue par connecteurs femelle spécifiques, à une seule rangée de bornes, qui ont effectivement été développés à cet effet, comme rappelé ci-dessus, ou bien la connexion s'effectue par l'intermédiaire d'un connec- teur supplémentaire de type male. La présente invention vise donc à proposer une tête d'impression thermique série qui puisse être reliée à un connecteur femelle classique du commerce, et qui soit facilement démontable. A cet effet, la présente invention concerne une tête d'é- criture thermique de type série pour imprimante, compre- nant un substrat, sur celui-ci, des éléments résistifs d'écriture avec des conducteurs associés, un support de connexion, un film souple, porteur de pistes conductri- ces reliées électriquement aux conducteurs du substrat,et solidaire, par ses deux portions d'extrémité,du substrat et du support de connexion, respectivement, caractéri- sée par le fait que les pistes du film sont imprimées sur une seule de ses faces et le support de connexion porte des conducteurs respectivement reliés électrique- ment aux pistes du film et imprimés sur ses deux faces. Gr&ce à l'invention, le film souple est imprimé simple face, ce qui constitue déjà un premier avantage, et, le support de connexion étant imprimé double face, la tête peut être connectée à un connecteur classique de type femelle à deux rangées de contacts, d'un prix moyen très faible, ce qui constitue un deuxième et important avan- tage, sans parler de la simplicité de démontage et re- montage de la tête. Malgré sa simplicité, la tête d'écriture de l'invention n'est est pas moins originale. Certes, les circuits double face étaient déjà connus. Mais la combinaison d'un circuit double face et d'un film de connexion simple face dans une tête d'écriture ne débouche pas sur l'in- vention mais sur un support et un film de connexion tous deux double face ou à trous métallisés, puisque dans une tête d'écriture à film de connexion simple face, le substrat et le support de connexion sont obligatoirement disposés de part et d'autre du film. Par ailleurs, on notera que le pas des conducteurs im- primés sur le support de connexion double face de la tête de l'invention estplus grand que celui des conduc- teurs des supports simple face agencés pour coopérer avec les connecteurs spécifiques. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion suivante de la forme de réalisation préférée de la tête d'écriture de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en perspective de la tête d'écriture de l'invention, et - la figure 2 représente une vue en coupe, selon un plan parallèle à son plan de symétrie générale, de la tête de la figure 1. La tête d'écriture thermique d'imprimante représentée sur les dessins est réalisée sur une plaquette rigide 1, de forme générale parallélépipédique, à plan de symé- trie longitudinal, avec une portion d'écriture 2 de largeur réduite. Sur la portion d'écriture 2, et légè- rement au-delà, est fixé, par collage, un substrat de céramique 3 de forme rectangulaire. Sur le substrat 3 sont déposés des éléments résistifs 15 alignés parallè- lement au plan de symétrie générale de la tête et cons- tituant une barrette d'écriture 5. Chacun de ces élé- ments résistifs est relié à deux conducteurs pour être parcouru,pendant des intervalles de temps déterminés, par un courant de chauffage et donc d'impression. Sur la portion d'extrémité 4 du substrat 3, destinéeà être tournée vers l'imprimante, l'autre portion d'extré- mité 6 étant destinée à s'étendre plus ou moins le long d'un support d'impression, est fixée une petite portion d'extrémité 7 d'un film souple 8, sensiblement de même largeur que le substrat 3 et de petite longueur. Sur la bande d'extrémité 11 de la portion élargie de la plaquet- te 1, et en saillie au-delà de son bord transversal 9, est fixé un support de connexion 10, de forme rectangu- laire, sensiblement de même largeur que la plaquette 1. Le film souple 8, de forme générale rectangulaire et symétrique par rapport au plan de symétrie de l'ensemble de la tête, comporte une petite portion rectangulaire 12, sensiblement de même largeur que le support de connexion O10 sur la portion d'extrémité 14 duquel, tournée vers le substrat 3, elle est fixée, par collage, vissage ou rivetage. Les portions 7 et 12 du film souple 8 sont raccordées par une portion 13, de forme trapézoidale, s'élargissant depuis la portion 7. Le substrat 3 porte donc des conducteurs, reliés aux éléments résistifs 15. Le film souple 8 porte également des conducteurs ou pistes conductrices, sur sa face tournée vers la plaquette 1: c'est un film souple sim- ple face. Le support de connexion 10 porte aussi des conducteurs mais sur ses deux faces: c'est un circuit imprimé double face. Il va maintenant être décrit comment ces conducteurs du substrat 3, du film souple 8 et du circuit imprimé O10 sont reliés entre eux. Soit, en référence à la figure 2, un des éléments ré- sistifs 15 du substrat 3, alors que, par souci de clarté, tous les autres éléments 15 de la barrette 5 n'ont pas été représentés. Qu'il soit seulement rappelé que le plan de coupe de la figure 2 est parallèle au plan de sy- métrie de la tête et donc à la barrette 5. L'élément résistif 15 a été déposé sur une languette 16,fixée sur le substrat 3. La languette 16 doit jouer un rôle de filtre thermique. En fonctionnement, elle sert de réflecteur réfléchissant les calories vers le support d'impression, non repré- senté, s'étendant parallèlement à la plaquette 1, de l'autre côté de l'élément résistif 15. A l'arrêt, elle sert, à l'inverse, de radiateur. L'élément résistif 15 est relié à deux conducteurs 17, 18, de préférence en or, dont l!un est relié à la masse. Une couche de protection recouvre généralement les éléments résistifs. D'un côté de la barrette d'éléments résistifs 15, tous les conducteurs 17, 18 s'étendent sur la céramique 3 sensiblement parallèlement les uns aux autres. Le plan de coupe de la figure 2 s'étend le long de l'un de ces conducteurs. Dans la pratique, un répartiteur de commande, au demeurant connu, pourra éga- lement être intégré sur le substrat 3, auquel seront re- liés, d'un côté, les conducteurs 17, 18, et, de l'autre côté, d'autres conducteurs à relier par ailleurs aux pis- tes du film souple. Le film souple 8 comporte, imprimées sur sa seule fa- ce 19 tournée vers la plaquette 1, un faisceau de pistes conductrices 20, relativement serrées au niveau de la portion d'extrémité 7, plus écartées au niveau de la portion d'extrémité 12, portions 7, 12 sous lesquelles les pistes s'étendent parallèlement les unes aux autres. Dans la portion 13 du film souple 8, elles divergent. Toutes les pistes 20 du film souple 8 sont reliées à tous les conducteurs 17, 18 de la céramique 3, respecti- vement. Ainsi, la portion d'extrémité 7 du film souple 8 est pressée contre la portion d'extrémité 4 de la céra- mique 3 pour qu'un conducteur 17, 18 de la céramique 3 soit mécaniquement, et donc électriquement, réuni à une piste 20 du film souple 8. Sur la figure 2, sensiblement seule la partie de la piste 20, représentée, disposée sous la portion d'extrémité 7, s'étend dans le plan de coupe. Le circuit imprimé 10, support de connexion, comporte sur ses deux faces 21, 22, deux groupes de conducteurs 23, 24, parallèles entre eux, et tous reliés aux pis- tes 20 du film souple 8, respectivement. Plus précisé- ici ment, et le pas des conducteurs du circuit 10 étant/le double de celui des pistes 20 du film souple, les con- ducteurs 23 sont reliés aux pistes 20 de rang impair et les conducteurs 24 aux pistes 20 de rang pair. Comme on le voit sur la figure 2, une piste 20 de rang pair est reliée à un conducteur 24, imprimé sur la face 22 du cir- cuit 10 opposée à celle 21 qui est tournée vers le film souple 8 et le reçoit,par un trou métallisé 25 entre deux conducteurs 23. Près de l'extrémité 26 du circuit 10, opposée à son ex- trémité 14, les conducteurs 23, 24 sont élargis pour former des bornes de contact 27, 28. On notera que, dans l'exemple représenté, le passage au système double face, par des traversées métallisées 25, est réalisé au droit de la zone de superposition du film souple 8 et du circuit de connexion 10. Il ne s'agit pourtant pas d'une caractéristiques limitative de l'in- vention. La conversion de pas pourrait tout aussi bien s'effectuer ailleurs, par exemple bien au-delà de cette zone de superposition, vers le milieu du circuit 10. Dans ce cas, une piste 20 de rang pair du film 8 serait reliée à un conducteur 24 sur la face 22 par un trou métallisé et une portion de conducteur imprimée entre deux conducteurs 23 sur la face 21 et, elle, directe- ment reliée à cette piste 20. Ainsi, la tête d'écriture thermique, qui vient d'être décrite, comporte une partie de connecteur de type mâle 26, 27, 28 pouvant coopérer avec un connecteur de type femelle du commerce, à deux rangées de contacts à pas normalisé, par exemple de 2,54 mm. Les démontage et remontage, et donc son interchangea- bilité, sont aisés, directement par l'opérateur de l'imprimante, sans le moindre outillage. En outre, les efforts de contacts, une fois la connexion des connecteurs effectuée, sont convenablement répartis et opposés. On a décrit une tête à conducteurs imprimés sur le circuit 10 en nombre égal aux conducteurs imprimés sur le film 8 et à traversées alternées dans le circuit 10. Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en adoptant des conducteurs sur le circuit 10 en nombre différent ou en n'associant pas ces conducteurs à ceux du film 8 deux à deux. 1.1 REVENDICATIONS 1.- Tête d-écriture thermique de type série pour impri- mante, comprenant un substrat(3 sur celui-ci, des élé- ments résistifs d'écriture (15) avec des conducteurs as- sociés (17, 18), un support de connexion (10), un film souple (8), porteur de pistes conductrices (20) reliées électriquement aux conducteurs (17, 18) du substrat (3), et solidaire, par ses deux portions d'extrémité (7, 12), du substrat (3) et du support de connexion (10), respec- tivement, caractérisée par le fait que les pistes (20) du film (8) sont imprimées sur une seule (19) de ses faces et le support de connexion (10) porte des conducteurs (23, 24), respectivement reliés électriquement aux pis- tes (20) du film (8), et imprimés sur ses deux faces (21, 22). 2.- Tête d'écriture selon la revendication 1, dans la- quelle le pas des conducteurs (23, 24) imprimés sur le support de connexion (10) est plusgaradquele pas des pis- tes (20) imprimées sur le film souple (8). 3.- Tête d'écriture selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle les conducteurs (24), imprimés sur la face (22) du support de connexion (10) opposée à celle (21) tournée vers le film (8), sont reliés aux pistes (20) associées du film (8) par des trous métallisés (25). 4.- Tête d'écriture selon la revendication 3, dans la- quelle les trous métallisés (25) sont ménagés au droit d'une zone de superposition du film (8) et du support de connexion (10). 5.- Tête d'écriture selon la revendication 3, dans la- quelle les trous métallisés sont ménagés sensiblement au milieu du support de connexion. 6.- Tête d'écriture selon l'une des revendications 1 à , dans laquelle le substrat (3) des éléments résis- tifs (15) et le support imprimé de connexion (10) sont fixés sur une plaquette rigide (1).