FR2892054A1 - Dispositif d'impression thermique - Google Patents

Abstract

Des améliorations portées sur une cassette (1) de cheminement de ruban (3) pour l'impression thermique permettent d'augmenter la vitesse de déroulement du ruban (3), d'accélérer la fréquence d'impression tout en garantissant la fiabilité de l'impression. Un système compensateur (30) à actionnement magnétique est ainsi de préférence couplé à un système de freinage au niveau de l'axe entraîné (12) ; par ailleurs, le moteur est couplé à un rouleau de traction (18) qui entraîne un cylindre d'enroulement (14), chacun de ces deux éléments étant de préférence muni d'un système de blocage.Les améliorations peuvent être portées sur les cassettes existantes.

Description

DISPOSITIF D'IMPRESSION THERMIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE

L'invention se rapporte aux dispositifs permettant de dérouler de façon contrôlée une bande entre deux bobines, notamment en ce qui concerne la tension de la bande et l'optimisation de son avancement. Plus particulièrement, l'invention trouve une application pour l'impression thermique par ruban défilant devant une tête permettant le transfert de l'encre d'un ruban sur un substrat à imprimer. Notamment, l'invention a trait à des modifications mécaniques du système de support et de guidage d'un ruban d'encre permettant d'accélérer sa vitesse tout en garantissant la qualité d'impression et la fiabilité quant à la tension du ruban et son absence de rupture. Par ailleurs, grâce au dispositif selon l'invention, il est possible d'augmenter la cadence de l'impression. Le dispositif selon l'invention peut être appliqué à des imprimantes à moteur unique d'avancement existantes et en usage sans coûts additionnels excessifs. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le marquage de produits industriels est de plus en plus répandu, que ce soit pour des instructions d'utilisation, des dates de péremption ou des indications relatives à la traçabilité comme des numéros de lot ou de série. A cet égard, l'impression thermique est une méthode de choix : classiquement, un ruban d'encre thermofusible est déroulé d'une bobine d'alimentation vers une bobine de réception selon un chemin de passage au niveau duquel agit une tête d'impression afin de transférer thermiquement des motifs d'encre du ruban sur un substrat localisé de façon adjacente au chemin de passage. La tête d'impression est mobile relativement par rapport au chemin de passage du ruban, de façon rotative ou linéaire, pour s'approcher jusqu'au contact du ruban afin d'y activer le transfert d'encre, et pour s'éloigner du ruban lorsque l'impression est achevée : voir document EP 0 683 055 (Prestek).

Lors de l'impression, la tête d'impression qui comporte de minuscules éléments chauffants activables individuellement, transfère une quantité d'énergie thermique localisée et déterminée au niveau de chaque élément, afin de modifier les propriétés locales de l'encre du ruban et permettre le transfert d'une quantité d'encre contrôlée du ruban vers le substrat. Pour assurer fiabilité et reproductibilité dans la phase de transfert de l'encre, le ruban est animé d'une vitesse sensiblement égale à celle du substrat imprimé. Selon que le substrat à imprimer est immobile ou en mouvement lent ou rapide au moment de l'impression, plusieurs options d'impression sont envisagées pour le système. Selon une option dite impression intermittente , le substrat est immobile pendant l'impression, la tête est approchée du ruban pour entrer en contact et appliquer une pression sur le substrat, puis avancée en glissant le long du ruban tout en maintenant la pression souhaitée sur une longueur dépendant du motif à imprimer pendant que les différents éléments chauffants sont sélectivement activés. Ensuite, la tête est désactivée et éloignée du ruban pendant que le substrat d'une part et le ruban d'autre part sont avancés pour un nouveau motif. La vitesse et la précision avec lesquelles l'imprimante déroule le ruban et le positionne de nouveau, immobile et sous tension, pour aborder le cycle d'impression suivant déterminent la cadence maximale d'impression. Ce procédé, l'un des plus simples à mettre en oeuvre, ne peut être utilisé que pour des impressions dont la vitesse effective va jusque 3 m/min. Selon une autre option de réalisation dite impression continue , le substrat défile continûment sous l'imprimante : pour imprimer un motif, la tête d'impression est approchée du ruban jusqu'au contact alors que le ruban est animé d'un mouvement de translation dont la vitesse est sensiblement égale à celle du défilement continu du substrat : voir document US 6 354 753 (Easyprint). Les éléments chauffants sont activés au contact du ruban pendant que celui-ci glisse sous la tête d'impression et transfère l'encre au substrat qui défile. Puis la tête d'impression est désactivée et éventuellement éloignée du ruban pendant que ce dernier est repositionné pour l'impression du motif suivant. Plus rapide, ce système nécessite un mécanisme de contrôle et de synchronisation plus sophistiqué entre les mouvements relatifs de la tête d'impression, du ruban et du substrat. Dans plusieurs variantes de l'impression sur substrat en mouvement, la tête d'impression peut aussi être animée d'un mouvement de translation dans la direction du mouvement du substrat pendant la phase d'impression, afin d'optimiser la performance du chauffage de l'encre. Dans une première variante, la tête d'impression peut être déplacée dans le même sens que le substrat, lorsque celui-ci se déplace à haute vitesse, afin de diminuer la vitesse relative tête/ruban et permettre une durée de chauffage allongée ; dans certains cas, la vitesse du ruban peut même être maintenue légèrement inférieure à celle du substrat afin de permettre tout de même l'impression à très haute vitesse, au détriment de sa qualité. Dans une deuxième variante, lorsque le substrat a une vitesse très faible, difficile à mesurer de manière précise par un capteur externe, la tête d'impression peut être déplacée dans le sens opposé au sens de déplacement du substrat, avec une vitesse relative plus élevée et donc mieux contrôlée pour l'impression. Dans tous les cas, la maîtrise de la quantité d'énergie thermique apportée au ruban et la maîtrise de la pression appliquée déterminent la qualité d'impression, si bien que les meilleures conditions sont celles où la vitesse relative entre la tête d'impression et le ruban est constante. L'impression pendant les phases d'accélération ou de décélération du ruban dégrade généralement la qualité imprimée.

Une conséquence est que la fréquence maximale d'impression effective que l'on peut atteindre est limitée par les durées des phases d'accélération et de décélération du ruban.

Une autre conséquence est que d'importantes pertes de ruban sont occasionnées par l'intervalle qui correspond aux phases d'accélération et décélération du ruban entre deux motifs. Ces pertes sont d'autant plus importantes en valeur relative que les zones imprimées sont de petites dimensions et que l'impression est à fréquence élevée. Pour minimiser les pertes de ruban, une solution est de rembobiner le ruban et de lui imposer un mouvement bidirectionnel entre deux impressions successives. Selon une option, un moteur bidirectionnel est couplé aux deux bobines d'alimentation et d'enroulement, ou deux moteurs unidirectionnels sont utilisés et synchronisés : voir document US 6 307 583 (ITW). Cette solution permet en théorie des fréquences plus élevées car chacune des deux bobines est mise en mouvement par un moteur spécifique ; cela nécessite cependant un agencement complexe, notamment en ce qui concerne le contrôle des moteurs, afin de synchroniser les mouvements et éviter toute surtension de bande générant des ruptures ou des interruptions. En particulier, le document WO 02/22371 (Zipher) montre différents aspects à commander dans ce genre de procédé. Par ailleurs, les jeux mécaniques, notamment ceux engendrés lors de la mise au repos des moteurs, peuvent être difficilement compensés par la simple commande de ces deux moteurs.

Si, selon l'invention, il est certes souhaité d'augmenter la vitesse et/ou la cadence d'impression, il semble inapproprié d'accompagner cette amélioration d'une complication excessive du système et d'une augmentation des coûts occasionnée par la complexité et la synchronisation entre deux moteurs d'entraînement. Le ruban est donc animé d'un mouvement unidirectionnel ; cette option génère cependant des saccades importantes et peut occasionner des tensions du ruban telles qu'il se brise lors des accélérations/décélérations dues à la mise en mouvement rapide du ruban. En outre, aux cadences d'impression élevées, des plis peuvent se former dans le ruban si son maintien en tension n'est pas suffisamment uniforme et contrôlé de manière précise. Enfin, la mesure de la position linéaire précise du ruban peut être rendue difficile à cause de ces saccades, avec des conséquences néfastes au niveau de la qualité d'impression ou de la consommation de ruban. Une solution pour contrôler la tension du ruban concerne la présence d'un culbuteur mécanique à ressort sur le chemin du ruban, afin de compenser l'inertie du système lors des interruptions de défilement ou des différentes variations de la vitesse 25 générées par les phases d'impression ou non impression : voir document US 5 647 679 (ITW). Cette solution peut être agrémentée par la présence d'un frein associé, tel que présenté dans le document US 5 873 662 (ITW). Le système garde cependant une 30 inertie importante et ne réagit pas immédiatement à chaque variation de la tension ; de plus, la latence20 avant la réponse des ressorts de rappel est généralement longue et peut fluctuer avec le temps. Cette solution trouve donc des limites aux vitesses de déroulement élevées.

EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention se propose, parmi autres avantages, de pallier les inconvénients susmentionnés des systèmes d'impression existants et, en particulier, d'augmenter la fiabilité, la cadence et la vitesse d'impression, et d'optimiser l'utilisation du ruban sans altérer la qualité de l'impression et en maîtrisant les coûts. Sous un de ses aspects, l'invention a trait à une cassette d'imprimante thermique comprenant un support muni des différents éléments utiles au passage et déroulement du ruban. En particulier, le support comprend les rouleaux (aussi appelés cylindres) délimitant le chemin emprunté par le ruban et permettant son déplacement. Notamment, deux rouleaux sont destinés à être couplés à la bobine d'alimentation et la bobine de réception du ruban usagé ; l'un des deux rouleaux est relié de façon directe à un système d'entraînement, l'autre est entraîné en rotation par la traction du ruban initiée par le rouleau motorisé. Le rouleau entraîné, généralement le rouleau d'alimentation, est de préférence muni d'un système de freinage qui permet de modifier la vitesse de rotation de la bobine associée en fonction de la tension exercée sur le ruban. En particulier, le 30 système de freinage peut comprendre un élément de25 friction couplé au mécanisme permettant la rotation du rouleau, et qui peut être comprimé au moyen d'un élément réagissant à la tension du ruban. De préférence, l'élément d'activation du freinage se déplace en fonction de la position d'un bras de compensation de la tension du ruban, par exemple faisant partie d'un culbuteur associé. La cassette selon l'invention comprend par ailleurs un culbuteur, ou compensateur, au niveau de son rouleau entraîné, composé d'un cylindre mobile relativement à un ou deux cylindres fixés au support. Des moyens magnétiques, en particulier des aimants de même pôle, localisés au niveau des cylindres du compensateur, les repoussent l'un de l'autre, alors que le ruban circulant autour d'eux les rapproche par la force qu'il exerce, elle-même directement reliée à sa tension. De préférence, le compensateur forme un triangle, l'angle au niveau du cylindre mobile étant fermé, inférieur à 60 , par exemple de l'ordre de 30 .

Selon un mode de réalisation préféré, le cylindre mobile se déplace autour du rouleau entraîné selon un arc de cercle : un bras mécanique peut relier le cylindre mobile du compensateur et le rouleau de la bobine d'alimentation afin de communiquer directement, par sa position angulaire relative, la tension exercée sur le ruban. Notamment, un filetage peut relier cet angle relatif à un système de freinage. De préférence, l'entraînement de la bobine d'enroulement est indirect, c'est-à-dire que le système d'entraînement comprend un premier rouleau de traction directement connecté au moteur de l'imprimante, et un deuxième rouleau d'enroulement sur lequel est positionnée la bobine de récupération ; une courroie permet de faire tourner le rouleau d'enroulement suite à la rotation du rouleau de traction.

Avantageusement, le rouleau d'enroulement est muni d'un système de blocage, par exemple une bague anti-rotation, pour ne pas subir de contre rotation par effet ressort lors des saccades générées par le moteur ou par l'élasticité de la courroie. De même, l'interface de couplage entre le rouleau de traction et l'axe de rotation du moteur est de préférence doté d'un système de blocage, par exemple deux paliers unidirectionnels opposés, pour répondre au mieux aux mouvements imposés par le moteur.

Il est préférable de disposer d'un galet de détour entre le rouleau de traction et le rouleau d'entraînement, afin de maintenir constant l'arc de cercle formé par le ruban sur le rouleau de traction, et de préférence compris entre 190 et 240 . Les différentes améliorations selon l'invention peuvent être faites individuellement ; les cassettes selon l'invention peuvent être utilisées sur de nouveaux systèmes d'impression développés à dessein ou adaptées sur les systèmes existants, pour 25 l'impression continue ou l'impression intermittente ainsi que leurs variantes. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture 30 de la description suivante et en référence aux dessins20 annexés, donnés à titre uniquement illustratif et nullement limitatifs. Les figures 1A et 1B montrent un dispositif selon un mode préféré de réalisation de l'invention, respectivement avec et sans ruban. Les figures 2A et 2B illustrent des aspects préférés de l'entraînement du ruban selon l'invention. La figure 3 montre un compensateur d'un mode préféré de réalisation selon l'invention.

Les figures 4A, 4B, 4C et 4D illustrent le système de freinage du rouleau entraîné d'alimentation selon un aspect de l'invention, ainsi qu'une schématisation de son action. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La cassette 1 selon l'invention est destinée à se mettre en place sur un système d'impression comprenant le matériel lourd et non consommable de l'imprimante, en particulier les moteurs, tête d'impression, câblage,.... En exploitation courante, plusieurs cassettes interchangeables sont généralement utilisées successivement sur le même système d'impression. Une cassette est rechargée avec une bobine de ruban neuf hors de la machine, alors que l'autre cassette est en cours d'exploitation. Le remplacement de la cassette dont la bobine d'alimentation est épuisée par une cassette nouvellement chargée s'effectue en quelques instants sans pénaliser la productivité. Tel qu'il est usuel et schématisé en 30 figures 1A et 1B, un dispositif 1 selon l'invention comprend un support 2, par exemple une plaque métallique dont la taille et l'épaisseur dépendent de l'imprimante concernée, qui permet le maintien sur une face des différents éléments sur et autour desquels chemine le ruban d'impression 3 (l'autre face étant usuellement munie d'une poignée). Un tel ruban 3 est habituellement disponible sous forme de bobine 4 enroulée autour d'un cylindre creux qui peut venir en prise sur un des différents rouleaux de la cassette 1 ; une bobine 4 peut comprendre une longueur typique de 600 à 800 m d'un ruban 3 de largeur typiquement de l'ordre de 55 mm ou 110 mm (selon la largeur de la tête d'impression équipant le système), muni sur une de ses faces au moins d'une encre adaptée au substrat 5 à imprimer et à la chaleur développée par la tête d'impression 6. Le substrat 5, par exemple un film souple plastique d'emballage, notamment un film thermoscellable exploité pour former des sachets ou fermer des baquettes de produits alimentaires, ou une plaque de blisters pharmaceutiques, ou un substrat comportant des étiquettes adhésives imprimables, ou autres, est animé d'un mouvement en translation relative par rapport à la tête d'impression 6. La tête d'impression 6 est approchée du ruban 3 pour les motifs à imprimer ; le ruban 3 est animé d'une vitesse sensiblement égale à celle du substrat 5 pendant l'impression, et un cylindre de contre-pression 7 assure le contact entre substrat 5 et ruban 3 au niveau de la tête 6 pour optimiser le transfert thermique. Dans les imprimantes intermittentes, lorsque la tête d'impression est déplacée pour balayer la surface à imprimer, ce cylindre 7 est avantageusement remplacé par un plateau de contre-pression qui correspond à la surface balayée. La tête d'impression 6 peut donc être fixe ou mobile le long du sens de déplacement du substrat 5 et fonctionne de façon habituelle selon les différentes options de machines continues ou machines intermittentes : elle ne sera pas plus avant décrite.

Bien que non développé par la suite, il est clair que les différents rouleaux 10, aussi appelés indifféremment cylindres, sont adaptés pour s'emboîter, de façon fonctionnelle ou libres en rotation, sur des éléments correspondants du système d'impression. Leurs taille, forme, composition et diamètre sont fonctions de leur utilisation, et ne seront pas décrits plus avant dans la mesure où les paramètres sont similaires à ceux existants (en particulier, leur hauteur est supérieure à la largeur du ruban 3).

Le dispositif 1 comprend un premier rouleau 12 sur lequel vient se positionner un cylindre de bobine d'alimentation 4, et un deuxième rouleau 14 sur lequel est placé un deuxième cylindre de bobine 4' autour duquel viendra s'enrouler le ruban 3 usagé. Le cheminement entre le premier rouleau 12 et le deuxième rouleau 14 est délimité par au moins deux rouleaux de passage 16, 16' entre lesquels la tête d'impression 6 peut venir en contact avec le ruban 3, aussi appelé chemin de passage.

Selon l'invention, seul un des rouleaux supportant une bobine 4, 4' de ruban est couplé à la motorisation, habituellement le rouleau 14 de ruban usagé ; le rouleau d'alimentation 12 est entraîné par la traction exercée par le ruban 3 lors de son déplacement.

L'enroulement de ruban usagé se fait de préférence au moyen d'un système d'entraînement indirect afin d'uniformiser la vitesse linéaire du ruban 3. Le système d'entraînement comprend ainsi un premier rouleau de traction 18 actionné directement par le moteur, par exemple inséré sur l'arbre d'un moteur pas à pas, et le deuxième rouleau 14 d'enroulement. Le deuxième rouleau d'enroulement 14 est entraîné par le rouleau motorisé 18 par l'intermédiaire d'une courroie d'actionnement 20. Le ruban 3 ne couvre donc qu'un arc de cercle autour du rouleau de traction 18 : ainsi, la force exercée par le rouleau de traction 18 est constante et la vitesse linéaire du ruban 3 est directement dérivable de la vitesse imprimée par le moteur. Cette solution permet de compenser la différence de vitesse linéaire causée par la variation de diamètre de la bobine de récupération 4' générée par l'enroulement du ruban 3. L'équilibrage entre les deux vitesses de rotation des deux rouleaux 14, 18 est effectué par un glissement de la courroie 20 autour de poulies de transmission placées sur les rouleaux 14, 18 correspondants. Le cylindre de traction 18 est recouvert d'un revêtement 22 (figure 2A) adapté, par exemple un manchon de matériau à base de caoutchouc, permettant au ruban 3 d'encre d'y adhérer temporairement et de ne pas glisser lors de la rotation du rouleau 18.

Avantageusement, le comptage des pas incrémentaux de rotation du moteur pas à pas ou l'utilisation d'un capteur à ce niveau permettent de déterminer l'avancement du ruban 3 et la longueur restant sur la bobine d'alimentation 4. Selon l'invention, un rouleau 24 de détour est positionné entre les deux rouleaux 14, 18 du système d'entraînement, de sorte que le ruban 3 accomplisse, quel que soit le diamètre de la bobine usagée 4', un angle constant autour du rouleau de traction 18, de préférence supérieur à 180 , par exemple 190 , avantageusement jusque 240 . Le rouleau de détour 24 permet ainsi d'assurer une surface de contact constante et maximale entre le cylindre de traction 18 et le ruban 3, afin d'augmenter la fiabilité et diminuer encore tout risque de glissement relatif, même à vitesse accrue ou pendant les phases d'accélération. La précision de la détermination de la longueur de ruban ayant défilé peut ainsi être affinée, ce qui permet d'optimiser la quantité d'encre utilisée, de générer des économies de ruban, et d'augmenter la vitesse de déroulement, sans nuire à la qualité de l'impression, voire en l'améliorant. Par ailleurs, le rouleau de traction 18 peut comprendre un système de blocage, tel que tout jeu est compensé entre l'arbre du moteur et le rouleau d'entraînement 18, de sorte qu'il n'y a pas d'inertie lors des variations de vitesse et de direction imposées par le moteur. Avantageusement, le système de blocage comprend deux paliers 26 anti-rotation unidirectionnels montés en opposition l'un de l'autre : ceci permet de compenser toute latence lors des saccades générées par le moteur d'entraînement. Le rouleau de récupération 14 peut lui aussi comprendre un système de blocage de sorte qu'aucune rotation inverse ne soit possible (figure 2B) : une bague anti-rotation 28 ne permettant que l'avance normale du ruban 3 empêche ainsi tout mouvement de recul initié par un effet ressort lors de la détente éventuelle de la traction sur la bande 3 ou par l'élasticité de la courroie 20. Ainsi, la bague anti-rotation 28 empêche-t-elle la baisse de tension du ruban 3 qui conduirait à un glissement du ruban sur le rouleau de traction 18, et donc une perte de précision sur la mesure de l'avance réelle du ruban 3. Au niveau du rouleau entraîné 12 est positionné un culbuteur 30, afin de compenser les saccades du ruban 3 générées par la différence de vitesse d'entraînement entre périodes d'impression et de non impression ainsi que pour compenser la longueur 20 de ruban correspondante lors d'une mise en tension du ruban 3 : suivant la traction exercée par le moteur sur le ruban 3, le trajet effectué par le ruban autour du culbuteur 30 varie. Un tel culbuteur, ou compensateur, connu également sous la terminologie dancing arm ou 25 rocker arm , comprend un cylindre ou bras de compensation 32 mobile par rapport à un cylindre 34 fixe et des moyens faisant ressort sollicitant le bras mobile 32 dans la direction inverse à la traction exercée par un ruban 3 circulant autour d'eux. Tel 30 qu'illustré en figure 3, de préférence, le compensateur 30 forme un chemin de ruban triangulaire, avec présence15 de deux cylindres fixes 34, 36 formant un triangle si possible sensiblement isocèle d'angle variable avec le cylindre 32 mobile. En particulier, selon l'invention, le culbuteur 30 est à actionnement magnétique et permet de maintenir la tension du ruban 3 sensiblement constante pour les gammes d'à-coups générés dans le cadre de l'invention : en effet, les ressorts classiquement utilisés ont une latence limitant leur rapidité de réaction et donc les différences de vitesse, et de traction, compensées. Selon l'invention, la tension du ruban 3 peut rester sensiblement constante même lors de séquences rapides d'arrêt/démarrage du moteur ; il est donc possible d'augmenter la fréquence de l'impression et sa vitesse, tout en diminuant les risques de cassure du ruban 3. Les moyens faisant ressort maintenant les rouleaux 32, 34, 36 éloignés contre l'action du ruban 3 comprennent ainsi au moins deux éléments magnétiques 38 de même pôle, et donc entraînés en répulsion, positionnés respectivement solidaires de l'élément mobile 32 et d'un au moins des éléments fixes 34, 36. Les éléments magnétiques 38 sont par exemple des aimants en terre rare, tels qu'à base de néodyme comme en Nd2Fe14B ; ils peuvent être sous forme de pastilles cylindriques disposées dans des aménagements 32', 34' de supports des cylindres 32, 34 concernés : l'avantage de ce choix est que les éléments magnétiques peuvent alors délivrer un champ magnétique rémanent de l'ordre de 1,18 T pour une pastille de diamètre inférieur à 8 mm. Les aimants 38 sont de préférence identiques pour chacun des cylindres 32, 34, mais ils peuvent être différents, notamment si trois aimants sont présents ; les aménagements 32', 34' sont disposés de façon à ce que, quelle que soit la position relative des cylindres 32 d'une part, et 34, 36 d'autre part, du compensateur 30, le champ B généré par les aimants 38 se trouve au moins partiellement en opposition (figure 1B). L'angle formé par le ruban 3 au niveau du cylindre mobile 32 est déterminé pour minimiser la force de réaction agissant sur le ruban 3 de part l'inertie de la bobine d'alimentation 4 ; il est de préférence fermé, par exemple inférieur à 60 et notamment de l'ordre de 30 , de sorte que la distance parcourue par le ruban 3 varie beaucoup selon la force de répulsion B. Un effet progressif dans le déroulement du ruban 3 est ainsi obtenu grâce à l'action sur le cylindre 32. Ceci permet de récupérer la longueur du ruban thermique qui aura pu être relâché lors du procédé d'impression en raison de l'inertie de l'enroulement et la contrainte exercée par le mouvement de la tête d'impression 6. Si la force de traction du ruban 3 augmente par une accélération du moteur, l'inertie du culbuteur portant le cylindre mobile 32 étant plus faible que l'inertie de la bobine d'alimentation portée par le cylindre 12, le cylindre mobile 32 se rapprochera des cylindres fixes 34, 36 pour libérer plus rapidement une longueur de ruban. Si la force de traction du ruban diminue lors d'une décélération du moteur, le cylindre mobile 32 s'éloignera des cylindres fixes 34, 36 sous l'effet de la force de répulsion B et récupérera ainsi une longueur de ruban pour maintenir une tension appropriée. Par ailleurs, on note sur la figure la présence d'un deuxième aménagement 32" susceptible de contenir un aimant 38. Bien qu'il puisse être utilisé pour doubler le champ B produit par le cylindre mobile 32, usuellement, il reste inemployé : de fait, cette disposition permet d'utiliser indifféremment le même support de cylindre 32 pour un compensateur 30 fonctionnant dans l'un ou l'autre sens de déroulement, c'est-à-dire pour un triangle disposé en miroir de celui représenté, à savoir pour une cassette dite main droite ou main gauche . Il est en outre possible de transmettre le niveau de tension du ruban 3 à un système 40 permettant de modifier la vitesse de déroulement de la bobine d'alimentation 4. Dans ce cas en particulier, avantageusement, le mouvement du cylindre mobile de compensation 32 est radial à l'axe du rouleau d'alimentation 12, et autorisé par un aménagement 2' en arc de cercle autour du rouleau entraîné 12 dans le support 2. En effet, pour assurer une tension constante et optimiser la consommation de ruban 3, un frein dynamique 40 est avantageusement couplé au rouleau d'alimentation 12, associé au bras de compensation 32 : suivant la position du cylindre 32, directement reliée à la tension exercée par et sur le ruban 3, un dispositif de freinage 40 agit plus ou moins fort sur le mécanisme amenant la rotation du rouleau 12 d'alimentation.

Selon un mode de réalisation préféré illustré dans les figures 4, le mécanisme de frein dynamique 40 est disposé dans une cavité 42 au sein du rouleau d'entraînement 12 s'étendant le long de son axe de rotation 44 sur une partie proche du support 2 ; la distance selon l'axe entre le support 2 et le rouleau 12 est fixe, assurée par la longueur de l'axe 44. Plus précisément, le rouleau 12 est monté sur l'axe 44 et maintenu serré grâce à une vis de fixation 46 solidaire de la face d'extrémité de l'axe 44. Pour permettre une rotation libre du rouleau 12, celui-ci comporte unlamage dans lequel une entretoise de frottement 48 est enchâssée et la vis de fixation 46 comporte une rondelle qui frotte sur l'entretoise 48.

Pour réaliser le freinage dynamique, l'intérieur du rouleau 12 comporte en outre un épaulement 50, contre lequel vient se placer un palier de frottement axial 52 ; de préférence, le palier comporte un couple de deux bagues 52a, 52b de formes complémentaires, par exemple hémisphériques, montées sur l'axe 44, comme le palier Igubal de la société Igus : la bague 52a est en contact permanent avec l'épaulement 50 du rouleau d'alimentation 12, l'interface hémisphérique entre les bagues 52 forme la surface de frottement, la bague 52b la plus proche du support 2 est maintenue par une force axiale contre la bague 52a grâce à l'action sur son autre face d'un ressort 54 comprimé axialement. Lorsque le ressort 54 est plus ou moins comprimé, la force de frottement agissant sur le palier entre les bagues 52a et 52b varie, exerçant ainsi une contrainte de frottement plus ou moins forte opposée à la rotation libre du rouleau 12 : les bagues 52 agissent comme mâchoire de frein, ou brake gripper . De préférence, le ressort 54 exerce une pression sur le palier 52 même lorsqu'il est non sollicité, de façon à ce que l'agencement des bagues 52 de géométries complémentaires permette en même temps d'absorber les variations de dimensions axiales ainsi que de légers écarts de coaxialité du rouleau 12 vis-à- vis de l'axe 44 initiés lors du processus d'assemblage et de part les tolérances de construction. A son extrémité opposée aux bagues 52, c'est-à-dire proche du support 2, le ressort 54 est en contact par un appui axial, par exemple par un élément de soutien ou directement via l'axe 44, sur un épaulement 56 lui-même couplé à un prolongement, ou bras, mécanique 58 du cylindre de compensation 32 ; en particulier, le prolongement mécanique 58 forme un rayon rotatif centré sur l'axe 44 de rotation du rouleau d'alimentation 12, de sorte que le cylindre de compensation 32 se déplace en arc de cercle autour de lui. Selon un mode de réalisation préféré, l'axe de l'ensemble mobile constitué par le cylindre 32, le bras 58 et l'épaulement 56 comporte un taraudage, ce qui lui permet d'être solidaire d'un filetage de l'axe 44, de sorte que la position de l'élément 56 par rapport au support 2 et le long de l'axe 44 dépende de la position angulaire entre l'axe 32 et l'axe 44.

L'ensemble mobile peut donc tourner librement autour de l'axe 44, mais cette rotation induit une légère translation axiale due à la connexion par la liaison filetée 60 qui déplace perpendiculairement au support 2 l'extrémité libre du ressort 54 lors de la rotation du bras 32, 58 par rapport au rouleau d'alimentation 12 : le ressort 54 est comprimé, augmentant la pression sur le palier 52, et freinant la rotation du cylindre 12. Il est envisageable de remplacer le filetage par un plan incliné, ou toute autre solution. Ainsi, le contrôle de l'action de freinage dépend de la tension du ruban 3 pendant le procédé d'impression et il n'y a pas d'asservissement mécanique ou logiciel ; la tension est connue par la position du bras mobile 32 du compensateur 30, qui transmet le mouvement axial relié au niveau de freinage requis pour garantir la tension. En particulier, lorsque la tension est plus faible, le bras mobile 32 est en position écartée (longueur maximale de chemin de ruban 3), un freinage maximum est obtenu par un frottement maximal causé par le mouvement vertical ; lorsque la tension est plus forte, le bras mobile 32 vient en position minimale et l'angle du triangle formé par les axes des rouleaux 32, 34, 36 du compensateur est le plus ouvert, le freinage est diminué par compression réduite du ressort occasionnée par le mouvement vertical. Le dispositif selon l'invention permet ainsi d'améliorer les capacités de l'impression thermique . Le dispositif 1 permet de conserver une imprimante à coût économique car seul un rouleau 30 des bobines de défilement de ruban est motorisé.25 Le dispositif 1 permet de minimiser les pertes de ruban non imprimé, par un contrôle précis de la position et de l'avance du ruban 3, même à fortes vitesses. La tension de la bobine est sensiblement constante, même lorsque les séquences arrêt/démarrage du moteur sont rapprochées : il est ainsi possible d'accentuer la cadence de l'impression et d'accélérer la fréquence 10 d'utilisation de la tête d'impression 6, c'est-à- dire d'imprimer à vitesse rapide de nombreuses informations rapprochées, comme par exemple les dates de péremption pour chacune des gélules d'un blister de médicament.

15 La vitesse d'impression peut également être augmentée, en particulier doublée, par rapport aux systèmes existants grâce en particulier au contrôle effectué sur le défilement et la tension du ruban 3, pour atteindre par exemple 60 mètres 20 par minute. Il est possible d'utiliser des bobines 4 de taille plus importante, par exemple de 1000 m linéaires : les solutions apportées sont efficaces même pour des diamètres de bobine 25 supérieurs qui génèrent une plus grande inertie. Les changements de bobine étant moins fréquents, les pertes de productivité par arrêt des machines sont plus faibles. Il n'y a pas de glissement entre ruban 3 et 30 cylindre d'entraînement 18, ce qui permet une mesure précise du déplacement du ruban 3, et donc5 son économie, tout en améliorant la qualité d'impression. La fréquence de cassure du ruban 3 est diminuée grâce à l'effet progressif dû au frein dynamique 5 40 du bras de compensation 32. Les solutions apportées peuvent être appliquées aux systèmes d'impression existants par une simple modification de la cassette (couplée éventuellement à une simple adaptation du 10 logiciel pour gérer les séquences optimisées de pilotage du moteur), sans remettre en cause l'équipement installé. Les modifications apportées sont telles qu'il est possible de fabriquer avec les mêmes éléments 10 15 les cassettes 1 main droite et main gauche , c'est-à-dire que le sens de déroulement du ruban 3 est indifférent ; à cet égard par exemple, le support 32', 32" de l'aimant 38 sur le bras de compensation 32 peut être prévue 20 indifféremment de chaque côté. Le dispositif 1 selon l'invention s'adapte tout autant aux systèmes d'impression intermittente que continue, ainsi qu'à leurs variantes. Bien que décrits en combinaison, il est 25 évident que les différents éléments et modifications peuvent être utilisés de façon séparée. Les différentes améliorations ont prouvé, dans les conditions d'une exploitation industrielle typique, que la cassette 1 selon l'invention permettait 30 par exemple d'atteindre une vitesse effective d'impression de 54 m/min avec une cadence de 900 impressions/min en utilisant 60 m de ruban sans risque de casse du ruban, alors que les données pour une cassette classique utilisée dans la même application étaient limitées à 25 m/min avec 200 impressions/min en utilisant 100 m de ruban.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Dispositif (1) de cheminement d'un ruban thermique d'impression (3) comprenant : - un support (2) sous forme de plaque ; - un premier rouleau d'alimentation (12) faisant saillie normalement au support (2) et autour duquel peut être positionnée une bobine (4) d'alimentation de ruban (3) ; - un deuxième rouleau d'enroulement (14) faisant saillie normalement au support (2), qui peut être connecté à des moyens de mise en rotation (18, 20), et autour duquel peut être positionnée une bobine d'enroulement (4') de ruban imprimé ; - un mécanisme de compensation (30) de la tension du ruban (3), comprenant au moins deux cylindres de passage (32, 34), l'un (34) étant fixe par rapport au support (2) et l'autre (32) étant mobile, et des moyens de rappel (38) sollicitant le cylindre mobile (32) en éloignement du cylindre fixe (34) ; dans lequel le ruban (3) passe du premier rouleau d'alimentation (12) par les cylindres (32, 34) du compensateur (30) pour former ensuite un chemin de passage (16, 16'), qui peut être en contact avec un substrat à imprimer (5) et au niveau duquel peut agir une tête d'impression thermique (6), au deuxième rouleau d'enroulement (14) ; caractérisé en ce que les moyens de rappel comprennent des éléments magnétiques (38) se repoussant l'un l'autre, dont l'un est solidaire du cylindremobile (32) du compensateur (30) et tels que la tension exercée sur le ruban (3) les rapproche l'un de l'autre.

2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le mécanisme de compensation (30) comprend un troisième cylindre de passage (36) fixe par rapport au support (2) de sorte que le ruban (3) forme un triangle entre les deux cylindres fixes (34, 36) en passant par le cylindre mobile (32).

3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel, en position de repos, l'angle formé par le ruban (3) au niveau du cylindre mobile (32) soit inférieur à 60 .

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 comprenant des moyens de guidage (2', 58) du cylindre mobile (32), de sorte qu'il se déplace selon un arc de cercle centré sur le rouleau d'alimentation (12).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel les éléments magnétiques sont des aimants (38) à base de néodyme.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le rouleau d'alimentation (12) comprend un système de freinage (40). 30

7. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel le cylindre mobile (32) du compensateur (30) est relié de façon fixe à un bras mécanique (58) qui est connecté de façon fonctionnelle au système de freinage (40).

8. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel le système de freinage (40) comprend un élément faisant ressort (54) dont la compression dépend de la position relative du bras mécanique (58) par rapport au rouleau d'alimentation (12).

9. Dispositif selon la revendication 8 dans lequel le bras mécanique (58) comprend une connexion par liaison filetée (60) avec l'axe (44) de rotation du rouleau d'alimentation (12) et coopérant avec l'élément faisant ressort (54).

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel le rouleau d'enroulement (14) est couplé par l'intermédiaire d'une courroie (20) à un rouleau d'entraînement (18) qui peut être couplé au moteur.

11. Dispositif selon la revendication 10 comprenant un rouleau de détour (24) du ruban entre le rouleau d'enroulement (14) et le rouleau d'entraînement (18) tel que l'arc du ruban (3) autour du rouleau d'entraînement (18) est constant. 30

12. Dispositif selon la revendication 11 dans lequel l'arc formé par le ruban (3) est compris entre 190 et 240 .

13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12 dans lequel le rouleau d'entraînement (18) comprend deux paliers unidirectionnels de blocage (26).

14. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 13 dans lequel le rouleau d'enroulement (14) comprend un système de blocage (28).

15. Système d'impression intermittente ou 15 continue comprenant le dispositif selon l'une des revendications 1 à 14 et une tête d'impression thermique (6).

16. Utilisation d'un compensateur (30) 20 comprenant un cylindre (32) mobile par rapport à au moins un cylindre fixe (34) et repoussés l'un de l'autre par l'action d'un champ magnétique (B) dans une cassette (1) d'impression thermique. 25