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aso
Tête d'impression électrostatique
La présente invention porte sur les dispo~iti~s d'impre~ion uti-
lisant une pluralité d'électrodes individuelles alignées pour l'impres~
sion d'un support d'enregistrement déplacé devant ces électrodes.
Elle porte plus particulièrement sur une tête d'impression
électrostatique au moyen de laquelle on crée progressivement une image
électrostatiqlle latente sur le support d'enregi~trament, par décharge
ionique obtenue en portant leq électrodes à haute tension alor~ que le
support d'enregistrement est déplacé devant la tête.
Le3 électrodes individuelles utilisées dans la tête d'impression
sont de ~ ions très ~aibles et sont en nombre éleve pour ure ligne de
longueur donnée, pour une bonne résolution desirée~ ~lles seront par
exemple au no~bre de 1728 pour l'impression d'un support d'enregis-
trement de ~ormat A4 à 8 points au -~lli tre.
Dans les réalisations pratiques, pour éviter l'application aux
eules électrodes d'une haute tension élevée, nécessaire à la décharge
ionique pour l'impression de l'image électroYtatique, on associe aux
électrodes une contre-électrode également portée à haute tension. Dans
ces conditions, la haute tension néces3aire à la décharge ionique sera
appliquée à chaque couple electrode contre-élsctrode, la haute tension
appliquée à l'électrode seule, ou à la contre-électrode seule, étant
inPérieure à la valeur de seuil provoquant cette décharge ionique et ne
pouvant donc pas permettre une impre~ion.
~n impression électrostatique directe, on utilise un papier
~pécial, constitué d'une base de papier conductrice recouverte par un
dépôt diélectrique de quelque~ m1~ ~s d'épaisseur , dit papier diélec-
tr~que, sur lequel on vient directement imprimer l'image électrostatique
latente. L'image latente e~t ensuite encrée ou développée, au moyen
d'une bros~e magnétique ou de tout autre moyen de développemer,t, puis
l'~mage développée e~t ~ixée par pre~ion ou dans un four.
En impression électrostatique indirecte, on n'utilise plus un
papier diélectrique mais un dépôt diélectrique sur un tambour ou u~
simple film isolant de faible épaisseur, de 10 à 20 ~ m, comme support
d'enregistrement intermédiaire et un papier ordinaire, de préférence en
~euilles, co~me upport final. L'image électrostatique latente est créée
Q~S(:~
sur le support intermédiaire, puis encrée par des moyenq similaires à
ceux utilisés en impression électrostatique directe et l'image encrée
est transférée, par pression ou corona par exemple, sur une ~euille de
papier ordinaire où elle est fixée.
En impression électrostatlque directe, compte tenu de la conduc-
tion possible à travers la couche conductrice du papier diélectrique
utilisé et pour m; n; i.qar le nombre de transistor~ haute tension néce3-
saires à l'alimentation des électrodes, on divise la totalité des élec-
trodes en groupes identiques d'électrode~, on af~ecte une contre élec-
trode indépendante, de longueur sensiblement égale à la longueur d'un
groupe d'électrodes, à chacun des groupes d'électrodes et on réalise un
circuit de démultiplexage d'alimentation des électrodes en reliant entre
elles les électrodes occupant les mêmes rangs dans le~ di~érents
groupes. Ainsi 9i la haute tension d'impression a pour valeur V, en
i5 appliquant une tension V/2 à la contre-électrode a~fectée à l'un des
groupeq d'electrodes, le~ autres contre-électrodes étant portées au
potentiel 0 volt 9 et ~ucces3ivement une tension, dite d'impression, de
- V/2 ou 0 volt 7 selon que l'on souhaite imprimer un point ou non, aux
é.iectrodes des di~érents groupes, seule~ les électrodes du groupe
auquel e~t af~ectée la contre-électrode portée à V/2 pourront réaliser
l'impression. L'impression d'une ligne oomplète sur le support d'enre-
gistrement sera donc réalisée en alimentant séquentiellement les élec-
trodes de rangs dif.~érents, en autant de cycles successlps qu'il y a de
groupe~ d/électrodes, et les contre-électrodes respectives, au rythme
des Gyoles précédents.-
Un agencement optimal est dé~ini en adoptant~ pour une tête d'im-
pression de 1728 electrodes, 36 groupe~ de 48 électrodes chacun et donc
36 contre-électrodes ; à cet agencement correspondent 84 comm~tateurs
d'alimentation.
Dans les qystème3 d'impres~ion électrostatique directe couramment
utilisé~, notamment ceux à résolution élevée, pour éviter des problème~
d'impression rencontrés au niveau des électrodes situées en regard des
espaces inter-contre-éleotrodes, de l'ordre de 0,1 à 0,5 mm, du~ à une
diminution du champ électrique résultant, malgré la conductivité de la
3 -
couche conductrice du papier diélectrique 7 on dispoqe chaque
contre~électrode, dont la longueur est sen3iblement égale à la longueur
de chacun des groupes d'éleotrodes, ~ace à des électrodes appartenant à
deux groupes successifs. On utilise alors une contre-électrode de plu~
que de groupes d'électrodes et l'ensemble des contre-électrodes vient
déborder de part et d'autre sur l'ensemble des électrodes, les deux
contre-électrodes terminales étant disposées simplement face à une
partie de~ électrode deY deux groupes d'alectrodes terminaux. Le
circuit de démultiplexage alor~ utilisé connecte entre elle~ les élec-
trodes de même rang appartenant aux groupe~ pairs en un pramier réseau et
entre elles les électrodes de même rang appartenant aux groupes impairs
en un deuxième réseau indépendant, ces réseaux étant raccordés chacun à
autant de commutateur~ individuels d'alimentation qu'il y a d'électrodes
dans chaque groupe et les contre-électrodes raccordées à des commuta-
teur~ individuels d'alimentation. L'impre~sion e~t alors e~ectuée en
appliquant, alternativement sur un ré~eau et l'autre, la tension
d'impre~s~on, V/2 ou O volt, aux électrodes de rangs successlPs inter-
connectées entre elle3 dans leur réseau et en appliquant la tension V/2
simultanément aux deux contre-électrodes succes ives disposées face à
chacun deq groupes d'électrodeq, de manière à ~in;~ er l'effet de bord
dû à l'espace inter-contre-électrodes.
Pour m7 ni mi ~er égalemert les problèmes d'impression duA au faible
pas des électrodes~ dans les systèmes d'impression à ré~olution élevée,
les électrodes sont agencée~ en deux rangées identiques et
indépenda~te~ 9 sur chacune desquelles elles iont a~ociée~ par groupes,
ces deux rangées étant decalées l'ur.e de l'autre de la moitié du pa~ des
électrodes sur chacune des rangée~. Les contre-électrodes sont alors
associée~ aux électrodes des deux rangée~, en débord~nt de part et
d'autre de ces rangée~.
Dans les systèmes d'impres3ion électrostatique directe couram~ent
utilisé~, les électrode~ et les contre-électrodes as~ociées, qui sont
placees à proximité de leurs électrodes, peuvent être dispo~ée3 ~oit de
part et d'autre du papier diélectrique soit du ~ême côté du papier
diélectrique, en regard de la face portant le dépôt diélectrique, deux
rangées identlques de contre-électrode~ étant utilisées dans ce dernier
s~
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cas qu'il y ait une ou deux rangées d'électrodes, ¢es deux rangées de
contre-électrodes étant disposée~ de part et d'autre de la rangée ou de
l'en~emble des deux rangées d'électrodes et deux contre-électrode3 en
vis-à-vis étant toujours portées au même potentiel.
Dans les ~ystèmes d'impression électrostatique indirecte, on
utilise un ensemble d'électrodes~ appelé aussi peigne d'électrode~,
identique ou analogue à celui de3 systèmes d'impression électrostatique
directe, appliqué sur une Pace du film diélectrique con3tituant le sup-
port d'enregistrement inte~ ire auquel est associée une ~eule
contre-électrode appliquée sur l'autre face du film en regard du peigne
d'électrodes. L'abqence de couche conductrice dans ce support intermé-
diaire rend impossible l'association de contre-électrodes indépendantes
aux électrodes du peigne, l'impression ne pouvant être effectuée entre
les contre-électrodes, et rend, en conséquence, impo~sible l'utilisation
d'un circuit de démultiplexage.
La présente invention a pour but de permettre l'utilisation d'un
circuit de démultiplexage dan~ une tête d'impression électrostatique, de
manière telle que ladite tête puisse assurer une impression électrosta-
tique directe ou indirecte sur un support d'enregistrement classique.
~lle a donc pour objet une têts d'impres~lon électrostatique
comportant au moins une rangée d'électrode~ individuelles disposées à
pas régulier et organisées en n groupeq sur leur rangée, lesdits groupes
étant eux-memes organisés en ensembles succes~i~s chacun d'au moins deux
groupes~et le~ électrodes, ayant les mêmeq positions dans les groupes et
appartenant à des groupes ayant le mên~e~ rang~ dans les ensembles, étant
interconnectées entre elles, caractérisée par le fait qu'elle comporte,
en outre, disposée face aux électrodes sur au moins ~a longueur de cette
rangée, une contre-électrode constituée en un matériau résisti~ avec
lequel sont en contact n + 1 pistes conductrices disposées à intervalles
régulierY senqiblement égaux au pas des groupeq d'électrodes de cette
rangée, qui dé~inissent entre elles n portions résistives chacune dis
posée en regard de l'un des groupes d'électrodes et lui étant affectée
pour sa sélection parmi le~ autres groupes, lesdites portions résistives
formant n résistance~ électriques, sensiblement idertiques et montéeq
en série, pour lesquelles lesdite~ pistes constituent des connexions
- 5 --
électriques d'accès entre elles et aux borres terminales de~ deux
résistances d'extrémité~
Dans un mode de réalisation préférentiel~ le dites pistes conduc-
trices ont chacune une largeur supérieure au pas desdites électrodes le
long de leur rangée.
La présente invention est décrite ci-après en regard des dessins
ci-annexés donnés à titrè d'exemple. Dans ces dessins :
- la figure 1 représente, vue de des~us, une contre-électrode
selon l'invention,
- la ~lgure 2 représente la contre-électrode de la figure 1, vue en
coupe selon la ligne II-II de la figure 1,
- les figures 3 et 4 sont deux vues en coupe illustrant deux
variantes de réalisa~ion de la contre-électrode selon l'invention,
- la figure 5 donne le schéma électrique equivalent d'une tête
d'impression électrostatique selon l'invention.
Ainsi qu'il resqortira de la de~cription des figures 1 à 4, la
contre-électrode selon l'invention, destinée à être associée à une
rangée d'électrodes dans une tête d'impreqsion électrostatique, est
constituée par un matériau ré~i~tif dans lequel sont implantées~en étant
en bon contact électrique avec le matériau ré~istif, une pluralité de
pistes conductrices. Ces pistes conduatrices sont disposées à
intervalles réguliers les unes des autres.
Dans les figures 1 et 2, on a désigné la contre-électrode SOU9 la
référence générale 1~ Cette contre-électrode comporte un substrat
isolant 2, tel qu'un substrat rigide ou souple de circuit imprimé,
portant qur l?une de ses ~aces et au voisinage de l'un de ses bords
longitudinaux une aouche de matériau résistif 3, par exemple tel que
ceux utilisées pour la fabrica~ion des résistances de circuits hybrides
et pour lesquelq le séchage s~effectue a bas~e température, dans
laquelle sont noyées, à pa~ régulier, les extrémités de pistes
conductrices 4 courant, par ailleurs, sur la largeur du substrat 2.
Ces pistes conductrices 4 sont en bon contact avec la couche
résistive 3 qu'elle~ traversent de part en part.
Dans cette réalisation selon les figures 1 et 2, les pistes
conductrices 4 sont d'épaisseur moindre qûe celle de la couche
~Q~50
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résisti~e 3.
Dans la variante de réalisation illustrée dans la figure 3 dans
laquelle la contre-électrode est désignée sous la référence générale 1' 7
les éléments identiques à ceux des figures 1 et ~ sont ~ésignés par les
mêmes références. Cette réalisation diffère de la précédente en ce que
les pistes conductrices désignées sous la référence 4' sont, tout au
moinq dans la couche résistive 3 qui reçoit leurs extrémités 9 d'épais-
seur sensiblement égale à celle de cette couche sur le substrat 2.
Dans la variante de réalisation illustrée dans la figure 4, la
contre-électrode désignée par la ré~érence générale 10 est constituée
par un substrat r-ésisti~ 13, rigide ou souple 9 portant sur l'une de ses
faces de~ pistes conductrices 14. Ces pi3tes conductrices 14 courent sur
la largeur du substrat, entre ses deux bords longitudinaux. Elles sont en
bon contact électrique avec le substrat résistif 13, tout au moins dans
une portion longitudinale du substrat 13, par exemple celle le long de
l'un des ses bords longitudinaux, dans laquelle elles sont à pas
réguliers et constituent avec le substrat la contre-électrode 10, les
pistes conductrices 14, en dehors de cette portion, pouvant être isolées
du substrat 13 qui les portent par une couche iYolante.
Dans ces réalisations selon les ~igures 1 à 4 3 le substrat portant
la contre~electrode ou constituant avec les pistes conductrices la
contre-électrode, permettra ainsi avantageusement le raccordement des
pistes conductrices à un connecteur de carte de oircuit imprimé (non
représenté).
Dans les figures 1 à 4, la contre-électrode selon l'invention a été
représentée indép~n~ - t d'une rangée d'électrodes à laquelle elle
sera associée dans une tete d'impression électrostatique. On comprendra
cependant aisément, notamment au vu de la figure 5, que dans la tête
d'impression résultan~e, le matériau résistif fera face à la rangée
d'électrodes. On comprendra, aussi, que le pas des pistes conductrices
en contact a~ec ce matériau résistif sera choisi sensiblement égal à la
longueur de chacun des groupes d'électrodes qui seront définis sur la
rangée d'électrodes à laquelle la contre-électrode est associée. Dans la
tête d'impression, la contre-électrode sera alors montée de préférence~
da manière que chaque portion de matériau résistif comprise entre deux
~2~LQ~S~I
pistes conductrices fasse face à un eroupe d'électrodes, les pistes
conductrices étant réalisées, de préférence, de largeur supérieure au
pas des électrodes sur la rangée, par exemple de 4 ou 8 foi~ ce pas~ et
venant se po~itionner, dans la tête, face à des électrodes appartenant à
deux groupes consécutifs.
La contre~électrode selon l'invention peut être obtenue en mettant
en oeuvre des procédés en tant que tels connus. Ainsi, par exemple, les
pistes conductrices seront déposées sur le substrat, soit selon la
technologie d'obtention des circuits imprimés, soit par sérigraphie,
tandis que le matériau résistif utilisé dans les réalisations des
figures 1 a 3 sera déposé sur le substrat et ses pistes conductrices par
sérigraphie.
Dans la figure 5, on a représenté le schéma électrique équivalent
d'une tête d'impression électrostatique dans laquelle la contre-
électrode ~elon l'invention9 telle que la contre-électrode 1 précédente,
a été associée à une rangée d'électrodes désignée SOU5 la référence
générale 20 que comporte cette tête d~impression~
Sur cette rangée 20, les électrodes individuelles 21 sont
disposéeq à pas régulier et organisées en n groupes identi~ues notés Gl
à Gn dans chacun desquels elles occupent des rangs successifs notés P1 à
Pm Les électrodes de même rang appartenant aux ~roupes impairs G1,
G3 ..... sont inter-connectées entre elles. Las électrodes de même rang
appartenant aux groupe~ pairs G2, G4 ...sont également inter-connectées
entre elles. Ces électrodes de rangs P1 à Pm sont mises à un potentiel -
V/2 ou 0 volt, pour les groupes impairs, par l'intermédiaire d'un
premier ensemble de m commutateurs individuels E11 à E1m et, pour les
groupes pairs, par l'intermédiaire d'un qecond ensemble de m
commutateurs individuels E21 à E2m 9 independant du premier ensemble.
La contre-électrode 1 en matériau résistif comporte n ~ 1 pistes
con~uctrices régulières associant chaque portion de contre-électrode
comprise entre deux pistes successives à l'un de~ differents groupes
d'électrodes au regard duquel elle est placée.
Sur cette contre-électrode résistive, à résistance par unité de
longueur, les n 1 1 pistes dé~inissent un ensemble de n résistances en
série R1 à Rn affectees individuellement aux groupes d'électrodes G1
Q5~)
- 8 -
à Gn et di9posées en regard de ces groupes, muni de connexions
intermédiaires C2 à Cn et de deux connexions terminales C1 et Cn ~ 1
reliées respectivement aux bornes communes des résistances série et aux
deux autres bornes des résistances terminales R1 et Rn . Ces
connexions C1 à Cn + 1 sont mises à un potentiel V/2 ou O volt au moyen
de n ~ 1 commutateurs individuels CE1 à CEn ~ 1.
La valeur de chacune des résistanceq R1 à Rn sera choisie élevée,
de l'orde de quelques mégohms, afin de limiter la consommation en cou-
rant.
Le ~onctionnement en impression des électrodes du premier
groupe G1 de la rangée d'électrodes est obtenu en commutant le
potentiel V2 sur leg connexions C1 et C2, soit aux deux bornes de la
résistance R1, alors que toutes les autres connexion~ sont mises à O
volt, et en appliquant le signal d'impression~ de valeur -~2 ou O volt
selon qu'il doit y avoir impression réelle ou non, successivement aux
électrodes de rangs P1 à P des groupes impairs alors que toutes les
électrodes des groupes pairs sont mises à O volt.
De manière analogue, pour le fonctionnement en impre~sion des
électrodes du deuxième groupe G2 ~ les seules connexions C2 et C3 ~ont
mises à V/2 tandis que le signal d'impre~sion sera appliqué
successivement aux électrodes de rangs P1 a Pm des groupes pairs, celles
des groupes impairs étant mise~ à O volt.
L'impression par les électrode.~ de la rangée complète se
poursuivra de manière analogue. Elle sera systématiquement obtenue en
appliquant successivement le signal d'impression, à ~ V/2 ou O volt, aux
électrodes de rangs P1 à Pm de, simultanément, tous les groupeq impairs
ou tous les groupes pairs considérés alternativement9 les électrodes des
groupe~ de l'autre parité étant à O volt, et le potentiel V/2 aux deux
~euleq connexions reliées directement à la résistance affectée à chacun
des groupeq d'électrodes successifs. Dans ces conditions, ce sont les
résistances af~ectées aux dif~érents groupes et, par conséquent3 leurs
deux connexions "encadrant" directement chacun des groupes qui réali~ent
la sélection du saul groupe d'électrodes assurant instantanément
1 t impression.
Dans l'exemple indiqué ci-avant, par exemple d'impression des
_ 9 _
électrode~ du groupe d'électrodes G2 pour laquelle les connexions C2 et
C3 sont portées à V/2, les autres connexions et notamment celles
adjacentes C1 et C4 étant à 0 volt~ il existe dans les résistances R1
et R3 un gradient de potentiel ; l'impression par les électrodes faisant
face à ces résistances R1 et R3 ne peut cependant pas avoir lieu, les
électrodes de ces deux groupes étant à 0 volt.
Dans cette Pigure 5, on n'a représenté qu'une ~eule rangée d'élec-
trodes avec une contre-électrode associée. Il est évident, que la tête
d'impression pourra comporter plusieurs rangées d'électrodes. La tête
d'impression pourra en particulier comporter deux rangées le long de
chacune desquelles les électrodes seront réparties en groupes identiques
impairs et pairs et dans lesquelles les électrodes seront d'une rangée à
l'autre décalées d'un demi-pas d'électrodes de l'une des rangée~, avec
une contre-électrode unique, analogue à celle illustrée, associée à
l'ensemble de l'une et l'autre des deux rangées d'électrodes destinées à
être disposées de l'autre côté d'un support d'enregistrement par rapport
à cette contre-électrode.
Dans cet agencement, à rangée d'électrodes et contre-électrode
selon l'invention associée, l'effet de bord, dû à l'espace inter-contre-
électrodes dans les systèmes connus à contre-électrodes multiples
indépendantes 7 n'existe plus.
Le choix de la largeur des pistes conductrices n'est pas critique.
En pratique cependant 9 pour béné~icier de tolérances de positionnement
mécanique entre la contre-electrode et la rangée d'électrodeq d'une part
et permettre une réalisation aisée de résistances Rl à Rn de valeur
élevée d'autre part, on adoptera de préférence un agencement où les
connexion~ C1 à C 1 (figure 5) constituées par les pistes
conductrices sont de largeur nettement supérieure au pas des électrodes
sur leur rangée mais nettement inférieure au pas des groupes
d'électrodes, par exsmple de 4 à 8 fois le pas des électrodes ou même
encore un peu supérieure. La largeur choisie des piste~, qui fait
qu'elles débordent sur l'espace entre groupes d'électrodes adjacents, ne
joue aucun rôle préjudiciable dans le mode de fonctionnement indiqué,
son intérêt réside dans les facili~és de realisation découlant de larges
tolérances admissibles. En outre, ces pistes conductrices sont dans la
Q~
10 --
variante illustrée dans la figure 3 d'autant plus larges que le matériau
résistif utilisé est sensible a l'abrasion.
Cette contre-électrode qui permet l'utilisation d'un circuit de
démultiplexage pour l'alimentation des électrodes individuelles peut
équiper indifféremment une tête d'impression électrostatique directe ou
indirecte.
La présente invention a été décrite en regard du de~sin ci-annexé.
I1 est évident que l'on peut apporter des modifications de détail aux
réalisations illustrées et/ou remplacer certains moyens par d'autreq
équivalents sans pour autant sortir du cadre de cette invention. En
particulier, on notera qu'il sera possible d'adopter de~ agencements de
démultiplexa~e connus entre électrodes et d'organiser en conséquence la
contre-électrode associée aux différent~ groupes d'électrodes définis
qui permet la sélection des électrodes des groupes qucceqsifs sur la
rangée.
3o
