La présente invention concerne le dépôt de vernis par transfert thermique, et notamment le dépôt d'un vernis de protection sur une carte plastique comme une carte à puce, une carte magnétique, un badge, etc. La présente invention concerne plus particulièrement une tête thermique pour transférer sur une surface à vernir une couche de vernis présente sur un ruban.

On rappelle en relation avec la figure 1 qu'un dépôt de vernis par transfert thermique est réalisé au moyen d'un ruban à vernir 1 comprenant un film support 2, généralement en polyester, sur lequel est fixée une couche de vernis 3 transférable sous l'effet de la chaleur. La figure 2 illustre schématiquement une méthode classique de dépôt de vernis sur une carte plastique 4 au moyen du ruban 1 de la figure 1. Une tête d'impression 5 comportant une extrémité chauffante 5-1 munie d'une pluralité de points chauffants 5-2, vient plaquer le ruban 1 contre la carte 4. La tête d'impression 5 est immobile, la carte 4 et le ruban 1 se déplacent à la même vitesse dans une direction D. Sous l'extrémité chauffante 5-1, la couche de vernis 3 du ruban 1 est amenée à sa température de transfert, de l'ordre de 180 à 200°C, et se sépare du film polyester 2 pour se fixer sur la carte 4.

Dans le domaine des cartes plastiques, l'expérience a montré que la longévité des cartes dépend de l'épaisseur du vernis de protection, un vernis épais offrant une meilleure protection contre les agressions chimiques ou mécaniques qu'un vernis de moindre épaisseur. On a donc vu apparaître ces dernières années

des rubans spécialement prévus pour le dépôt de vernis épais. De tels rubans ont la caractéristique d'être eux- mêmes très épais, le film support en polyester pouvant atteindre une épaisseur de l'ordre 15 à ^' 21 micromètres pour une épaisseur de la couche de vernis de l'ordre de 4 à 8 micromètres .

En pratique, de tels rubans s'avèrent toutefois inutilisables avec une tête d'impression classique comme celle de la figure 2, la forte épaisseur du film polyester empêchant la couche de vernis d'atteindre rapidement sa température de transfert. Pour pallier cet inconvénient, on a songé à ralentir la vitesse de défilement du ruban, mais l'on obtient un processus très lent inapplicable à la fabrication industrielle de cartes plastiques. Comme autre solution, on a tenté de chauffer le ruban 1 à .une température plus élevée que celle nécessaire au transfert du vernis, mais on s'est aperçu que cela provoque un ramollissement du film polyester entraînant la rupture du ruban. La figure 3 illustre une méthode classique de dépôt de vernis adaptée aux rubans de forte épaisseur. Le ruban 1 à vernir est partiellement enroulé, selon un secteur angulaire A, autour d'un gros cylindre souple 10 rotatif. La surface du cylindre 10 est chauffée par des résistances électriques 11 et le secteur angulaire A recevant le ruban 1 vient en écrasement contre la carte plastique 4. Cette méthode présente toutefois des inconvénients. D'une part, il est difficile de contrôler la température du cylindre 10, et par conséquent l'épaisseur du vernis déposé. D'autre part, en raison de la surface de contact importante entre le cylindre 10 et la carte 4 et la température élevée du cylindre 10, cette méthode provoque un cintrage de la carte 4 qu'il faut ensuite redresser par un moyen mécanique.

Ainsi, un objectif de la présente invention est de prévoir un moyen de transfert de vernis épais ne présentant pas de tels inconvénients.

Cet objectif est atteint grâce à une tête thermique pour transférer sur une surface à vernir une couche de vernis présente sur un ruban, comprenant un premier moyen de chauffage du ruban pour transférer la couche de vernis sur la surface à vernir et un deuxième moyen de préchauffage du ruban, disposé avant le premier moyen de chauffage selon un sens de défilement du ruban, dans laquelle les premier et deuxième moyens sont des patins chauffants, et les patins sont montés flottants sur le corps de la tête thermique grâce à un système à charnières et à ressorts . Selon un mode de réalisation, les charnières comprennent des „ gorges pratiquées dans les patins et articulées sur des excroissances du corps de la tête thermique.

Selon un mode de réalisation, le corps de la tête thermique comprend deux cavités dans lesquelles sont comprimés deux ressorts exerçant sur les patins une force de rotation autour des charnières, la rotation des patins étant limitée par des butées disposées à l'opposé des charnières . Selon un mode de réalisation, les patins sont chauffés par des plaquettes chauffantes comprenant une résistance électrique formée par dépôt de couches minces ou par sérigraphie.

Ces caractéristiques ainsi que d'autres de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de deux exemples de réalisation d'une tête thermique selon l'invention, en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

- la figure 1 est une vue en coupe d'un ruban à vernir et a été décrite précédemment,

- la figure 2 représente une méthode classique de dépôt de vernis par transfert thermique et a été décrite précédemment, la figure 3 représente une autre méthode classique de dépôt de vernis par transfert thermique et a été décrite précédemment,

- la figure 4 est une vue en coupe selon un axe AA' d'un premier mode de réalisation d'une tête thermique selon la présente invention, - la figure 4A est une vue en coupe selon un axe BB' d'une partie de la tête thermique de la figure 4, ,

- la figure 5 représente une vue de dessous de la tête thermique de la figure 4,

- la figure 6 représente un élément chauffant de la tête thermique de la figure 4, et

- la figure 7 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'une tête thermique selon la présente invention.

Les figures 4 et 5 représentent respectivement une vue en coupe et une vue de dessous d'une tête thermique 80 selon la présente invention, la coupe de la figure 4 étant réalisée selon un axe AA' représenté en figure 5. La figure 4 représente également des éléments d'un dispositif pour vernir des cartes plastiques au sein duquel la tête thermique 80 est agencée. On distingue ainsi un ruban à vernir 20 du type déjà décrit, des rouleaux 21, 22 de guidage du ruban 20, ainsi qu'un bras 24 de levée de la tête thermique 80 coulissant verticalement sous l'action d'un moteur linéaire 25, la tête thermique 80 pouvant ainsi occuper une position haute et une position basse. En dessous du ruban 20 se trouve une carte plastique 26 reposant sur un rouleau de convoyage 27. Dans un souci de simplicité, d'autres éléments classiques du dispositif comme des moyens d'enroulement et de défilement du ruban 20 et d'autres

rouleaux de guidage du ruban 20 et de convoyage de la carte 26, ne sont pas représentés en figure 4.

Selon l'invention, la tête thermique 80 comprend deux patins chauffants 60, 70. Les patins 60, 70 sont montés sur un bloc 50 formant le corps de la tête thermique et fixé par des vis 23 au bras de levage 24. Le premier patin 60 est un patin de transfert du vernis disposé dans un plan de contact de la tête thermique 80 avec la carte 26. Le deuxième patin 70 est un patin de préchauffage du ruban 20 disposé dans un plan sensiblement incliné en retrait du plan de contact.

Sur la figure 4, des traits pleins représentent la tête thermique 80 en position haute, et des traits en pointillés représentent les patins 60, 70 et le ruban 20 lorsque la tête 80 est en position basse, c'est-à-dire en position de transfert. Pendant le transfert du vernis, la carte 26 et le ruban 20 défilent à la même vitesse dans un même sens S, la tête 80 étant immobile. Le ruban 20 glisse sur le patin de préchauffage 70 avant d'être plaqué contre la carte 26 par le patin de transfert 60. Le patin de préchauffage 70, disposé avant le patin de transfert 60 selon le sens S de défilement du ruban 20, envoie dans le ruban 20 une première quantité de chaleur. Lorsque le ruban 20 arrive au contact du patin 60, cette chaleur s'est déjà propagée dans l'épaisseur du ruban et le patin 60 apporte une énergie d'appoint permettant d'amener le vernis à sa température de transfert, de l'ordre de 180 à 200°C.

Ainsi, la tête thermique 80 selon l'invention est particulièrement adaptée à l'utilisation d'un ruban 20 de forte épaisseur. De plus, le dépôt de vernis peut être réalisé avec une vitesse de défilement du ruban 20 élevée, de l'ordre de plusieurs centimètres par seconde. L'homme du métier déterminera les températures respectives des patins 60 et 70 en fonction de

l'application visée, des conditions de fonctionnement, du type de ruban utilisé, etc. En particulier, les températures de préchauffage et de chauffage seront choisies en fonction de l'épaisseur du ruban mais également en fonction de paramètres comme la taille des patins et la vitesse de défilement du ruban, qui déterminent le temps pendant lequel le ruban est au contact des patins. Bien évidemment, dans le cas d'un ruban de faible épaisseur, le patin 70 peut s'avérer inutile et être désactivé.

On décrira maintenant des particularités de réalisation de la tête thermique 80 qui apparaissent sur les figures 4 et 5.

Selon le mode de réalisation représenté, les patins 60, 70 sont en aluminium et le bloc 50 est en un matériau

® conduisant mal ia chaleur, par exemple du Teflon , de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'isoler thermiquement les patins 60, 70 du bloc 50. Les patins 60,70, de forme rectangulaire, sont disposés transversalement au ruban et présentent dans le sens de défilement du ruban 20 une largeur de l'ordre du centimètre et transversalement au ruban 20 une longueur de quelques centimètres, au moins égale à la largueur du ruban 20. Sur un bord longitudinal de chaque patin 60, 70, on trouve une gorge 61, 71 venant s'articuler sur une excroissance longitudinale 51, 52 du bloc 50, l'ensemble formant une charnière. A l'opposé de chaque charnière, des vis de fixation 62, 72 visibles en figure 5 traversent les patins 60, 70 et viennent se loger dans le bloc 50. Dans le bloc 50, on trouve deux cavités 63, 73 dans lesquelles sont montées deux pièces de pression 64, 74 coulissantes, comprimées par des ressorts 65, 75 et venant plaquer contre la face intérieure de chaque patin 60, 70 une plaquette chauffante 66, 76. Afin d'assurer un contact optimal des patins 60, 70 avec le ruban 20 ou la carte 26, on tire

profit du pouvoir élastique des ressorts 65, 75 en effectuant un serrage incomplet des vis 62, 72. On obtient ainsi un montage de type flottant des patins 60, 70 qui apparaît plus clairement sur la vue en coupe de la figure 4A, faite selon un axe BB ' de la figure 5, et représentant la fixation du patin 60. On voit que sous l'effet du ressort 65, le patin 60 pivote autour de la charnière formée par la gorge 61 et l'excroissance 51, et vient en butée contre la tête de la vis 62 qui n'est pas serrée à son maximum. On remarque également que la tête de la vis 62 est logée dans un évidement 67 pratiqué à la surface du patin 60 afin de ne pas endommager le ruban 20. Par ailleurs, on voit en figure 4 que le bloc 50 comporte entre les deux patins 60, 70 un renfoncement 55 dans lequel vient se loger le rouleau de guidage 21 du ruban 20 lorsque la tête thermique 80 est en position basse.

La figure 6 représente un exemple de réalisation des plaquettes chauffantes 66, 76. Les plaquettes 66, 76 comprennent un substrat de céramique '660 sur lequel sont déposées, grâce à la technique des couches minces (dépôt sous vide) ou des couches épaisses (sérigraphie) , une résistance chauffante 661 en forme de grecque et une thermistance 662 (c'est-à-dire une résistance dont la valeur dépend de la température) permettant de contrôler et réguler la température des plaquettes 66, 76. La connexion électrique de la résistance 661 et de la thermistance 662 est assurée par une rangée de plots métallisés 663. Si l'on se reporte à nouveau à la figure 4, on voit que les plaquettes 66, 76 sont reliées électriquement par des fils 56, 57 à un boîtier 58 d'alimentation électrique assurant le contrôle et la régulation de la température des patins 60, 70.

La figure 7 représente une tête thermique 100 comprenant un seul patin 90, chauffé par exemple par une

plaquette 91. La surface du patin 90 sur laquelle glisse le ruban 20 présente une première zone 90-1 dans un plan de contact de la tête thermique avec la carte 26, équivalente au patin 60 de la figure 4, et se prolonge par une deuxième zone 90-2 de préchauffage sensiblement inclinée s ' éloignant progressivement du plan de contact avec la carte 26, équivalente au patin 70 de la figure 4. Eventuellement, le patin 90 peut se prolonger au-delà de la zone 90-2 pour former un radiateur 90-3 dissipateur thermique. Il se crée dans le patin 90 un gradient de températures conférant à la zone 90-2 de préchauffage une température inférieure à celle de la zone 90-1 de transfert du vernis. Une autre méthode pour différencier la température de la zone 90-1 et la température de la zone 90-2 consiste à disposer sous le patin deux plaquettes de .chauffage portées à des températures différentes, ou encore à prévoir des canaux d'évacuation de la chaleur à des endroits déterminés dans la matière même du bloc 50 portant le patin 90. De façon générale, une tête thermique selon la présente invention peut être utilisée pour déposer un vernis sur une surface autre que celle d'une carte plastique. Une tête thermique selon la présente invention peut également servir au dépôt de toute substance autre qu'un vernis, si cette substance est transférable sous l'effet de la chaleur.