Brevet FR2854836A1 — publié le 20041119

I La présente invention concerne une machine d'impression d'objets divers tels que flacons, tubes, disques compacts et, plus généralement, tout objet susceptible de recevoir un décor par un procédé de marquage à chaud. On connaît de manière générale des machines d'impression utilisant un procédé de marquage à chaud, comportant une tête de marquage munie d'un 10 cliché chauffé, un film de marquage interposé entre l'objet à marquer et le cliché, ainsi que des moyens d'actionnement pour, d'une part, amener la tête de marquage, donc le cliché et par conséquent le film de marquage au contact de l'objet afin d'y marquer des inscriptions, signes, dessins et/ou autres décorations et, d'autre part, s'écarter ensuite de ce dernier afin de permettre son évacuation 15 et l'arrivée d'un nouvel objet à imprimer. En particulier, on connaît des machines d'impression par marquage à chaud qui utilisent un film métallisé dont la métallisation est transférable par pression et chaleur sur un support plastique. Ces machines utilisent un cliché en relief métallique ou en silicone et le 20 marquage effectué reproduit les parties en relief du cliché. De telles machines sont, par exemple, décrites dans le brevet US 147 495. Ces machines font intervenir pour l'actionnement de la tête de marquage un actionneur qui se présente sous la forme d'un vérin pneumatique à 25 double effet. Un tel vérin fournit de manière satisfaisante les efforts de poussée (amenée de la tête et marquage) et de traction (retrait de la tête) nécessités par l'impression des objets. Cependant, la Demanderesse s'est aperçue qu'à cadence élevée, il est 30 nécessaire de remplir d'air toute la chambre du piston avant que ce dernier n'applique la tête de marquage portant le cliché sur l'objet, ce qui représente une consommation d'air considérable. Une solution à ce problème pourrait consister à réduire la course du piston. Toutefois, le cliché chauffé pourrait alors se trouver en contact avec le film lors du changement d'objet à imprimer et ainsi chauffer le film, ce qui doit être évité afin de ne pas détériorer le film. La présente invention vise à remédier à au moins un des inconvénients précités en proposant une machine d'impression d'objet par transfert thermique comportant une tête de marquage, un film d'impression entre celle-ci et l'objet à imprimer et des moyens d'actionnement de la tête de marquage pour le 10 déplacement de celle-ci par rapport à l'objet et l'impression, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comportent, d'une part, au moins un actionneur pneumatique à simple effet du type à membrane pour approcher la tête de marquage de l'objet à imprimer et pour appliquer une pression nécessaire à l'impression et, d'autre part, des moyens pour écarter la tête de marquage de 15 l'objet. Ainsi, avec un actionneur pneumatique à simple effet du type à membrane la chambre qui doit être remplie d'air possède des dimensions réduites par rapport à celle d'un actionneur à double effet, tout en assurant un effort en traction considérable malgré le volume réduit de la chambre. La course d'un tel actionneur n'a donc pas besoin d'être réduite pour diminuer la consommation d'air à effort équivalent. De ce fait, la tête de marquage ne risque pas de venir chauffer le film d'impression lors du changement d'objet à imprimer. Par ailleurs, avec un tel actionneur on ne constate pas le phénomène 25 d'inertie rencontré avec un actionneur à double effet. En outre, les actionneurs pneumatiques à simple effet du type à membrane sont moins encombrants qu'un actionneur à double effet, même si l'on remplace ce dernier par deux de ces actionneurs à simple effet. Selon une caractéristique, les moyens d'écartement de la tête de 30 marquage de l'objet comprennent un actionneur pneumatique à simple effet du type à membrane. Par exemple, pour relever la tête de marquage on peut également utiliser de manière avantageuse un tel actionneur. Selon une autre caractéristique, les moyens d'actionnement comportent deux actionneurs pneumatiques à simple effet du type à membrane pour 5 approcher la tête de marquage de l'objet à imprimer et pour appliquer une pression nécessaire à l'opération d'impression. Compte tenu des efforts demandés en pression lors de l'impression par transfert thermique de l'objet, l'utilisation de deux actionneurs pneumatiques à simple effet du type à membrane est parfois nécessaire. L'utilisation de deux ou trois actionneurs de ce type dans une machine d'impression par transfert thermique confère à la machine un encombrement réduit par rapport à une machine faisant intervenir un actionneur pneumatique à double effet et est en outre plus économique. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la 15 description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une machine d'impression selon l'invention; - la figure 2 est une vue schématique en coupe selon le plan de 20 coupe AA de la machine de la figure 1; - les figures 3, 4 et 5 illustrent de manière schématique les principales étapes de fonctionnement d'une machine d'impression selon l'invention. Comme représenté sur la figure 1 et désigné par la référence générale 25 notée 10, une machine d'impression selon l'invention est utilisée pour l'impression d'un décor par transfert thermique sur un objet 12 qui peut revêtir diverses formes et, par exemple, être un flacon, une bouteille, un disque compact.... Une telle machine 10 comprend un ensemble 14 mobile verticalement, 30 comme indiqué par les flèches référencées D, comprenant une tête de marquage 16 et un film d'impression 18 qui porte l'image constituant le décor à imprimer. Plus particulièrement, le film 18 alimenté par le rouleau d'alimentation 22 porte plusieurs images 20 régulièrement espacées, qui sont successivement amenées en regard des objets 12 à imprimer lorsque le rouleau d'entraînement 24 exerce une traction sur le film. Généralement, le film ne se déplace que lorsque l'on remplace l'objet qui vient d'être imprimé par un nouvel objet à imprimer. La tête de marquage 16 prend plus particulièrement la forme d'une presse de marquage à chaud qui comprend un cliché 26 de forme plate ou cylindrique dont la surface extérieure destinée à venir au contact du film 18 est 10 chauffée par des éléments chauffants non représentés. Le cliché est par exemple métallique et alternativement, le matériau constitutif du cliché peut être un polymère (silicone). Pour plus de détails sur une telle machine, l'homme de l'art pourra se reporter à la machine décrite dans le document US 5,147,495 ou FR 2 552 713. 15 La machine d'impression 10 selon l'invention comprend également des moyens de déplacement de l'ensemble 14 comprenant la tête de marquage 16 afin d'approcher la tête de marquage de l'objet à imprimer 12 suivant les flèches verticales descendantes D, avant de réaliser l'opération d'impression, et afin de relever cette tête suivant un mouvement vertical ascendant, après impression de 20 I'objet 12. Ces moyens de déplacement ont en outre pour fonction d'assurer l'application d'une pression nécessaire à l'opération d'impression et complémentaire du chauffage, lorsque le film d'impression 18 est serré entre l'objet 12 et le cliché 26 de la tête de marquage 16, pour que l'image 20 soit 25 transférée thermiquement sur la surface extérieure de l'objet 12. Les moyens précités référencés 30 sur les figures 1 et 2 constituent l'unité d'actionnement de la machine d'impression et comportent trois actionneurs pneumatiques à simple effet du type à membrane 32, 34 et 36, par exemple tous identiques. On utilise par exemple des vérins à simple effet en traction tels que ceux désignés par le terme de "muscles pneumatiques" et commercialisés par la société Festo AG & Co. Sous la référence MAS-10-N--AA-MCFK. Deux d'entre eux, les actionneurs 32 et 34, sont utilisés pour amener la tête de marquage au contact du film et ce dernier au contact de l'objet, ainsi que pour réaliser l'impression, opération qui nécessite l'application de pressions 5 élevées, tandis que le dernier actionneur 36 est utilisé pour écarter la tête de marquage de l'objet. Par exemple, on a pu constater dans certaines machines que l'effort à fournir pour relever la tête de marquage représentait environ un cinquième de l'effort à fournir pour réaliser l'impression par transfert thermique, ce qui explique 10 la présence de deux actionneurs pour l'opération d'impression et d'un seul pour l'opération de remontée. La machine 10 est fixée sur un bâti 40 par l'intermédiaire des deux extrémités inférieures 32a et 34a des deux actionneurs 32 et 34, les extrémités supérieures 32b et 34b étant quant à elles fixées à un chariot mobile vertical 42 15 respectivement grâce à deux épaulements horizontaux 44, 46 montés euxmêmes sur deux montants latéraux 48, 50 du chariot. Ce dernier comprend une plaque sensiblement plane 52 allongée suivant la direction verticale Les deux montants latéraux verticaux 48, 50 le long desquels sont 20 agencés les deux actionneurs 32, 34 sont fixés perpendiculairement à la plaque 52 sur ses bords longitudinaux. Lors du mouvement de descente du chariot mobile sous l'action de traction exercée au niveau des épaulements 44, 46 par les deux actionneurs 32, 34 (effort de traction de traction suivant les flèches référencées D1 sur la figure 25 1) de même que lors du mouvement de relevée, le chariot est guidé par l'intermédiaire de quatre patins montés sur des glissières, agencés deux à deux verticalement, I'un au dessus de l'autre comme représenté sur la figure 2: les quatre patins dont seuls deux, 60 et 62, sont fixés à la plaque 52 peuvent coulisser sur deux glissières verticales fixées au bâti et dont une seule 64 est 30 représentée sur la figure 2. Le chariot mobile 42 comporte également une embase 56 montée perpendiculairement aux montants latéraux 48, 50 et à la plaque plane 52, dans la partie inférieure du chariot, afin d'être fixée à l'ensemble 14 et, plus particulièrement, à la tête de marquage 16 par l'intermédiaire de la coulisse 28. L'embase 56 est agencée horizontalement et le troisième actionneur 36 est fixé par son extrémité inférieure36a à cette dernière, par un mécanisme 5 connu 66 de type vis-écrou, pour pouvoir relever la tête de marquage 16 (effort de traction suivant la flèche référencée R1 sur la figure 1), tandis que son extrémité opposée 36b est reliée au bâti 40 par l'intermédiaire d'une pièce de montage horizontale 68 qui est, d'une part, fixée à l'extrémité supérieure 36b de l'actionneur 36 et, d'autre part, à une paroi verticale du bâti par des techniques 10 connues (figure 2). La plaque plane 52 est ajourée par une fenêtre 70 dans sa partie supérieure pour permettre le passage de la pièce de montage 68. Par ailleurs, l'unité d'actionnement comporte une butée 72 qui vient en contact avec la pièce de montage fixe 68, en fin de course du mouvement de 15 descente du chariot et de la tête de marquage qui y est fixée. Grâce à l'utilisation d'actionneurs à simple effet dont la force de traction qu'ils exercent résulte du gonflement d'une membrane souple qui se rétracte sous l'effet de la pression d'air, le volume d'air de remplissage de la chambre est moindre qu'avec un actionneur à double effet, ce qui permet de ne pas chercher 20 à réduire la course du piston. Par ailleurs, I'encombrement de l'unité d'actionnement de la machine d'impression peut être plus facilement géré et réduit qu'avec un seul vérin à double effet volumineux, dans la mesure o l'agencement de plusieurs actionneurs du type de ceux de l'invention est plus facile à réaliser. Comme représenté sur les figures, les trois actionneurs à simple effet du type à membrane sont sensiblement alignés dans un plan vertical et, du fait de leur plus faible diamètre, cela permet d'obtenir une unité d'actionnement plus compacte que dans l'art antérieur. On notera par ailleurs que le nombre d'actionneurs à simple effet du 30 type à membrane utilisés dans une machine d'impression n'est pas nécessairement de trois mais peut varier. Ainsi, dans certaines applications on peut n'en utiliser qu'un seul pour la descente de la tête de marquage et l'impression et un moyen conventionnel pour le relevage. On peut aussi en utiliser deux pour la descente de la tête de marquage et l'impression et un moyen conventionnel pour le relevage. Il est également possible d'en utiliser trois pour la descente de la tête de marquage et l'impression dans certaines applications o les pressions à appliquer pour réaliser le transfert thermique d'image sur l'objet ou les objets sont très élevées. Les figures 3 à 5 illustrent schématiquement les principales opérations effectuées par la machine d'impression représentée sur les figures 1 et 2, lors de l'impression d'un objet 12 qui a par exemple une forme cylindrique. Dans cette forme de réalisation le cliché de la tête de marquage 16 prend la forme d'un cylindre animé d'un mouvement de rotation, comme indiqué 15 par la flèche et décrit dans le document US 5,147,495. Comme représenté sur la figure 3, le film d'impression 18 est entraîné suivant la direction indiquée par la flèche pour amener une image 20 en correspondance avec le rouleau d'impression 26 et l'objet cylindrique à imprimer 12. Dans cette position la tête de marquage est éloignée de l'objet. Pour passer de la position de la figure 3 à celle de la figure 4 les deux actionneurs 32 et 34 sont sollicités en traction dans le sens indiqué par les flèches D1 sur la figure 1 et, en prenant appui par leurs extrémités inférieures respectives 32a et 34a sur le bâti 40, ils tirent vers le bas le chariot 42 ainsi que 25 I'ensemble 14 qui comporte la tête de marquage. Comme représenté sur la figure 4, le film est pincé entre le rouleau 26 et l'objet 12 et tiré par le moyen d'entraînement 24, tandis que les actionneurs exercent un effort de traction supplémentaire par rapport à celui nécessité par la descente et beaucoup plus important que ce dernier, afin d'exercer sur le 30 rouleau d'impression une pression mécanique élevée nécessaire au transfert thermique de l'image 20 sur la surface extérieure de l'objet 12. Des moyens de mise en rotation de l'objet 12 sont nécessaires pour pouvoir imprimer l'image sur au moins une partie de sa surface. Pour passer de la position de la figure 4 à celle de la figure 5 I'actionneur 36 est sollicité en traction dans le sens indiqué par la flèche R1 sur 5 la figure 1, en prenant appui sur le bâti par son extrémité supérieure 36b, et permet ainsi le relevage de l'ensemble 14et du chariot 42, écartant ainsi la tête de marquage et le film d'impression de l'objet qui a été imprimé afin de laisser la place à un nouvel objet à imprimer. L'effort nécessité par cette opération est moindre comparé à celui 10 demandé pour passer de la figure 3 à la figure 4 dans la mesure o l'actionneur 36 doit seulement vaincre le poids de l'ensemble 14 et du chariot 42. On notera que les différentes sources d'énergie (électrique et d'air comprimé) et les différents organes d'entraînement permettant la réalisation des différents mouvements à partir de moteurs électriques, ainsi que les organes de 15 commandes de ces mouvements n'ont pas été représentés par souci de clarté. REVENDICATIONS 1. Machine d'impression d'objet par transfert thermique comportant une tête de marquage (16), un film d'impression (20) entre celle-ci et l'objet à 5 imprimer (12) et des moyens d'actionnement de la tête de marquage pour le déplacement de celle-ci par rapport à l'objet et l'impression, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comportent, d'une part, au moins un actionneur pneumatique à simple effet du type à membrane (32,34) pour approcher la tête de marquage de l'objet à imprimer et pour appliquer une pression nécessaire à 10 I'impression et, d'autre part, des moyens (36) pour écarter la tête de marquage de l'objet. 2. Machine d'impression selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'écartement de la tête de marquage de l'objet comprennent un actionneur pneumatique à simple effet du type à membrane (36). 3. Machine d'impression selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comportent deux actionneurs pneumatiques à simple effet du type à membrane (32,34) pour approcher la tête de marquage de l'objet à imprimer et pour appliquer une pression nécessaire à l'impression.