Brevet FR2493226A1 — publié le 19820507

- 1 - Dispositif d'impression à jet sélectif d'encre et tête d'impression utilisant ledit dispositif. L'invention concerne un dispositif d'impression à jet d'encre dans lequel l'impression s'effectue en provoquant l'émission sélective de particules d'encre par une buse. On conna t divers types d'imprimantes à jet sélectif d'encre, autrement dit à jet d'encre sur demande. Dans un type connu d'imprimante, les gouttelettes d'encre liquide sont engendrées en provoquant une augmentation sélective de la pression dans la buse, par exemple par voie piézo- électrique. Il a été proposé en outre d'utiliser une encre liquide conductrice et d'extraire les particules d'encre par voie électrostatique en créant une tension énorme de plusieurs milliers de volts entre l'encre et une électrode disposée devant ou derrière le papier. Dans ces deux types de dispositifs d'impression, la gouttelette prend en général une forme ephéroldale d'un diamètre de quelques micromètres qui va se déposer sur le papier. Etant donné que, spéciale- ment pour une écriture à haute définition, il faut engendrer plusieurs gouttelettes qui se superposent partiellement sur le papier, il est nécessaire de sécher rapidement le signe. A cet effet, on a proposé d'utiliser du papier poreux de sorte que, d'une part, le signe est empfté et que, d'autre part, on perd l'avantage de pouvoir écrire sur n'importe quel papier. Il a été proposé en outre de sécher le signe écrit, par chauffage ou par un jet d'air chaud, ce qui rend le dispositif compliqué et coûteux. Un autre inconvénient grave de ces dispositifs d'impres- sion est dû au fait que l'encre liquide est exposée à se dessécher dans la buse en formant des incrustations. Non seulement celles-ci rendent difficile le début de l'impres- sion au bout d'un certain temps d'inaction mais, même pendant une impression apparemment continue, elles donnent aux gouttelettes des dimensions variables selon l'intervalle de temps, inévitablement-variable, entre une gouttelette et la suivante. - 2- On a aussi proposé un dispositif d'impression dans lequel l'encre est maintenue à un niveau prédéterminé dans un petit tube dont l'ouverture est tournée vers le haut. Dans ce tube sont insérées deux électrodes disposées dans le même plan horizontal et qui restent immergées sous une épaisseur d'encre prédéterminée. L'émission de l'encre est provoquée par vaporisation instantanée d'une portion d'encre située à l'intérieur de la buse et à l'endroit des élec- trodes de manière à projeter vers le papier la couche d'encre située audessus. En particulier, dans une variante de ce dispositif, l'encre est non conductrice de l'électricité et la vaporisation instantanée est causée par une rupture des propriétés diélectriques de l'encre qui provoque une étincelle entre les électrodes. Dans une autre variante du dispositf à deux électrodes plongées dans l'encre, l'encre est conduc- trice de l'électricté et a une résistance électrique élevée et elle est préchauffée à une température légèrement infé- rieure au point d'ébullition, En excitant les deux électrodes par une impulsion de tension, on provoque le passage d'un courant dans l'encre et par suite ine production instantanée de chaleur qui vaporise une partie de l'encre, expulsant l'encre qui se trouve au-dessus, Les deux variantes de ce dispositif à deux électrodes immergées ont l'inconvénient d'exiger un tube de diamètre considérable pour loger les électrodes de sorte qu'il n'est pas possible d'obtenir des points suffisamment petits pour une imprimante à haute définition. le problème technique que l'invention se propose de résoudre consiste à créer une imprimante à jet sélectif d'encre conçue pour produire des signes indélébiles, immé- diatement secs et formés d'une couche uniforme d'encre. Ce problème est résolu par le dispositif d'impression selon l'invention, dans lequel l'encre liquide est en contact électrique avec une électrode et une contre-électrode est disposée auprès de la buse, dispositif caractérisé par le le fait que l'encre est conductrice de l'électricité et qu'il comprend des moyens électriques pouvant être actionnés - 3 sélectivement pour exciter l'électrode et la contre-électrode avec une tension telle qu'elle engendre, entre le ménisque de l'encre et la contreélectrode, un état d'agitation tel qu'il cause l'expulsion de multiples particules d'encre à travers la buse. En particulier, la tension est telle qu'elle engendre au moins une étincelle entre la contre-électrode et le ménis- que. Il est évident que les multiples particules d'encre provoquent une distribution plus uniforme de l'encre sur la surface dont il s'agit,de sorte que le signe écrit sèche immédiatement tout en restant parfaitement indélébile. Il est évident aussi que l'action d'éclatement exercée par l'étincelle sur le ménisque n'est pas influencée par la couche superficielle éventuelle plus ou moins sèche ou figée de ménisque de l'encre, de sorte que le signe est toujours écrit avec la même intensité d'encrage. La caractéristique ci-dessus ainsi que d'autres carac- téristiques de l'invention appara tront plus clairement dans la description suivante de quelques modes d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif et se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma de principe d'une imprimante à jet d'encre selon l'invention; La figure 2 est un schéma illustrant le fonctionnement de l'imprimante; La figure 3 est un schéma électrique du circuit de commande de l'imprimante; La figure 4 est un graphique du courant et de la tension entre les électrodes; La figure 5 est un plan schématique d'un autre mode d'exécution de l'imprimante selon l'invention; La figure 6 est une coupe transversale de l'imprimante de la figure 5 à plus grande échelle; La figure 7 est une vue frontale de l'imprimante suivant la ligne VII-VII de la figure 5; La figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 5; La figure 9 est une coupe d'un détail de la figure 7 -4 - à échelle fortement agrandie; La figure 10 est un schéma du point écrit avec une imprimante à jet d'encre classique et avec l'imprimante de la figure 5; La figure 11 est un schéma d'un caractère à haute défi- nition écrit avec l'imprimante de la figure 5; Les figures 12 et 13 représentent les schémas de deux variantes du dispositif d'impression. montrant des formes différentes d'électrodes; Les figures 14 et 15 représentent les schémas de deux variantes d'un autre mode d'exécution du dispositif d'im- pression avec circulation naturelle de l'encre; Les figures 16 à 19 montrent autant de variantes d'un autre mode d'exécution du dispositif d'impression dans lequel on commande par voie mécanique la position du ménis- que d'encre dans la buses Les figures 20 et 21 montrent deux variantes d'un autre mode d'exécution du dispositif d'impression dans lequel on utilise de l'encre magnétique; Les figures 22 à 24 montrent autant de variantes d'un autre mode d'exécution du dispositif d'écriture dans lequel la position du ménisque est maintenue à l'extérieur de la buse; Les figures 25 à 27 montrent autant de variantes d'un autre mode d'exécution du dispositif d'écriture, dans lequel la circulation de l'encre s'effectue à travers un canal concentrique à la buse; Les figures 28 et 29 indiquent autant de variantes du dispositif d'écriture, montrant des formes différentes de buse. Sur la figure 1, on a indiqué par la référence 31 un cylindre servant de support à la feuille 32 sur laquelle doit imprimer un dispositif d'impression à jet d'encre com- prenant une tête d'écriture indiquée par la référence gé- nérale 33. Celui-ci comprend un récipient 34 en matière isolante fermé par une plaquette 35 également en matière isolante. Sur la plaquette 35 est formée une buse 36 - 5 - constituée par un trou de très petit diamètre, quelques centièmes de millimètre. On peut obtenir ce trou en perçant la plaquette 35 avec un rayon laser qui lui confère une allure légèrement conique avec un bord intérieur pratiquement arrondi. Dans le récipient 34 est disposée une certaine quantité d'encre liquide 37 conductrice de l'électricité. L'encre 37 est constituée par des particules pigmentées dispersées dans un mélange liquide conducteur. Dans le récipient 34 est disposée une première électrode 38 reliée au pôle négatif d'une source de tension continue 39 dont le pôle positif est relié à une deuxième électrode ou contre-électrode 40. Celle- ci est disposée entre la buse 36 et le papier 32, en particu- lier fixée sur la plaquette 35, une extrémité étant adjacente au bord extérieur de la buse 36. Un générateur d'impulsions indiqué par la référence générale 41 est conçu pour être actionné sélectivement pour mettre en action la liaison entre la source de tension 39 et les électrodes 38 et 40 de manière à former les impulsions d'impression. Evidemment, la tension fournie par la source 39 doit être calculée convenablement, compte tenu de la distance entre l'électrode 40 et la buse 36 et des autres caractéris- tiques électriques et physiques de l'encre 37, de façon telle que lorsque les électrodes 38 et 40 sont excitées, il se produise une augmentation soudaine de l'ionisation de l'es- pacement compris entre la contre-électrode 40 et le ménisque 42 de la surface libre de l'encre, qui se forme normalement à. l'intérieur de la buse 36. Quand le degré d'ionisation atteint des valeurs suffisamment élevées, le diélectrique constitué par l'air est percé et il se forme une étincelle entre le ménisque 42 de l'encre et la contre-électrode 40. Cette étincelle provoque une décharge d'ions positifs entre la contreélectrode 40 et le ménisque 42 tandis qu'un flux d'ions négatifs est projeté du ménisque 42 vers la contre- électrode 40, de façon analogue à ce qui se passe dans les lampes à charbon. Le bombardement du ménisque 42 par les ions positifs provenant de la contre-électrode 40 engendre sur le -6- ménisque 42 un état d'agitation, aidé par l'évaporation par- tielle de l'encre 37 sous l'effet de la chaleur engendrée par l'impact des ions positifs et par l'effet Joule produit par la décharge, de sorte qu'il se produit une forte augmentation de la pression. Ce bombardement sur la surface du ménisque 42, sous l'effet du choc, crée dans la buse 36 un jaillissement de nombreuses particules d'encre qui est indépendant de l'état plus ou moins fluide, plastique ou sec, de la surface du ménis- que 42. Ces particules entrent en turbulence dans le milieu local de température et de pression et sont expulsées par la buse 36. Elles sont projetées contre le papier 32, guidées au moins par une partie de la longueur de la buse 36, pratique- ment le long de l'axe de celle-ci. En pratique, il se forme une rosette de microgDuttelettes qui s'étendent assez unifor- mément sur le papier 32, sur une surface d'un diamètre infé- rieur à 0,1 mm, écrivant ainsi un point. On a expérimenté que le phénomène se produit aussi si l'on inverse la olarité des deux électrodes 38 et 40. En effet, les ions négatifs aussi, bien qu'ils aient une moindre masse, réussissent à créer sur le ménisque liquide 42 les conditions de l'expulsion des particules d'encre 37 tandis que les ions positifs qui heurtent l'électrode 40 ne réussissent pas à rayer cette dernière qui est généralement formée de matière beaucoup plus résistante,comme on le verra plus loin. Plus particulièrement, dans les expériences effectuées, on a utilisé des encres dont la densité, relativement à l'eau distillée, est comprise entre 1,01 et 1,1, dont la tension superficielle est comprise entre 300 et 500 PN/cm et dont la conductivité est comprise entre 4 et 6 mmhos/cm. les encres essayées contiennent 3 à 5% de particules colo- rantes dans un mélange contenant principalement de l'eau et du diéthylèneglycol et rendu conducteur par un électrolyte, par exemple l'acide éthylènediaminetétraacétique. La conduetivité d'un tel mélange est très supérieure à celle de l'air de sorte qu'une tension appropriée, appliquée entre deux électrodes métalliques 43 et 44 (figure 2) sépa- rées par une couche de mélange 45 et une couche d'air 46, -7 - provoque une étincelle 47 dans l'air qui se comporte comme un diélectrique tandis que le mélange 45 se comporte comme un conducteur de résistance R. Si la conductivité du mélange 45 était inférieure ou égale à celle de l'air, la tension entre les deux électrodes 43 et 44 créerait une étincelle 48 qui se propagerait aussi bien dans l'air 46 que dans le mélange 45. On a vérifié expérimentalement que dans le cas o le mélange contenu dans le dispositif 33 (figure 1) a une basse conductivité, malgré la température élevée provoquée par l'étincelle et donc la pression élevée à l'intérieur de la buse 36, le jet d'encre ne se produit pas, ce qui confirme donc l'action essentielle des ions de l'étincelle sur la sur- face du ménisque 42. Il est donc évident que la conductivité minimale de l'encre 37 pour l'impression avec le dispositif de l'invention est légèrement supérieure à celle de l'air dans les conditions d'humidité et d'ionisation o elle vient à se trouver dans la buse 36 pendant le fonctionnement. On a obtenu confirmation de l'action combinée de l'étin- celle et de la pression pour l'extraction des particules d'encre grâce à l'expérience suivante. On a pratiqué dans la buse 36 un trou latéral 49 indiqué en tireté sur la figure 1. En activant, grâce au générateur 41, la liaison entre la source de tension 39 et les électrodes 38 et 40 comme dans le cas précédent, on a constaté que l'étincelle est engendrée égale- ment mais que le jet d'encre se perd en vapeur qui sort fai- blement aussi bien de la buse 36 que du trou latéral 49. Cette expérience démontre en outre que l'extraction de l'encre n'est pas due au vent électrique engendré par un phénomène d'effluve du conducteur à pointe représenté par l'encre dans la buse 36, étant donné quedans ce cas, l'écriture devrait s'effectuer également en présence du trou latéral 49. Une condition essentielle du fonctionnement correct de l'imprimante est que le ménisque 42 se forme toujours au con- tact de l'air dans une position notablement reculée dans la buse 36. Dans des conditions dynamiques, cette position varie avec la tension superficielle de l'encre 37 et avec la pres- sion de celle-ci dans la buse 36 tandis que dans des condit:bns -8 statiques, elle remplit toute la buse 36. Si le récipient 34 est de capacité limitée, la pression dans la buse 36 diminue à mesure que l'encre se consomme. Afin d'augmenter la quantité d'encre 37 à la disposition de la buse 36 et donc l'autonomie de l'imprimante et afin de maintenir constante la pression de l'encre 37 à l'endroit de la buse 36, l'imprimante est munie d'un réservoir 51 de capacité très supérieure à celle du récipient 34. Le reservoir 51 est relié au récipient 34 par un circuit hydraulique comprenant un tube d'adduction 52, un tube de décharge 53 et une pompe 54 qui maintient continuel- lement l'encre en circulation dans le récipient 34 avec une hauteur manométrique prédéterminée hl, pratiquement consante. NIon seulement cette circulation facilite la dissipation de la chaleur engendrée par les étincelles mais elle provoque aussi l'élimination des bulles qui se forment eventuellement dans la buse 36. Ces bulles pourraient emplcher le reto3ri du mé,nisqie 42 à la position de repos et crier une couche suplémetaize entre l'air et l'encre liquide 379 ce qui fausserait l'actionD de l'étincelle. La pompe 54 peut etre de type aspirant, insérée dans le tube de décharge 53 comme inDdiqué sur la figure 1 9 avec la hauteur manométrique h. Toutefois, la pompe 54' peut aussi 9tre de type foulant et insérée dans le tibe d'adduction 52 comme indique en tireté sur la figure 1. avec la hauteur mano- métrique h'. Dans les deux cas, la hauteur manométrique h ou h' est négative et le ménisque prend une forme concave. La hauteur manométrique h' est en outre independante du niveau de la surface libre de l'encre dans le réservoir 51. Evidem- ment, la hauteur manométrique h et h' de la pompe 54 et 54' ne doit pas 8tre assez grande pour faire sortir le ménisque 42 de la buse 36 en aspirant de l'air de l'extérieur. Les expériences effectuées ont démontré une certaine amé- lioration de l'impression en présence d'une circulation d'en- cre. Toutefois, elles n'ont pas révéleé de différences apprécia- bles dans le résultat de l'impressionn entre une disposition et l'autre de la pompe. En pratique, une hauteur manométrique com- prise entre 1 et 20 cm est satisfaisante. Le dispositif peut 9 9- aussi fonctionner avec une hauteur manométrique positive que l'on obtient en mettant le réservoir 51 au-dessus du récipient 34. En pareil cas, le ménisque 42 sera convexe. Immédiatement après le jaillissement de l'étincelle, en outre, le ménisque 42 recule temporairement aussi bien par sui- te de la pression qui s'est constituée dans la buse 36 que de l'aspiration des particules d'encre, arrivant par exemple en 42' (figure 1). Il est essentiel qu'à cause de ce recul, le ménisque 42 n'arrive pas alternativement à l'intérieur et à l'extérieur de la buse 36 mais reste toujours à l'intérieur ou toujours à l'extérieur. A cet effet, on a trouvé que la buse 36 doit avoir une longueur d'au moins 0,2 mm. Elle ne doit pas dépasser une longueur de 2 mm pour éviter qu'elle ne se rem- plisse de bulles. Une situation optimale pour l'extraction des particules d'encre est obtenue si l'étincelle est provoquée pendant que le ménisque est en mouvement, de la position recu- lée 42' à la position extrême 42 et avant qu'il n'aitatteint la position extrgme, bien qu'il ne se produise pas de différen- ces appréciables dans le résultat de l'impression si le ménis- que 42 est en position initiale. Avec les encres susdites et les dimensions susdites de la buse 36 et de sa hauteur manomé- trique dans le circuit hydraulique, on peut atteindre facile- ment des fréquences déjection de l'encre 37 atteignant 20 000 Hz sans que le ménisque 42 recule trop dans la buse 36. Avec cette fréquence, dans l'écriture à 5 x 7 points, on atteint avec une seule buse 36 une vitesse d'impression de 400 carac- tères par seconde. la tension nécessaire pour engendrer l'étin- celle entre les électrodes 38 et 40 peut être engendrée par un circuit constitué essentiellement par un transformateur 56 (figure 3) dont le primaire 57 est relié à une source de basse tension tandis que le secondaire 58 est relié aux deux électro- des 38 et 40. Le primaire 57 est en outre relié à un transistor 59 dont la base est pilotée par une porte 60 sous la commande d'un temporiseur 61 qui donne la fréquence voulue d'éjection. A cette fréquence est synchronisée la vitesse de déplacement relatif du papier 32 (figure 1) et de la buse 36. la porte 60 est en outre commandée par un signal logique fourni par un cir- cuit 62 servant à engendrer les caractères. le transistor 59 est alors commandé de manière à engendrer dans le secondaire - 10 - 58 l'impulsion d'impression. A titre d'exemple, le transistor 59 peut être maintenu normalement conducteur. Au moment o l'on veut commander l'écriture, on inhibe le transistor, créant un arrêt presque immédiat du courant dans le primaire 57 (si- gnal B sur la figure 4). Dans le secondaire 58 (figure 3) est alors engendrée par induction une impulsion de tension crois- sant rapidement jusqu'à un maximum auquel l'étincelle jaillit, après quoi la tension diminue rapidemento L'allure de cette tension est représentée par la courbe V sur la figure 4. A son tour, le courant entre les électrodes prend l'allure de la courbe A ce qui fait qu'après l'étincelle, le courant se stabi- lise à une valeur intermédiaire avant de cesser complètemento La période dans laquelle s'effectue l'éjection de l'encre 37 est pratiquement celle qui est comprise entre les abscisses t1 et t2 o s'effectue la chute de tension de la décharge. En disposant liélectrode 40 à tnie distance comprise entre 0,2 et 1 mm du bord extérieur de la buse 36, on a trouvé que dans les limites des paramètres susdits pour l1encre, la buse, le circuit hydraulique et le circuit élecriqueq il suffît de disposer d'une tension maximale comprise entre 1000 et 3000 V, à laquelle correspond un courant maximal compris entre 10 et mA. la durée de la décharge et done de l'éjection t2 - t1 est comprise entre 5 et 15 is, de sorte qu'à la fréquence de 000 Hz, entre la fin d'une éjection et le début de la sui- vante, il reste un temps compris entre 45 et 35 es. Evidemment le transistor 59 (figure 3) peut 9tre commandé de manière à être rendu conducteur pendant un temps prédéter- miné, en appliquant sur le primaire 52 une impulsion carrée de tension Q (figure 4), par exemple d'une durée de 2 à 3 js. Sur le secondaire 58 (figure 3), l'inductance du circuit crée une onde de tension et de courant ayant pratiquement les allures indiquées par la figure 4. Un mode d'exécution de l'imprimante, servent par exemple à écrire sur une bande d'une calculatrice, comprend un chariot 66 (figure 5) qui effectue une translation sur deux guides 67 parallèles à un cylindre 68 servant de support au papier 69 et fixe transversalement. Sur le chariot 66 est disposée une t8te d'impression indiquée par la référence générale 70 et compre- nant un récipient prismatique 71 destiné à l'encre 72. le - 11 - récipient 71 est en matière isolante et muni à ses deux extré- mités de deux appendices cylindriques 73 et 74 auxquels sont reliés deux petits tubes 76 et 77 servant respectivement à l'adduction et à la décharge de l'encre 72. A cet effet, sur le châssis fixe de la machine sont disposés un réservoir à en- cre 78 auquel arrive le tube 77 et une pompe foulante 79 re- liée d'une part, au tube d'adduction 76, et, de l'autre, par un conduit 81, au réservoir 78, indiqué sur la figure 5, rabat- tu de 900. Le récipient 71 est fermé à l'arrière par une pla- quette 82 sur laquelle sont formées, comme on le verra mieux par la suite, une série de dix buses 83 disposées sur une ran- gée et équidistantes, par exemple de 5,08 mm de sorte que cha- que buse 83 est prévue pour écrire deux caractères. La plaquet- te 82 est également en matière isolante et porte à l'avant un circuit imprimé 84 sous la forme d'un conducteur commun disposé à l'intérieur du récipient 71. La plaquette 82 porte en outre, à l'arrière, un circuit imprimé 86 sous la forme d'une série d'anneaux 87 concentriques aux buses 83 et reliés, par l'in- termédiaire de conducteurs verticaux 88, à autant de zones terminales 89 (voir figures 7 et 8). Un connecteur multiple 91 (figure 6) comprenant une sé- rie de dix contacts élastiques 92 s'insère dans un prolonge- ment 93 vers le bas de la plaquette 82 de manière à maintenir chaque contact élastique 92 en contact avec la zone correspon- dante 89. Le connecteur 91 est en outre relié à une unité de pilotage 94 comprenant neuf circuits de pilotage, par exemple du type indiqué sur la figure 3. Le chariot 66 (figure 5) effectue un mouvement alterné sur une course utile de 5,08 mm tandis que le cylindre 68 fait avancer le papier 69 pas à pas. L'unité de pilotage 94 (figure ) est synchronisée selon la matrice de 5 x 7 points de sorte que l'impression peut s'effectuer jusqu'à la vitesse de 200 li- gnes/s. La plaquette 82 (figure 9) est constituée par une cou- che isolante d'une épaisseur de 0,5 mm, formée d'alumine ou d'autres matières réfractaires telles que la forstérite, la stéatite ou le verre ou bien de matières vitrocéramiques pou- vant être photogravées, par exemple des matières appelées "Fotoform", ou "Fotoceram", de la firme Corning Glass Works. Sur cette couche 82, on dépose par sérigraphie d'une part, le -12 conducteur commun 84, de l'autre, une première couche 96 d'un métal résistant à l'érosion même à haute tension comme le nickel Ensuite, par voie galvanique, on augmente cette couche d'une deuxième couche 97 d'un métal conducteur inoxydable et à point de fusion élevé tel que le platine9 de façon que le bord de la couche 97 soit à une distance de 0,2 mm du bord de la buse 36. Enfin, on effectue la perforation des buses 83 au moyen d'un laser de manière à obtenir un diamètre de 0,05 mm sur le bord extérieur de la buse 830 On peut aussi donner une argte vive 98 au bord intérieur de la buse 83, comme indiqué en tireté sur la figure 9, en pratiquant le trou par des moyens différents du rayon laser, par exemple deune perceuse, ou bien en exécutant après la per- foration au laser une opération de rectification de la surface intérieure de la plaquette 820 Lharelte vive 98 favorise la rupture des bulles de vapeur et donc leur e-pulsion. Le chariot 66 (figure 5) est monté de manière à amener les buses 83 à une distance de 0,1 à 5 mm du papier 69. On peut régler cette distance pour donner au siA e la meilleur-e résolution et la meilleure netteté possibleo A veo une distance de 0,2 mm, avec le mode d'exécution décrit, on a constaté au microscope éleetronique que les particules d'encre prennent une vitesse d'environ 50 m/s, donc très supérieure à la vites- se de translation du chariot 66 Pour écrire à 200 lignes/s à 20 000 Hz, en écrivant aussi bien à laller qu'au retour, le chariot 66 devrait en effet se déplacer à une vitesse de 3,5 m/s. Cela rend évident l'avantage relativement aux dispositifs d'impression connus à jet d'encre sur demandes o la vitesse de l'encre est du même ordre de grandeur que la vitesse de translation (environ 5 m/s pour la commande piézo-électrique) de sorte que le jet à section cir-culaire tend à produire un signe ovalisé présen-tant une baure aux etrémités. L'avantage subsiste même relativement aux dispositifs eonnus d'impression à jet d'encre continu o la vitesse de l'encre est à peu près triple de celle de la commande piézo- électrique mais reste toujours peu supérieure à celle de la translation entre pa- pier et buse. Une autre constatation faite au microscope électronique concerne les multiples microgouttes émises chaque fois par - 13 - une buse. On a constaté que le diamètre de ces microgouttes est compris entre 5 et 10 pm contre 50 à 60 um pour les gouttelettes obtenues avec la commande piézo-électrique de sorte qu'un volume égal d'encre émise avec l'étincelle pro- duit plusieurs centaines de mierogouttes au lieu d'une seule goutte. En se déposant sur la feuille, la gouttelette piézo- électrique se dispose comme indiqué en 99 sur la figure 10, avec une faible pénétration dans le papier 67 et une épais- seur maximale S qui nécessite un temps long pour le séchage ou même unesource de chaleur ou d'air chaud. Par contre, avec la projection engendrée par la décharge résultant de l'étin- celle, les différentes microgouttes pénètrent davantage dans le papier et s'étalent assez uniformément sur la surface comme indiqué en 100 sur la figure 10, présentant à l'air une surface ondulée et beaucoup plus grande que celle du si- gne 99 et avec une épaisseur maximale S' inférieure à l'épais- seur S de la couche 99. Il est ainsi évident que le signe engendré par la projection due à l'étincelle sèche immédia- tement et reste indélébile. On a constaté que le signe reste net, indélébile et sec, même sur du papier glacé ou trans- lucide comme le papier transparent pour dessins. Pour un dispositif d'impression à haute définition, le chariot 66 peut effectuer une translation tout le long de la ligne pour une écriture en série. La tête d'impression 70 peut être montée de manière à pouvoir tourner sur le chariot 66 par exemple autour d'un point central 101 (figure 8). La rotation peut être telle que l'on puisse écrire avec les diverses buses sur des lignes différentes d'un réseau pré- déterminé. Par exemple, l'inclinaison peut être telle que l'on couvre avec les dix buses la moitié de la hauteur du caractère de sorte que 2'on peut obtenir un caractère par deux passes de la tête 70. On obtient une bonne résolution avec un réseau de 0,2 mm. En pareil cas, un caractère de 2 mm de hauteur, compte tenu de l'espacement entre deux caractères, sera-constitué par 100 points 102 (figure 11). Avec une seule buse 83 du type décrit et une fréquence d'actionnement de 20 000 Hz, on obtiendra alors une vitesse d'impression de 200 caractères par seconde, tandis qu'avec une tête à 10 buses, la vitesse sera de 2000 caractères par o À - 14- seconde. Sur la figure 11, on a représenté, grossi 50 fois, un caractère écrit avec la tête d'impression 70 décrite ci-dessus et avec un réseau ayant un pas de 0,2 mm. On voit que les bords du caractère sont parfaitement définis. Sur la figure 11, les points 102 sont indiqués en tireté et donnent le profil théorique du caractère tracé avec ligne continue. Par contre, on a indiqué en 103 le profil effectif du caractère. On voit que les particules d'encre erratiques 104 et les parties de profil continu 105 qui tombent en de- hors du profil théorique sont relativement peu nombreuses et de petite dimension. Evidemment, on peut faire varier le nombre et la distance des buses 83 selon le type d'ap- plication pour lequel la tête 70 est conçue. En outre, on peut prévoir plusieurs têtes 70 en parallèle, chacune étant destinée à écrire une seule partie de ligne. En particulier pour une imprimante d'appareillage de transmission en fac- similé, la rangée de buses peut Étre disposde verticalement de façon que les diverses buses 83 explorent simultanément des lignes différentes. Evidemment, dans ce cas, le support du papier 69 devra être plan au lieu de cylindrique. La position relative de la buse 36 du récipient 34 et des électrodes 38 et 40 ainsi que leur fourme peuvent varier de différentes façons. De façon analogue, la circulation de l'encre 37 peut s'effectuer par des moyens autres que la pompe 54 aspirante ou foulante indiquée sur la figure 1. En particulier, la contre-électrode 40 adjacente à la buse 36 peut être constituée par une plaquette 106 (figure 12) pratiquement rectangulaire, présentant une pointe 107 dis- posée par exemple en dessous du bord de la buse 36. A son tour, l'électrode 38 peut 9tre constituée par une barrette 108 (figure 13) noyée dans une cloison isolante 109 du récipient 34 et présentant un appendice 111 plongé dans l'encre 37. Dans les modes d'exécution ci-dessus, on a supposé que l'encre circule dans le récipient sous l'action d'une pompe. Selon le mode d'exécution de la figure 14, la tête - 15 - d'écriture 33 est constituée simplement par une plaquette 112 munie de la contre-électrode 40 et de la buse 36. A la plaquette 112 est fixée l'extrémité d'un tube capillaire 113 dont le bord libre 114 est aligné sur le bord intérieur inférieur de la buse 36. Le tube 113 est relié à un réservoir 115 fixé sur le châssis de la machine. L'électrode 38 est immergée dans l'encre 37 du réservoir 115 dans lequel l'encre est maintenue à un niveau légèrement supé- rieur au bord 114 du tube 113. L'encre 37 monte ainsi par capillarité jusqu'au bord 114 et à cause de sa tension superficielle, elle forme un ménisque convexe 117 entre le bord 114 et le bord intérieur supérieur de la buse 113. Il se crée ainsi une gouttelette d'encre en position pratiquement constante, prête à recevoir l'impact de l'étincelle. Cette variante a aussi l'avantage d'expulser facilement dans l'air les bulles de vapeur qui se forment éventuellement à cause de l'étincelle. La variante de la figure 15 équivaut à celle de la figure 14 aux fins de la formation du ménisque. Dans la variante de la figure 15, le réservoir 118 est porté par le chariot m9me de la t9te 33 tandis que l'encre 37 est amenée à la buse 36 depuis une couche de matière poreuse 119 com- muniquant avec le réservoir 118 par un ou plusieurs conduits 120. la couche 119 arrive à l'endroit du bord inférieur de la buse 36 de sorte que l'encre forme un ménisque 121 dans la buse 36 et une série de ménisques 122 sur la surface libre de la couche 119. A son tour, l'électrode 38 est dis- posée sur la surface intérieure de la plaquette 35. Dans la variante de la figure 16, la matière poreuse est sous la forme d'un bâtonnet 123 placé à l'intérieur de l'électrode métallique 124 de forme cylindrique. Celle-ci est reliée par un tube flexible 125 à un réservoir à encre fixé sur l'imprimante. La surface terminale du bâtonnet 123 est en contact avec l'air et se recouvre d'une série de ménisques 127 auxquels arrive la décharge d'ions tandis que les bulles de vapeur se déchargent facilement dans l'air. - 16 - Selon un autre mode d'exécution de l'invention, afin que la buse soit libre du ménisque, on utilise une couche poreuse comme conduit à encre dans le circuit hydraulique comprenant une pompe non représentée. Dans le schéma de la figure 17 et des suivantes, la circulation de l'encre provoquée par la pompe est indiquée par une flèche ondulée. Dans la variante de la figure 17, la couche poreuse est maintenue détachée de la surface intérieure de la plaquette à l'endroit de la buse 36 par l'épaisseur do l'électrode 38 qui est suffisamment espacée du bord intérieur de la buse 36. Dans la surface libre de la touche poreuse se forment de multiples ménisques convexes 129 sT>^ lesquels vient jaillir l'étincelle à cause de la distance minime entre la contreb électrode 40 et l'électrode 38. La uourface libre suffisam- ment vaste de la couche poreuse 128 permet l'absorption des bulles de vapeur éventuelleso Dans la variante de la figuro 18, un tro 150 de la paroi postérieure 131 de la t9te 33 et de la couche voreuse 128 facilite l'évacuation des bulles de vaper dans l'air. Dans la variante de la figure t9 l'électrode 38 en tôle est disposée entre la couehe poreuse 128 et la paroi pose térieure 133 tandis que le trou 134 de la couche poremse et donce aussi de l'électrode 38 et de la Daîmi 133 a uM diamètre tel que l'anneau entre la couehe 128 et le bord intérieur de la buse 36 soit èlmin de sorte que la sur- face de la couche 128 qui est exposée aux décharges est * notablement accrue et est constituée par la surface inte- rieure du trou 134.. videmment, les varianlltes des figures 17 a 19 peuvent aussi fonctionner si l'on supprime la ma- tière poreuse et si on laisse l'encre stécouler librement dans l'interstice. Selon aun autre mode d'exécution, en utilise une encre magnétique plongée dans un champ magnétique dont les lignes de force maintiennent les particules d'encre à l'endroit de l'entrée de la buse 36. Dans la variante de la figure 20, le champ magnétique est obtenu avec un aimant permanent annulaire 141 coopérant - 17 - avec une armature 142 sur laquelle est fixé un cylindre 143 passant à l'intérieur de l'aimant 141 et présentant une extrémité arrondie 144. Les lignes de force du circuit magnétique se disposent comme indiqué en tireté sur la figu- re de sorte que les particules d'encre magnétique, tout en étant soumises à la circulation causée par la pompe, se disposent sur les c6tés de l'extrémité 144 du cylindre 143 et laissent libre la buse 36 pour le guidage des particules d'encre extraites de l'étincelle. La variante de la figure 21 comporte deux aimants per- manents 146 et 147 orientés en sens inverse. Dans le courant de l'encre magnétique, les lignes de force prennent donc l'allure indiquée en tireté sur la figure 21 et sont plus serrées vers la paroi 148. Les particules d'encre se dis- posent de manière à pouvoir être mieux guidées par la buse 36. Evidemment, dans les deux variantes des figures 20 et 21, les aimants 141, 146 et 147 peuvent 8tre formés de caout- chouc magnétique au lieu d'gtre formés de matériau ferreux magnétique. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, entre la buse 36 et l'encre est prévue une couche d'air conçue pour garantir la séparation entre le ménisque d'encre et la buse. En particulier dans la variante de la figure 22, le récipient à encre 34 est fermé par une plaquette 149 portant la contre-électrode 40 autour d'un trou 150 o se forme le ménisque 42. Une deuxième plaquette 151 est disposée à une certaine distance de la plaquette 149 à laquelle elle est reliée par exemple latéralement de manière à former un espa- cement 152 qui permet une circulation verticale de l'air. La buse 36 proprement dite qui sert à guider l'encre est portée par la plaquette 151 de sorte qu'elle sert seulement à guider les particules d'encre projetées à l'intérieur. La plaquette 151 bloque par contre les particules microsco- piques éventuelles d'encre qui ne sont pas expulsées paral- lèlement à l'axe du trou 150. L'espacement garantit en outre l'évacuation des bulles de vapeur éventuelles. - 18 - Dans la variante de la figure 23, la contre-électrode est constituée par une métallisation 153 d'un trou de la deuxième plaquette 151 de sorte que la buse 36 est formée par cette métallisation 153. Dans la variante de la figure 24, la contre-électrode 40 est disposée sur la paroi exté- rieure de la deuxième plaquette 151. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, la circulation de l'encre se fait à travers un canal concen- trique à la buse. Dans la variante de la figure 25, l'encre est aspirée d'un trou 156 de la paroi postérieure 157 qui est relié par un tube flexible 158 à la pompe. L'adduetion de l'encre s'effectue par l'intermédiaire de deux conduits 159 disposés au-dessus et en dessous de la buse 36. L'élec- trode 38 est fixée sur la paroi 157 tandis que la contre- électrode 40 est fixée sur la plaquette antérieure 160. Il est clair que le tourant de l'encre crée un recul du ménisque 42 relativement à la buse 36 et une réduction de la pression de l'encre à l'endroit de la buse 36. Dans les variantes des figures 26 et 27, le trou cen- tral est obtenu au moyen d'un tube rigide respectif, 161, 162. Le tube 161 est métallique et joue le r6le d'électrode. Le tube 162 est isolant et porte intérieurement l'électrode 38. Evidemment, le sens du courant d'encre, dans les trois variantes des figures 25, 26 et 27, peut être inversé sans modifications appréciables dans le résultat du jet d'encre. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, la buse est formée de deux parties conçues de telle sorte qu'el- les constituent une interruption par suite des caractéristi- ques physiques ou géométriques de leur surface intérieureo Dans la variante de la figure 28, la paroi antérieure du ré- cipient 34 est formée de deux plaquettes semblables 163 et 164 percées individuellement au laser et ensuite soudées. De cette manière, les deux trous 165 et 166 forment, dans le plan de contact 167 des plaquettes une interruptionde sorte que le trou 165 se comporte comme buse de guidage et n'est jamais envahi par le ménisque 42 de l'encre. Dans la variante de la figure 29, les deux plaquettes - 19 - 168 et 169 sont formées de deux matériaux différents, en particulier la matière de la plaquette 169 est plus mouil- lable par l'encre que la matière de la plaquette 168. Les deux plaquettes 168 et 169 sont d'abord soudées entre elles et ensuite percées ensemble. Dans ce cas aussi, dans le plan de séparation 170 des deux plaquettes, on obtient une dis- continuité de la surface de la buse qui arrête le ménisque et ne lui permet pas de dépasser ce plan de sorte que la partie de buse constituée par le trou 171 de la plaquette 168 sert seulement à guider les particules d'encre sortant du trou 172 de la plaquette 169. Il est entendu qu'au dispositif d'impression décrit, on peut apporter diverses autres modifications et perfec- tionnements sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, l'encre peut être maintenue agitée dans le récipient 34 par des moyens différents de la pompe, par exemple une bille ou une microventouse disposée derrière la buse et se dépla- çant sous l'effet des accélérations ou d'un champ magnéti- que. Dans le cas de plusieurs buées en parallèles, la bille peut 8tre remplacée par une barrette cylindrique ou cannelée commune à toutes les buses. Enfin, la buse 36 peut diverger relativement à la bille ou à la barrette. Enfin, on peut favoriser l'évacuation des bulles de vapeur en installant simplement sur la tête un vibrateur à haute fréquence. - 20 - REVENDICATI0NS 1.- Dispositif d'impression à jet d'encre dans lequel l'impression s'effectue en provoquant l'émission sélective de particules d'encre liquide (37) par une buse (36), dans lequel l'encre liquide (37) est en contact électrique avec une élec- trode (38) et une contre-électrode (40) est disposée auprès de la buse (36), dispositif caractérisé par le fait que l'en- ere est conductrice de l'electricité et quail comprend des moyens électriques pouvait être actio 's sélectivement pour exciter l'électrode (38) et la contreeélectrode (40) avec une tension telle qu'elle engendre, eantre le mé-nisue de l'encre et la contre-électrode (40), un état dIagîitaion tel qu'il cause l'expulsion de multiples particules d'encre à travers la buse (36). 2.- Dispositif selon la revendication 1 caractéSrisé par le fait que l'état d'agitation eSt créé par la décherge d'ions produite par la tension de la oontreeéleetwode (40) au ménisque (42) et par la chaleur qci ea résel 3.- Dispositif selon l'une des revendications - et 2, caractérisé par le fait que la tension est telle qu'elle engendre au moins une étincelle entre la contre-électrode (40) et le ménisque (42). 4.- Dispositif selon la revendieation 5, caraetérisé par le fait que la tension est de 1000 à 3000 V pendant un temps de 10 à 40 es. - 5- Dispositif selon l'une des revaendications 1 à 42, caractérisé par le fait que la contre=électrode (40) est disposée sur la surface extérieure d'une plaquette de fer- meture (35) d'un récipient à encre (34), la contre-électrode (40) étant en matière électriquement isolante. 6 - Dispositif selon l'une des revendications i à 5, caractérisé par le fait que l'encre est maintenue sous une pression telle qu'elle forme un ménisque (42) de sur- face libre à l'intérieur de la buse (36). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'encre est maintenue en circulation à l'endroit de la buse (36) sous l'action d'un circuit - 21 - hydraulique comprenant une pompe (54) branchée entre le récipient (34) et un réservoir à encre (51) de capacité très supérieure à celle du récipient. 8.- Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, ca- ractérisé par le fait dans dans le récipient (34), l'encre est contenue dans une couche de matière poreuse (119). - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'électrode (124) est constituée par une barre creuse constituant en outre l'un des conduits du circuit hydraulique. 10.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'encre (37) est amenée par capillarité d'un réservoir jusqu'à l'embouchure de la buse (36). 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la capillarité est assuré par un tube capillaire (113) dont l'extrémité libre est adjacente au bord inférieur de la buse (36). 12.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la capillarité est assurée par une couche de matière poreuse (123) dont l'extrémité libre est adja- cente au bord de la buse (36). 13.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens permettant de maintenir le ménisque de la surface libre de l'encre à une distance prédéterminée du bord extérieur de la buse (36). 14.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les moyens mentionnés sont conçus vour maintenir le ménisque à l'extérieur de la buse (36). 15.- Dispositif selon l'une des revendications 5, 8 et 14, caractérisé par le fait que les moyens de maintien du ménisque comprennent une cavité entre la matière poreuse (128) et la surface intérieure de la plaquette de la buse (36). 16.- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la cavité est constituée par un trou (134) prévu dans la matière poreuse (128), coaxial à la buse (36) et o l'air circule librement* - 22- 17.- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait que le trou (134) est aligné sur un trou du récipient à encre (34). 18.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les moyens de maintien du ménisque (42) comprennent une deuxième plaque présentant un trou aligné sur la buse (36). 19.- Dispositif selon la revendication 18, caractérisé par le fait que les deux plaques (163, 164) sont formées de la même matière isolante et sont percées indépendamment l'une de l'autre et ensuite montées en contact entre elles de manière à engendrer une discontinuité dans la surface de la buse. 20.- Dispositif selon la revendication 18, caractérisé par le fait que les deux plaques (168e 169) ont un degré différent de mouillabilité par l'encre et qu'elles sont d'abord collées entre elles et ensuite percées. 21.- Dispositif selon la revendication 18, caractérisé par le fait que les plaques (149, 151) sont montées à une distance prédéterminée l'une de l'autre de manière à former un interstice (152) dans lequel eircule de l'air. 22.- Dispositif selon la revendication 21, caractérisé par le fait que la contre-électrode (40) est imprimée sur la plaque intérieure (149). 23.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fitqe l'eacre est de type magnétique et que les moyens mentionnés comprennent des moyens à aimant (141) disposés derrière le récipient (34) et conçus pour raréfier l'encre à l'endroit de l'embouchure de la buse (36). 24.- Dispositif selon la revendication 23, caractérisé par le fait que les moyens à aimant comprennent un aimant permanent (141) de forme annulaire, coaxial à la buse (36), et une armature munie d'un appendice cylindrique (143) passant dans le trou de l'aimant (141) et présentant une partie plongée dans l'encre. 25.- Dispositif selon la revendication 23, caractérisé par le fait que les moyens à aimant comprennent une - 23 - paire d'aimants (146, 147) orientés en sens opposé, et disposés symétriquement par rapport à l'axe de la buse (36). 26.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé par le fait que l'encre contient 3 à 5% de particules colorées dans un mélange contenant du diéthylène- glycol et un électrolyte pouvant lui conférer une conducti- vité de 4 à 6 mmhos/cm. 27.- Dispositif selon la revendication 26, caractérisé par le fait que l'encre a une densité de 1,01 à 1,1 et une tension superficielle de 300 à 50 pN/cm. 28.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 27, caractérisé par le fait que le support d'impression (69) est disposé à une distance de 0,1 à 5 mm du bord extérieur de la buse (36). 29.- Dispositif selon l'une des revendications 7 à 28, caractérisé par le fait qu'il comprend de multiples buses (83) disposées à un espacement constant sur une seule tête d'impression, le circuit hydraulique étant disposé entre un récipient (71) commun aux buses et le réservoir (78)4 30.- Dispositif selon la revendication 29, caractérisé par le fait que la tête est montée sur un chariot (66) mobi- le transversalement, la pompe (79) et le réservoir (78) étant fixé sur le châssis de la machine. 31.- Dispositif selon la revendication 30, caractérisé par le fait que les buses (83) sont disposées sur une ran- gée pouvant s'incliner de façon variable de manière à inté- resser simultanément différentes lignes d'un réseau d'im- pression. 32.- Dispositif selon la revendication 31, caractérisé par le fait que le réseau a un pas variable entre 0,1 et 0,2 mm de manière à imprimer des caractères à haute défi- nition. 33.- Tête d'impression à jet sélectif d'encre dans laquelle on effectue l'impression en provoquant l'émission sélective de particules d'une encre liquide en contact électrique avec une électrode (38) qui est mise sélective- - 24 - ment sous tension électrique relativement à une contre- électrode (40), tête caractérisée par le fait qu'elle com- prend un récipient à encre (34) conducteur de l'électricité ce récipient (34) -étant formé de matière électriquement iso- lante et étant muni d'une buse d'un diamètre intérieur à 0,2 mm, l'électrode (38) et la contre-électrode (40) étant portées par le récipient (54), 34o- Tgte selon la revendication 33, caractérisée par le fait que la buse (56) est formes sur une plaquette iso- lante (35) de fermeture d%% rcipiesnt (54)o 35.- T8te selon la 2'evendication 349 atératrisée par le fait que la contreélectrode (-O) est imprimée sur la plaquette (35) sous la foIme du élc-ément se terianmt en pointe à c6té du bord de la buse (36)o 56.- Tgte selon l'une des revendications 34 et 35t caractérisée par le fait que la contrellectrode (40) est imprimée sur la plaquette (55) sous a forme d'un anneaul autour du bord de la buse (36)o 37.- Tgte selon l2ime des revendiation 35 et 36, caractérisée par le fait que la cortreélectrode (40) est disposée à une distance de 0,02 à 2 m du bord de la buse (36). 38.- Tgte selon l'une des revendications 35 à 37, caractérisée per le fait que la buse (36) a tu diertere de 0,05 à 0,2 mm et une longueur de 02 à 0,O5 ko 39.- Tgte selon l'une des revendications 33 à 38, caracteriseepar le fait que l'éleotrode (38) est constituée par une barre plongée dans l'encre. 40.- Tète selon la revendication 39, caractérisée par le fait que la barre (38) est partiellement noyée dans une cloison isolante. 410- Tgte selon la revendication 39, caractérisée par le fait que la barre (38) est creuse intérieurement et coaxiale à la buse (36). 42 - Tête selon l'une des revendications 35 et 56, caractérisée par le fait que l'électrode (38) est imprimée sur l'autre surface de la plaquette (35) - 25 - 43.- Tête selon l'une des revendications 35 et 36, caractérisée par le fait que l'électrode (38) est imprimée sur une deuxième paroi du récipient (34). 44.- Tête selon l'une des revendications 33 à 43, caractérisée par le fait que la buse (36) a une surface intérieure légèrement conique et est obtenue au moyen d'un rayon laser. - Tête selon la revendication 44, caractérisé par le fait que le bord intérieur de la buse (36) forme une arête vive pour faciliter la rupture des bulles de vapeur. 46.- Tête selon l'une des revendications 34 et 39 à 45, caractérisée par le fait que la contre-électrode (40), est constituée par une métallisation (153) de la surface inté- rieure d'un trou coaxial à la buse (150), porté par une deuxième plaquette (151) parallèle à celle de la buse (150).