FR2692839A1 - Energy supply for thermal print head of facsimile machine - uses measurement of supply voltage to heating element on print head to determine duration of supply and thus temperature - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE D'ALIMENTATION D'UNE TETE D'IMPRESSION THERMIQUE
DE TELECOPIEUR ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DU
PROCEDE
La présente invention concerne tout d'abord un procédé d'alimentation d'une tête d'impression thermique de télécopieur, destinée à imprimer des feuilles de papier thermo-sensible.METHOD FOR SUPPLYING A THERMAL PRINTHEAD
DEVICE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE
PROCESS
The present invention firstly relates to a method for supplying a thermal facsimile printing head, intended for printing sheets of heat-sensitive paper.
Une tête d'impression thermique d'un télécopieur usuel comporte des éléments chauffants destinés à transférer une quantité d'énergie déterminée à un papier thermosensible et ainsi le faire virer pour imprimer des points noirs. Pour atteindre une température optimale, ces éléments chauffants sont, préalablement à l'impression, chauffés par un courant les traversant, issu d'une source de tension. La durée de chauffage est proportionnelle à l'écart entre leur température initiale et leur température optimale d'impression, écart qui est déterminé au moyen d'un capteur de température fournissant la valeur de la température initiale de ces éléments chauffants.A thermal printing head of a conventional fax machine includes heating elements intended to transfer a determined quantity of energy to a thermosensitive paper and thus to make it turn to print black dots. To reach an optimal temperature, these heating elements are, prior to printing, heated by a current passing through them, coming from a voltage source. The heating time is proportional to the difference between their initial temperature and their optimum printing temperature, which difference is determined by means of a temperature sensor providing the value of the initial temperature of these heating elements.
Pour avoir une durée de chauffage qui soit proportionnelle à l'échauffement voulu, on utilise une source d'alimentation à tension régulée et connue, puisqu'on suppose que la puissance de chauffage est constante. Cela impose la présence d'un dispositif de régulation pour la tension d'alimentation, ce qui augmente le coût et le volume du télécopieur. Un dispositif de régulation ayant usuellement une tension régulée de valeur réglable, il faut aussi régler une valeur de consigne pour cette tension, correspondant à la puissance voulue, valeur que l'on risque d'oublier de régler, qui peut dériver dans le temps ou selon la température, tandis que la tension réelle en sortie peut aussi s'écarter de cette valeur de consigne en fonction du courant demandé.To have a heating time which is proportional to the desired heating, a power source with regulated and known voltage is used, since it is assumed that the heating power is constant. This requires the presence of a regulating device for the supply voltage, which increases the cost and volume of the fax machine. A regulating device usually having a regulated voltage of adjustable value, it is also necessary to regulate a set value for this voltage, corresponding to the desired power, a value which one risks forgetting to regulate, which can drift over time or depending on the temperature, while the actual output voltage may also deviate from this setpoint depending on the current demanded.
De plus, la régulation entraîne des pertes de conversion qui échauffent les autres composants et en font décroître la fiabilité. Ces pertes sont particulièrement gênantes pour un télécopieur alimenté par batterie, puisqu'il s'agit en général d'un appareil portable, donc devant être de petite taille et léger, et dont l'autonomie est réduite du fait de ces pertes, tandis que sa masse reste importante, en particulier si le dispositif de régulation entraîne l'échauffement de transistors qui doivent être associés à un radiateur.In addition, the regulation leads to conversion losses which heat up the other components and reduce their reliability. These losses are particularly troublesome for a battery-powered fax machine, since it is generally a portable device, therefore having to be small and light, and whose autonomy is reduced due to these losses, while its mass remains significant, in particular if the regulating device causes the heating of transistors which must be associated with a radiator.
La présente invention vise à résoudre ces problèmes.The present invention aims to solve these problems.
A cet effet, elle concerne un procédé d'alimentation d'une tête d'impression thermique de télécopieur dans lequel on active un élément chauffant de la tête à partir d'une source de tension pendant une durée d'activation dépendant de la température de la tête juste avant le début d'impression, caractérisé par le fait que, juste après le début de l'impression d'une ligne, on détermine la durée d'activation en fonction de la tension de la source.To this end, it relates to a method for supplying a thermal facsimile printing head in which a heating element of the head is activated from a voltage source during an activation period depending on the temperature of the head just before the start of printing, characterized in that, just after the start of printing a line, the activation time is determined according to the voltage of the source.
On peut ainsi adapter au mieux la durée d'activation des éléments chauffants pour compenser les incertitudes et les variations de leur tension d'alimentation qui n'a plus à être ni régulée ni réglée. On remplace ainsi un dispositif de régulation de tension par un dispositif de mesure de tension et de calcul, peu coûteux et facile à implanter, qui peut être réalisé sous forme intégrée et qui ne consomme que peu d'énergie. La détermination de l'énergie reçue peut aussi être effectuée par mesure du courant traversant un élément chauffant, ce qui est équivalent.It is thus possible to best adapt the duration of activation of the heating elements to compensate for the uncertainties and the variations in their supply voltage which no longer has to be regulated or regulated. A voltage regulation device is thus replaced by a voltage measurement and calculation device, inexpensive and easy to install, which can be produced in integrated form and which consumes little energy. The determination of the energy received can also be carried out by measuring the current passing through a heating element, which is equivalent.
Le procédé est applicable quel que soit le nombre d'éléments chauffants. I1 peut, en particulier, être appliqué à des éléments chauffants d'une barrette montés sur chariot. L'impression peut aussi être effectuée par des éléments chauffants d'une tête d'impression ligne.The method is applicable regardless of the number of heating elements. I1 can, in particular, be applied to the heating elements of a bar mounted on a carriage. Printing can also be done by heating elements of a line print head.
En particulier, un tel procédé permet d'utiliser, pour le chauffage, une tension de source alternative, les composants électroniques servant d'interrupteurs étant alors agencés pour laisser passer un courant de sens quelconque.In particular, such a method makes it possible to use, for heating, an alternating source voltage, the electronic components serving as switches then being arranged to let a current flow in any direction.
Avantageusement, le procédé selon l'invention est appliqué, de façon entrelacée dans le temps, à au moins deux ensembles d'éléments chauffants de la tête d'impression. On évite ainsi un appel de courant d'alimentation trop intense sans devoir augmenter le nombre de circuits du dispositif d'alimentation mettant en oeuvre le procédé.Advantageously, the method according to the invention is applied, in an interlaced manner over time, to at least two sets of heating elements of the print head. This avoids an excessively intense supply current draw without having to increase the number of circuits of the supply device implementing the method.
L'invention concerne également, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, un dispositif d'alimentation d'une tête d'impression thermique de télécopieur comportant des moyens d'activation agencés pour activer un élément chauffant de la tête à partir d'une source de tension pendant une durée d'activation dépendant de la température de la tête juste avant le début d'impression, dispositif caractérisé par le fait qu'il comporte - des moyens de mesure agencés pour fournir, juste après
le début de l'impression d'une ligne, un signal
représentatif de la puissance électrique reçue par un
élément chauffant, - des moyens de calcul agencés pour calculer la durée
d'activation à partir de ce signal et - des moyens temporisateurs agencés pour commander les
moyens d'activation en fonction de ladite durée
d'activation.The invention also relates, for the implementation of the method of the invention, to a device for supplying a thermal facsimile printing head comprising activation means arranged to activate a heating element of the head from of a voltage source during an activation period dependent on the temperature of the head just before the start of printing, device characterized in that it comprises - measuring means arranged to supply, just after
the beginning of the printing of a line, a signal
representative of the electrical power received by a
heating element, - calculation means arranged to calculate the duration
activation from this signal and - timer means arranged to control the
activation means according to said duration
activation.
On peut ainsi appliquer le procédé de l'invention en utilisant des composants compacts, peu coûteux et à faible consommation, ce qui évite de dégrader, par un dispositif de régulation, le rendement de la source fournissant la tension d'alimentation, ce qui augmente son autonomie dans le cas où, telle une batterie, elle est autonome, et ce qui permet de tolérer des incertitudes ou variations extrêmes que ne tolèrerait pas une source d'alimentation régulée.En particulier, on peut mesurer cycliquement la valeur de la puissance instantanée reçue par un élément chauffant, ce qui permet d'utiliser tout type de source d'alimentation continue ou alternative, dans la mesure où le rythme du cycle est suffisant pour permettre de reconstituer la forme de la variation de la tension et d'estimer par interpolation l'énergie reçue par un élément chauffant entre deux scrutations successives, donc d'ajuster continuement la durée prévue d'activation. La masse du télécopieur est aussi réduite de par l'absence de dispositif de régulation et le coût est diminué.It is thus possible to apply the method of the invention using compact components, inexpensive and low consumption, which avoids degrading, by a regulating device, the efficiency of the source supplying the supply voltage, which increases its autonomy in the case where, like a battery, it is autonomous, and which allows to tolerate extreme uncertainties or variations that a regulated power source would not tolerate. In particular, the value of the instantaneous power can be measured cyclically received by a heating element, which makes it possible to use any type of continuous or alternative power source, insofar as the cycle rhythm is sufficient to allow the shape of the voltage variation to be reconstructed and to estimate by interpolation of the energy received by a heating element between two successive scans, therefore to continuously adjust the expected duration of activation. The mass of the fax machine is also reduced due to the absence of a control device and the cost is reduced.
La présente invention sera mieux comprise au moyen du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente la forme de réalisation
préférée du dispositif d'alimentation de la tête
d'impression thermique de télécopieur mettant en
oeuvre le procédé selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma par blocs illustrant le mode
de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention
et - la figure 3 est un diagramme temporel illustrant le
séquencement de signaux utilisés pour alimenter la
tête d'impression thermique pendant la durée
d'activation prévue.The present invention will be better understood by means of the appended drawing in which - Figure 1 shows the embodiment
preferred head feeder
facsimile thermal printing
implements the method according to the invention; - Figure 2 is a block diagram illustrating the mode
preferred implementation of the method according to the invention
and - Figure 3 is a time diagram illustrating the
signal sequencing used to power the
thermal print head over time
activation plan.
Le procédé selon l'invention est appliqué à un dispositif 1 d'alimentation d'éléments chauffants 2 d'une tête d'impression thermique 3 d'un télécopieur, représentée schématiquement sur la figure 1. Une pluralité de 1 728 éléments chauffants 2, dont huit sont représentés et repérés par des références 21 à 28, sous la forme symbolique d'une résistance, peut être alimentée par une batterie 4 sous une tension U, au travers, dans cet exemple, de quatre transistors généraux 6, 7, 8 et 9 faisant office d'interrupteurs généraux contrôlant chacun l'alimentation de 432 éléments chauffants 2, en vue d'imprimer des points noirs sur une page de papier thermo-sensible. Les transistors généraux 6 à 9, de type NPN, sont respectivement reliés, par leur collecteur, à un point commun à l'une des extrémités homologues de 432 éléments chauffants, tandis que leurs émetteurs sont tous à la masse. Ils sont commandés, par leur base, par des circuits électroniques implantés sur une carte alimentée par la batterie 4 et gérant la régulation de l'alimentation de chauffage des éléments chauffants 2 en fonction de leur température, comme cela est expliqué ci-dessous. Les éléments chauffants 2 forment, dans cet exemple, une barrette fixe, leur nombre permettant d'imprimer une ligne sur toute la largeur de la page.The method according to the invention is applied to a device 1 for supplying heating elements 2 to a thermal printing head 3 of a fax machine, shown diagrammatically in FIG. 1. A plurality of 1,728 heating elements 2, eight of which are represented and identified by references 21 to 28, in the symbolic form of a resistor, can be supplied by a battery 4 at a voltage U, through, in this example, four general transistors 6, 7, 8 and 9 acting as general switches each controlling the supply of 432 heating elements 2, in order to print black dots on a page of heat-sensitive paper. The general transistors 6 to 9, of NPN type, are respectively connected, by their collector, to a common point at one of the homologous ends of 432 heating elements, while their emitters are all grounded. They are controlled, by their base, by electronic circuits located on a card supplied by the battery 4 and managing the regulation of the heating supply of the heating elements 2 as a function of their temperature, as explained below. The heating elements 2 form, in this example, a fixed bar, their number making it possible to print a line over the entire width of the page.
Comme cela est expliqué en détail ci-dessous, le procédé consiste essentiellement à effectuer les étapes suivantes - on calcule initialement, à partir d'un signal 10
sensible à la température, une valeur d'énergie
manquante initiale ErO à fournir à un élément
chauffant 2 et on le chauffe à un instant initial TO,
et - au bout d'une durée déterminée D1 par rapport à
l'instant initial TO, on calcule une durée de
chauffage prévue Y, proportionnelle à la valeur
d'énergie manquante initiale ErO et inversement
proportionnelle à une valeur représentant la puissance
de chauffage P1, calculée à partir de la valeur de la
tension instantanée U1 de la batterie 4. On arrête le
chauffage lorsque sa durée atteint la valeur prévue Y.As explained in detail below, the method essentially consists in carrying out the following steps - we calculate initially, from a signal 10
temperature sensitive, energy value
missing initial ErO to be supplied to an element
heating 2 and it is heated to an initial instant TO,
and - at the end of a determined duration D1 with respect to
the initial time TO, we calculate a duration of
expected heating Y, proportional to the value
of ErO initial missing energy and vice versa
proportional to a value representing the power
heating P1, calculated from the value of the
instantaneous voltage U1 of the battery 4. We stop the
heating when its duration reaches the expected value Y.
Les circuits électroniques comportent un microprocesseur 10 dont le séquencement du fonctionnement est assuré par une mémoire de programme 11 implantée à proximité.The electronic circuits include a microprocessor 10, the operation of which is sequenced by a program memory 11 located nearby.
Dans cet exemple de réalisation, le microprocesseur 10 du dispositif 1 d'alimentation est un microprocesseur aussi utilisé, en partage de temps, pour gérer les diverses fonctions du télécopieur, comme les transmissions de données en ligne. Le microprocesseur 10 comporte des circuits d'adressage et une unité arithmétique, non représentés. A la réception d'un signal D1 issu de la mémoire de programme 11, il adresse une table de correspondance, contenue dans une mémoire de correspondance 12 appartenant au microprocesseur 10, l'adresse étant déterminée à partir d'une valeur numérique dépendant sans ambiguïté de la température d'un radiateur 13 portant la tête d'impression thermique 3 et en contact thermique étroit avec elle pour en limiter l'échauffement.Du fait du contact thermique étroit, la température des éléments chauffants 2 de la tête d'impression thermique 3 est donc très voisine de celle du radiateur 13. La table de correspondance fournit en retour, pour chaque adresse possible, une valeur, qui est alors mémorisée, représentant l'énergie manquante ErO de chaque élément chauffant 2 pour l'amener à une température optimale, pour laquelle il peut imprimer correctement le papier, à partir de la température initiale TPO du radiateur 13.In this exemplary embodiment, the microprocessor 10 of the power supply device 1 is a microprocessor also used, in time sharing, to manage the various functions of the facsimile machine, such as online data transmissions. The microprocessor 10 comprises addressing circuits and an arithmetic unit, not shown. Upon receipt of a signal D1 from the program memory 11, it addresses a correspondence table, contained in a correspondence memory 12 belonging to the microprocessor 10, the address being determined from an unambiguously dependent digital value the temperature of a radiator 13 carrying the thermal print head 3 and in close thermal contact with it to limit heating. Due to the close thermal contact, the temperature of the heating elements 2 of the thermal print head 3 is therefore very close to that of the radiator 13. The correspondence table provides in return, for each possible address, a value, which is then memorized, representing the missing energy ErO of each heating element 2 to bring it to a temperature optimal, for which it can correctly print the paper, from the initial temperature TPO of the radiator 13.
La valeur numérique utilisée par le microprocesseur 10 représente une valeur d'un courant traduisant la valeur de la température initiale TPO du radiateur 13 et est obtenue en faisant traverser une thermistance 15 par un courant I, thermistance 15 en contact thermique étroit avec le radiateur 13. La valeur du courant I se trouve ainsi être sensible à la température de la tête d'impression thermique 3, la valeur résistive de la thermistance 15 variant continuement dans le même sens que la température de celle-ci. La thermistance 15 est alimentée sous une tension continue Ur obtenue à partir de la tension U de la batterie 4, tension Ur qui est stabilisée par un montage connu non représenté.La mesure du courant I traversant la thermistance 15 procure ainsi une valeur permettant de déterminer sans ambiguïté sa température, puisque, la tension étant constante, seule une variation de la température de la thermistance 15 peut entraîner une variation du courant
I, selon une loi connue d'après les caractéristiques intrinsèques de la thermistance 15, comme précisé plus loin. The numerical value used by the microprocessor 10 represents a value of a current translating the value of the initial temperature TPO of the radiator 13 and is obtained by making cross a thermistor 15 by a current I, thermistor 15 in close thermal contact with the radiator 13 The value of the current I is thus found to be sensitive to the temperature of the thermal printing head 3, the resistive value of the thermistor 15 continuously varying in the same direction as the temperature of the latter. The thermistor 15 is supplied with a direct voltage Ur obtained from the voltage U of the battery 4, voltage Ur which is stabilized by a known circuit not shown. Measuring the current I passing through the thermistor 15 thus provides a value making it possible to determine its temperature unambiguously, since the voltage being constant, only a variation of the temperature of the thermistor 15 can cause a variation of the current
I, according to a law known from the intrinsic characteristics of the thermistor 15, as specified below.
Un ampèremètre 16, branché en série sur la thermistance 15, comporte une résistance 17, de valeur fixe, en série sur le fil de masse alimentant la thermistance 15, tandis que les deux entrées de signal d'un amplificateur opérationnel 18 de l'ampèremètre 16 sont respectivement reliées à chaque extrémité de la résistance 17.An ammeter 16, connected in series on the thermistor 15, includes a resistor 17, of fixed value, in series on the ground wire supplying the thermistor 15, while the two signal inputs of an operational amplifier 18 of the ammeter 16 are respectively connected to each end of the resistor 17.
L'amplificateur opérationnel 18 fournit un signal analogique représentant la valeur du courant I traversant la résistance 17, donc aussi le courant I traversant la thermistance 15, et ce signal est appliqué à l'entrée d'un convertisseur de courant analogiquenumérique 19 fournissant en réponse la valeur numérique du courant I, qui est transmise au microprocesseur 10.The operational amplifier 18 provides an analog signal representing the value of the current I passing through the resistor 17, therefore also the current I passing through the thermistor 15, and this signal is applied to the input of an analog-to-digital current converter 19 providing in response the numerical value of the current I, which is transmitted to the microprocessor 10.
La table de correspondance contient des valeurs d'énergie manquante initiale ErO qui ont été calculées avant mise en mémoire en utilisant la formule
ErO = IT. T , avec
IT : valeur représentant l'inertie thermique d'un
élément chauffant 2, et
T = TPF - TPO où :
TPF est la température finale optimale déterminée d'un élément chauffant 2, et
TPO est la température initiale de l'élément chauffant 2, avant chauffage, qui est déduite de la valeur du courant I en utilisant une courbe caractéristique résistance / température fournie avec la documentation de la thermistance 15.The correspondence table contains initial missing energy values ErO which were calculated before storage using the formula
ErO = IT. T, with
IT: value representing the thermal inertia of a
heating element 2, and
T = TPF - TPO where:
TPF is the determined optimal final temperature of a heating element 2, and
TPO is the initial temperature of the heating element 2, before heating, which is deduced from the value of the current I using a characteristic curve resistance / temperature provided with the documentation of the thermistor 15.
Une mémoire tampon 30 est prévue sur la carte pour mémoriser des informations binaires définissant les diverses lignes à imprimer sur la page de papier thermosensible, informations reçues d'un télécopieur distant par un modem non représenté du télécopieur. Les informations qui servent à déterminer s'il faut imprimer ou non un point noir en tout point de la ligne en cours d'impression comportent 1728 bits qui sont transmis en série par la mémoire tampon 30 et entrent dans un registre à décalage 31 à entrée série, porté par la tête d'impression thermique 3. La transmission des bits cidessus est commandée au moyen d'une liaison de commande 32 allant du microprocesseur 10 à la mémoire tampon 30.A buffer memory 30 is provided on the card for storing binary information defining the various lines to be printed on the page of heat-sensitive paper, information received from a remote facsimile machine by a modem not shown from the facsimile machine. The information which is used to determine whether or not to print a black dot at any point on the line being printed comprises 1728 bits which are transmitted in series by the buffer memory 30 and enter a shift register 31 with input serial, carried by the thermal printing head 3. The transmission of the above bits is controlled by means of a control link 32 going from the microprocessor 10 to the buffer memory 30.
Le registre à décalage 31 dispose de 1728 sorties parallèles et comporte un ensemble 33 de points mémoires comportant autant de points mémoires qu'il il y a d'éléments chauffants 2, soit 1728 dans cet exemple, huit points mémoires étant représentés et référencés de 41 à 48, ceux référencés 41 et 42 étant associés, comme expliqué ci-dessus, au transistor général 6, tandis que les autres paires de points mémoires représentés, respectivement 43, 44 et 45, 46 ainsi que 47, 48, sont respectivement associées aux transistors généraux 7, 8 et 9.The shift register 31 has 1728 parallel outputs and comprises a set 33 of memory points comprising as many memory points as there are heating elements 2, that is 1728 in this example, eight memory points being represented and referenced by 41 at 48, those referenced 41 and 42 being associated, as explained above, with the general transistor 6, while the other pairs of memory points represented, respectively 43, 44 and 45, 46 as well as 47, 48, are respectively associated with general transistors 7, 8 and 9.
Les points mémoires 33 commandent chacun, par une sortie propre du point mémoire, la base d'un transistor individuel propre. Ainsi, la figure 1 montre que les points mémoires 41 à - 48 commandent chacun, par une sortie propre, la base d'un transistor individuel 51 à 58 propre, intégré au registre à décalage 31. Un transistor individuel, comme le transistor 51 par exemple, fonctionne en interrupteur dont l'étant ouvert ou fermé dépend de la valeur du bit contenu dans le point mémoire 41 associé.Le collecteur de chaque transistor individuel du registre à décalage 31 est alimenté par la tension de batterie U, tandis que son émetteur est relié, par une des sorties parallèles du registre à décalage 31 qui lui est propre, repérée respectivement 61 à 68 pour huit qui sont représentées, à l'extrémité d'un élément chauffant propre associé, ici 21 à 28, extrémité non reliée à un transistor général 6 à 9.The memory points 33 each control, by an own output of the memory point, the base of an individual individual transistor. Thus, FIG. 1 shows that the memory points 41 to - 48 each control, by its own output, the base of an individual transistor 51 to 58, integrated in the shift register 31. An individual transistor, like transistor 51 by example, works as a switch whose open or closed state depends on the value of the bit contained in the associated memory point 41. The collector of each individual transistor of the shift register 31 is supplied by the battery voltage U, while its transmitter is connected, by one of the parallel outputs of the shift register 31 which is specific to it, marked respectively 61 to 68 for eight which are represented, at the end of an associated clean heating element, here 21 to 28, end not connected to a general transistor 6 to 9.
Par ailleurs, le passage du courant de chauffage fourni par la batterie 4 est, comme indiqué précédemment, contrôlé par les quatre transistors généraux 6, 7, 8, 9, qui sont eux-mêmes respectivement commandés par quatre signaux, respectivement STR1, STR2, STR3 et STR4, appliqués sur leur base, chacun issu d'une sortie propre 71, 72, 73 et 74 d'un circuit de commande 70, comportant quatre bascules non représentées, du microprocesseur 10.Furthermore, the passage of the heating current supplied by the battery 4 is, as indicated above, controlled by the four general transistors 6, 7, 8, 9, which are themselves respectively controlled by four signals, respectively STR1, STR2, STR3 and STR4, applied to their base, each from its own output 71, 72, 73 and 74 of a control circuit 70, comprising four flip-flops not shown, of the microprocessor 10.
Chacune des quatre sorties 71 à 74 peut être activée par le microprocesseur 10 lorsque celui-ci applique, au circuit de commande 70, un signal S, constitué d'une impulsion émise à l'instant TO, comme le montre la figure 3, où l'axe des abscisses représente le temps t.Each of the four outputs 71 to 74 can be activated by the microprocessor 10 when the latter applies, to the control circuit 70, a signal S, consisting of a pulse emitted at the instant TO, as shown in FIG. 3, where the x-axis represents time t.
Cependant, pour éviter un appel de courant trop élevé sur la batterie 4, une seule sortie 71 à 74 peut être activée à un instant donné pour activer 432 éléments chauffants 2. Par ailleurs, le signal S arme un temporisateur 75 du microprocesseur 10.However, to avoid an excessively high current draw on the battery 4, a single output 71 to 74 can be activated at a given instant to activate 432 heating elements 2. Furthermore, the signal S arms a timer 75 of the microprocessor 10.
Pour réaliser cet étalement dans le temps, le microprocesseur 10 applique, sur le circuit de commande 70, quatre signaux ST1, ST2, ST3 et ST4 qui sont décalés dans le temps, chacun durant 2,5 millisecondes dans un cycle de 10 millisecondes, comme le montre la figure 3.To achieve this spreading over time, the microprocessor 10 applies, to the control circuit 70, four signals ST1, ST2, ST3 and ST4 which are shifted in time, each lasting 2.5 milliseconds in a cycle of 10 milliseconds, as shown in Figure 3.
Les quatre signaux ST1, ST2, ST3 et ST4 sont prioritaires sur le signal S et définissent donc des tranches de temps pendant lesquelles un seul des quatre transistors généraux 6, 7, 8 et 9 peut être rendu passant.The four signals ST1, ST2, ST3 and ST4 have priority over the signal S and therefore define time slots during which only one of the four general transistors 6, 7, 8 and 9 can be turned on.
Comme indiqué, la mémoire de programme 11 est agencée pour émettre, à un instant donné après l'instant TO, le signal D1 représentant la durée de chauffage depuis l'instant TO et activant le microprocesseur 10 pour déterminer la valeur de la puissance de chauffage instantanée P1 d'un élément chauffant 2, qui a une résistance électrique de valeur R1 mémorisée dans la mémoire de programme 11. La détermination de la puissance instantanée P1 est réalisée à partir d'une mesure de la tension instantanée U1 de la batterie U, selon la formule P1 = U12 / R1, la valeur R1 étant fournie par la mémoire de programme 11.As indicated, the program memory 11 is arranged to emit, at a given instant after the instant TO, the signal D1 representing the duration of heating from the instant TO and activating the microprocessor 10 to determine the value of the heating power instantaneous P1 of a heating element 2, which has an electrical resistance of value R1 stored in the program memory 11. The determination of the instantaneous power P1 is carried out from a measurement of the instantaneous voltage U1 of the battery U, according to the formula P1 = U12 / R1, the value R1 being supplied by the program memory 11.
La valeur U1 provient d'un voltmètre 93 à sortie numérique, comportant un amplificateur opérationnel 94 suivi d'un convertisseur de tension analogique-numérique 95, qui est branché aux bornes de la batterie 4 et fournit, au microprocesseur 10, une valeur numérique représentative de la tension instantanée U1 de la tension de batterie U, c'est-à-dire la valeur de la tension appliquée à un élément chauffant 2 alimenté.The value U1 comes from a voltmeter 93 with digital output, comprising an operational amplifier 94 followed by an analog-digital voltage converter 95, which is connected to the terminals of the battery 4 and supplies, to the microprocessor 10, a representative digital value of the instantaneous voltage U1 of the battery voltage U, that is to say the value of the voltage applied to a powered heating element 2.
Le microprocesseur 10 calcule alors la durée de chauffage prévue Y nécessaire pour fournir l'énergie manquante initiale ErO à l'élément chauffant 2, en fonction de la valeur de la puissance instantanée P1. La durée de chauffage prévue Y est calculée selon la formule
Y = ErO / P1, avec P1 = U12 / R1.The microprocessor 10 then calculates the expected heating time Y necessary to supply the initial missing energy ErO to the heating element 2, as a function of the value of the instantaneous power P1. The expected heating time Y is calculated according to the formula
Y = ErO / P1, with P1 = U12 / R1.
Cette valeur Y est appliquée à l'entrée du temporisateur 75, qui, au bout de la durée Y après son activation, fournit un signal R désactivant le circuit de commande 70, dont la sortie qui est à l'étant activé passe alors à l'état inactif et commande le blocage du transistor général 6 à 9 associé, ce qui interrompt le chauffage. This value Y is applied to the input of the timer 75, which, at the end of the duration Y after its activation, provides a signal R deactivating the control circuit 70, the output of which being in the activated state then goes to l inactive state and controls the blocking of the associated general transistor 6 to 9, which interrupts heating.
Le fonctionnement du dispositif 1 d'alimentation de la tête d'impression thermique 3, selon le procédé de l'invention, est le suivant.The operation of the device 1 for supplying the thermal printing head 3, according to the method of the invention, is as follows.
Tout d'abord, le microprocesseur 10, utilisant la mémoire de programme 11 pour appliquer le séquencement voulu des diverses opérations, commande, par la liaison de commande 32 allant à la mémoire tampon 30, la transmission, depuis la mémoire tampon 30 jusqu'aux points mémoire 33 du registre à décalage 31, des 1728 informations binaires décrivant la position respective des points noirs et des blancs de la ligne considérée, ce qui entraîne la mise à l'état passant des transistors individuels des éléments chauffants 2 à alimenter.First, the microprocessor 10, using the program memory 11 to apply the desired sequencing of the various operations, controls, by the control link 32 going to the buffer memory 30, the transmission from the buffer memory 30 to memory points 33 of the shift register 31, of the 1728 binary information describing the respective positions of the black dots and the whites of the line considered, which brings the individual transistors of the heating elements 2 to be supplied to the on state.
Le microprocesseur 10 commande ensuite l'exécution de la première série d'étapes suivante, comme cela est représenté schématiquement sur la figure 2 1 - Le microprocesseur 10 détermine, grâce à la mémoire
de correspondance 12, et mémorise, la valeur de
l'énergie ErO à partir de la valeur du courant de la
thermistance 15, qui est alors fournie par
l'ampèremètre 16.The microprocessor 10 then controls the execution of the following first series of steps, as shown diagrammatically in FIG. 2 1 - The microprocessor 10 determines, thanks to the memory
12, and stores the value of
energy ErO from the current value of the
thermistor 15, which is then supplied by
the ammeter 16.
2 - A un instant TO suivant de près celui de l'étape
précédente, la mémoire de programme 11 désactive le
signal ST1, ce qui autorise l'activation de la
sortie 71 commandant le transistor général 6, alors
que les trois autres signaux ST2, ST3 et ST4 sont à
l'état activé et bloquent les sorties 72, 73 et 74.2 - At a time TO following closely that of the stage
program memory 11 deactivates the
signal ST1, which authorizes activation of the
output 71 controlling the general transistor 6, then
that the other three signals ST2, ST3 and ST4 are at
the activated state and block outputs 72, 73 and 74.
Pour sa part, le microprocesseur 10 engendre le
signal S, ce qui active le temporisateur 75 ainsi
que la sortie 71 commandant le transistor général 6,
et rend passant ce dernier. Ceci autorise le passage
du courant à travers l'ensemble des éléments
chauffants 2 commandés par le transistor général 6,
qui commencent donc à chauffer dans la mesure où
leur transistor individuel propre, comme 51 et 52,
est à l'état passant sous la commande du point
mémoire associé, 41 et 42, parvenant par la sortie
correspondante, 61 et 62.For its part, the microprocessor 10 generates the
signal S, which activates timer 75 as well
that the output 71 controlling the general transistor 6,
and turns it on. This allows the passage
of current through all of the elements
heaters 2 controlled by the general transistor 6,
which therefore start to heat up as far as
their own individual transistor, like 51 and 52,
is in the passing state under the control of the point
associated memory, 41 and 42, arriving via the output
correspondent, 61 and 62.
Il est ensuite effectué la seconde série d'étapes suivante 3 - Après une durée déterminée D1 d'environ
0,5 milliseconde après l'instant TO, le
microprocesseur 10 calcule la valeur de la puissance
d'alimentation instantanée P1 selon la formule P1 =
U12 / R1, d'après la mesure de la tension U1 de la
source de tension réalisée à cet instant par le
voltmètre 93.The following second series of steps is then carried out 3 - After a determined duration D1 of approximately
0.5 millisecond after time TO, the
microprocessor 10 calculates the power value
instantaneous feed P1 according to the formula P1 =
U12 / R1, based on the measurement of the voltage U1 of the
voltage source produced at this time by the
voltmeter 93.
4 - Le microprocesseur 10 calcule immédiatement ensuite
la durée de chauffage prévue Y = ErO / P1.4 - The microprocessor 10 immediately calculates
the expected heating time Y = ErO / P1.
5 - Dès qu'unie durée égale à la valeur de la durée de
chauffage prévue Y s'est écoulée depuis l'instant
TO, le temporisateur émet le signal R, ce qui
interrompt le chauffage.5 - As soon as a duration equal to the value of the duration of
planned heating Y has elapsed since the moment
TO, the timer sends the signal R, which
interrupts heating.
6 - Les étapes précédentes, hormis la première, sont
successivement répétées trois fois, en utilisant un
séquencement fourni par la mémoire de programme 11,
pour respectivement chauffer, lors de chacune des
répétitions ci-dessus, les éléments chauffants 2
alimentés au travers de l'un des trois autres
transistors généraux 7, 8 et 9, ce qui permet
l'impression de toute la ligne par activation
successive des sorties 72, 73 et 74. 6 - The previous steps, apart from the first, are
successively repeated three times, using a
sequencing provided by the program memory 11,
to heat respectively, during each of the
above repetitions, the heating elements 2
fed through one of the other three
general transistors 7, 8 and 9, which allows
printing of the entire line by activation
successive of exits 72, 73 and 74.
La mesure de la tension U1 de batterie, à un instant ultérieur à l'instant TO initial, présente l'intérêt de mesurer la tension effectivement appliquée sur les éléments chauffants 2, tension U1 qui vient de diminuer par rapport à celle avant l'instant TO, du fait de l'appel de courant dû à la mise sous tension des éléments chauffants 2, et qui a eu le temps de se stabiliser après l'instant TO, ce qui en permet la mesure précise.The measurement of the battery voltage U1, at a time subsequent to the initial time TO, has the advantage of measuring the voltage actually applied to the heating elements 2, voltage U1 which has just decreased compared to that before the time TO, due to the current draw due to the energizing of the heating elements 2, and which has had time to stabilize after the instant TO, which allows its precise measurement.
De façon à améliorer encore la précision dans l'obtention de la température finale, la seconde série d'étapes peut être répétée lors de cycles successifs de rang k, avec k = entier positif de 1 à N, dans la limite des 2,5 millisecondes comme le montre la figure 3, en utilisant encore un séquencement fourni par la mémoire de programme 11, de façon à déterminer à chaque fois une nouvelle valeur de la durée de chauffage prévue Y, ce qui permet de tenir compte d'une variation éventuelle de la valeur de la tension U de la batterie 4 pendant la durée de chauffage.In order to further improve the precision in obtaining the final temperature, the second series of steps can be repeated during successive cycles of rank k, with k = positive integer from 1 to N, within the limit of 2.5 milliseconds as shown in FIG. 3, again using a sequencing provided by the program memory 11, so as to determine each time a new value of the planned heating time Y, which makes it possible to take account of a possible variation of the value of the voltage U of the battery 4 during the heating time.
Dans ce cas, pour permettre une utilisation partagée dans le temps des circuits électroniques décrits précédemment, les diverses valeurs relatives à chacun des quatre groupes d'éléments chauffants 2 sont mémorisées, à chaque cycle k de détermination de la durée de chauffage prévue Y, dans le microprocesseur 10.In this case, to allow shared use over time of the electronic circuits described above, the various values relating to each of the four groups of heating elements 2 are stored, at each cycle k for determining the expected heating time Y, in the microprocessor 10.
La répétition ci-dessus est particulièrement intéressante si, contrairement à l'exemple de réalisation décrit, on utilise, à la place de la batterie 4, une source dont la tension U peut varier rapidement de façon importante. The above repetition is particularly advantageous if, contrary to the example of embodiment described, a source is used, in place of the battery 4, the voltage U of which can vary rapidly significantly.
En particulier, le microprocesseur 10 peut alors être prévu pour déterminer une puissance fournie entre deux cycles k-l et k successifs qui tienne compte de l'allure de variation de la tension U, ce qui fournit une estimation plus précise qu'un calcul supposant que la tension U a été constante depuis sa dernière mesure.In particular, the microprocessor 10 can then be provided to determine a power supplied between two successive cycles kl and k which takes account of the rate of variation of the voltage U, which provides a more precise estimate than a calculation assuming that the voltage U has been constant since its last measurement.
On peut ainsi affiner les déterminations de puissance en faisant une estimation, par interpolation, linéaire ou non, des puissances déterminées à chaque cycle k. Par exemple, la puissance moyenne entre deux cycles k-l et k successifs peut être prise comme étant la demi-somme des puissances déterminées lors des cycles k-l et k. We can thus refine the power determinations by making an estimate, by interpolation, linear or not, of the powers determined at each cycle k. For example, the average power between two successive cycles k-l and k can be taken as being the half-sum of the powers determined during the cycles k-l and k.
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- 1992-06-25 FR FR9207802A patent/FR2692839B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| FR2692839B1 (en) | 1996-12-20 |
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