Brevet FR2299093A1 — publié le 19760827

La présente invention concerne les dispositifs qui permettent d'émettre à partir d'une masse de liquide contenue dans un réservoir des gouttelettes de dimensions à peu près uniformes, de tels dispositifs pouvant etre notamment utilisés dans des machines à imprimer rapides dans lesquelles les gouttelettes ainsi formées sont tout d'abord chargées puis dirigées au moyen de champs électriques appropriés. Les dispositifs connus qui sont utilisés pour remplir cette fonction peuvent être classsés en deux catégories - suivant une première construction, la chambre contenant le liquide a sa paroi inférieure constituée par une plaque perforée, fixée en un ou plusieurs points ou bien suivant une ligne, sur laquelle on fait agir à l'extérieur de la chambre un vibreur établissant dans la plaque des ondes stationnaires ou mouvantes qui provoquent l'émission à travers les orifices de la plaque, de jets de liquide qui se transforment en gouttelettes. Lorsque la plaque est circulaire, on peut la fixer suivant un cercle nodaL Cependant, dans un tel agencement, l'amplitude et la phase de la vibration en un point donné de la plaque sont variables.Selon la configuration de cette plaque et sa nature, et également selon la pression qui règne dans le liquide à diviser, les frottenents aux joints etc... il peut se produire dans la plaque desrésonances ou des harmoniques qui varient avec la fréquence de vibration et qui perturbent la résolution en gouttelettes uniformes des jets liquides. Les interférences ainsi produites ne permettent pas d'obtenir des gouttelettes de dimensions uniformes, bien séparées les unes des autres, sans gouttelettes satellites et en phase. - dans un deuxième agencement connu, la chambre contenant le liquide et dont une paroi est également constituée par une plaque perforée, est solidaire d'un noyau magnétique entouré par au moins une bobine et entraîné en vibration lorsque cette bobine est parcourue par un courant convenable d'excitation. Dans un tel agencement, la masse et l'inertie de l'équipage mobile sont très importantes, ce qui ne permet pas d'obtenir une vibration pure ni les fréquences élevées qui sont en général souhaitables. Le but de l'invention est de fournir un dispositif qui permette de remédier aux incauvénients précités des agencements connus et qai permette en particulier de réaliser l'émission de gouttelettes de dimensions uniformes, bien séparées-les unes des autres, sans gouttelettes satellites et en phase, la fréquence d'émission de ces gouttelettes devant par ailleurs pouvoir atteindre des valeurs élevées, de l'ordre de plusieurs dizaines de milliers de Hertz par exemple. A cet effet l'invention a pour objet un dispositif comprenant une chambre contenant le liquide, dont une paroi est constituée par une plaque perforée, et qui est associée à des moyens de mise en vibration caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en vibration sont du type à conducteur mobile ou en d'autres termes de type electro-dynamique. L'adoption d'un tel moyen de mise en vibration permet de diminuer considérablement la masse et l'inertie de l'équipage mobile. Ce résultat peut encore entre amélioré en réalisant la chambre solidaire de la plaque perforée en un matériau léger ou bien en maintenant fixe la chambre contenant le liquide et en rendant la plaque perforée solidaire d'un équipage mobile mis en vibration, des moyens convenables d'étanchéité et de suspension étant prévus entre l'équi- page mobile et la partie fixe du dispositif. Suivant une autre caractéristique, il est prévu plusieurs chambres juxtaposées, associées à des moyens d'actionnement communs. D'une façon générale, cette invention va être décrite plus en détails ci-dessous en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel: - la Fig. 1 est une vue en perspective schématique d'un dispositif d'obtention de gouttelettes suivånt l'invention; - la Fig. 2 est une vue en détail d'une variante; - les Fig. 3 et 4 sont deux vues schématiques de deux autres modes de réalisation. On voit sur la Fig. 1 un dispositif de formation de gouttelettes comprenant un support fixe il sur lequel est monté un noyau magnétique 12 formé de tôles magnétiques assemblées par tout moyen convenable. Ce noyau peut d'ailleurs entre constitué par un aimant permanent. Dans l'exemple choisi, le noyau magnétique a une section en E et comporte trois branches 12a, 1'2bu 12C mais il est bien entendu qu'il pourrait avoir une forme annulaire ainsi que cela est b cas dans les haut-parleurs dynamiques qui utilisent le meme principe. Sur le support fixe est suspendus par exemple au moyen d'une membrane souple 13, un équipage mobile qui comprend, d'une part une chambre inférieu- re 14 reliée par au moins une liaison souple à une source de liquide (non repré - sentée) et dont la paroi inférieure est constituée par une plaque perforée 15. Cette chambre est prolongée par une armature 16 sur laquelle est fixée une bobine placée entre les branches 12a, 12b, 12C du noyau et reliée à un circuit d'alimentation convenable qui n'a pas été représenté mais doit etre considéré comme connu. L'ensemble constitué par la chambre 14 et son prolongement 16 a en section transversale une forme en H et il est réalisé en un matériau léger, par exemple en métal léger ou bien en une matière plastique stratifiée ou analogue. La plaque perforée 15 peut être collée sur ce matériau. Dans un tel agencement, la masse et l'inertie de l'équipage mobile 14, 15, 16, 17 sont particulièrement faibles étant donné, d'une part, la nature du mate- riau-utilisé pour constituer la chambre 14 et, d'autre part, que la bobine 17 représente elle-méme une masse peu importante. n en résulte que l'on peut aisément faire vibrer cet équipage mobile en alimentant convenablement la bobine 17 du vibreur dynamique à une fréquence qui peut atteindre plusieurs dizaine de milliers de Hertz et notamment 50. 000 Hertz. On peut constater que les résultats obtenus sont très sensihlement supérieurs aux performances des dispositifs classiques et que malgré les fréquences élevées qui sont atteintes, les gouttelettes sont émises en phase et ont des dimensions très régulières, par exemple de ltordre de 1/20 de mm, en diamètre. Cet agencement peut faire l'objet de nombreuses variantes : c'est ainsi que sur la Fig. 2 on peut voir que la partie inférieure de l'équipage mobile est subdivisée en, par exemple trois chambres distinctes 21 > 22 > 23 > reliées chacune à une source de liquide différente, ce qui dans l'application envisagée peut permettre une impression à partir d'encres de couleurs différentes. Le nombre > la dimension et la répartition des orifices de la paroi inférieure peuvent bien entendu faire l'objet de nombreuses modifications. Dans le mode de réalisation de la Fig. 3X on a supposé que l'équipage mobile w a une longueur relativement importante, ce qui a conduit à prévoir plusieurs sDus-ensembles 31 de mise en vibration, comprenant chacun un noyau magnétique 32 et une bobine 33, les diverses bobines étant montées en série. Enfin dans le mode de réalisation de la Fig. 4, on retrouve un support fixe 41 dont est solidaire'la partie supérieure d'une chambre 42 contenant le liquide à projeter sous forme de gouttelettes. Dans ce cas, cependant la paroi inférieure de cette chambre est constituée par une plaque perforée 43 légèrement bombée portée par une armature comprenant un cadre 44 > un croisillon 45 et une tige 46. Dans l'exemple choisit cet équipage mobile 43-46 est relié à la chambre fixe par une membrane élastique 47 qui sert à la fois de moyen de suspension et d'étanchéité. Cependant d'autres moyens d'étanchéité pourraient être prévus entre le cadre 44 et la partie fixe de la chambre, par exemple un joint torique la suspension étant alors réalisée à la partie supérseu- re du dispositif par des moyens convenables. A sa partie supérieure la tige 46 est guidée par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 48 dans une ouverture 49 ménagée à la partie supérieure de la chambre 42, cette tige étant elle-même solidaire d'une bobine 5tD à laquelle est associé un noyau magnétique 51 fixe. Le principe de fonctionnement de cet appareil est le même que celui qui a été énoncé precédemment, à cette différence près que l'équipage mobile est simplement constitué par la bobine 49, la tige 46 > le croisillon 45, le cadre 44 et la plaque perforée 43. Cet agencement peut donc permettre de réduire encore la masse et l'inertie de l'équipage mobile, ce qui est bien entendu favorable dans l'application envisagée. Afin de ne pas perturber l'émission de gouttelettes à travers la plaque 43, on peut prévoir que le croisillon ou élément analogue qui relie la tige 46 au cadre 44, ainsi que l'extrémité inférieure de cette tige, soient sensiblement plus éloignés de cette plaque que cela n'a été représenté au dessin. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour produire des gouttelettes à partir d'une masse de liquide, comprenant une chambre contenant le liquide, dont une paroi est constituée par une plaque perforée, et qui est associée à des moyens de mise en vibration caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en vibration sont du type à conducteur mobile ou en d'autres termes de type électro - dynamique. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage mobile comprend une chambre (14) en un matériau léger et au moins un prolongement (16) sur lequel est fixée au moins une bobine (17), coopérant avec un noyau magnétique fixe (12). 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre et son prolongement ont dans l'ensemble une section transversale en H, la chambre étant complétée par une plaque perforée (15). 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre est subdivisée en plusieurs compartiments (21, 22, 23) reliés chacun à une source différente de liquide. 5 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre contenant le liquide comprend une partie fixe (42) et une paroi perforée mobile (43) pouvant se déplacer dans son ensemble, à joint étanche par rapport à la partie fixe. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'équipage mobile comprend la paroi perforée (43), une armature (44,45) de support de cette paroi, au moins une tige (46) et au moins une bobine (50), d'un ensemble dynamique de mise en vibration. 7 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la tige (46) est guidée à joint étanche dans une ouverture (49) de la chambre fixè (42). 8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications prdeedentes, caractérisé en ce que l'équipage mobile est relié au support fixe (11; 41) par des moyens de suspension, tels qu'une membrane souple (13; 47). 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque perforée est légèrement bombée. 10 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence de vit'ration est de l'ordre de plusieurs dizaines de milliers de Hertz. 11 - Machine à imprimer à jet d'encre, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'émission de gouttelettes suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9.