Brevet FR2536013A1 — publié le 19840518

-1- "Procédé de fabrication d'une imprimante par jet d'encre à une ou plusieurs tuyères " L'invention concerne un procédé de fabrication d'une im- primante par jet d'encre à une ou plusieurs tuyères dans laquelle la chambre de compression et le canal d'étranglement associés à chaque tuyère sont aménagés dans un corps en forme de barrette et sont re- couverts d'une membrane métallique commune à toutes les chambres de compression et à tous les canaux d'étranglement, membrane sur la- quelle est disposé, au niveau de chaque chambre de compression, un élément entraîneur servant à éjecter une gouttelette d'encre en pro- venance de la tuyère. Une imprimante de ce genre est connue de la demande de brevet allemand, première publication, No 2 808 407 Dans un corps en forme de barrette est pratiquée une chambre de compression recou- verte d'une membrane métallique Cette membrane est surmontée de l'élément entraîneur piézo-électrique Une des lignes d'alimentation électriques des éléments entraîneurs est connectée à la membrane métallique Ceci explique pourquoi l'épaisseur de celle-ci doit être relativement grande L'élément entraîneur, la membrane et le corps en forme de barrette sont liés entre eux par des couches de colle. Pour permettre d'obtenir ainsi une liaison durable d'une part et une jonction électrique convenable d'autre part, il est nécessaire d'ef- fectuer le collage sous une pression relativement élevée et de res- pecter une durée de séchage assez longue De ce fait, la fabrication d'une telle imprimante 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 corps en forme de barrette Pour permettre d'obtenir une liaison étanche au vide, il est nécessaire d'utiliser bon nombre de vis, particulièrement dans le cas ou l'im- primante comporte des chambres de compression et des tuyères à jet d'encre en plus grand nombre La fabrication d'une telle imprimante aussi est difficile et prend beaucoup de temps De plus, on n'a pas la garantie d'une liaison étanche au vide entre la membrane métalli- que et le corps en forme de barrette. -2- On a également proposé de réaliser une liaison étanche au vide la membrane et le corps en forme de barrette par soudage au faisceau d'énergie Suivant ce procédé, le rayon d'énergie est guidé le long des bords des chambres de compression et des canaux d'étran- glement de façon que se produisent des soudures ponctuelles entre le corps en forme de barrette et la membrane métallique; Toutefois, ce procédé ne permet pas d'obtenir une liaison précise de la membrane suivant les bords des chambres. A cet effet, l'invention vise à indiquer un procédé de réalisation pour la liaison de la membrane et du corps en forme de barrette d'une imprimante par jet d'encre qui permet d'établir la liaison entre le corps en forme de barrette et la membrane métalli- que d'une manière simple et rapide et d'obtenir ainsi une liaison entre ces deux parties qui est étanche au vide et s'étend précisé- ment jusqu'aux bords des chambres et des canaux d'étranglement. Ce but est atteint du fait que le corps en forme de bar- rette et la membrane métallique placée sur la face de ce corps o se trouvent les chambres de compression et les canaux d'étrangle- ment, sont serrés entre deux plaques de serrage et sont appliqués sous pression l'une contre l'autre et qu'ensuite est établie par soudage par diffusion une liaison atomique entre le corps en forme de barrette et la membrane métallique ainsi serrés Suivant un autre mode de réalisation conforme à l'invention, on interpose une plaque céramique entre le corps en forme de barrette et l'une des plaques de serrage d'une part et entre la membrane métallique et l'autre plaque de serrage d'autre part Ainsi, on élimine le risque d'un fusionnement éventuel du corps en forme de barrette ou la membrane métallique d'une part et des plaques de serrage d'autre part Des expériences ont montré que le procédé de diffusion produit un résul- tat excellent s'il est effectué sous vide et que la totalité du corps en forme de barrette est en nickel et la membrane métallique est en acier et si on utilise alors une température de diffusion de l'ordre de 9000 C et que l'agencement complet est chauffé à cette température durant 15 à 20 minutes environ. Des procédés de diffusion sont en soi connus, par exemple, inem de la revue "Metall" N O 4, 33 année, 1979, pages 355 à 360. Par rapport au procédé usuel de soudage, ce procédé a la propriété -3qu'au cours de l'opération de soudage n'apparaît pas de phase dans laquelle les matériaux à traiter sont fluidifiés Cela constitue notamment un avantage pour la liaison à établir entre le corps en forme de barrette et la membrane métallique d'une imprimante par jet d'encre, du fait que d'une part, ces parties ont des dimensions re- lativement faibles et, d'autre part, elles ne doivent pas être dé- formées pour maintenir constantes les dimensions des chambres et des canaux d'étranglement C'est surtout dans le cas o le corps pré- sente plusieurs chambres de compression qu'un écart de ces dimen- sions affecte la quantité d'éjection et la forme des gouttelettes d'encre éjectées. La description suivante, en regard du dessin annexé, per- met de mieux comprendre comment l'invention est réalisée. La figure 1 est une coupe d'une imprimante par jet d'encre munie de six chambres de compression. La figure 2 est une vue en plan de l'imprimante par jet d'encre de la figure 1, la membrane métallique étant enlevée. La figure 3 représente un dispositif servant à souder par diffusion le corps en forme de barrette et la membrane métallique. La tête d'impression, selon les figures 1 et 2, d'une im- primante à jet d'encre est constituée essentiellement par un corps 1 en forme de barrette dans lequel est pratiqué un canal d'admission 2 de l'encre A ce canal d'admission 2 est associée une tubulure de raccordement 3 Dans le canal d'admission 2 débouchent des conduites d'admission 6 qui à la surface du corps 1 en forme de barrette, com- muniquent avec des canaux d'étranglement 12 s'étendant latéralement. Ces canaux d'étranglement 12 débouchent sur le côté de chambres de compression coniques 11 Au centre de ces chambres de compression 11 est disposé le canal de tuyère 10 Ces canaux de tuyère 10 sont con- duits d'une manière connue, non représentée, à travers le corps de base de l'imprimante par jet d'encre et débouchent, à l'extrémité inférieure du corps de base 7, dans des tuyères 18 très rapprochées d'une plaque porte-tuyères 9 Cette plaque porte-tuyères 9 est main- tenue contre le corps de base 7 au moyen d'un ressort de rappel 8. La face du corps 1 en forme de barrette dans laquelle sont pratiquées par découpe les chambres de compression 11 et les canaux de tuyère 10 est recouverte d'une membrane métallique 4 couvrant la -4- largeur totale du corps t en forme de barrette Sur cette membrane métallique 4, on a monté, de préférence à l'aide d'une colle, les éléments entraîneurs 5. Pour réaliser le corps en forme de barrette et pour éta- blir sa liaison avec la membrane métallique, on forme d'abord les chambres coniques 11 et les canaux d'étranglement 12 par découpe dans le corps 1 et pratique ensuite les canaux de tuyères 10 par forage Puis la membrane métallique 4 est placée sur le corps 1 et l'ensemble est interposé entre deux plaques de serrage 14 et 15 et est serré entre ces plaques 14 et 15 au moyen de vis Les forces de serrage à exercer sont indiquées par la référence F 1 sur la figure 3 Des expériences ont montré que pour la production de ces forces Fl, il suffit de serrer les vis par un effort normal Dans le cas d'un corps muni de six chambres de compression, il suffit d'utiliser huit vis, c'est-à-dire-quatre vis chaque fois d'un côté des plaques de serrage 14 et 15 Dans les plaques de serrage 14 et 15 sont en- castrées des plaques céramiques 16 et 17 ayant des dimensions légè- rement plus grandes que celles du corps en forme de barrette et de la membrane métallique. L'ensemble ainsi préparé est introduit dans un corps 13 qui est fermé hermétiquement En faisant ensuite le vide dans ce corps 13 et en chauffant l'ensemble introduit dans ce corps simulta- nément à une température de l'ordre de 900 'C, on obtient qu'à la suite de la dilatation thermique soit exercée sur la membrane métal- lique 4 et le corps 1 une pression F 2 qui est suffisante pour réunir les deux parties par soudage atomique. On obtient une soudure excellente si au moins la face su- périeure de corps 1 regardant la membrane métallique 4 est recouver- te d'une couche de nickel Toutefois, efficacement, la totalité du corps 1 est faite en nickel puisque ce corps a des dimensions rela- tivement faibles et que le nickel et l'encre n'agissent pas l'un sur l'autre. -5- REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'une imprimante par jet d'encre à une ou plusieurs tuyères dans laquelle la chambre de compression et le canal d'étranglement associés à chaque tuyère sont aménagés dans un corps en forme de-barrette et sont recouverts d'une membrane mé- tallique commune à toutes les chambres de compression et à tous les canaux d'étranglement, membrane sur laquelle est disposé, au niveau de chaque chambre de compression, un élément entraîneur servant à éjecter une gouttelette d'encre en provenance de la tuyère, caracté- risé en ce que le corps ( 1) en forme de barrette et la membrane mé- tallique ( 4) placée sur la face de ce corps o se trouvent les chambres de compression ( 11) et les canaux d'étranglement ( 12), sont serrés entre deux plaques de serrage ( 14 et 15) et sont appliqués - sous pression l'une contre l'autre et en ce qu'ensuite est établie par soudage par diffusion une liaison atomique entre le corps ( 1) en forme de barrette et la membrane métallique ( 4) ainsi serrés 2. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on interpose une plaque céramique ( 16, 17) entre le corps ( 1) en forme de barrette et l'une des plaques de serrage ( 15) d'une part et entre la membrane métallique ( 4) et l'autre plaque de serrage ( 14) d'autre part. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques céramiques ( 16, 17) sont encastrées dans les plaques de serrage ( 14, 15). 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le soudage par diffusion est effectué sous vide. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps ( 1) en forme de barrette est en ni- ckel, en ce que la membrane métallique (> 4)est en acier et en ce que ces parties sont chauffées à une température de diffusion de l'ordre de 900 'C durant 15 à 20 minutes environ.