Brevet FR2733181A1 — publié le 19961025

IMPRIMANTE PAR TRANSFERT THERMIQUE DE COLORANTS, A RUBAN MULTISTANDARD. La présente invention concerne une imprimante par transfert thermique de colorants, utilisable notamment pour la personnalisation de cartes plastiques comme des cartes à puces, des cartes magnétiques, des badges, etc. La figure 1 représente schématiquement par une vue de profil une imprimante 1 de type classique, déjà décrite dans la demande de brevet français nO 9402116 et commercialisée par la demanderesse sous la référence GPS 220. L'imprimante 1 comprend deux paires 2, 3 de rouleaux secondaires de convoyage d'une carte plastique 4 à imprimer, une tête d'impression thermique 6 et un rouleau principal 5 de convoyage disposé en dessous de la tête d'impression 6. Pendant l'impression, la tête d'impression 6 occupe une position basse et la carte 4 est prise en sandwich entre la tête 6 et le rouleau 5, avec interposition d'un ruban encreur 8, constitué d'un film support en une matière transparente sur lequel est déposée une couche de matière colorante. La carte 4 se déplace pas à pas selon un sens de convoyage S repéré sur la figure 1. A chaque déplacement d'un pas de la carte 4 correspond un déplacement équivalent du ruban 8 et l'impression d'une ligne, par transfert de la matière colorante sur la carte 4.Le défilement du ruban 8 est assuré par un système d'enroulement motorisé 9, et l'avancement de la carte 4 par un moteur pas à pas 10 entraînant les rouleaux 2, 3, et 5 par l'intermédiaire de courroies 11-1, 11-2, 11-3. La tête d'impression 6, le système d'enroulement 9 et le moteur 10 sont pilotés par une unité centrale 13 à microprocesseur, qui possède dans ses mémoires un codage de l'image à imprimer. Si l'on se reporte maintenant à la figure 2A, on voit que le ruban 8 présente de façon répétitive trois séquences de couleurs primaires Jaune (J), Magenta (M) et Cyan et une séquence de vernis transparent (T). Ainsi, l'impression d'un motif sur la carte 4 se déroule en trois étapes, chaque étape correspondant à l'impression ligne par ligne d'une séquence couleur primaire jusqu'à ce que toute la longueur de la carte 4 soit parcourue. A la fin de chaque étape, la carte 4 revient en position initiale pour l'impression d'une nouvelle séquence de couleur, etc. On obtient ainsi par combinaison des trois couleurs primaires toute une palette de couleurs. Une quatrième et dernière étape d'impression, optionnelle, permet de déposer sur la carte 4 un vernis de protection (séquence T du ruban 8). Dans une imprimante de ce type, il est indispensable pour le bon contrôle de la position du ruban encreur 8 que l'unité centrale 13 puisse détecter avec précision les séquences de couleurs J, M, C et le vernis transparent T. Une première méthode connue permettant de détecter les diverses séquences de couleurs consiste à utiliser des rubans indexés du type illustré en figure 2A, sur lesquels les séquences J, M, C, T sont séparées par des barres d'indexation 15-1, 15-2 de couleur noire. Généralement, on trouve une barre d'indexation principale 15-1 de forte largeur avant la séquence jaune J, pour le repérage d'un groupe J, M, C, T avant le commencement d'un cycle d'impression d'une carte, et des barres d'indexation secondaires 15-2 plus étroites entre les séquences Jaune et Magenta, Magenta et Cyan, et entre la séquence Cyan et le vernis transparent. Pour détecter ces barres d'indexation, comme on le voit en figure 1, l'imprimante 1 est pourvue d'un détecteur optique 14 comprenant une source de lumière 14-1 orientée vers une face du ruban et, de l'autre côté du ruban, une cellule photosensible 14-2 dont la sortie électrique est surveillée par l'unité centrale 13. Lorsqu'une barre d'indexation 15-1 ou 15-2 passe devant la source 14-1, elle empêche la lumière émise de traverser le ruban 8 et la sortie électrique de la cellule 14-2 passe à 0. Cette méthode de repérage des séquences de couleurs par indexation a été très utilisée jusqu'à ce jour notamment en raison de sa simplicité. Elle a ainsi fait l'objet de nombreuses recherches et perfectionnements, comme on peut s'en rendre compte à la lecture des brevets JP 60-227195, US 5,185,315, US 4,893,951, US 5,104,247, ainsi que d'autres. Parallèlement, on a vu se développer une méthode de détection directe des couleurs et apparaître dans le commerce des rubans dépourvus de barres d'indexation, comme représenté en figure 2B. Ces rubans présentent l'avantage d'être plus simples à fabriquer et d'un prix de vente moins élevé. Pour détecter les couleurs primaires du ruban, on utilise une technique de reconnaissance des couleurs par filtrage sélectif de faisceaux lumineux qui repose sur la théorie du filtrage de la lumière. On sait en effet que lorsqu'un faisceau de lumière traverse un filtre coloré, par exemple un filtre vert, seule la composante verte du faisceau incident va traverser le filtre. Ensuite, si le faisceau vert émergeant est envoyé dans un filtre rouge, aucune lumière ne ressort du filtre rouge puisque le faisceau vert ne comporte aucune composante rouge.Ce principe est mis en application comme illustré en figure 3, en disposant d'un côté du ruban 8 une source lumineuse jaune 16-1 pour détecter le Jaune, une source lumineuse verte 16-2 pour détecter le Magenta et une source rouge 16-3 pour détecter la couleur Cyan. De l'autre côté du ruban 8 sont disposés trois détecteurs de lumière 17-1, 17-2, 17-3, chaque détecteur étant dans l'axe d'émission de l'une des sources 16 de lumière colorée. Ainsi, par exemple, si la zone du ruban encreur 8 qui se trouve entre les sources 16 et les détecteurs 17 est jaune, seule la lumière jaune émise par la source 16-1 traverse le ruban et la sortie du détecteur 17-1 passe à 1.Une méthode équivalente proposée dans la demande de brevet européen 0 189 574 consiste à utiliser des sources 16-1, 16-2, 16-3 de lumière blanche et à disposer devant les détecteurs 17-1, 17-2, 17-3 des filtres colorés correspondant au trois couleurs primaires. Finalement, on constate qu'il existe à ce jour une diversité de méthodes utilisées pour le repérage des séquences de couleurs sur les rubans encreurs. L'inconvénient qui en résulte est que l'on trouve sur le marché des imprimantes de types différents non compatibles entre elles, certaines fonctionnant exclusivement avec tel ou tel type de ruban indexé, d'autres fonctionnant exclusivement avec tel ou tel autre type de ruban non indexé, etc. Un objet de la présente invention est de pallier cet inconvénient et de prévoir une imprimante qui puisse fonctionner avec tout type de ruban. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit d'abandonner les méthodes classiques de détection par filtrage sélectif, basées sur la détection de la présence ou de l'absence d'un rayon lumineux, au profit d'une technique de colorimétrie par mesure de la fréquence des couleurs. Une telle technique trouve déjà application dans certains domaines techniques, par exemple celui de la photographie, pour le contrôle de la qualité des couleurs. On peut ainsi trouver dans le commerce des cellules photosensibles large bande qui délivrent un signal alternatif dont la fréquence est directement fonction de la fréquence du signal lumineux reçu, c'est-à-dire de la couleur du signal lumineux. Plus particulièrement, la présente invention prévoit une imprimante par transfert thermique de colorants sur un support à imprimer, comprenant une tête thermique d'impression, des moyens de convoyage du support à imprimer, un ruban encreur interposé entre la tête d'impression et le support à imprimer, présentant plusieurs séquences de couleurs, des moyens pour faire défiler le ruban encreur associés à des moyens de reconnaissance des séquences de couleurs du ruban, dans laquelle les moyens de reconnaissance des séquences de couleurs comprennent des moyens pour émettre sur une première face du ruban encreur un faisceau lumineux incident d'une lumière polychromatique, une cellule photosensible en regard d'une deuxième face du ruban encreur pour recevoir un faisceau lumineux émergeant et délivrer un signal alternatif dont la fréquence est représentative de la couleur de la zone du ruban traversée par le faisceau lumineux, et des moyens pour mesurer la fréquence du signal. Selon un mode de réalisation, les moyens de mesure de la fréquence sont reliés à un circuit à microprocesseur qui associe à chaque valeur mesurée de fréquence une bande de fréquences prédéterminée correspondant à une couleur. On décrira maintenant à titre non limitatif un exemple de réalisation de la présente invention, en relation avec les figures jointes parmi lesquelles - la figure 1 représente schématiquement une imprimante par transfert thermique de colorants, et a été décrite précédemment, - les figure 2A et 2B représentent deux types différents de rubans encreurs, et ont été décrites précédemment, - la figure 3 représente des moyens de reconnaissance selon l'art antérieur de séquences de couleurs d'un ruban encreur, - la figure 4 représente un dispositif selon la présente invention de reconnaissance de séquences de couleurs d'un ruban encreur, - la figure 5 représente une courbe de reconnaissance au moyen du dispositif de la figure 4 de séquences de couleurs du ruban de la figure 2A, et - la figure 6 représente une courbe de reconnaissance au moyen du dispositif de la figure 4 de séquences de couleurs du ruban de la figure 2B. La figure 4 représente un dispositif 20 de détection de séquences de couleurs selon la présente invention. Le dispositif 20 est agencé dans l'imprimante 1 de la figure 1 à la place du système de détection classique 14. Dans un souci de simplicité, l'imprimante 1 ne sera pas à nouveau décrite. Sur une face du ruban 8 est disposée une source lumineuse 21 émettant un faisceau 22 de lumière polychromatique, par exemple une lumière blanche. De l'autre côté du ruban, un faisceau émergeant 23 est intercepté par une cellule photosensible 24, par exemple une cellule commercialisée par la société Texas Instrument sous la référence TSL 250. La cellule 24 est équipée d'un circuit électronique intégré délivrant un signal alternatif de forme carrée dont la fréquence est proportionnelle à la couleur du faisceau 23.Le signal carré délivré par la cellule 24 est envoyé dans un fréquencemètre 25 dont la sortie est lue par l'unité centrale 13. Par phénomène de filtrage, la couleur du faisceau émergeant 23 est celle que présente le ruban dans la zone d'émergence, de sorte que la fréquence du signal délivré par la cellule 24 est représentative de la couleur du ruban 4. Des essais réalisés par la demanderesse sur un grand nombre de rubans d'origines diverses ont révélé l'existence d'une dispersion des fréquences mesurées, pour chacune des couleurs primaires ainsi que pour la couleur noire des barres d'indexation et pour les séquences de vernis transparent. Cette dispersion provient du fait que les fabricants de rubans encreurs n'utilisent pas toujours les mêmes colorants pour réaliser les couleurs primaires, ou que certains fabricants ne respectent pas les normes en vigueur. Toutefois, malgré cette dispersion, on a pu définir des bandes de fréquences qui ne se recouvrent pas et permettent d'identifier sans ambiguïté les diverses séquences de couleurs que peut comporter un ruban encreur. Ceci sera mieux compris en observant le tableau ci-après qui résume le résultat de ces essais, chaque bande de fréquences étant comprise entre une fréquence minimum Fmin et une fréquence maximum Fmax. Couleur Funin de la couleur Fmax de la couleur Transparent(vernis) 1950 Hz 2150 Hz Jaune 1450 Hz 1750 Hz Magenta 750 Hz 950 Hz Cyan 350 Hz 550 Hz Noir (indexation) 50 Hz 180 Hz Pour tenir compte de cette dispersion, l'unité centrale 13 est programmée de manière à associer à chaque valeur de fréquence F lue à la sortie du fréquencemètre 25 une bande de fréquences [Fmin, Fmax] choisie dans le tableau ci-dessus en fonction du critère suivant Fmin En d'autres termes, la bande de fréquences choisie dans le tableau ci-dessus est celle qui comprend la fréquence F lue à la sortie du fréquencemètre 25.Comme à chaque bande de fréquences correspond une couleur particulière, l'opération revient à déterminer la couleur du ruban dans la zone de traversée du rayon lumineux. Ainsi, grâce à la présente invention, l'unité centrale 13 est en mesure de piloter et contrôler le défilement de n'importe quel type de ruban. De plus, la programmation de l'unité centrale, qui est à la portée de l'homme du métier et ne sera pas décrite ici dans un souci de simplicité, peut être réalisée de diverses manières puisque toute couleur ou variation de couleur du ruban peut être détectée. Par exemple, on peut décider d'ignorer les barres d'indexations lorsque le ruban encreur en comporte, ou au contraire les prendre en compte et les utiliser pour le pilotage à titre d'informations redondantes s'ajoutant à la détection des couleurs primaire et du vernis. Pour fixer les idées, la figure 5 représente une courbe en fonction du temps de la fréquence F délivrée par le fréquencemètre 25 lorsque l'on fait défiler devant le détecteur 24 un ruban indexé du type de la figure 2A, et la figure 6 représente une courbe de la fréquence F lorsque l'on fait défiler un ruban non indexé du type de la figure 2B. Sur la figure 6, on voit se succéder trois niveaux de fréquences décroissants J, M, C, correspondants aux couleurs primaires Jaune, Magenta et Cyan, suivis d'un niveau T de fréquence plus élevée correspondant au vernis transparent. Sur la figure 5, on retrouve les niveaux J, M, C, T de la figure 6, mais entre chaque niveau est interposé un niveau N basse fréquence correspondant à la couleur noire des barres d'indexation 15-1 et 15-2. On voit également qu'à vitesse de défilement constante le niveau N précédant le niveau J présente une durée plus longue que les autres niveaux N, puisque la barre d'indexation principale 15-1 est plus large que les barres d'indexation secondaires 15-2. Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée à l'imprimante qui a été précédemment décrite. La présente invention est en effet susceptible de s'appliquer à tout type d'imprimante à ruban encreur comportant plusieurs séquences de couleurs, et à tout type de ruban encreur comportant ou ne comportant pas de séquence de vernis transparent. De plus, on a proposé ci-dessus un mode de programmation de l'unité centrale qui consiste à procéder par reconnaissance de bandes de fréquences, afin de tenir compte d'une dispersion des couleurs liée à l'utilisation de rubans d'origines diverses. Les bandes de fréquences qui ont été données précédemment sont très larges car elles ont été établies à la suite d'essais réalisés à partir d'un grand nombre de rubans. Il est évident que l'on peut resserrer la bande de fréquence de reconnaissance de chaque couleur si l'on ne souhaite pas que l'imprimante fonctionne avec des rubans de qualité douteuse, présentant des couleurs primaires trop éloignées des références habituelles. De plus, si l'on prévoit de toujours utiliser le même type de ruban, par exemple un ruban provenant du même fabricant et réalisé selon des critères de fabrication très stricts, on peut resserrer au maximum chaque bande de fréquence et programmer l'unité centrale à ne reconnaître que les fréquences particulières correspondant aux couleurs de ce ruban. REVENDICATIONS 1. Imprimante (1) par transfert thermique de colorants sur un support (4) à imprimer, comprenant - une tête thermique d'impression (6), - des moyens (2,3,5,10,11) de convoyage du support (4) à imprimer, - un ruban encreur (8) interposé entre la tête d'impression (6) et le support (4) à imprimer, présentant plusieurs séquences de couleurs (J,M,C,T,N) - des moyens (9, 13) pour faire défiler le ruban encreur (8) associés à des moyens (13,21,22,23,24,25) de reconnaissance des séquences de couleurs (J,M,C,T,N) du ruban (8), caractérisée en ce que lesdits moyens de reconnaissance des séquences de couleurs comprennent - des moyens (21) pour émettre sur une première face du ruban encreur (8) un faisceau lumineux incident (22) d'une lumière polychromatique, - une cellule photosensible (24) disposée en regard d'une deuxième face du ruban encreur (8) pour recevoir un faisceau lumineux émergeant (23) et délivrer un signal alternatif dont la fréquence (F) est représentative de la couleur (J,M,C,T,N) de la zone du ruban (8) traversée par le faisceau lumineux (22, 23), et - des moyens (25) pour mesurer la fréquence (F) dudit signal. 2. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens (25) de mesure de la fréquence (F) sont reliés à un circuit à microprocesseur (13) qui associe à chaque valeur mesurée de fréquence (F) une bande de fréquences prédéterminée (Fmin, Fmax) correspondant à une couleur. 3. Imprimante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle utilise un ruban encreur (8) comportant des marques d'indexation (15-1, 15-2). 4. Imprimante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit support à imprimer est une carte plastique (4).