Brevet FR2776230A1 — publié le 19990924

i La présente invention concerne un dispositif d'impression thermique ou une tête d'imprimante thermique. Un tel dispositif comporte en général une pla- quette de céramique qui constitue le support de base de tous les éléments fonctionnels et de circuiterie reliant une ligne de points chauffants (une ligne résistive) à des circuits intégrés de commande de ces points en réponse à des signaux reçus d'un processeur extérieur. Le principe bien connu d'une tête d'impression thermique réside dans la commande de l'ouverture et de la fermeture d'un circuit électrique qui comporte une portion de ligne résistive, laquelle, lorsque le circuit est alimenté, s'échauffe par effet joule et rayonne en direc- tion d'un support sensible thermiquement qui est à proxi- mité (pratiquement au contact de la ligne à un revêtement de protection près) de cette portion de ligne résistive de sorte que la couleur du support au point de contact vire (par exemple du blanc au noir). La ligne résistive est disposée à cheval sur des tronçons conducteurs consécutifs. Un tronçon sur deux est relié à un conducteur commun d'un côté de cette ligne, chacun des autres tronçons s'étendant de l'autre côté de cette ligne et comprenant des moyens électroniques de son ouverture ou de sa fermeture logée dans un circuit intégré (appelé driver) affecté à la commande de plusieurs conduc- teurs (par exemple soixante quatre) - La commande de l'activation d'un point chauffant consiste donc à refermer sur une source d'alimentation le conducteur commun et l'un des autres tronçons susdits. Le courant circule alors dans la portion de ligne résistive qui est comprise entre deux tronçons consécutifs reliés au conducteur commun et qui chevauche ledit conducteur. Usuellement, la ligne résistive est située au voisinage de l'un des bords longitudinaux de la plaquette de céramique. Entre ce bord et cette ligne s'étend le conducteur commun. Par ailleurs, les connexions de la tête d'impression d'une part à la source d'alimentation et d'autre part au processeur de commande des drivers, s'effectuent du côté du bord longitudinal de la plaquette opposé à celui voisin de la ligne résistive. Il est donc nécessaire de prolonger le conducteur commun jusque vers ce bord et dans les têtes d'impression actuelles, cette prolongation s'étend le long d'un bord transversal de la plaquette. La section du conducteur commun et de sa prolon- gation dépend directement de la quantité maximale de courant qui doit les parcourir et celle-ci est importante (plusieurs ampères) si tous les points chauffants sont activés. A épaisseur de ce conducteur commun donné, cette section dépend de sa largeur et la partie du conducteur commun transversale à la plaquette peut être d'une largeur de l'ordre du centimètre. Ce dessin, commun à toutes les têtes d'impression, et notamment celles concernées par l'impression de tickets (de largeur d'impression comprise entre 60 et 120 mm) impose une plaquette d'une longueur plus importante que la largeur d'impression (de l'ordre de 8 à 15 %). On comprend que l'encombrement transversal de la tête d'impression est par construction plus important que la longueur de la ligne résistive donc que la largeur de25 l'impression à réaliser, d'une valeur qui peut devenir inacceptable dans certaines applications. La tendance technologique actuelle étant à la miniaturisation maximale des produits et notamment des produits de traitement de l'information, il existe un besoin de réduire cet encombre- ment pour que la dimension transversale du mécanisme d'impression thermique soit au plus près de la largeur du support (bande papier) devant recevoir cette impression. La présente invention a pour objectif de répondre à ce besoin en fournissant une tête d'impression dont la ligne résistive est d'une longueur égale à la dimension longitudinale de la plaquette de céramique qui forme le support de la tête. Les moyens de l'invention qui permet- tent de répondre à cet objectif conduisent en outre à pouvoir envisager une construction modulaire des têtes d'impression de sorte qu'en juxtaposant des modules dans le sens de la ligne résistive on peut obtenir aisément une gamme d'imprimante se distinguant par leur largeur d'im- pression. A cet effet, l'invention a donc pour objet un dispositif d'impression thermique comprenant un support plan de forme rectangulaire, équipé sur l'une de ses faces parallèlement à l'un de ses bords longitudinaux, d'une ligne résistive chevauchant des tronçons de conducteur disposés perpendiculairement à cette dernière, s'étendant15 alternativement d'un côté et de l'autre de la ligne résistive, l'une des séries de tronçons étant issue d'un conducteur commun qui est constitué par une couche conduc- trice recouvrant le support tandis que la ligne résistive et les tronçons de conducteurs qu'elle chevauche sont formés sur une couche isolante recouvrant la couche conductrice. Cette disposition particulière du conducteur commun permet de ne pas réserver une portion particulière du support notamment au voisinage de l'une ou de ses deux extrémités transversales pour le passage de ce conducteur commun. Il résulte de cela que la ligne résistive peut s'étendre longitudinalement d'une extrémité Transversale à l'autre du support autorisant ainsi une ligne d'impression aussi large que le support ce qui signifie que l'on peut construire des têtes d'imprimantes thermiques dont l'encom- brement transversal est réduit au maximum. De manière préférée, la couche isolante laisse à découvert une bande de la couche conductrice adjacente à l'un des bords du support formant la zone d'implantation d'une série de tronçons de conducteurs et s'étendant entre ce bord du support et la ligne résistive, la couche conductrice étant découpée en créneaux au voisinage de l'autre bord longitudinal du support pour former des plages de sa connexion à une source d'alimentation, plages laissées également découvertes par la couche isolante. L'invention a également pour objet une tête d'impression thermique qui est caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins deux modules constitués chacun par un dispositif tel que décrit ci-dessus, ces dispositifs10 étant juxtaposés et reliés de manière que leurs lignes résistives soient dans l'alignement l'une de l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description donnée ci- après à titre d'exemple d'un de ses modes de réalisation.15 Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels les figures 1 à 4 ainsi que les coupes corres- pondantes 1A à 4B illustrent quatre des étapes essentielles du procédé de fabrication d'un dispositif d'impression thermique conforme à l'invention. Aux figures 1, 1A et lB, on a représenté une plaquette de céramique rectangulaire 1 recouverte d'une première couche de verre 2 et, sur pratiquement toute sa surface, d'une seconde couche 3 conductrice par exemple en or. Cette couche 3 recouvre pratiquement toute la surface25 de la plaquette en céramique sauf en ce qui concerne des réserves 4, 5 et 6, le long d'un bord longitudinal lb de la plaquette, dans lesquelles est laissée apparente la couche de verre 2. Les techniques de revêtement en couches minces ou épaisses utilisées pour la fabrication d'un dispositif selon l'invention sont connues en elles-mêmes et ne sont pas décrites plus en détail dans ce qui suit. Aux figures 2, 2A et 2B, le dispositif de la figure 1 est équipé d'une couche isolante 7 dont la géométrie est telle qu'elle laisse découverte une marge 8 au voisinage du bord la longitudinal de la plaquette o couche 3 conductrice reste apparente. Du côté du bord lb, la couche isolante 7 recouvre les réserves 4, 5 et 6 précédemment ménagées dans la couche conductrice 3, mais laisse découvertes les zones 9, 10, 11 et 12 de cette couche 3 qui constituent des plages de connexion de la couche conductrice à une source d'alimentation électrique. La troisième étape de fabrication du dispositif selon l'invention consiste à recouvrir la couche isolante 7 ainsi que la marge 8 de deux couches d'or, d'abord fine puis épaisse, qui portent la référence commune 13 sur les figures 3, 3A et 3B. Les plages 9, 10, 11 et 12 restent découvertes et isolées des couches conductrices 13 recou- vrant la couche isolante 7. La continuité électrique entre la couche 13 et la couche conductrice 3 est réalisée au niveau de la marge 8. On procède ensuite comme représenté schématique- ment aux figures 4, 4A et 4B au gravage, de manière connue, de la couche 13 pour réaliser les différents tronçons de conducteurs 14 reliés électriquement à la couche conduc- trice 3 par la marge 8 et des tronçons de conducteurs 15 qui aboutissent aux emplacements réservés 16 des circuits intégrés assurant la commande et le contrôle du fonctionne- ment de la tête d'impression. A l'endroit o les conduc- teurs 14 et 15 sont voisins et disposés les uns entre les autres de manière connue, on réalise une ligne résistive 17 par un dépôt de produit approprié, cette ligne 17 s'éten- dant sur toute la longueur de la plaquette 1 puisque les tronçons de conducteurs 14 et 15 ont pu être gravés sur la totalité de cette longueur. Une couche de verre de protection non représentée recouvre ensuite l'ensemble de cette surface. Bien entendu, avant la mise en place de cette couche de protection non représentée, on aura également procédé aux gravures des conducteurs 18 au voisinage du bord lb de la plaquette et entre les plages 9, 10, 11 et 12 susdites, ces conducteurs 18 permettant la connexion des circuits à la source d'alimentation et aux différents organes de commande ou processeurs auxquels le dispositif d'impression doit être connecté. Les avantages d'une telle structure sont impor- tants. Tout d'abord la section du commun d'alimentation est importante puisqu'elle est constituée par la section de la couche conductrice 3. En outre, le courant d'alimentation qui circule dans ce conducteur commun est très bien réparti à l'intérieur de la couche conductrice 3 et ce, quelle que soit la localisation du point chauffant le long de la ligne résistive 17. Enfin, cette ligne résistive possède des points chauffants jusqu'aux extrémités transversales du support 1 du dispositif d'impression.15 Cette structure présente également l'avantage de permettre une juxtaposition de deux ou plusieurs supports tels que ceux représentés aux figures 4, 4A et 4B, associés par leurs extrémités transversales afin de constituer une ligne résistive de plus grande longueur. Ces supports20 peuvent être de manière simple maintenus bord à bord de sorte que la ligne résistive de l'un soit alignée avec la ligne résistive de l'autre. Un usinage particulier de ces bords transversaux ainsi qu'une commande particulière des points chauffants qui sont adjacents permet d'obtenir une continuité d'impression sur toute la longueur de la bande résistive. La structure du dispositif d'impression selon l'invention permet d'envisager la construction modulaire de têtes d'imprimantes thermiques à partir d'un même processus de fabrication, pouvant ainsi convenir à des largeur d'impression différentes au moyen d'outils de production rationalisés beaucoup moins coûteux que les outils de production jusqu'ici employés et qui étaient nécessairement dédiés à chaque largeur ou type de tête d'impression. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'impression thermique comprenant un support plan (1) de forme rectangulaire, équipé sur l'une de ses faces, parallèlement à l'un de ses bords longitudinaux (la), d'une ligne résistive (17) chevauchant des tronçons (14, 15) de conducteurs disposés perpendicu- lairement à cette dernière et s'étendant alternativement d'un côté et de l'autre de la ligne résistive (17), l'une (14) des séries de tronçons étant issue d'un conducteur commun, caractérisé en ce que le conducteur commun est constitué par une couche conductrice recouvrant le support et en ce que la ligne résistive (17) et les tronçons de conducteurs (14, 15) qu'elle chevauche sont formés sur une couche isolante (7) recouvrant la couche conductrice (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la couche isolante (7) laisse à découvert une bande (8) de la couche conductrice (3) adjacente à l'un des bords (la) du support, formant la zone d'implantation d'une série (14) de tronçons de conducteurs et s'étendant entre ce bord (la) du support (1) et la ligne résistive (17), la couche conductrice (3) étant découpée en créneaux au voisinage de l'autre bord (lb) longitudinal du support pour former des plages (9, 10, 11, 12) de sa connexion à une source d'alimentation, également laissées découvertes par la couche isolante (7). 3. Dispositif d'impression thermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne résistive (17) est de longueur égale à la dimension longitudinale du support (1). 4. Tête d'impression thermique, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux modules constitués chacun par un dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, ces dispositifs étant juxtaposés et reliés de manière que leur ligne résistive (17) soit dans l'alignement l'une de l'autre.