Brevet FR2644731A1 — publié le 19900928

Tête thermique pour imprimante. La présente invention se rapporte à une tête 5 thermique pouvant être judicieusement mise en oeuvre dans une imprimante thermique. Un exemple typique d'une portion de la tête thermique selon l'art antérieur est illustré aux figures i et 2, o un substrat en oxyde d'aluminium 1 est revêtu 10 d'une couche de glaçure sur sa face supérieure. Sur la face supérieure de la couche de glaçure 2, est appliqué un élément chauffant à résistance 3, sur lequel sont formées des électrodes 4a, 4b à une distance prédétermi- née, de sorte qu'une portion de l'élément chauffant 3 15 qui est située au-dessous de l'écartement entre les électrodes 4a, 4b fait office de portion chauffante 3a. L'une des électrodes 4a, 4b est à la masse tandis que l'autre électrode est reliée à une borne de sortie d'une unité de commande d'alimentation de puissance (non re- 20 présentée) qui fournit le courant électrique à la por- tion chauffante 3a. La référence numérique 5 indique une pellicule résistante à l'oxydation recouvrant à la fois les électrodes 4a et 4b et la portion chauffante 3a. La pellicule résistante à l'oxydation 5 est enduite d'une 25 couche 6 résistante à l'usure ou à l'abrasion. La pellicule résistante à l'oxydation 5 et la couche résistante & l'abrasion 6 constituent une couche protectrice. La figure 4 montre une vue en plan de la portion chauffante 3a lorsque la couche protectrice est enlevée. Lorsque 30 l'on amène le courant sur chacune des portions chauffan- tes 3a de la tête thermique, celle-ci est chauffée de façon uniforme, de sorte que la forme d'un point d'une image est reproduite comme cela est montré par la ligne interrompue à la figure 4, par exemple, sur un papier 35 thermique. Dans l'imprimante thermique, il est préférable 2644731 2 de modifier la taille des points reproduits sur un pa- pier d'imprimante pour exprimer une image en gradation. Toutefois, la tête thermique de l'art antérieur décrite ci-dessus ne peut réaliser ce type d'impression, son 5 impression étant restreinte par la forme de chaque por- tion chauffante 3a. Par conséquent, un objet de la présente inven- tion est de fournir une tête thermique apte à modifier la dimension des points d'une image en impression. 10 Avec cet objet ainsi que d'autres objets en vue, la présente invention fournit une tête thermique desti- née à l'utilisation dans les procédés d'impression ther- mique, comprenant : un substrat présentant une face su- périeure, une couche d'isolation électrique ou couche 15 isolante, appliquée sur la face supérieure du substrat ; des moyens chauffants appliqués sur la couche isolante pour fournir la chaleur destinée à l'impression d'un point d'une figure ; une couche de protection appliquée sur le moyen chauffant ; et un moyen de régulation de 20 surface de point formé sur le moyen chauffant pour rece- voir la chaleur suffisante pour l'impression, pour le transfert de la chaleur depuis le moyen chauffant vers le haut pour l'impression du point, et pour réguler une surface du point. 25 Dans les dessins, dans lesquels des références numériques identiques désignent des pièces correspondan- tes pour plusieurs vues et dont les descriptions ne sont données qu'une fois : - la figure 1 est une coupe transversale verti- 30 cale partielle agrandie de la tête thermique selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue en plan agrandie de la tête thermique de la figure 1, certains composants de celle-ci ayant été enlevés pour illustrer la portion 35 chauffante ; - la figure 3 est une vue en plan partielle 2644731 3 agrandie d'une tête thermique de la présente invention, certains composants de celle-ci ayant été enlevés pour montrer la portion chauffante de celle-ci ; et - la figure 4 est une coupe transversale verti- 5 cale de la tête thermique prise selon la ligne A-A à la figure 3, aucune pièce de la tête thermique n'ayant été enlevée. On va maintenant décrire plus en détail le mode de réalisation préféré de l'invention. 10 Sur les figures 3 et 4, la référence 7 désigne une couche d'éléments chauffants à résistance en un ma- tériau classique, appliquée sur une couche de glaçure 2. La couche de l'élément chauffant à résistance 7 comporte des électrodes 4a et 4b appliquées sur celle-ci à inter- 15 valles prédéterminés. Une portion en forme de pont 7a située juste au-dessous de l'écartement entre les électrodes 4a et 4b constitue une portion chauffante. La portion chauffante 7a est de plus petite largeur que l'autre portion de l'élément chauffant à résistance 7. 20 La portion chauffante 7a et les électrodes 4a, 4b sont revêtues d'une pellicule de résistance à l'oxydation 5, réalisée à partir d'un matériau classique tel que du Si02, sur lequel des éléments en aluminium de transfert thermique C1, C2a, C3a, C4a, C2b, C3b, C4b sont formés 25 au même niveau avec une épaisseur égale d'environ 1-2 pm dans ce mode de réalisation. L'élément de transfert thermique C1 présente une forme rectangulaire, de lar- geur égale & la portion chauffante 7a et est situé juste au-dessus du centre de la portion chauffante 7a. Une 30 paire d'éléments de transfert thermique C2a et C2b pré- sente une forme en U ou de façon générale une forme en C dans la vue en plan. Les élément de transfert thermique C3a, C3b, C4a et C4b ont des configurations similaires aux éléments de transfert thermique C2a et C2b. Les élé- 35 ments de transfert thermique C2a et C2b sont les plus 2644731 4 petits parmi les éléments de transfert thermique C2a- C4a, C2b-C4b et sont disposés symétriquement sur l'axe géométrique de l'élément de transfert thermique Cl ou de la ligne A-A à égale distance à partir de l'élément de 5 transfert thermique C1, de sorte qu'ils entourent ce dernier. Les éléments de transfert thermique C4a et C4b sont les plus grands des éléments de transfert thermi- que. La paire d'éléments de transfert thermique C3a, C3b est disposée symétriquement à égale distance à partir 10 des éléments de transfert thermique respectif C2a et C2b de la même manière que ;ces derniers, de sorte qu'ils en- tourent les éléments de transfert thermique C2a et C2b. De même, les éléments de transfert thermique C4a et C4b sont disposés symétriquement à un intervalle égal à par- 15 tir des éléments de transfert thermique respectifs C3a et C3b de sorte qu'ils entourent ce dernier. La référen- ce 6a désigne une pellicule résistante à l'abrasion classique réalisée à partir d'une matière traditionnelle telle que du Ti205, et revêtue à la fois sur les élé- 20 ments de transfert thermique C1, C2a-C4a, C2b-C4b et la pellicule résistante à l'oxydation 5. La surface supé- rieure de la pellicule de résistance à l'abrasion 6a comporte des rainures 8 en forme de V formées dans cel- le-ci de sorte que les fonds des rainures 8 passent jus- 25 te au-dessus du centre de l'espace de deux éléments de transfert thermique contigus. Ainsi, les saillies 9 qui présentent des formes similaires aux éléments de transfert thermique correspondants sont définies par les rai- nures 8. 30 Pour une tête thermique destinée à l'impression de 200 dpi, la largeur des éléments de transfert thermi- que C2a, C4a, C2b, C4b peut être d'environ 5 pm, et l'écartement entre deux éléments de transfert thermique contigus peut être d'environ 3 pm. 35 Lorsque l'on alimente le courant, la portion 2644731 5 chauffante 7a de la tête thermique est chauffée unifor- mément pour élever les températures des éléments de transfert thermique C1, C2a-C4a et C2b-C4b. Les tempéra- tures de ces éléments de transfert thermique dépendent à 5 la fois de la distance à partir de la portion chauffante 7a et de la surface de celle-ci. Ainsi, l'élément de transfert thermique situé le plus & l'intérieur C1 de- vient l'élément de transfert thermique le plus chaud, et les éléments de transfert thermique accusent une chute 10 de température à partir de l'élément de transfert ther- mique situé le plus à l'intérieur Cl vers les éléments de transfert thermique situés le plus à l'extérieur C4a et C4b. La commande à la fois du temps d'alimentation et de la grandeur du courant permet de chauffer l'élément 15 de transfert thermique Cl ou à la fois l'élément thermi- que C1 et d'autres éléments de transfert thermique spé- cifiques à des températures suffisantes pour provoquer la fusion d'une encre d'un ruban dans une imprimante à transfert thermique ou à des températures nécessaires 20 pour transformer une portion d'un papier thermique en un point noir. La dimension de chaque point reproduit dans un papier d'impression est, par conséquent, commandée et partant la gradation du ton de l'image est obtenue en modifiant la dimension des points. 25 A la place des éléments de transfert thermique en forme de U C2a, C2b, C3a, C3b, C4a et C4b, on peut former chaque paire d'éléments de transfert solidaire- ment en une configuration annulaire. Les éléments de transfert thermique Cl, C2a-C4a 30 et C2b-C4b peuvent être réalisés à partir d'autres ma- tériaux possédant une bonne conductivité thermique tels que du cuivre, de l'or et de l'argent. Les éléments de transfert thermique C1, C2a-C4a et C2b-C4b peuvent être disposés à l'extérieur de la 35 pellicule protectrice, par exemple à la surface supé- rieure de la pellicule résistante à l'abrasion 6a. 2644731 6 REVENDICATIONS 1. Tête thermique destinée à l'utilisation dans l'impression thermique, comprenant : (a) un substrat (I) présentant une face su- 5 périeure ; (b) une couche d'isolation électrique, ap- pliquée sur la face supérieure du substrat (1) ; (c) un moyen chauffant (7), appliqué sur la couche isolante pour fournir la chaleur destinée à l'im- 10 pression d'un point d'une image ; (d) une couche protectrice (5,6), appliquée sur le moyen chauffant (7) ; et (e) un moyen de commande de surface de point, formé sur le moyen chauffant (7) pour recevoir la 15 chaleur suffisante à l'impression, au transfert de la chaleur à partir du moyen chauffant (7) vers le haut pour l'impression du point et pour réguler la surface du point. 2. Tête thermique selon la revendication 1, ca- 20 ractérisée en ce que le moyen de régulation de surface de point comprend plusieurs éléments de transfert ther- mique (Cla, C2a, C3a, C4a, C2b, C3b, C4b), comprenant un élément de transfert thermique situé le plus à l'inté- rieur (C1) et un élément de transfert thermique situé le 25 plus à l'extérieur disposé coaxialement à un niveau égal au-dessus du moyen chauffant (7) de sorte que l'élément de transfert thermique (C1) situé le plus à l'intérieur est entouré des autres éléments de transfert thermique.. 3. Tête thermique selon la revendication 2, ca- 30 ractérisée en ce que les éléments de transfert thermique (Cla, C2a, C3a, C4a, C2b, C3b, C4b) sont réalisés en un matériau possédant une bonne conductivité thermique. 4. Tête thermique selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que l'élément de transfert thermique 35 situé le plus à l'intérieur (C1) est une plaque agencée juste au-dessus du moyen chauffant (7) ; et les autres 2644731 7 éléments de transfert thermique présentent des formes courbées allongées. 5. Tête thermique selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que l'élément de transfert thermique 5 situé le plus & l'intérieur (Cl) présente une forme rec- tangulaire ; les autres éléments de transfert thermique présentent des configurations similaires entre eux com- prenant une paire d'éléments de transfert thermique dis- posées pour entourer le reste des éléments de transfert 10 thermique. 6. Tête thermique selon la revendication 5, ca- ractérisée en ce que les éléments de transfert thermique (Cla, C2a, C3a, C4a, C2b, C3b, C4b) sont réalisés à l'intérieur de la couche protectrice (5,6). 15 7. Tête thermique selon la revendication 6, ca- ractérisée en ce que la couche protectrice (5,6) com- prend une couche résistante à l'oxydation (5), appliquée sur le moyen chauffant (7) destiné à empêcher le moyen chauffant de s'oxyder, et une couche résistante à 20 l'abrasion (6) appliquée sur la couche résistante à l'oxydation, la couche résistante à l'oxydation (5) ayant une face supérieure, et caractérisée en ce que les éléments de transfert thermique sont formés dans la cou- che de résistance à l'abrasion (6) et sur la couche ré- 25 sistante à l'oxydation (5).