Brevet FR2503041A1 — publié le 19821008

Procédé et dispositif pour la fabrication d'une impriman- te opérant par jet d'encre. L'invention concerne un procédé pour la fabrica- tion d'une imprimante opérant par jet d'encre et compor- tant au moins une tuyère de jet d'encre dont le comparti- ment de pression est aménagé dans un rebord de comparti- ment et est obturé par une membrane métallique sur laquel- le est placé un élément entraîneur servant à éjecter des gouttelettes d'encre en provenance de la tuyère. L'invention concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Une telle imprimante est connue du document allemand "Offenlegungsschrift" N - 28 08 407. Dans un re- bord de compartiment, on a façonné un compartiment de pression, obturé par une membrane métallique. Au-dessus de cette membrane se trouve l'élément entraîneur piézo-élec- trique. Une des lignes électriques conduisant à l'élément entraîneur est connectée à la membrane métallique. C'est pourquoi l'épaisseur de celleci doit être relativement forte. La liaison entre l'élément entraîneur, la membrane et le rebord de compartiment est réalisée à l'aide d'une colle. Pour obtenir en outre d'une part une liaison dura- ble et d'autre part une jonction électrique convenable, la liaison réalisée à l'aide d'une colle doit avoir lieu sous pression relativement élevée et en respectant une durée de séchage assez longue. C'est pourquoi la fabrica- tion d'une telle imprimante opérant par jet d'encre est fastidieuse et prend beaucoup de temps. Il appartient également à la technique connue de fixer la membrane à l'aide de vis sur le rebord de compartiment. Pour que cette liaison soit étanche au vide, on doit utiliser bon nombre de vis, particulièrement dans le cas o l'imprimante comporte des compartiments de pres- sion et des tuyères de jet d'encre en plus grand nombre. La fabrication d'une telle imprimante aussi est difficile et prend beaucoup de temps. En outre, on n'a pas la garantie d'une liaison étanche au vide. Or, l'invention a pour but d'indiquer un procédé et un dispositif pour la fabrication d'une imprimante opérant par jet d'encre et permettant non seulement une -liaison simple et rapide entre la membrane métallique et le rebord de compartiment mais également le façonnage du compartiment de pression avec un passage étroit lié à ce compartiment sans donner lieu à beaucoup de perte de temps. De plus, le dispositif permettant la mise en oeuvre d'un tel procédé doit être de constitution simple. A cet effet, le procédé conforme à l'invention a la particularité que le façonnage du compartiment de pres- sion et d'un passage étroit résulte de l'enfoncement du rebord de compartiment, le passage étroit établissant la liaison entre le compartiment de pression et une conduite pour l'admission de l'encre, et que la liaison étanche au vide entre la membrane métallique et le rebord de compar- timent résulte d'un soudage par faisceau d'énergie, le dernier étant-dans ce but guidé le long des bords du com- partiment de pression et du passage étroit. Conformément à l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé a la particularité que ce dispositif est muni d'un support dans lequel il est possible de positionner et de maintenir en place mutuellement le rebord de compartiment et la membrane métallique et qui comporte au moins une ouverture correspondant au contour à souder, le faisceau d'énergie pouvant être guidé le long du bord de ladite ouverture. En guise de faisceau d'énergie, on utilise avan- tageusement un faisceau dINélectrons ou un faisceau de laser. Sous l'action de microprocesseurs, le faisceau utilisé peut être dévié le long du contour à souder. Le fait que, de préférence dans une même phase de fabrication, le compartiment de pression et le passage étroit sont obtenus par enfoncement dans le rebord de compartiment, fournit comme avantages de pouvoir conduire à une grande vitesse de traitement spécialement lorsque le nombre de compartiments de pression est élevé, d'amé- liorer notablement la résistance du matériau en conséquen- ce de la densité accrue de celui-ci par la pression de déformation élevée, et d'exclure l'endommagement des fibres de matériau, ce qui a comme résultat que la résistan- ce à la corrosion du compartiment de pression est meilleure. Du fait de pratiquer le soudage par un faisceau d'énergie, il est possible de réduire notablement la durée nécessaire pour établir la liaison entre d'une part un compartiment de pression et un passage étroit et d'autre part la membrane métallique. Des expériences ont démontré que le façonnage de l'entier cordon de soudure autour du passage étroit et du compartiment de pression est possible en une durée comprise entre 1 seconde et 2 secondes. En outre, on obtient ainsi que la charge thermique imposée au matériau est faible. Comme avantages supplémentaires, on cite la grande reproductibilité d'un même contour de soudage, la pureté de celui-ci ainsi que son étanchéité au vide. Il est particulièrement avantageux lorsque l'en- droit o l'on-commence le soudage du cordon est choisi de façon que le soudage des points de soudage entre lesquels il existe peu de distance ait lieu à des instants nette- ment séparés dans le temps. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente en coupe une imprimante opérant par jet d'encre, munie d'un seul compartiment de pression et répondant à l'invention. - La figure 2 est la vue en plan de l'imprimante selon la figure 1. La figure 3 montre à plus grande échelle le dé- tail indiqué par la lettre X sur la figure 1. La figure 4 est la vue en plan d'une imprimante opérant par jet d'encre, munie de six compartiments de pression et répondant à l'invention. La figure 5 représente en coupe encore une autre imprimante conforme à l'invention. La figure 6 représente un dispositif répondant à l'invention et permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 7 est la vue en plan du dispositif selon la figure 6. Sur les figures 1 et 2, la tête enregistreuse d'une imprimante opérant par jet d'encre comporte essen- tiellement un rebord de compartiment 9 dans lequel se trouve une conduite 5 pour l'admission d'encre. A cette conduite 5 appartient un raccord à vis 6. Ladite conduite débouche dans un passage étroit 4 qui par son autre extrémité débouche latéralement dans un compartiment de pression conique 2. Au centre de celui-ci-se trouve le commencement d'un canal de tuyère de jet d'encre 8. Sur le rebord de compartiment 9, on a fixé, à l'aide d'une colle, un bloc 10, en matière isolante, dans lequel ledit canal 8 est prolongé jusqu'à une tuyère de jet d'encre 7. Au lieu dudit bloc 10, la tête peut comporter une plaque à tuyère qui de façon connue est liée directe- ment au rebord de compartiment. De plus, on a fixé dans le rebord de compartiment 9 un raccord à vis électrique 11 pour établir la connexion électrique avec un élément en- traineur 3. Le compartiment de pression 2 est obturé par une membrane métallique 1 qui couvre toute la largeur du rebord 9. Sur ladite membrane 1, on a placé, de préféren- ce à l'aide d'une colle, l'élément entraineur 3. Le col- lage de l'élément entraineur s'est avéré efficace en raison de ce qu'il s'agit ici d'un matériau relativement cassant. La ligne de connexion électrique 13 de l'élément entraîneur 3 est connectée à un raccord électrique 16 qui est fixé dans le bloc isolant 10. La fabrication de ce dispositif a lieu de façon que dans le rebord 9 se forme d'abord par enfoncement le compartiment conique 2 avec le passage étroit 4, le canal de. tuyère de jet d'encre 8 étant réalisé ensuite par forage. Puis, la membrane métallique 1 est posée sur le rebord de compartiment 9, l'ensemble positionné de la sorte étant introduit dans un support 20. (voir les figures 6 et 7). Ledit support 20 comporte des ouvertures 21 dont les bords sont adaptés au contour à souder. Ensuite, le long de ce contour, on réalise le cordon de soudure à l'aide d'un faisceau d'électrons ou d'un faisceau de laser. Le contour de ce cordon affecte la forme d'un trou de serrure. De préférence, on commence la formation du cordon dans le point A (figure 2), et ensuite, par le passage étroit et autour du compartiment de pres- lO sion, on reprend le soudage vers le passage étroit jusqu'au point de départ A. Ayant pratiqué de la sorte, on obtient que dans la zone du passage étroit, la portion de cordon déposée en premier lieu s'est déjà refroidie lorsqu'on pratique le soudage de l'autre côté du passage étroit. En concordance avec la géométrie du compartiment de pres- sion et du passage étroit, le cordon de soudure est formé par les deux portions longitudinales 14 et 15, réunies par une liaison 12. La figure 3 permet de se rendre compte que la profondeur de-pénétration du cordon 14 dans le rebord 9 n'est pas grande. L'épaisseur de la membrane métallique 1 peut être très petite, par exemple inférieure à 0,1 milli- mètre. Cette épaisseur est alors inférieure à la moitié de l'épaisseur de l'élément entraîneur 3. En outre, il est possible de poser le cordon de soudure 12 très proche du bord du compartiment de pression. La figure 4 est la vue en plan d'une imprimante opérant par jet d'encre et munie de six compartiments de pression occupant une même rangée. Ainsi, l'imprimante est capable d'imprimer des caractères formés par un ensemble matriciel de points. Sur ladite figure 4, la membrane métallique n'a été représentée que sur deux compartiments à gauche sur la figure, et ne figure donc pas sur les autres compartiments de pression. Les chiffres utilisés sur la figure correspondent à ceux utilisés sur les figures 1 et 2. La figure 5 illustre une variante d'une tête d'imprimante conforme à l'invention. Suivant cette varian- te, on a posé sur la membrane 1 une bague de pression 17, de préférence en cuivre, munie d'une ouverture centrale 19. Dans cette ouverture 19, l'élément entraîneur 3 se trouve alors sur la membrane libre 1. Comme décrit déjà ci-dessus, la bague de pression 17 et la membrane métal- lique 1 peuvent alors être réunies, au cours d'une même phase de fabrication, par un soudage par faisceau d'éner- gie. Un tel agencement est utilisé de préférence lorsque, pour des raisons_ de géométrie, le cordon de soudure ne doit pas être posé proche des bords du compartiment de pression 2. Comme la raideur de la bague de pression 17 est assez grande, il est possible de poser le cordon 18 plus loin du compartiment de pression 2. Les figures 6 et 7 montrent un dispositif dans lequel on a introduit le rebord de compartiment 9 et la membrane 1 pour réunir par soudage ces constituants à l'aide d'un faisceau d'énergie. Le dispositif en question est formé par un support 20 qui dans sa partie supérieure comporte un fond noyé 22. Ce fond est muni d'ouvertures 21 ayant le contour du cordon de soudure. De plus, le sup- port 20 comporte un arrêt 25 contre lequel s pose le re- bord de compartiment 9 avec la membrane 1 après leur introduction par une ouverture ad hoc 29. Pour éviter une accumulation d'air lors de cette introduction, il existe une ouverture de ventilation 24. A la partie inférieure du support 20, on a élaboré une plaque immobile 28 dans laquelle sont vissées des vis de pression 27. Si l'on fait tourner ces vis 27, un poussoir 26 est glissé contre le rebord de compartiment 9 qui de ce fait, par 1'intermé- diaire de la membrane 1, est amené planéairement contre la face inférieure du fond 22% De par le déplacement du support 20 dans la di- rection de la flèche P, la ligne médiane de l'ouverture dans laquelle il y a lieu d'effectuer le soudage, vient à se situer exactement sous la ligne médiane du faisceau d'énergie 31 émis par le générateur 30. Par déviation adéquate de ce faisceau 31, celui-ci est guidé le long des bords de ladite ouverture. La déviation la plus pronon- cée correspond à l'ang1e i sur la figure 6. La commande du faisceau d'énergie peut être * programmée. De préférence, pour la déviation du faisceau d'énergie 31, la paroi latérale de l'excavation pratiquée dans la partie supérieure du support 20 est en forme de chanfrein 23. Pour que l'évacuation de la chaleur soit convenable, le support 20 est de préférence en cuivre. Ce qui dans-ce cas est important surtout, c'est que le fond noyé 22 donne lieu à l'évacuation convenable de la chaleur. REVENDICATIONS: 1. Procédé pour la fabrication d'une imprimante opérant par jet d'encre et comportant au moins une tuyère de jet d'encre dont le compartiment de pression est aménagé dans un rebord de compartiment et est obturé par une mem- brane métallique sur laquelle est placé un élément entraî- neur servant à éjecter des gouttelettes d'encre en prove- nance de la tuyère, caractérisé en ce que le façonnage du compartiment (2) et d'un passage étroit (4) résulte de l'enfoncement du rebord de compartiment (9), le passage étroit (4) établissant la liaison entre le compartiment de pression (2) et une conduite (5) pour l'admission de l'en- cre, et que la liaison étanche au vide entre la membrane métallique (1) et le rebord de compartiment (9) résulte d'un soudage par faisceau d'énergie, ce dernier étant-dans ce but guidé le long des bords du compartiment de pression (2) et du passage étroit (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau d'énergie est un faisceau d'électrons. 3. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que le faisceau d'énergie est un faisceau de laser. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif est muni d'un support (20) dans lequel il est possible de positionner et de maintenir en place mutuellement le rebord de compartiment (9) et la membrane métallique (1) et qui comporte au moins une ouverture (21) correspondant au contour à souder, le faisceau d'énergie pouvant être guidé le long du bord de ladite ouverture. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que le support (20) est réalisé en un matériau évacuant convenablement la chaleur. 6. Imprimante opérant par jet d'encre et fabriquée par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication Z503041 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que la section transversale du passage étroit (4) débouchant latéralement dans le compartiment de pression (2) est triangulaire. 7. Imprimante selon la revendication 6, caractéri- sée en ce qu'une des lignes de connexion électriques (11) de l'élément entraîneur (3) est raccordée au rebord de compartiment (9). 8. Imprimante selon la revendication 6 ou 7, carac- térisée en ce qu'au-dessus de la membrane métallique (1), on a placé une bague de pression (17) qui avec la membrane (1) est fixée sur le rebord de compartiment (9) par soudage à l'aide d'un faisceau d'énergie.