Brevet FR3038255A1 — publié le 20170106

Procédé de gestion d'une imprimante thermique, dispositif et programme correspondant. 1. Domaine La technique proposée se rapporte au domaine des imprimantes thermiques. La technique proposée se rapporte plus particulièrement aux techniques de gestion des imprimantes thermiques. La technique proposée s'applique en particulier au sein des dispositifs amovibles munis d'une imprimante thermique, par exemple les terminaux de paiement. 2. Art Antérieur Les imprimantes thermiques sont largement utilisées pour diverses applications. Elles sont en particulier utilisées pour imprimer les tickets de caisse et des récépissés de paiement des caisses enregistreuses ou des terminaux de paiement. L'utilisation de telles imprimantes ne pose généralement pas de problème lorsque la caisse enregistreuse ou le terminal est banché à une source d'alimentation électrique constante (au réseau électrique). En revanche, en situation de mobilité, l'utilisation d'une imprimante thermique telle que celle de l'art antérieur pose problème. En effet, une imprimante thermique comprend une tête thermique de l'impression constituée d'une série de points chauffants, regroupés en ensembles appelés modules d'impression. Chaque point chauffant possède normalement une valeur de résistance prédéterminée (à quelques variations près). Un module comprend par exemple soixante-quatre points d'impression et une tête d'impression comprend par exemple six modules, soit au total trois cent quatre-vingt-quatre points d'impression. On constate cependant que les valeurs de résistance prédéterminée peuvent sensiblement varier d'un point à l'autre en fonction de contraintes et de conditions de fabrication. La tête thermique est alimentée par une tension constante fournie par une alimentation à découpage. La tension nécessaire pour faire fonctionner une imprimante thermique est de l'ordre de 8 volts. Actuellement, en situation de mobilité, une telle tension est fournie par l'utilisation de deux batteries. En effet, pour maintenir la performance en termes de lignes imprimées par seconde, il convient de pouvoir apporter l'énergie nécessaire à la transition vers le noir du papier thermique dans le plus court temps possible. En effet, une fois le paiement effectué, il est absolument indispensable 3038255 2 que le récépissé de paiement ou que le ticket de caisse soit émis dans un temps court, et ce même en situation de mobilité. Or cette énergie (W) est le produit du temps (t) par la puissance de chauffe de chaque point. Si un ensemble de points à chauffer a une résistance de valeur R, l'énergie 5 nécessaire (W) peut être représentée par la formule ci-dessous : U2 W =-- Pxt = -R x t (1) Dans cette formule, U représente la tension exercée au circuit de la tête thermique de l'impression. Dans les imprimantes thermiques de l'état de la technique, le temps nécessaire pour chauffer la tête d'impression peut est calculé selon la formule ci- dessous : WxR t = 1_ (2) 10 En effet, l'énergie nécessaire W pour faire chauffer un module de la tête thermique (un ensemble de points) et pour atteindre une température prédéterminée peut être obtenue selon la capacité thermique massique de la matière de la tête d'impression. La tension U est approximativement égale à celle de la source d'alimentation, et la résistance R de l'ensemble des points est également connue. Pour 15 obtenir une impression dans les temps prescrits, il est donc nécessaire de disposer d'une tension de 8 volts. On connaît dans l'état de la technique des imprimantes pour terminaux, deux solutions qui permettent de fournir une tension de l'ordre 8 volts avec les batteries. La première solution illustrée en relation avec la figure la consiste à monter deux batteries, 20 par exemple de type « Li-ion » en série. En conséquence, la tension fournie est égale à la somme des tensions des deux batteries Li-ion. Cette première solution présente deux inconvenances principales. D'une part, l'achat de deux batteries Li-ion est plus cher et l'empilage des deux batteries est nettement plus encombrant, sachant que l'espace dans un dispositif portable est souvent une ressource précieuse. D'autre part, il est complexe 25 de gérer un pack batterie avec deux batteries, car il nécessite d'équilibrer la charge de ces deux batteries de manière simultanée. Une deuxième solution, présentée en relation avec la figure lb, consiste à utiliser un élévateur de tension (convertisseur DC-DC) avec une seule batterie. Cette solution permet de fournir une tension plus élevée avec une seule batterie. Cependant, l'élévateur 30 de tension est un dispositif encombrant et coûteux, qui apporte en outre une perte 3038255 3 énergique additionnelle car il résulte de son utilisation une baisse rapide de la charge de la batterie. Les solutions existantes ne sont pas du tout adaptées aux nouveaux types de terminaux. En effet, ces terminaux sont des terminaux extrêmement compacts dans 5 lesquels les fonctionnalités sont pensées et agencées pour réduire l'utilisation d'espace et de volume. Ainsi, il n'est pas envisageable d'intégrer deux batteries dans de tels terminaux. Par exemple, les terminaux de paiement sont des dispositifs de plus en plus compact, qui doivent, selon les règlementations en vigueur, pouvoir être tenu dans une seule main. De même, pour ces terminaux portables, comme pour les autres, les 10 différents composants entrent directement en concurrence les uns avec les autres pour la consommation de l'énergie fournie par la batterie. C'est par exemple le cas de l'écran (qui a tendance à être de plus en plus grand) et des systèmes de réception et de transmission de données sans fil. Or les solutions actuelles ne peuvent pas répondre à ces problématiques. 15 Il existe donc un besoin de fournir une solution qui réponde aux problèmes de vitesse, de coûts et de compacité et de longévité qui sont posés par des terminaux de nouveaux types. 3. Résumé La présente divulgation ne présente pas au moins certains des problèmes posés 20 par l'art antérieur. En effet, la technique décrite se rapporte à un procédé de gestion d'une impression de données par une imprimante thermique , comprenant une tête thermique de l'impression , ladite tête thermique comprenant une pluralité de points, chaque point ayant une résistance effective rd, ladite une imprimante thermique étant alimentée par une source d'alimentation. 25 Un tel procédé comprend les actions suivantes, : - mesure d'une tension U fournie par ladite source d'alimentation de ladite imprimante thermique ; - mesure d'une résistance interne ru de ladite source d'alimentation ; et - calcul d'une durée t pour chauffer un nombre n de points en fonction de ladite 30 tension U de ladite source d'alimentation, de ladite résistance interne r,, de la source d'alimentation, d'au moins une ladite résistance effective rd d'au moins un point à imprimer pour l'impression de ladite donnée et en fonction d'au moins 3038255 4 une valeur de résistance parasite rd 'au moins un élément de ladite imprimante thermique. Ainsi, le temps de chauffe à peut être calculée finement en fonction notamment de paramètres qui sont susceptibles d'évoluer dans le temps. Le 5 Selon une caractéristique particulière, ladite imprimante thermique présente une basse résistance, et en ce que ladite source d'alimentation est une batterie amovible d'un dispositif au sein duquel ladite imprimante thermique est installée. Selon une caractéristique particulière, ladite durée est calculée selon la formule ci-dessous : Wxrd (nxri, + (rd + rp))2 t = , x W àxn nxrdxU2 10 dans laquelle : - n représente le nombre de points d'impression de la tête d'impression ; - W représente l'énergie nécessaire pour chauffer n points de la tête d'impression; - rd représente la résistance interne de la source d'alimentation ; - rd représente la résistance d'un point d'impression de la tête d'impression ; 15 - rp représente la résistance parasite d'un point d'impression de la tête d'impression ; - U représente la tension fournie par la source d'alimentation. Selon un mode de réalisation particulier, les points de la tête thermique sont répartis en un nombre prédéterminé de modules. 20 Selon une caractéristique particulière, chacun desdits modules de points a une résistance parasite commune r' ladite étape de calcul tient compte en outre une résistance commune rc d'au moins un module auquel lesdits points appartiennent. Selon une caractéristique particulière, lesdites valeurs des résistances effectives rd desdits au moins un point de ladite tête d'impression sont enregistrées au sein d'une 25 structure de données. Selon un autre aspect, la technique proposée se rapporte également à une imprimante thermique alimentée par une source d'alimentation, comprenant une tête thermique de l'impression, ladite tête thermique comprenant une pluralité de points, chaque point ayant une résistance effective rd, l'imprimante 4 étant caractérisée en ce 30 qu'elle comprend : 3038255 s - un module de mesure d'une tension U fournie par ladite source d'alimentation, - un module de mesure d'une résistance interne ru de ladite source d'alimentation, et - un module de calcul d'une durée t pour chauffer un nombre n de points en 5 fonction de ladite tension U de ladite source d'alimentation et ladite résistance interne ru de la source d'alimentation, d'au moins une ladite résistance effective rd d'au moins un point à imprimer pour l'impression de ladite donnée et en fonction d'au moins une valeur de résistance parasite rd 'au moins un élément de ladite imprimante thermique. 10 Selon un autre aspect, la technique proposée se rapporte également à un dispositif électronique. Un tel dispositif comprend une imprimante thermique telle que décrite précédemment et des moyens de mise en oeuvre dudit procédé de gestion d'impression. Selon une caractéristique particulière, un tel dispositif est un terminal de 15 paiement muni d'une batterie. Selon une implémentation préférée, les différentes étapes des procédés selon la technique proposée sont mises en oeuvre par un ou plusieurs logiciels ou programmes d'ordinateur, comprenant des instructions logicielles destinées à être exécutées par un processeur de données d'un module relais selon la technique proposée et étant conçu 20 pour commander l'exécution des différentes étapes des procédés. En conséquence, la technique proposée vise aussi un programme, susceptible d'être exécuté par un ordinateur ou par un processeur de données, ce programme comportant des instructions pour commander l'exécution des étapes d'un procédé tel que mentionné ci-dessus. 25 Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. La technique proposée vise aussi un support d'informations lisible par un 30 processeur de données, et comportant des instructions d'un programme tel que mentionné ci-dessus. 3038255 6 Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc) 5 ou un disque dur. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon la technique proposée peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. 10 Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question. Selon un mode de réalisation, la technique proposée est mise en oeuvre au moyen de composants logiciels et/ou matériels. Dans cette optique, le terme "module" peut 15 correspondre dans ce document aussi bien à un composant logiciel, qu'à un composant matériel ou à un ensemble de composants matériels et logiciels. Un composant logiciel correspond à un ou plusieurs programmes d'ordinateur, un ou plusieurs sous-programmes d'un programme, ou de manière plus générale à tout élément d'un programme ou d'un logiciel apte à mettre en oeuvre une fonction ou un 20 ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Un tel composant logiciel est exécuté par un processeur de données d'une entité physique (terminal, serveur, passerelle, routeur, etc.) et est susceptible d'accéder aux ressources matérielles de cette entité physique (mémoires, supports d'enregistrement, bus de communication, cartes électroniques d'entrées/sorties, interfaces utilisateur, etc.). 25 De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Il peut s'agir d'un composant matériel programmable ou avec processeur intégré pour l'exécution de logiciel, par exemple un circuit intégré, une carte à puce, une carte à mémoire, une carte 30 électronique pour l'exécution d'un micrologiciel (firmware), etc. Chaque composante du système précédemment décrit met bien entendu en oeuvre ses propres modules logiciels. 3038255 7 Les différents modes de réalisation mentionnés ci-dessus sont combinables entre eux pour la mise en oeuvre de la technique proposée. 4. Figures D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de 5 la description suivante d'un mode de réalisation particulier de la divulgation, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - les figures la et lb, déjà commentée, illustrent deux solutions de l'état de la technique permettant de fournir une tension élevée pour alimenter une imprimante de haute résistance ; 10 - les figures 2a et 2b illustrent deux schémas simplifiés de circuit de chauffe de l'une tête thermique de l'impression; - la figure 3 illustre les étapes du procédé de gestion d'une imprimante thermique selon un mode de réalisation; - la figure 4 illustre les composants d'une imprimante thermique selon un mode de 15 réalisation; - la figure 5 illustre la structure des points d'une tête thermique d'impression selon un mode de réalisation; - la figure 6 illustre un module de processeur pour piloter l'exécution du procédé de gestion. 20 5. Description 5.1. Principe général L'objet de la présente technique est de disposer de moyens fonctionnels et matériels qui permettent de gérer l'énergie disponible pour effectuer une impression de la manière la plus efficace possible. Ceci passe notamment par la mise en oeuvre d'un 25 procéder de gestion d'une imprimante thermique qui tienne compte de la quantité d'énergie disponible à la source (c'est-à-dire dans la batterie) et qui tienne compte d'un ensemble de facteurs de résistance du circuit électrique : la méthode décrite par la suite permet donc de tenir compte de ces paramètres pour fournir à l'imprimante (et aux modules ou tête d'impression), la quantité d'énergie nécessaire et suffisante pour 30 effectuer l'impression des caractères. L'énergie transmise aux têtes d'impression correspond donc uniquement à la quantité nécessaire, ce qui évite le gaspillage d'énergie que l'on peut rencontrer dans les modèles existants. L'objet de la méthode étant de 3038255 8 calculer le plus précisément possible le temps nécessaire à la chauffe, la méthode de gestion décrite par la suite est applicable aussi bien aux imprimantes à basse résistance (décrite infra), qu'aux imprimantes à résistance classique (ou haute résistance)., Par ailleurs, cette méthode de gestion s'accompagne d'une méthode de calibrage, 5 aux cours de laquelle les résistances des différents composants entrant dans la mise en oeuvre de l'impression sont évaluées. Cette évaluation permet de s'assurer de disposer de valeurs de référence pour les calculs de quantité d'énergie transmise aux différents éléments de l'imprimante lors de son fonctionnement. Cette méthode de calibrage permet ainsi de consommer intelligemment l'énergie lors de l'impression. 10 La gestion efficace de l'énergie passe également, dans au moins un mode de réalisation, par la mise en oeuvre d'une imprimante spécifique, dite imprimante à basse résistance. Cette imprimante présente la particularité de fonctionner avec une alimentation unique, de tension relativement basse. L'architecture de mise en oeuvre d'une telle imprimante est également décrite par la suite. 15 5.2. Procédé de gestion d'une imprimante thermique Un objet de la présente technique est d'assurer une qualité d'impression constante, à une vitesse déterminée, tout en évidant le gaspillage de l'énergie et ce dans un contexte de quantité d'énergie disponible réduite. Les inventeurs ont identifié que les problèmes de qualité de l'impression et du gaspillage de l'énergie sont provoqués par la 20 surchauffe ou la sous-chauffe des points de tête thermique de l'impression résultant d'un calcul inexact de la durée de chauffe. Pour résoudre les problèmes, l'invention propose un précédé de gestion d'une imprimante thermique 4 alimentée par une source d'alimentation 45, telle qu'une batterie ou plusieurs batteries, comprenant une tête thermique de l'impression 44, ladite 25 tête thermique 44 comprenant une pluralité de points, chaque point ayant une résistance effective rd. Le procédé comprend : une étape de mesure 31 d'une tension (U) fournie par ladite source d'alimentation, - une étape de mesure 32 d'une résistance interne (ru) de ladite source 30 d'alimentation, et une étape de calcul 33 d'une durée (t) pour chauffer un nombre (n) de points en fonction de ladite tension (U) de ladite source d'alimentation et ladite résistance 3038255 9 interne (rd) de la source d'alimentation, d'au moins une ladite résistance effective rd d'au moins un point à imprimer pour l'impression de ladite donnée et en fonction d'au moins une valeur de résistance parasite rp d'au moins un élément de ladite imprimante thermique. 5 Dans la suite et dans ce qui précède, les résistances sont notées avec la lettre minuscule r, indicée par une référence, afin de distinguer les résistances entre elles (rd, rd, rd, etc.). En effet, les inventeurs ont identifié que la tension et la résistance interne d'une source d'aimantation, telle qu'une batterie, sont souvent variables dans le temps. Ainsi, le 10 calcul de la durée de chauffe tient compte de la tension et la résistance actuelles de la source d'alimentation. La durée de chauffe est ainsi plus précise et permet d'éviter la surchauffe ou la sous-chauffe des points de la tête thermique de l'impression. Un autre objet de l'invention vise à fournir une imprimante thermique moins encombrante, moins coûteuse et de réduire la complexité de fabrication. Comme illustré 15 dans les figures la et lb, les imprimantes de l'état de la technique sont alimentées soit par un pack de batteries, soit par une batterie avec un élévateur de tension, permettant de fournir une tension élevée afin de maintenir la performance en termes de lignes imprimées par seconde. Cependant, les systèmes fabriqués selon ces deux solutions sont encombrants, coûteux et complexes. 20 Pour résoudre les problèmes ci-dessous de l'état de la technique, les inventeurs propose une imprimante thermique de base résistance qui est alimenté par une seule batterie, telle qu'une batterie Li-ion, tout en maintenant la performance de l'imprimante. La tension de la seule batterie est de l'ordre de quatre volts. Quand la tension U est réduite de moitié, la durée nécessaire pour la chauffe des points serait quadruplée. 25 Ceci ne permet pas d'assurer la performance de l'imprimante. Pour résoudre ce problème, les inventeurs proposent d'utiliser une tête thermique d'impression de basse résistance. Une imprimante ayant une tête thermique d'impression à basse résistance est également appelée imprimante basse résistance. En effet, la réduction de la résistance des points de la tête thermique rd, permet de réduire la 30 durée de chauffe t. Dans la présente, on considère qu'une basse résistance se rapporte à une valeur de résistance d'un élément chauffant comprise entre cinquante et quatre-vingt-dix ohms (50 0 REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'une impression de données par une imprimante thermique (4), comprenant une tête thermique de l'impression (44), ladite tête thermique 44 comprenant une pluralité de points, chaque point ayant une résistance effective rd, ladite une imprimante thermique (4) étant alimentée par une source d'alimentation, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les actions suivantes : - mesure (31) d'une tension U fournie par ladite source d'alimentation de ladite imprimante thermique ; - mesure (32) d'une résistance interne ru de ladite source d'alimentation ; et - calcul (33) d'une durée t pour chauffer un nombre n de points en fonction de ladite tension U de ladite source d'alimentation, de ladite résistance interne ru de la source d'alimentation, d'au moins une ladite résistance effective rd d'au moins un point à imprimer pour l'impression de ladite donnée et en fonction d'au moins une valeur de résistance parasite rd 'au moins un élément de ladite imprimante thermique. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite imprimante thermique présente une basse résistance, et en ce que ladite source d'alimentation est une batterie amovible d'un dispositif au sein duquel ladite imprimante thermique est installée. 3. Précédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite durée est calculée selon la formule ci-dessous : W x rd x + (r d rp)) 2 t -- nxrdx U2 X W J`à X n dans laquelle : n représente le nombre de points d'impression de la tête d'impression ; W représente l'énergie nécessaire pour chauffer n points de la tête d'impression; ru représente la résistance interne de la source d'alimentation ; rd représente la résistance d'un point d'impression de la tête d'impression ; 3038255 21 rp représente la résistance parasite d'un point d'impression de la tête d'impression ; U représente la tension fournie par la source d'alimentation. 5 4. Procédé de gestion selon une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les points de la tête thermique sont réparties en un nombre prédéterminé de modules. 5. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun desdits 10 modules de points a une résistance parasite commune re, ladite étape de calcul tient compte en outre une résistance commune r, d'au moins un module auquel lesdits points appartiennent. 6. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites valeurs 15 des résistances effectives rd desdits au moins un point de ladite tête d'impression sont enregistrés au sein d'une structure de données. 7. Imprimante thermique (4) alimentée par une source d'alimentation (45), comprenant une tête thermique de l'impression (44), ladite tête thermique (44) 20 comprenant une pluralité de points, chaque point ayant une résistance effective rd, l'imprimante 4 étant caractérisée en ce qu'elle comprend : - un module de mesure (41) d'une tension U fournie par ladite source d'alimentation, - un module de mesure (42) d'une résistance interne ru de ladite source 25 d'alimentation, et - un module de calcul (43) d'une durée t pour chauffer un nombre n de points en fonction de ladite tension U de ladite source d'alimentation et ladite résistance interne ru de la source d'alimentation, d'au moins une ladite résistance effective rd d'au moins un point à imprimer pour l'impression de ladite donnée et en fonction d'au moins une valeur de résistance parasite rd 'au moins un élément de ladite imprimante thermique. 3038255 22 8. Dispositif électronique caractérisé en ce qu'il comprend une imprimante thermique selon la revendication 7 et des moyens de mise en oeuvre dudit procédé de gestion d'impression selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 5 9. Dispositif électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un terminal de paiement. 10. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou 10 exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution d'un procédé de gestion d'impression selon la revendication 1, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.