Brevet FR2484288A1 — publié le 19811218

La présente invention concerne les. dispositifs de génération de jets de gouttelettes discontinus pouvant être utilisés notamment dans des imprimantes à projection dencre. La présente invention permet d'assurer facilement la comman- de d'émission des gouttes à partir d'une pluralité de buses disposées selon au moins une ligne et communiquant avec une enceinte commune alimentée en liquide. En particulier, l'émission successive des gouttes à partir de chaque buse avec un retard d'une buse par rapport à la précédente est réalisée par des moyens simples et peu coûteux. L'invention s'applique donc particulièrement bien au cas des imprimantes à jet de gouttelettes d'encre du type dans lequel les gouttelettes qui se forment reçoivent ou non une charge électro- statique puis passent dans un dispositif qui dévie les gouttelettes chargées alors que les gouttelettes non chargées ne sont pas déviées et atteignent le support à marquer ou inversement. Selon l'invention, on envoie dans le liquide des ondes de pression en direction de la ligne de buse de manière à ce que quand.. une buse est soumise a une onde de pression, une gouttelette soit engendrée. Dans un mode de réalisation de l'invention, on utilise un générateur d'onde de pression disposé de manière à ce qu'une onde de pression émise par ce générateur atteigne l'ensemble des buses d'une ligne. Dans le cas o l'on désire une émission successive des gouttes, le générateur d'onde de pression est disposé de manière à ce que les surfaces d'onde fassent un angle notable avec la ligne de buses. Pour ce faire, un transducteur piézo-électrique peut être utilisé. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on utilise une pluralité de générateurs d'ondes de pression associés chacun à une buse. Dans le cas o l'on désire une émission successive des gouttes, la ligne de générateurs d'ondes de pression est associée à une ligne à retard de manière à introduire un déphasage entre les générateurs d'onde successifs et ainsi soumettre l'une après l'autre les buses de la ligne à une onde de pression. Des générateurs piézoélectriques peuvent être utilisés; la ligne d'excitation piézo-électrique est réalisée par exemple à l'aide d'une barrette de céramique sur laquelle sont déposées des électrodes indépendantes. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre com- ment l'invention peut être réalisée. La figure l est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation d'une imprimante réalisée selon une technique connue. La figure 2 est une vue en coupe prise selon la ligne IIJ.I de la figure l. La figure 3 est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation comportant un dispositif de génération de gouttelettes selon l'invention. La figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne IV.IV de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un générateur d'onde de pression dans le liquide. La figure 6 est une vue en coupe prise selon la ligne VI.VI de la figure 5. La figure 7 est un schéma électronique de commande de l'imprimante. La figure 8 est une vue en coupe d'une variante de réalisation d'un générateur de gouttelettes. La figure 9 représente une variante de réalisation de la ligne d'excitation piézo-électrique du générateur de gouttelettes. Les figures I et 2 illustrent schématiquement un mode de réalisation d'une imprimante à jet de gouttelettes réalisée selon une technique connue. Une pluralité de buses l sont ménagées en ligne dans une plaque 2 baignée d'un côté par un liquide sous pression, de l'encre E par exemple. En regard de chaque buse est disposée une électrode de charge 3 a assurant une charge sélective des gouttes provenant de la buse. Pour la formation des gouttes, des moyens (non représentés) pour appliquer des vibrations mécaniques à la plaque sont prévus. Ainsi l'encre sort des buses 1 sous forme d'un jet 6 et les vibrations provoquent la formation simultanée de gouttes 7 de dimensions essentiellement uniformes par les jets 6. Les gouttes sont chargées ou non par les électrodes de charge 3 a au moment de leur séparation d'avec le jet et passent ensuite entre deux électrodes déflectrices 4, 5 entre lesquelles est établie une différence de potentiel sensiblement constante. Les gouttes chargée- sont défléchies par le champ électro- statique et interceptées par l'encrier 8 associé à l'électrode 5. L'encre ainsi récupérée est renvoyée vers le réservoir d'encre. Les gouttes non chargées passent entre les deux électrodes 4, et viennent frapper le support à marquer 9, une feuille de papier ou de tissu par exemple qui se déplace en regard de l'imprimante. Dans ce mode de réalisation il y a autant d'électrodes de charge 3 et d'électronique de charge associé a qu'il y a de buses 1. Les figures 3 et 4 illustrent schématiquement un mode de réalisation d'une imprimante à jet de gouttelettes faisant appel à l'invention. On y retrouve la plaque 2 munie de ses buses 1 en ligne, les électrodes déflectrices 4, 5 avec l'encrier 8, le support à marquer 9. Par contre, une seule électrode de charge 3 disposée en regard de toute la ligne de buses 1 est prévue. Pour engendrer les goutteletes, on envoie dans le liquide E, vers les buses 1, une onde de pression pouvant atteindre l'ensemble des buses et telle que la surface d'onde de pression 11 fasse un angle notable - avec la ligne de buses. Ainsi l'onde de pression va passer successivement par chaque buse en des instants différents, provo- quant la formation successive des gouttes. L'électrode de charge 3 peut donc être pilotée pour assurer successivement la charge sélective de toutes les gouttelettes. Un tel mode de réalisation présente l'avantage de ne néces- siter qu'une seule électrode de charge. Les figures 5, 6 illustrent un mode de réalisation du générateur d'onde de pression 11 dans le liquide. La plaque 2 constitue une des parois de confinement d'une enceinte 12 alimentée en liquide E sous pression. En regard de la plaque 2, l'enceinte présente une ouverture 13 munie d'un joint 14. Dans cette ouverture est introduit un transducteur électro-acous- tique 15 capable d'envoyer périodiquement des ondes de pression dans le liquide E. Ce transducteur comporte une céramique piezo- électrique 16 dont la face active 16a disposée en regard de la plaque 2 fait un angle notable avec elle. Avantageusement le transducteur 15 comporte une plaque de plexiglass 17 (par exemple) d'épaisseur 1/4 de la longueur d'onde ultrasonique émise par le transducteur associée à la face active 16 a de la céramique piézo-électrique pour réaliser le couplage acous- tique du transducteur et du milieu liquide en l'occurence de l'encre avec un bon rendement énergétique. L'enceinte comporte des cavités appropriées pour l'atténuation des ondes réfléchies. A titre indicatif, le transducteur électro-acoustique peut émettre des ondes ultrasoniques de fréquence 32 Khz. La figure 7 représente le schéma électronique de commande de l'imprimante. Il comporte un générateur 30 de tension en créneau, un retard 31, une porte 32 associée à la commande de charge 33, un amplificateur 34 qui est relié à l'électrode de charge-3 (figure 3 et 4). L'électronique de commande 37 des ondes de pression ultra- soniques émises par le transducteur piézo-électrique 15 (figure 5, 6) est reliée au générateur 30 en 35 par l'intermédiaire d'un compteur 36. Celuici provoque l'émission de l'onde de pression au bout de n impulsions, n étant le nombre de buses de la ligne; il est associé également en 38 au synchronisme de commande de la ligne de buses. On voit que l'angle fait entre la face active de la céramique piézoélectrique 16 (ou de la plaque de plexiglass 17) et la ligne de buses détermine le retard d'une buse par rapport à la précédente en ce qui concerne l'émission successive de gouttelettes. Si l'on désire obtenir une émission simultanée des gouttes, il faudra que ledit angle soit sensiblement nul, c'est-à-dire que la face du piézo-électrique et la ligne de buses soient parallèles. Eventuellement, on pourra prévoir un dispositif dans lequel l'angle soit réglable. Les figures 8 et 9 illustrent un autre mode de réalisation d'un générateur de gouttelettes ne nécessitant qu'une électrode de char- ge 3 a s'il est utilisé dans une imprimante analogue à celle des figures 1 et 2. La plaque 2 fait partie d'une enceinte ou collecteur 21 alimentée en liquide E sous pression. En regard de chaque buse 1, l'enceinte présente une ouverture dans laquelle est introduit un transducteur à céramiques piezo- électriques 22 pouvant engendrer périodiquement des ondes de pression dans le liquide. La ligne des transducteurs piézo-électriques 22 est associée à une ligne de retard électrique 23 assurant un retard entre les impulsions envoyées aux transducteurs 22 successifs. Ainsi ceux-ci vont envoyer les uns après les autres une onde de pression à la buse qui leur est associée. En conséquence, les buses 1 successives vont engendrer l'une après l'autre une goutte 7 et une seule électrode 3 (comme illustré figure 3 et 4) peut traiter séparément toutes les gouttes. Ce mode de réalisation peut donc être utilisé dans l'impriman- te des figures 3 et 4. La figure 9 illustre un exemple de réalisation de la ligne d'excitation piezoélectrique à l'aide d'une barrette de céramique 24 sur laquelle sont déposées des électrodes indépendantes 25. Un autre moyen que l'utilisation d'une ligne à retard 23 pourrait être utilisé pour commander les transducteurs piezo- électriques 22 sans sortir du cadre de l'invention. Chaque trans- ducteur 22 peut être commandé individuellement. Comme dans le mode de réalisation précédent, il est possible d'obtenir une émission simultanée des gouttelettes en commandant tous les transducteurs 22 ensemble. Dans les exemples de réalisation que l'on a décrit précé- demment, on a considéré que la plaque 2 portait une seule ligne de buses 1. Naturellement celle-ci peut présenter plusieurs lignes de buses parallèles. Dans ce cas, le même générateur d'onde de pression agit sur plusieurs lignes à la fois. REVENDICATIONS 1. Dispositif de génération de gouttelettes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de buses (1) disposées selon au moins une ligne et communiquant avec une enceinte commune alimentée en liquide (E) et des moyens pour envoyer dans le liquide des ondes de pression en direction de la ligne de buses de manière à ce que, quand une buse est soumise à une onde de pression, une gouttelette soit engendrée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'ondes de pression disposé de manière à ce qu'une onde de pression émise par ce générateur atteigne l'ensemble des buses d'une ligne. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que, dans le cas o l'on désire que les gouttes soient engendrées successi vement à partir de chaque buse avec un retard d'une buse par rapport à la précédente, le générateur d'ondes de pression est disposé de manière à ce que les surfaces d'ondes de pression fassent un angle Ak avec la ligne de buses. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le générateur d'ondes de pression est une céramique piezo- électrique dont la face active est disposée en regard de la ligne de rw,, buses. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la facr aÈtde-la céramique piézo-électrique agit sur le liquide de l'enceinte par l'intermédiaire d'une plaque en plexiglass. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'enceinte présente des cavités de forme et de dimensions aptes à absorber les ondes acoustiques. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de générateurs d'ondes de pression associés 3l;) chacun à une buse. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que X dans le cas o l'on désire que les gouttes soient engendrées succes- I sivement à partir de chaque buse avec un retard d'une buse par rapport à la précédente, la ligne de générateurs d'onde de pression est associée à une ligne à retard de manière à introduire un déphasage entre les générateurs d'ondes successifs et ainsi à sou- mettre l'une après l'autre les buses de la ligne à une onde de pression. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les générateurs d'ondes sont des générateurs piézo-électriques. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la ligne d'excitation piézo-électrique est réalisée à l'aide d'une bar- rette de céramique sur laquelle sont déposées des électrodes indé- pendantes. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la plaque comporte plusieurs lignes de buses en parallèle et qu'un générateur d'ondes de pression agit sur plusieurs lignes à la fois. 12. Imprimante à buses multiples du type dans lequel les gouttelettes d'encre qui se forment reçoivent ou non une charge électrostatique puis passent dans un dispositif qui dévie les goutte- lettes en fonction de leur charge électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte: - au moins un dispositif de génération de gouttelettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, ce dispositif com- portant des moyens pour que les buses successives émettent l'une après l'autre leurs gouttelettes, - une électrode unique pour la charge successive de ces gouttelettes, - un dispositif de déviation des gouttelettes chargées.