EP0819064B1 - Thermal dye transfer printing method with electrical loss compensation - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method thermal printing by depositing dyestuffs.
- the present invention relates more particularly a continuous tone printing process by diffusion of coloring matter, of the type described in the articles ⁇ Measurement of thermal transients in a thermal print head used for dye diffusion color printing ⁇ , by P.W. Webb and R.A. Hann, IEE Proceedings-A Vol 138, N ° 1 January 1991, and ⁇ A simple simulation for simultaneous diffusion of dye and heat in dye thermal diffusion transfer printing ⁇ by A. Kaneko, Journal of Imaging Science, volume 35, N ° 4, July / August 1991.
- Such a method which makes it possible to carry out a high quality printing, is particularly applicable to the personalization of plastic cards, such as smart cards, magnetic cards, badges, etc.
- Figure 1 shows a printing device 1 according to this process, intended for the personalization of plastic cards, of a known type and already described in French patent applications N ° 90 14329 or N ° 94 02116 in the name of the plaintiff and respectively published in WO-A-92/09052 and EP-A-0 669 589.
- the printing device 1 includes two pairs 2, 3 of secondary rollers of conveying of a plastic card 4 to be printed, a roll main 5 conveying and printing, one head printing 6 of which only the useful end in the form of bar is shown, an ink ribbon 7 having three sequences of colorants primary, usually Yellow (J), Magenta (M) and Cyan (VS).
- Card 4 is sandwiched between the head 6 and the main roll 5 with interposition of the ink ribbon 7.
- the card 4 moves step by step according to a direction of printing S marked on the figure 1 and for each movement of the card corresponds equivalent displacement of the ink ribbon 7 and printing a line.
- printing a pattern takes place line by line for a first sequence of primary color until the entire length of the card is scanned, then the card returns to position initial for printing a second sequence of primary color, etc. After three printing sequences we obtain by combination of the three primary colors a whole palette of colors.
- Figure 2 shows the underside of the print head 6 in contact with the ribbon 7, and the Figure 3 shows schematically the structure print head electric 6. Together, these two figures provide a better understanding of the mechanism printing.
- the print head 6 comprises a row of n resistive heating points P i (P 1 , P 2 , ... P n ), i being an index ranging from 1 to n.
- each resistive point P i is activated by a train of voltage pulses of the same duration, and is thus brought to a temperature of diffusion of the coloring matter with which the ribbon 7 is covered. 'order of 200 to 300 ° C.
- Each resistive point P i thus ensures the printing of an elementary image point (Pixel), the set of image points constituting a line.
- the corresponding resistive point P i is not activated.
- FIG. 3 it can be seen schematically that the voltage pulses of constant duration ensuring the activation of the resistive points P i are applied by means of a plurality of switches I i (I 1 , I 2 , ... I n ) connected to a voltage source 8 Va via an electric cable 9.
- the switches I i are controlled by an electronic circuit 11 which opens and closes them alternately.
- the electronic circuit 11 determines, as a function of the image to be printed, the number of pulses of voltage Va which should be applied to each resistive point P i .
- the quantity of primary color deposited for each elementary image point is thus modulated, which makes it possible to obtain, after combination of the three primary colors, a wide variety of color shades.
- Such variations in color intensity originate from an electrical problem. More precisely, when the printing of a line requires that a large number of resistive dots P i be activated at the same time (large pattern), there is a significant current draw in the voltage source 8 and the voltage Va supplied to the print head 6 decreases appreciably. Such a voltage drop is due to various electrical losses by the Joule effect between the source 8 and the print head 6, in particular in the cable 9 which has a non-negligible length due to practical requirements. Conversely, when the printing of a line only requires the activation of a small number of resistive dots (small pattern), the current is low and the voltage drop negligible.
- the present invention provides a method of the type mentioned above, in which: the control signal comprises a first pulse of fixed and predetermined duration followed by a second pulse of variable duration, and the duration of the second impulse is determined for the duration of the first impulse based on the actual value that presents the supply voltage. Thanks to splitting the control signal into two pulses successive of which the first is of constant duration, it becomes possible to realize a simple, precise system, reliable and cost effective.
- the duration of the second pulse can be selected in an electronic memory in which are stored several possible values of the duration of the second pulse.
- the second pulse is added to the first pulse using a OR type logic gate.
- Figure 5 shows the electrical diagram of a print head 20 according to the present invention, usable especially for printing a card plastic.
- the print head 20 comprises a plurality of resistive heating points P 1 , P 2 , ... P n , each resistive point P i being electrically connected to a supply voltage source Va via a switch T i of a plurality of switches, here bipolar transistors T 1 , T 2 , ... T n .
- Each transistor T i is controlled by a logic gate E i of a plurality of logic gates E 1 , E 2 , ... E n of the ET type, and each AND gate receives on a first input a signal STRB for controlling the duration of a voltage pulse, common to all the other AND gates.
- the signal STRB is delivered by a circuit 23 for compensating for electrical losses according to the invention, which will be described in detail below.
- each AND gate receives the output of a memory point M i from a plurality of memory points M 1 , M 2 , ... M n of a shift register 21, by means of a buffer memory 22 controlled by a validation signal LT. All of these elements are controlled by a central unit 24 with a microprocessor, which has in electronic memories a model of the pattern to be printed.
- a phase of printing a line comprises a predetermined number N of cycles of activation of the resistive points P i , for example 255 cycles.
- the central unit 24 configures the shift register 21, validates at the output of the buffer memory 22 the binary values contained in the memory points M i of the register 21 by activating the signal LT, then sends a signal STRA in input of circuit 23 according to the invention, which on reception of STRA applies for a determined time the signal STRB to the AND gates.
- the maximum energy Emax which can be applied to a resistive point P i is equal to 255 times the value of the quantity of elementary energy e
- the minimum energy Emin is zero if the memory point M i correspondent is never set to 1 during the 255 cycles.
- the temperature to which a resistive point P i is brought during a printing phase, and consequently the intensity of the color of the printed image point depends on the number of voltage pulses received. This process is controlled by the central unit 24 from the programming sequences of the memory points M i of the register 21.
- the duration T of the voltage pulses is calculated by the circuit 23 so that the quantity of elementary energy e transmitted by each pulse is constant in the presence of fluctuations in the supply voltage Va.
- the real value V that the supply voltage Va presents when the resistive points P i are activated is likely to decrease in proportion to the number of resistive points P i activated simultaneously, due to various electrical losses by Joule effect.
- T To (Vo / V) 2
- the relation (7) can make it possible to calculate, from the voltage difference ⁇ V which the supply voltage Va undergoes, the duration T which a voltage pulse must have to confer on the resistive points P i a constant amount of energy.
- the present invention provides an embodiment of the circuit 23 illustrated in FIG. 6.
- the circuit 23 comprises a circuit 50 which receives in input a reference voltage Vref equal to Vo, as well as the actual value V of the supply voltage Va, taken for example from the terminals of all the resistive points P i .
- the circuit 50 delivers on reception of a falling edge of the signal STRA a signal STRA + of duration t, t being the compensation duration determined according to relation (12).
- the duration of STRA is the fixed nominal duration To of a pulse according to the prior art which does not take account of fluctuations in the supply voltage.
- the signal STRA + is added to the signal STRA by any means useful for forming the signal STRB, for example by means of a logic gate 51 of the OR type.
- the signal STRA + is not emitted and the duration of STRB is equal to that of STRA, that is to say To.
- ⁇ V is not zero, the signal STRA + transmitted on the falling edge of STRA is added to the signal STRA, so that the total duration of STRB is equal to To + t.
- FIG. 7 represents an exemplary embodiment of the circuit 50 by means of digital circuits.
- Circuit 50 includes a differential amplifier 52 receiving Vref on its positive input and V on its negative input.
- Amplifier 52 drives the analog input of a analog / digital converter 53, here a 8-bit resolution converter, synchronized by the STRA signal.
- the output of converter 53 is applied to the address entries of a memory 54 of EPROM type, whose digital output is applied in input of a logic monostable circuit 55, for example a down-counter circuit, controlled by a reverse signal / STRA from STRA.
- the memory 54 is used as a correspondence table in which we have stored, for various values of fluctuations ⁇ V, corresponding values of the duration t of the signal STRA +, calculated according to the relation (12).
- the internal organization of the memory 54 can therefore be represented by the following table 1. address entry ⁇ Vo ⁇ V1 ⁇ V2 ⁇ V3 ⁇ V4 ⁇ V5 ; ⁇ V256 duration t (STRA +) to t1 t2 t3 t4 t5 ;
- the memory 54 is controlled by 8 address input bits (resolution of the converter 53), we have stored in its memory areas 256 different durations to, t1, t2, ... t256 of the signal STRA +, corresponding to a decomposition of the ⁇ V fluctuations in 256 values, ⁇ Vo, ⁇ V1, ⁇ V2, ... ⁇ V256.
- ⁇ Vo ⁇ V1
- ⁇ V2 ... ⁇ V256.
- the converter 53 on reception of a rising edge of STRA transforms ⁇ V into digital data which corresponds to an address of an area of the memory 54 and to a selection of a duration t of the signal STRA +. This value t is found in digital form at the input of circuit 55.
- circuit 55 On reception of / STRA, circuit 55 sets its output STRA + to 1 during a countdown time which depends on the value t selected. We therefore see that the choice of the duration t of STRA + is made between the instant when STRA goes to 1 and the instant when STRA goes back to 0. Indeed, as we have already said, it is necessary that the determination of the duration T of STRB is carried out while the resistive points P i are activated, otherwise V would always be equal to Vo.
- circuit 50 of this invention can also be implemented using analog components, as shown in figure 8.
- FIG. 8 there is a differential amplifier 56 which calculates ⁇ V from the actual voltage V and the voltage Vref (Vo).
- the output ⁇ V of the amplifier 56 is applied to a capacitor 57 connected to the input of a operational amplifier 58 via a switch 59.
- Switch 59 controlled by the signal / STRA inverse of STRA, is closed when STRA is at 0.
- the capacitor 57 charges when STRA is at 1 (duration To) and discharges when STRA goes to 0, the time of discharge being proportional to ⁇ V.
- circuit 23 according to the present invention can still do the subject of numerous variants and improvements.
- circuit 23 was separate from the central unit 24. However, in the practical, there is nothing to prevent circuit 23 from being integrated in the central unit 24. None stands in the way also that the process of the invention is implemented work by means of calculation algorithms executed by central unit and implementing one of the relationships previously described.
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Description
La présente invention concerne un procédé d'impression thermique par dépôt de matières colorantes.The present invention relates to a method thermal printing by depositing dyestuffs.
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé d'impression en ton continu par diffusion de matières colorantes, du type décrit dans les articles 〈〈 Measurement of thermal transients in a thermal print head used for dye diffusion colour printing 〉〉, de P.W. Webb et R.A. Hann, IEE Proceedings-A Vol 138, N° 1 January 1991, et 〈〈 A simple simulation for simultaneous diffusion of dye and heat in dye diffusion thermal transfer printing 〉〉 de A. Kaneko, Journal of Imaging Science, volume 35, N° 4, July/August 1991.The present invention relates more particularly a continuous tone printing process by diffusion of coloring matter, of the type described in the articles 〈〈 Measurement of thermal transients in a thermal print head used for dye diffusion color printing 〉〉, by P.W. Webb and R.A. Hann, IEE Proceedings-A Vol 138, N ° 1 January 1991, and 〈〈 A simple simulation for simultaneous diffusion of dye and heat in dye thermal diffusion transfer printing 〉〉 by A. Kaneko, Journal of Imaging Science, volume 35, N ° 4, July / August 1991.
Un tel procédé, qui permet de réaliser une impression de grande qualité, est applicable notamment à la personnalisation de cartes plastiques, comme des cartes à puces, des cartes magnétiques, des badges, etc.Such a method, which makes it possible to carry out a high quality printing, is particularly applicable to the personalization of plastic cards, such as smart cards, magnetic cards, badges, etc.
La figure 1 représente un dispositif d'impression 1
selon ce procédé, prévu pour la personnalisation de
cartes plastiques, d'un genre connu et déjà décrit dans
les demandes de brevet français N° 90 14329 ou N° 94
02116 au nom de la demanderesse
et respectivement publiées dans WO-A-92/09052 et EP-A-0 669 589.Figure 1 shows a
Très schématiquement, le dispositif d'impression 1
comprend deux paires 2, 3 de rouleaux secondaires de
convoyage d'une carte plastique 4 à imprimer, un rouleau
principal 5 de convoyage et d'impression, une tête
d'impression 6 dont seule l'extrémité utile en forme de
barrette est représentée, un ruban encreur 7 présentant
trois séquences de matières colorantes de couleurs
primaires, généralement Jaune (J), Magenta (M) et Cyan
(C). La carte 4 est prise en sandwich entre la tête
d'impression 6 et le rouleau principal 5 avec
interposition du ruban encreur 7. La carte 4 se déplace
pas à pas selon un sens d'impression S repéré sur la
figure 1 et à chaque déplacement de la carte correspond
un déplacement équivalent du ruban encreur 7 et
l'impression d'une ligne. Ainsi, l'impression d'un motif
se déroule ligne par ligne pour une première séquence de
couleur primaire jusqu'à ce que toute la longueur de la
carte soit parcourue, puis la carte revient en position
initiale pour l'impression d'une deuxième séquence de
couleur primaire, etc. Après trois séquences d'impression
on obtient par combinaison des trois couleurs primaires
toute une palette de couleurs.Very schematically, the
La figure 2 représente la face inférieure de la
tête d'impression 6 en contact avec le ruban 7, et la
figure 3 représente de façon schématique la structure
électrique de la tête d'impression 6. Ensemble, ces deux
figures permettent de mieux comprendre le mécanisme
d'impression.Figure 2 shows the underside of the
Comme cela apparaít en figure 2, la tête
d'impression 6 comprend une rangée de n points résistifs
chauffants Pi (P1, P2,...Pn), i étant un indice allant de
1 à n. Pour l'impression d'une ligne, chaque point
résistif Pi est activé par un train d'impulsions de
tension de même durée, et est ainsi porté à une
température de diffusion de la matière colorante dont est
recouvert le ruban 7, de l'ordre de 200 à 300° C. Chaque
point résistif Pi assure ainsi l'impression d'un point
image élémentaire (Pixel), l'ensemble des points image
constituant une ligne. Bien entendu, quand un point image
élémentaire ne doit pas être imprimé, le point résistif
Pi correspondant n'est pas activé.As shown in Figure 2, the
Sur la figure 3, on voit de façon schématique que
les impulsions de tension de durée constante assurant
l'activation des points résistifs Pi sont appliquées au
moyen d'une pluralité d'interrupteurs Ii (I1, I2,...In)
reliés à une source 8 de tension Va par l'intermédiaire
d'un câble électrique 9. Les interrupteurs Ii sont
commandés par un circuit électronique 11 qui les ouvre et
les ferme alternativement. Comme la quantité de matière
colorante déposée sur la carte par diffusion (on dit
aussi par migration) est fonction de la température des
points résistifs Pi, le circuit électronique 11
détermine, en fonction de l'image à imprimer, le nombre
d'impulsions de tension Va qu'il convient d'appliquer à
chaque point résistif Pi. La quantité de couleur primaire
déposée pour chaque point image élémentaire est ainsi
modulée, ce qui permet d'obtenir après combinaison des
trois couleurs primaires une grande variété de nuances de
couleurs.In FIG. 3, it can be seen schematically that the voltage pulses of constant duration ensuring the activation of the resistive points P i are applied by means of a plurality of switches I i (I 1 , I 2 , ... I n ) connected to a voltage source 8 Va via an
Compte tenu de ce qui précède, on comprend que pour
imprimer un motif présentant une intensité de couleur
constante, il suffit en principe d'appliquer aux points
résistifs Pi concernés, à chaque impression d'une ligne,
le même nombre d'impulsions électriques. Pourtant, dans
la pratique, ce résultat n'est pas atteint et des
variations d'intensité de couleur se produisent en
fonction de la forme du motif imprime. Par exemple, comme
représenté en figure 4, si l'on imprime sur une carte 4
une bande 10 allant en s'élargissant, on constate que
plus la bande s'élargit plus la couleur déposée
s'éclaircit. De façon générale, il apparaít que
l'intensité de la couleur devient plus faible quand la
largeur du motif imprimé augmente.In view of the above, it is understood that to print a pattern having a constant intensity of color, it suffices in principle to apply to the resistive dots P i concerned, each time a line is printed, the same number of electrical pulses . However, in practice, this result is not achieved and variations in color intensity occur depending on the shape of the printed pattern. For example, as shown in FIG. 4, if a
De telles variations d'intensité de couleur ont
pour origine un problème de nature électrique. Plus
précisément, lorsque l'impression d'une ligne requiert
qu'un grand nombre de points résistifs Pi soient activés
en même temps (motif de grande taille), il se produit un
appel de courant important dans la source de tension 8 et
la tension Va fournie à la tête d'impression 6 diminue
sensiblement. Une telle chute de tension est due à
diverses pertes électriques par effet Joule entre la
source 8 et la tête d'impression 6, notamment dans le
câble 9 qui présente une longueur non négligeable en
raison d'impératifs pratiques. Inversement, quand
l'impression d'une ligne nécessite seulement l'activation
d'un petit nombre de points résistifs (motif de petite
taille), le courant est faible et la chute de tension
négligeable.Such variations in color intensity originate from an electrical problem. More precisely, when the printing of a line requires that a large number of resistive dots P i be activated at the same time (large pattern), there is a significant current draw in the voltage source 8 and the voltage Va supplied to the
Pour pallier cet inconvénient, on a déjà proposé un procédé d'impression thermique utilisant une tête d'impression comportant une pluralité de points résistifs activés par des impulsions d'une tension d'alimentation susceptible de fluctuer en fonction du nombre de points résistifs simultanément activés, dans lequel l'activation des points résistifs est contrôlée par un signal de commande dont la durée est déterminée de manière que l'énergie apportée aux points résistifs par chacune des impulsions de tension soit sensiblement constante et indépendante des fluctuations de la tension d'alimentation. Un tel procédé est décrit par le brevet US 4 434 354.To overcome this drawback, we have already proposed a thermal printing process using a head with a plurality of resistive dots activated by pulses of a supply voltage likely to fluctuate depending on the number of points resistives simultaneously activated, in which activation resistive points is controlled by a signal from order whose duration is determined so that the energy brought to the resistive points by each of the voltage pulses be substantially constant and independent of voltage fluctuations feed. Such a process is described by the patent US 4,434,354.
Toutefois, ce procédé de l'art antérieur nécessite pour sa mise en oeuvre la prévision d'un circuit de commutation relativement complexe, sensible à la tension d'alimentation et déterminant l'instant ou l'impulsion d'activation doit être arrêtée. Ce circuit de commutation réalisé à partir de composants analogiques est délicat à mettre en oeuvre, se révèle peu précis à l'usage et d'un coût de revient non négligeable.However, this prior art method requires for its implementation the forecast of a circuit of relatively complex switching, sensitive to voltage supply and determining the moment or the impulse activation must be stopped. This switching circuit made from analog components is tricky to implement, proves imprecise in use and a significant cost price.
Egalement, le document PATENT ABSTRACT OF JAPAN,
vol.9 no.322 (M-440) [2045] 18/12/85 & JP-A-60 155 475
15/08/85 décrit un procédé de contrôle de la durée d'un
signal d'activation de points résistifs d'une tête
d'impression dans lequel :
Ainsi, un inconvénient des procédés de l'art antérieur est qu'ils sont complexes à mettre en oeuvre.Thus, a disadvantage of the methods of the art previous is that they are complex to implement.
Pour pallier cet inconvénient, la présente invention prévoit un procédé du type cité ci-dessus, dans lequel : le signal de commande comprend une première impulsion de durée fixe et prédéterminée suivie d'une deuxième impulsion de durée variable, et la durée de la deuxième impulsion est déterminée pendant la durée de la première impulsion en fonction de la valeur réelle que présente la tension d'alimentation. Grâce au fractionnement du signal de commande en deux impulsions successives dont la première est de durée constante, il devient possible de réaliser un système simple, précis, fiable et d'un coût avantageux.To overcome this drawback, the present invention provides a method of the type mentioned above, in which: the control signal comprises a first pulse of fixed and predetermined duration followed by a second pulse of variable duration, and the duration of the second impulse is determined for the duration of the first impulse based on the actual value that presents the supply voltage. Thanks to splitting the control signal into two pulses successive of which the first is of constant duration, it becomes possible to realize a simple, precise system, reliable and cost effective.
Par exemple, la durée de la deuxième impulsion peut être sélectionnée dans une mémoire électronique dans laquelle sont enregistrées plusieurs valeurs possibles de la durée de la deuxième impulsion.For example, the duration of the second pulse can be selected in an electronic memory in which are stored several possible values of the duration of the second pulse.
Selon un mode de réalisation, la deuxième impulsion est additionnée à la première impulsion au moyen d'une porte logique de type OU.According to one embodiment, the second pulse is added to the first pulse using a OR type logic gate.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description suivante du procédé de l'invention et de plusieurs exemples de mise en oeuvre, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
- la figure 1 représente schématiquement un dispositif d'impression par transfert thermique de colorants, et a été décrite précédemment,
- la figure 2 représente vue de dessous une tête d'impression du dispositif de la figure 1, et a été décrite précédemment,
- la figure 3 représente schématiquement la structure électrique de la tête d'impression de la figure 2, et a été décrite précédemment,
- la figure 4 représente un motif imprimé sur une carte plastique et illustre un problème que résout la présente invention,
- la figure 5 représente sous forme de blocs le schéma électrique d'une tête d'impression selon la présente invention,
- la figure 6 représente de façon plus détaillée un bloc de la figure 5,
- la figure 7 représente un mode de réalisation d'un élément du schéma de la figure 6, et
- la figure 8 représente un autre mode de réalisation d'un élément du schéma de la figure 6.
- FIG. 1 schematically represents a printing device by thermal transfer of dyes, and has been described previously,
- FIG. 2 represents a view from below of a print head of the device of FIG. 1, and has been described previously,
- FIG. 3 schematically represents the electrical structure of the print head of FIG. 2, and has been described previously,
- FIG. 4 represents a pattern printed on a plastic card and illustrates a problem which the present invention solves,
- FIG. 5 represents in block form the electrical diagram of a printhead according to the present invention,
- FIG. 6 shows a block of FIG. 5 in more detail,
- FIG. 7 represents an embodiment of an element of the diagram of FIG. 6, and
- FIG. 8 represents another embodiment of an element of the diagram in FIG. 6.
La figure 5 représente le schéma électrique d'une
tête d'impression 20 selon la présente invention,
utilisable notamment pour l'impression d'une carte
plastique.Figure 5 shows the electrical diagram of a
Dans la description qui suit, lorsque l'on désignera un ou plusieurs éléments d'une pluralité d'éléments identiques, on utilisera dans un souci de simplification du texte la lettre 〈〈 i 〉〉 comme un indice rattaché à la désignation générale de la pluralité d'éléments, 〈〈 i 〉〉 étant un indice allant de 1 à n, et n le nombre d'éléments que comprend la pluralité d'éléments.In the following description, when we will designate one or more of a plurality identical elements, we will use for the sake of simplification of the text the letter 〈〈 i 〉〉 as a clue attached to the general designation of plurality of elements, 〈〈 i 〉〉 being an index ranging from 1 to n, and n the number of elements that the plurality includes elements.
La tête d'impression 20 comprend une pluralité de
points résistifs chauffants P1, P2,...Pn, chaque point
résistif Pi étant relié électriquement à une source de
tension d'alimentation Va par l'intermédiaire d'un
interrupteur Ti d'une pluralité d'interrupteurs, ici des
transistors bipolaires T1, T2,...Tn. Chaque transistor Ti
est commandé par une porte logique Ei d'une pluralité de
portes logiques E1, E2,...En de type ET, et chaque porte
ET reçoit sur une première entrée un signal STRB de
contrôle de la durée d'une impulsion de tension, commun à
toutes les autres portes ET. Le signal STRB est délivré
par un circuit 23 de compensation de pertes électriques
selon l'invention, qui sera décrit en détail plus loin.
L'autre entrée de chaque porte ET reçoit la sortie d'un
point mémoire Mi d'une pluralité de points mémoire M1,
M2,...Mn d'un registre à décalage 21, par l'intermédiaire
d'une mémoire tampon 22 commandée par un signal de
validation LT. L'ensemble de ces éléments est commandé
par une unité centrale 24 à microprocesseur, qui possède
dans des mémoires électroniques un modèle du motif à
imprimer.The
Une phase d'impression d'une ligne comprend un
nombre N prédéterminé de cycles d'activation des points
résistifs Pi, par exemple 255 cycles. A chaque cycle,
l'unité centrale 24 configure le registre à décalage 21,
valide à la sortie de la mémoire tampon 22 les valeurs
binaires contenues dans les points mémoire Mi du registre
21 en activant le signal LT, puis envoie un signal STRA
en entrée du circuit 23 selon l'invention, qui sur
réception de STRA applique pendant un temps déterminé le
signal STRB aux portes ET.A phase of printing a line comprises a predetermined number N of cycles of activation of the resistive points P i , for example 255 cycles. At each cycle, the
Au cours d'un cycle d'activation, quand un point mémoire Mi a été mis à 1 par l'unité centrale, et lorsque le signal STRB est émis, la porte ET correspondante passe à 1, le transistor Ti correspondant est passant et le point résistif Pi correspondant est alimenté par la tension Va pendant la durée où le signal STRB est à 1. Le point résistif Pi reçoit ainsi une impulsion de tension Va qui correspond à une quantité d'énergie élémentaire e, cette opération pouvant être renouvelée autant de fois qu'on le souhaite pendant les 255 cycles d'une phase d'impression d'une ligne. Ainsi, l'énergie totale E que reçoit un point résistif Pi pour une impression d'un point d'image, est égale à la somme des quantités d'énergie élémentaires e apportées par les commutations du signal STRB.During an activation cycle, when a memory point M i has been set to 1 by the central unit, and when the signal STRB is emitted, the corresponding AND gate goes to 1, the corresponding transistor Ti is on and the corresponding resistive point Pi is supplied by the voltage Va during the time when the signal STRB is at 1. The resistive point Pi thus receives a pulse of voltage Va which corresponds to an amount of elementary energy e, this operation being able to be repeated as much as many times as desired during the 255 cycles of a line printing phase. Thus, the total energy E that a resistive point P i receives for printing an image point is equal to the sum of the quantities of elementary energy e provided by the switching of the signal STRB.
N étant ici égal à 255, l'énergie maximum Emax qui
peut être appliquée à un point résistif Pi est égale à
255 fois la valeur de la quantité d'énergie élémentaire
e, et l'énergie minimum Emin est nulle si le point
mémoire Mi correspondant n'est jamais mis à 1 au cours
des 255 cycles. En définitive, la température à laquelle
est portée un point résistif Pi au cours d'une phase
d'impression, et par conséquent l'intensité de la couleur
du point image imprimé, dépend du nombre d'impulsions de
tension reçues. Ce processus est contrôlé par l'unité
centrale 24 à partir des séquences de programmation des
points mémoire Mi du registre 21.N being here equal to 255, the maximum energy Emax which can be applied to a resistive point P i is equal to 255 times the value of the quantity of elementary energy e , and the minimum energy Emin is zero if the memory point M i correspondent is never set to 1 during the 255 cycles. Ultimately, the temperature to which a resistive point P i is brought during a printing phase, and consequently the intensity of the color of the printed image point, depends on the number of voltage pulses received. This process is controlled by the
Par ailleurs, la quantité d'énergie élémentaire e
transmise par une impulsion de tension peut s'écrire de
la façon suivante :
Selon la présente invention, la durée T des
impulsions de tension est calculée par le circuit 23 de
manière que la quantité d'énergie élémentaire e transmise
par chaque impulsion soit constante en présence de
fluctuations de la tension d'alimentation Va. En effet,
comme on l'a expliqué au préambule, la valeur réelle V
que présente la tension d'alimentation Va lorsque les
points résistifs Pi sont activés est susceptible de
baisser proportionnellement au nombre de points résistifs
Pi activés simultanément, en raison de diverses pertes
électriques par effet Joule.According to the present invention, the duration T of the voltage pulses is calculated by the
On décrira maintenant des étapes du procédé de
l'invention qui visent à déterminer des relations
mathématiques qui seront mises en oeuvre par le circuit
23.We will now describe steps of the
the invention which aim to determine relationships
mathematics which will be implemented by the
Selon l'invention, on peut écrire la relation (1)
de la manière suivante :
En désignant par Vo la valeur nominale de la
tension d'alimentation Va quand aucun point Pi n'est
activé, Vo étant une constante, la relation (2) peut
aussi s'écrire :
Pour que la relation (3) soit vérifiée, il faut que
le rapport T/To obéisse à la relation suivante :
To et Vo étant des constantes, la relation (7) peut permettre de calculer, à partir de l'écart de tension ΔV que subit la tension d'alimentation Va, la durée T que doit avoir un impulsion de tension pour conférer aux points résistifs Pi une quantité d'énergie constante.To and Vo being constants, the relation (7) can make it possible to calculate, from the voltage difference ΔV which the supply voltage Va undergoes, the duration T which a voltage pulse must have to confer on the resistive points P i a constant amount of energy.
Toutefois, d'un point de vue pratique, la relation
(7) n'est pas directement exploitable avant le
déclenchement d'une impulsion (STRB = 1) puisque l'écart
de tension ΔV ne va apparaítre qu'après le déclenchement
de l'impulsion, c'est-à-dire pendant l'activation des
points résistifs Pi. Selon l'invention, on exprime la
durée T d'une impulsion de tension sous la forme :
En combinant les relations (5) et (10), on peut
ensuite écrire :
En combinant les relations (6) et (11), et après
simplification et suppression des termes de second ordre,
on arrive à une expression simplifiée de la forme :
A partir de l'enseignement qui résulte des
relations (10) et (12), la présente invention prévoit un
mode de réalisation du circuit 23 illustré en figure 6.
Selon ce mode de réalisation, le circuit 23 comprend un
circuit 50 qui reçoit en entrée une tension de référence
Vref égale à Vo, ainsi que la valeur réelle V de la
tension d'alimentation Va, prélevée par exemple aux
bornes de l'ensemble des points résistifs Pi. Le circuit
50 délivre sur réception d'un front descendant du signal
STRA un signal STRA+ de durée t, t étant la durée de
compensation déterminée selon la relation (12). La durée
de STRA est la durée nominale fixe To d'une impulsion
selon l'art antérieur ne prenant pas en compte les
fluctuations de la tension d'alimentation. Le signal
STRA+ est ajouté au signal STRA par tout moyen utile pour
former le signal STRB, par exemple au moyen d'une porte
logique 51 de type OU. Quand la chute de tension ΔV de la
tension d'alimentation Va est nulle, c'est-à-dire lorsque
Va est égale à Vo, le signal STRA+ n'est pas émis et la
durée de STRB est égale à celle de STRA, c'est-à-dire To.
Quand ΔV n'est pas nulle, le signal STRA+ émis sur front
descendant de STRA s'ajoute au signal STRA, de sorte que
la durée totale de STRB est égale à To + t.From the teaching which results from relations (10) and (12), the present invention provides an embodiment of the
La figure 7 représente un exemple de réalisation du
circuit 50 au moyen de circuits numériques. Le circuit 50
comprend un amplificateur différentiel 52 recevant Vref
sur son entrée positive et V sur son entrée négative.
L'amplificateur 52 attaque l'entrée analogique d'un
convertisseur analogique/numérique 53, ici un
convertisseur d'une résolution de 8 bits, synchronisé par
le signal STRA. La sortie du convertisseur 53 est
appliquée sur les entrées d'adresse d'une mémoire 54 de
type EPROM, dont la sortie numérique est appliquée en
entrée d'un circuit monostable logique 55, par exemple un
circuit décompteur, commandé par un signal /STRA inverse
de STRA.FIG. 7 represents an exemplary embodiment of the
La mémoire 54 est utilisée comme une table de
correspondance dans laquelle on a stocké, pour diverses
valeurs de fluctuations ΔV, des valeurs correspondantes
de la durée t du signal STRA+, calculées selon la
relation (12). L'organisation interne de la mémoire 54
peut donc être représentée par le tableau 1 suivant.
Comme ici la mémoire 54 est commandée par 8 bits
d'entrée adresse (résolution du convertisseur 53), on a
stocké dans ses zones mémoires 256 durées différentes
to, t1, t2,...t256 du signal STRA+, correspondant à une
décomposition des fluctuations ΔV en 256 valeurs,
ΔVo, ΔV1, ΔV2,...ΔV256. Ainsi, pour une valeur de V on
trouve à la sortie de l'amplificateur 52 une valeur
particulière de ΔV. Le convertisseur 53 sur réception
d'un front montant de STRA transforme ΔV en une donnée
numérique qui correspond à une adresse d'une zone de la
mémoire 54 et à une sélection d'une durée t du signal
STRA+. On retrouve cette valeur t sous forme numérique en
entrée du circuit 55. Sur réception de /STRA, le circuit
55 met sa sortie STRA+ à 1 pendant un temps de décomptage
qui dépend de la valeur t sélectionnée. On voit donc que
le choix de la durée t de STRA+ se fait entre l'instant
où STRA passe à 1 et l'instant où STRA repasse à 0. En
effet, comme on l'a déjà dit, il est nécessaire que la
détermination de la durée T de STRB soit effectuée
pendant que les points résistifs Pi sont activés, sinon V
serait toujours égal à Vo.As here the
Bien entendu, le circuit 50 de la présente
invention peut également être mis en oeuvre au moyen de
composants analogiques, comme représenté en figure 8. Sur
la figure 8, on retrouve un amplificateur différentiel 56
qui calcule ΔV à partir de la tension réelle V et la
tension Vref (Vo). La sortie ΔV de l'amplificateur 56 est
appliquée à un condensateur 57 relié à l'entrée d'un
amplificateur opérationnel 58 par l'intermédiaire d'un
interrupteur 59. L'interrupteur 59, commandé par le
signal /STRA inverse de STRA, est fermé quand STRA est à
0. Le condensateur 57 se charge quand STRA est à 1 (durée
To) et se décharge quand STRA passe à 0, le temps de
décharge étant proportionnel à ΔV.Of course,
Il apparaítra clairement à l'homme de l'art que le
circuit 23 selon la présente invention peut encore faire
l'objet de nombreuses variantes de réalisation et
perfectionnements. Par exemple, on pourrait stocker dans
la mémoire 54 de la figure 7 des valeurs t obéissant à la
relation (11) au lieu d'obéir à la relation (12), et
attaquer directement le convertisseur 53 avec la tension
V. Ces valeurs peuvent bien entendu être calculées à
partir de la relation (11) ou déterminées
expérimentalement.It will be clear to those skilled in the art that the
De plus, on a considéré jusqu'à présent dans un
souci de clarté de la description que le circuit 23 était
distinct de l'unité centrale 24. Toutefois, dans la
pratique, rien ne s'oppose à ce que le circuit 23 soit
intégré dans l'unité centrale 24. Rien ne s'oppose
également à ce que le procédé de l'invention soit mis en
oeuvre au moyen d'algorithmes de calcul exécutés par
l'unité centrale et mettant en oeuvre l'une des relations
précédemment décrites.In addition, we have so far considered in a
for clarity of description the
Claims (7)
- Method for thermal printing by means of a print head (6, 20), comprising a plurality of resistive points (Pi) which are activated by pulses of a supply voltage (Va) which can fluctuate (ΔV) according to the number (N) of resistive points (Pi) activated simultaneously, the activation of the resistive points (Pi) being controlled by a command signal (STRB) applied to the print head (6, 20), the duration of which is determined such that the energy (e) supplied to the resistive points (Pi) by each of the said voltage pulses (Va) is substantially constant and independent of the fluctuations (ΔV) of the supply voltage (Va), which method is characterised in that application of the command signal (STRB) comprises the steps consisting of:applying to the print head a first command pulse (STRA) with a fixed and pre-determined duration (To);during the duration (To) of the first pulse (STRA), determining the duration (t) of a second command pulse (STRA+);when the first pulse (STRA) is completed, applying to the print head (6, 20) the said second pulse (STRA+),
- Method according to claim 1, characterised in that the duration (t) of the second pulse (STRA+) is determined in accordance with the difference (ΔV) between a nominal value (Vo, Vref) of the supply voltage (Va) and the real value (V) of the supply voltage (Va).
- Method according to claim 1 or claim 2, characterised in that the duration (t) of the second pulse (STRA+) is selected in an electronic memory (54), in which there are recorded several possible values (t1 to t256) of the said duration.
- Method according to claim 1 or claim 2, characterised in that the duration (t) of the second pulse (STRA+) is determined by the discharge of a capacitor (57).
- Method according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the second pulse (STRA+) is added to the first pulse (STRA) by means of a logic gate (51) of the OU type.
- Thermal print head (20) comprising a plurality of resistive points (Pi) which are activated by pulses of a supply voltage (Va) of energy (e) which is substantially constant and independent of fluctuatons (ΔV) of the supply voltage (Va) which can occur according to the number (N) of resistive points (Pi) which are activated simultaneously, and comprising first means (24) for supplying a first pulse (STRA) to command activation of the resistive points (Pi), with a fixed duration (TO), characterised in that it additionally comprises second means (23, 50) for supplying a second pulse (STRA+) to command activation of the resistive points (Pi), with a variable duration (t) determined during the duration (To) of the said first pulse (STRA), according to the real value (V) of the supply voltage (Va).
- Print head according to claim 6, characterised in that the said second means (23, 50) comprise a memory circuit (54) in which there is stored a plurality of possible values of the second command pulse (STRA+).
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