Brevet FR2632245A1 — publié le 19891208

La présente invention concerne un procédé d'impression, sur un support quelconque, d'images ayant une excellente définition et des niveaux de gris, ainsi qu'une imprimante mettant en oeuvre ce procédé. Les imprimantes d'ordinateurs donnant une impression graphique avec des niveaux de gris mettent en général en oeuvre des matrices de points élémentaires pour l'obtention de différents niveaux de gris. Par exemple, une matrice 4 x 4 points peut être utilisée pour l'obtention de seize niveaux de gris. L'élément élémentaire d'image est alors constitué par une telle matrice de 4 x 4 points. La définition de l'image est donc réduite d'un facteur 4 dans chacune des deux directions d'impression, par rapport à la définition qui peut être obtenue sans niveau de gris, c' est--dire simplement en noir et blanc. Etant donné les performances des imprimantes actuelles, et notamment des imprimantes à laser, de tels niveaux de gris conviennent a un grand nombre d'applications. En effet, les imprimantes a laser ont couramment une définition de 120 points par centimètre, soit des points de dimension inférieure à un dixième de millimètre. Cependant, lorsqu'ils sont regroupés dans une matrice 4 x 4, ces points ne donnent plus qu'une définition comprise entre 0,3 et 0,4 mm. Celle-ci est insuffisante dans de nombreuses applications, notamment la reproduction de photographies. L'invention concerne un procédé d'impression et une imprimante permettant l'obtention d'images ayant des niveaux de gris avec une excellente définition, supérieure a celle qu'on obtient avec les imprimantes actuelles à laser. Selon l'invention, dans le cas d'une imprimante du type précité, la définition des éléments d'image représentant les différents niveaux de gris dépasse celle d'une matrice à n x n points mais est la définition des points élémentaires de l'imprimante. Par exemple, dans le cas d'une imprimante courante à laser, cette définition est de 120 points par centimètre, c'est-a-dire meilleure qu'un dixième de millimètre. Cette définition est obtenue sur des images formées sur des supports quelconques, par exemple un papier ordinaire. Plus précisément, l'invention assure l'impression par balayage d'un support photosensible par la lumière d'au moins une source lumineuse, suivant des lignes, avec modulation de la lumière entre la source lumineuse et le support photosensible, afin que celui-ci forme une image latente, puis le développement et le report de l'usinage. L'invention concerne aussi une imprimante, du type qui comprend au moins une source lumineuse, un support photosensible sur lequel est projetée la lumière de la source lumineuse au moins, afin qu'il porte une image électrostatique latente, un dispositif de développement destiné à former une image d'agent de virage à partir de 11 image latente, et un dispositif de report de l'image d'agent de virage sur un substrat afin que celui-ci et l'agent de virage forment une épreuve, et du type dans lequel la source lumineuse et le support photosenble assurent la formation d'une image à trame de lignes continues ou discontinues, la définition de l'image obtenue étant sensiblement égale à la largeur des lignes mesurée en direction perpendiculaire à ces lignes ; selon l'invention, cette imprimante comporte un dispositif de modulation de l'intensité de la lumière de la source lumineuse au moins, destiné à moduler l'intensité lumineuse parvenant sur le support photosensible à plus de deux niveaux, afin que des éléments différents d'image, ayant chacun des dimensions de l'ordre de la définition, présentent des niveaux différents de gris. Dans un premier mode de réalisation, le support photosensible est mobile dans une direction, la source lumineuse est unique et forme, sur le support, un point lumineux de dimension de l'ordre de grandeur de la définition, et l'imprimante comporte un dispositif de balayage de ce point en direction transversale à la direction de déplacement du support. Le dispositif de modulation peut être d'un type destiné a faire varier l'intensité de la source lumineuse. Cependant, il est préférable que la source ait une intensité sensiblement constante, et que ie dispositif de modulation fasse varier le coefficient de transmission de la lumière de la source lumineuse au support photosensible. Le dispositif de modulation est de préférence modulateur acousto-optique qui, selon son excitation, forme un faisceau non diffracté et au moins un faisceau diffracté d'intensité variant avec l'excitation. I1 est alors préférable que le support reçoive la lumière du faisceau diffracté ou d'un des faisceaux diffractés. Dans un autre mode de réalisation, le support photosensible est mobile dans une direction et la source lumineuse comporte un grand nombre de sources élémentaires dont l'espacement est de l'ordre de grandeur de la définition de l'image, les sources élémentaires étant alignées en direction transversale â la direction de déplacement du support ; 11 imprimante comporte alors un dispositif de modulation associé à chaque source élémentaire. Dans ce cas, la source lumineuse est avantageusement formée par une barrette de diodes photoémissives. Il est avantageux que l'imprimante comporte une mémoire a accès direct, destinée å contenir des informations d'image, un circuit d'horloge d'entrée destiné à cadencer le chargement de la mémoire, et un circuit d'horloge de sortie destiné a cadencer la lecture de la mémoire en fonction des caractéristiques du balayage du support photosensible. L'imprimante comporte en outre un convertisseur numérique-analogique alimenté par la mémoire à accès direct pendant la lecture lorsque le modulateur est d'un type analogique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un diagramme synoptique d'une carte de commande incorporée à une imprimante à laser de type connu, de manière qu'elle forme une imprimante selon l'invention la figure 2 est un schéma représentant le système optique d'une imprimante à laser de type connu , et la figure 3 est un schéma représentant le système optique d'une imprimante à laser selon l'invention. La description qui suit concerne la réalisation d'une imprimante à laser selon l'invention à partir d'une imprimante à laser existante, du type qui comprend une diode laser constituant une source lumineuse dont le faisceau est déplacé par un miroir tournant afin qu'il balaie la surface d'un tambour photosensible. Une telle imprimante a par exemple une définition de 120 points par centimètre. Dans une telle imprimante à laser de type connu, un courant de polarisation de la diode laser est appliqué en permanence à celle-ci, ce courant de polarisation étant suffisamment faible pour que la diode n'émette pas de lumière. La diode reçoit aussi un courant d'entraînement qui la fait émettre la lumière d'intensité déterminée, ce courant d'entraînement étant haché de manière qu'il ait une valeur soit nulle soit égale à une valeur maximale. Pour cette raison, une telle imprimante à laser ne forme que des points sombres, de même densité optique après développement. Dans une telle imprimante à laser, des niveaux de gris pourraient être obtenus par modulation du courant d'entraînement. Bien que cette solution soit réalisable, elle présente des difficultés en pratique, notamment à cause de l'absence de linéarité entre l'intensité lumineuse de la diode laser et l'intensité du courant d'entraînement. Pour cette raison, le mode de réalisation décrit en détail en référence aux figures 1 et 3 met en oeuvre une autre solution. Le mode de réalisation considéré permet l'obtention de niveaux de gris par combinaison de deux opérations, la formation d'un signal analogique, destiné à moduler l'intensité du faisceau qui parvient sur le support photosen sible, et la modulation du faisceau entre la source lumineuse qui émet un faisceau d'intensité constante et le support photosensible. On décrit d'abord la première opération, c'est-àdire la formation d'un signal analogique, en référence à la figure I qui représente une carte incorporée à une imprimante selon l'invention. Un signal vidéo, par exemple un signal vidéo composite, est transmis à une entrée 10 et parvient à un amplificateur 12 d'entrée. Les impulsions de synchronisation sont extraites par un circuit 14 qui transmet à un bloc 16 d'écriture un top ligne par la ligne 18 et un top trame par la ligne 20. Le bloc d'écriture 16 reçoit aussi un signal d'une horloge d'écriture 22, dont la fréquence dépend de la définition de l'image à reproduire. Le reste des données parvient å un convertisseur analogique-numérique 26, qui donne une résolution de quatre à douze bits par exemple. Le convertisseur transmet alors les données à une mémoire à accès direct 28. Bien qu'on ait indiqué la présence d'une horloge d'écriture 22, celle-ci n'est pas indispensable, la mémoire 28 pouvant être chargée en fonction des signaux de synchronisation provenant du signal vidéo lui-même. Un traitement éventuel du signal vidéo peut par exemple être réalisé ultérieurement lors de la lecture. Lorsque l'opération de chargement de la mémoire 28 est terminée, le circuit passe en mode de lecture de la mémoire. Pendant la lecture de la mémoire, un signal d'horloge, correspondant au balayage du faisceau de l'imprimante, est transmis à une borne 32 et parvient à un circuit d'horloge d'échantillonnage de lecture 34. Un circuit 36 assure la synchronisation de la lecture et un circuit 38 transmet, en fonction du choix de la définition, un signal d'horloge d'avance de document à une borne 40. Le signal d'échantillonnage de lecture du circuit 34 parvient à un circuit 42 de commande de lecture. Celui-ci commande la lecture de la mémoire 28 qui transmet alors les données numériques à un convertisseur numérique-analogique 44. Celui-ci transmet son signal & un amplificateur 46 assurant la mise en forme du signal de manière qu'il puisse commander un modulateur. Ce signal parvient å une borne de sortie 48. Le circuit de la figure 1 reçoit donc un signal vidéo ayant des caractéristiques propres, utilisé pour le chargement de la mémoire 28. Ensuite, la mémoire est lue et fournit un signal analogique qui est fonction des paramètres d'impression et est destiné à commander un modulateur. Pendant l'opération, le support de l'image avance de façon continue. Les figures 2 et 3 montrent comment est réalisée la modulation dans l'imprimante de ce mode de réalisation. Plus précisément, la figure 2 représente schématiquement le système optique d'une imprimante à laser existante, et la. figure 3 indique les modifications apportées pour la mise en oeuvre de l'invention. Sur la figure 2, la diode laser 50 constituant la source lumineuse d'une imprimante transmet un - faisceau lumineux haché à un collimateur 52, puis à un bloc de focalisation 54. Le faisceau parvient sur une facette réfléchissante d'un miroir tournant 56 et balaie ainsi un support photosensible 58 suivant des lignes. Le circuit de la figure 3 qui représente le système optique d'une imprimante selon l'invention indique que tous les éléments du système optique de l'imprimante classique, représenté sur la figure 2, sont incorporés à l'imprimante selon l'invention. Cependant, celle-ci comporte un certain nombre- d'éléments supplémentaires. Plus précisément, un modulateur acousto-optique 60 est monté sur le trajet du faisceau -lumineux, entre la diode laser 50 et le collimateur 52. Le modulateur acoustooptique forme un faisceau non diffracté 62, contenant la totalité de la lumière, lorsque le modulateur n'est pas excité. Cependant, lorsque le modulateur est excité, il forme au moins un faisceau diffracté 64. L'angle formé par les deux faisceaux 62 et 64 est relativement faible, de l'ordre de quelques degrés au maximum. L'angle de diffraction varie avec l'excitation, si bien que la quantité de lumière qui parvient sur le collimateur varie. De cette manière, la quantité de lumière parvenant sur le collimateur 52 est modulée et permet la modulation de la. tache lumineuse projetée sur le support photosensible 58 et en conséquence la modulation du potentiel de ce support. Dans un exemple de réalisation, les éléments optiques représentés sur la figure 2 sont ceux de l'imprimante laser "Canon" LBP-8 II. Le modulateur acousto-optique est du type 1205 C-l, associé à un circuit d'excitation n" 222A-1 travaillant à 80 MHz, disponibles auprès de Isomet Corp., Springfield, Virginie, Etats-Unis d'Amérique. On a décrit un mode de réalisation de l'invention mettant en oeuvre une imprimante d'un type connu ayant une source lumineuse unique-dont le faisceau balaie successivement la surface du support photosensible perpendiculairement à sa direction de déplacement. Cependant, il existe un autre type d'imprimante dans lequel une barrette de diodes photoémissives, comprenant un très grand nombre de diodes, est disposée transversalement à la direction d'avance du support photosensible, chaque diode transmettant un faisceau lumineux qui a une position déterminée en direction transversale au support photosensible. Une image est formée par excitation en parallèle des diodes de la barrette. L'invention s'applique aussi à ce type d'imprimante, mais, dans ce cas, le courant d'excitation de chacune des diodes doit être modulé. Une tel réalisation n'est donc envisageable en pratique que par fabrication des circuits de modulation (transistors) en même temps que les diodes pho toémissives, de préférence sur un substrat commun. L'invention concerne donc la mise en oeuvre des technologies connues dans lesquelles les impressions sont réalisées sur un support quelconque par formation de points ou de lignes juxtaposées. Par rapport å ces technologies connues, l'invention permet une augmentation de la définition par modulation de chaque point. L'invention telle que décrite permet l'obtention d'une très bonne définition ou résolution, puisqu'elle permet pratiquement l'obtention de la résolution des imprimantes à laser connues c'est-8-dire de 120 points par centimètre et même 150 points par centimètre, chaque point ayant un niveau approprié de gris. L'impression peut être réalisée sur un support quelconque, notamment un papier ordinaire ou un papier de sécurité. Dans une application particulièrement avantageuse de l'invention, le signal vidéo formant l'image comporte à la fois des données représentatives de photographie et des données alphanumériques représentatives d'un texte. Bien qu'on ait décrit un mode de réalisation constitué par une transformation d'une imprimante de type connu, elle peut aussi être mise en oeuvre spécifiquement dans une imprimante réalisée spécialement. REVENDICATIONS 1. Imprimante, du type qui comprend au moins une source lumineuse (50), un support photosensible (58) sur lequel est projetée la lumière de la source lumineuse au moins, afin qu'il porte une image électrostatique latente, un dispositif de développement destiné à former une image d'agent de virage à partir de l'image latente, et un dispositif de report de l'image d'agent de virage sur un substrat afin que celui-ci et l'agent de virage forment une épreuve, et du type dans lequel la source lumineuse (50) et le support photosensible (58) forment une image a trame de lignes continues ou discontinues, la définition de l'image obtenue étant sensiblement égale à la largeur des lignes mesurée en direction perpendiculaire à ces lignes, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (60) de modulation de la source lumineuse au moins, destiné à moduler l'intensité lumineuse parvenant sur le support photosensible à plus de deux niveaux, afin que différents éléments d'image, ayant chacun des dimensions de l'ordre de la définition, présentent des niveaux différents de gris. 2. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support photosensible (58) est mobile dans une direction et la source lumineuse (50) est unique et forme, sur le support, un point lumineux dont la dimension est de l'ordre de grandeur de la définition, et l'imprimante comporte un dispositif (56) de balayage de ce point en direction transversale à la direction de déplacement du support. 3. Imprimante selon la revendication 2, caractérisée en ce que la source (50) a une intensité sensiblement constante, et le dispositif (60) de modulation fait varier le coefficient de transmission de la lumière de la source lumineuse au support photosensible. 4. Imprimante selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif (60) de modulation est un modulateur acousto-optique qui forme un faisceau non diffracté (62) et, lorsqu il est excité, au moins un faisceau dif- fracté (64) d'intensité variant avec l'excitation. 5. Imprimante selon la revendication 4, caractérisée en ce que le support reçoit la lumière du faisceau diffracté ou d'un des faisceaux diffractés. 6. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support photosensible est mobile dans une direction et la source lumineuse comporte un grand nombre de sources élémentaires dont l'espacement est de l'ordre de grandeur de la définition de l'image, les sources élémentaires étant alignées en direction transversale à la direction de déplacement du support, et l'imprimante comporte un dispositif de modulation associé à chaque source élémentaire. 7. Imprimante selon la revendication 6, caractérisée en ce que la source lumineuse est formée par une barrette de diodes photoémissives. 8. Imprimante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une mémoire à accès direct 28), destinée à contenir des informations d'image, un circuit d'horloge d'entrée (22) destiné à cadencer le chargement de la mémoire, et un circuit d'horloge de sortie (34) destiné à cadencer la lecture de la mémoire en fonction des caractéristiques du balayage du support photosensible. 9. Imprimante selon la revendication 8, caractérisée en ce que le modulateur est d'un type analogique et elle comporte en outre un convertisseur numérique-analogique (44) alimenté par la mémoire à accès direct (28) pendant la lecture. 10. Procédé d'impression par balayage d'un support photosensible par la lumière d'au moins une source lumineuse, suivant des lignes, du type qui comprend la formation d'une image latente, le développement de celle-ci par un agent de virage, et le report de l'agent de virage sur un substrat, caractérisé en ce qu'il comprend la modulation de la lumière entre la source lumineuse et le support photosensible.