Brevet FR2554050A1 — publié le 19850503

La présente invention concerne de façon générale un dispositif d'enregistrement ou d'impression, mettant en oeuvre un jet de gouttelettes d'encre liquide pour la formation d'une image imprimée, les gouttelettes étant chargées sélectivement lorsqu'elles se déplacent vers le papier ou un autre support destiné à les recevoir. On connaît déjà des imprimantes à jets d'encre dans lesquelles un courant de gouttelettes d'encre est transmis par une tête d'impression à buse sous forme d'un jet d'encre, et les gouttelettes sont chargées conve- nablement afin qu'elles puissent être déviées par des électrodes de déviation horizontale, pendant leur parcours vers le papier qui les reçoit avec la configuration voulue. Les gouttelettes d'encre, après avoir frappé la surface du papier forment alors des jeux de points qui représentent des lettres, des chiffres ou des symboles voulus. Comme la charge de chaque gouttelette d'encre est réglée individuellement, une gouttelette peut être déviée de la quantité voulue en direction verticale. Lorsque les gouttelettes sont déviées verticalement, la tête d'impression se déplace horizontalement, à vitesse constante. Les gouttelettes qui ne sont pas nécessaires pour la formation d'un caractère particulier ne sont pas chargées et ne sont pas déviées. Elles sont intercep- tées par une gouttière et recyclées vers un réservoir. Comme les gouttelettes sont éjectées en série à partir d'une source mobile, il est évident que chaque gouttelette successive s'est déplacée d'une certaine distance déterminée dans la direction de déplacement par rapport à la gouttelette précédente. L'importance de ce déplacement est proportionnelle à la vitesse de la tête d'impression et à la fréquence d'éjection des gout- telettes. Lors de l'impression d'un caractière, les gout- telettes sont déviées de bas en haut pendant un balayage si bien que, au moment o la gouttelette supérieure atteint la surface d'impression, les points produits se sont déplacés hoizontalement par rapport aux points inférieurs imprimés précédemment. A moins qu'une compensation ne soit assurée, les points imprimés à chaque balayage sont "penchés" dans le sens de déplacement de la tête d'impression. En outre, dans le cas d'une impression bidirectionnelle, les caractères sont "penchés' dans un sens ou dans l'autre suivant le sens de déplacement de la tête lors de la formation du caractère si bien que la qualité d'impression est inacceptable. Un -procédé connu destiné à résoudre ce problème a été l'inclinaison d'électrodes fixes de déviation d'un angle fixe déterminé d'après la fréquence de répétition de balayage et la vitesse du chariot de la tête d'impression, avec une impression dans un seul sens. Evidemment, ceci limite l'utilisation de l'imprimante à une seule vitesse et à une impression unidirectionnelle. Cependant, pendant une impression bidirection- nelle avec une inclinaison fixe des électrodes de dévia- tion, les caractères peuvent être balayés de bas en haut lorsque la tête se déplace dans un sens et de haut en bas lorsqu'elle se déplace dans l'autre sens. Ceci permet une impression bidirectionnelle à une vitesse déterminée, mais nécessite un double mode de balayage et double l'espace de mémoire nécessaire pour la mémorisation de la double compensation, comme décrit par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 075 636 et 4 321 609. Le problème précité peut être résolu en partie par modification mécanique de l'inclinaison des électrodes de déviation afin que le déplacement horizontal de la tête d'impression soit compensé automatiquement quel que soit le sens d'impression ou la vitesse. Ceci permet la réalisa- tion d'une imprimante d'utilisation plus souple, permet- tant une impression bidirectionnelle. Plusieurs dispositifs connus constituent des structures permettant la résolution partielle des problèmes précités. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 219 823 décrit le montage d'électrodes de déviation 14, 15 sur un ensemble 21 à bague qui peut tourner sous la commande d'électro-aimants afin que les électrodes de déviation pivotent dans un sens ou dans l'autre. Un autre dispositif connu décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 246 589 décrit le montage d'électrodes de déviation 14, 15 sur un organe basculant 22 qui fait pivoter les électrodes de déviation dans un sens ou dans l'autre afin qu'il compense l'inclinaison des gouttelettes des jets d'encre lorsque le chariot se déplace latéralement par rapport au support d'impression 16. Bien que les dispositifs décrits dans ces deux brevets assurent la compensation de l'inclinaison due à une vitesse particu- lière de déplacement du chariot, aucun ne permet la résolu- tion du problème posé par les vitesses différentes de déplacement du chariot par utilisation d'une inclinaison différente des électrodes de déviation en fonction de vitesses différentes de déplacement. L'invention concerne une imprimante électrosta- tique à jets d'encre qui supprime l'effet d'inclinaison provoqué par le déplacement latéral de la tête d'impression à plusieurs vitesses différentes par rapport au support récepteur. Elle concerne aussi un mécanisme pivotant destiné à faire basculer des plaques ou électrodes de déviation, chargées électriquement, utilisées dans une imprimante à jets d'encre et assurant la compensation de l'effet d'inclinaison due au déplacement latéral de la tête. Le mécanisme fonctionne dans les deux sens de déplacement de la tête si bien qu'une impression bidirectionnelle peut être réalisée sans distorsion, et une structure modifiable formant des butées permet la compensation pour au moins deux vitesses de déplacement latéral de la tête. L'invention présente un certain nombre de caractéristiques parmi lesquelles le montage mécanique des électrodes ou plaques de déviation qui assure la compensation bidirectionnelle de l'effet d'inclinaison des gouttelettes due au déplacement du chariot lors de l'impres- sion d'une ligne. En l'absence d'une structure de compen- sation, dans les imprimantes classiques à jets d'encre, la ligne de points imprimés est inclinée par rapport à la verticale lorsque la tête d'impression ayant plusieurs buses se déplace horizontalement le long de la ligne en cours d'impression. Cependant, dans le dispositif selon l'invention, les électrodes de déviation destinées à assurer le déplacement des gouttelettes sont basculées convenablement en fonction du sens de déplacement de la tête afin que l'effet indésirable d'inclinaison des caractères soit compensé. Des électrodes supérieures et inférieures sont montées en position convenable les unes par rapport aux autres, dans un ensemble destiné à basculer dans un sens ou dans l'autre autour d'un point formant un pivot en V, placé au centre des électrodes. L'ensemble comprenant les électrodes est monté sur un chariot ayant un support complémentaire assurant le pivotement; le chariot est supporté par deux rails de guidage ou arbres horizontaux de support. afin qu'il puisse se déplacer librement en direction horizontale dans les deux sens. Le chariot est guidé par des galets ou des coussinets montés sur les arbres de support. Un bloc coulissant est placé de manière qu'il coulisse sur l'un des arbres de support, juste au-dessous de l'ensemble basculant comprenant les électrodes de déviation, sur le chariot. Un long axe est fixé au bloc coulissant et ses deux extrémités sont utilisées chacune pour la fixation d'une extrémité d'un ressort de traction dirigé vers le haut vers les deux extrémités d'un axe correspondant monté sur l'ensemble basculant ayant les électrodes. Le bloc coulissant est placé entre deux prolongements dépassant au-dessous du chariot et permettant un déplacement limité du bloc par rapport au chariot. Lorsque le chariot es_ entraîné par un dispositif externe tel qu'un système comprenant un servomoteur et un câble d'entraînement, le bloc coulissant est déplacé dans le sens de déplacement du chariot par l'un des deux prolongements de ce chariot. La position du bloc est décalée volontairement par rapport à l'axe central vertical du pivot des électrodes afin que le ressort de tension soit obligé de maintenir l'ensemble en position basculée, l'angle de basculement étant déterminé par des patins de butée qui viennent au contact de points complémentaires (fentes) formés sur le chariot. Lorsque le chariot est entra né dans l'autre sens, le frottement du bloc coulissant sur l'arbre de support suffit à empacher son déplacement jusqu' à ce que l'autre prolongement du chariot vienne au contact du bloc, celui-ci étant alors entraîné avec le chariot dans son déplacement et à la même vitesse. Pendant la période d'un cycle, le déplacement libre limité du bloc coulissant est tel que la force exercée par les ressorts de traction provoque un effet de genouillère, et l'ensemble à électrode est obligé de pivoter vers une position stable, identique à la position précédente mais de l'autre côté. La configuration est telle que, lorsque le chariot se déplace de gauche à droite, le prolongement de gauche est au contact du bloc et la force exercée par les deux ressorts de traction maintient l'ensemble à électrode de manière qu'une perpendiculaire aux électrodes se trouve tournée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre par rapport à la verticale, provoquant ainsi un déplacement vers la gauche de l'ensemble à électrode comme indiqué sur la figure 2. Dans cette position, les gouttelettes qui arrivent plus tard au cours d'un balayage (par exemp]le les gouttelettes supérieures) sont déviées plus loin vers la gauche afin que le déplacement du chariot vers la droite soit compensé, la ligne imprimée étant bien verticale. Lorsque le chariot se déplace de droite à gauche comme l'indique la figure 3, le prolongement de droite vient au contact du bloc coulissant et l'ensemble à élec- trode bascule vers la droite et compense ainsi le dépla- cement vers la gauche du chariot. Cependant, quelle que soit la vitesse du chariot et le déplacement de la tête d'impres- sion, l'ensemble à électrode et en conséquence les élec- todes n'ont qu'une seule inclinaison. En conséquence, lorsque la compensation doit être convenable pour des vitesses différentes de déplacement, deux butées diffé- rentes au moins sont disposées sur une barre coulissante, pour chacun des deux sens. Bien qu'on n'ait représenté que deux butées pour chaque sens de déplacement du -chariot, l'invention s'applique aussi à un plus grand nombre de butées afin -que plus de deux vitesses de déplacement du chariot dans les deux sens puissent être obtenues. Ainsi, l'invention met en oeuvre des butées réglables destinées à régler l'inclinaison afin que la compensation de l'inclinaison puisse être modifiée en fonction de la vitesse de la tête d'impression. Par exemple, lorsque la vitesse horizontale de la tête et du chariot est doublée, l'angle des électrodes est aussi doublé. Des butées mobiles sont placées sous les patins des deux extré- mités de l'ensemble à électrodes afin qu'un basculement plus ou moins grand soit assuré lorsque les ressorts de traction dépassent la position centrale. Le réglage de ces butées peut être assuré manuellement, par un électro- aimant, par déplacement du chariot vers un bâti latéral et par utilisation d'une barre coulissante ayant des patins dont les hauteurs diffèrent -en fonction de l'angle voulu d'inclinaison, ou par toute autre structure analogue permettant la modification de l'emplacement des diverses butées. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective d'un système d'impression par projection d'encre permettant la mise en oeuvre de l'invention; la figure 2 est une élévation représentant la position de l'ensemble basculant comprenant les élec- trodes de déviation lorsque le chariot se déplace de gauche à droite la figure 3 est analogue à la figure 2 mais représente l'ensemble basculant comprenant les électrodes de déviation lorsque le chariot se déplace dans l'autre sens, c'est-à-dire de droite à gauche; la figure 4 est une élévation de la structure inférieure de l'ensemble de basculement, ayant deux pointes de pivotement en V; la figure 5 est une vue en plan de la structure de la figure 4; la figure 6 est une vue de bout de la structure inférieure de l'ensemble basculant des figures 4 et 5, représentant la distance séparant les pointes de pivotement; la figure 7 est une perspective de la barre coulissante, ayant deux paires de butées dans la partie médiane et deux cavités correspondantes de retenue à une extrémité; la figure 8 est une perspective du bloc coulis- sant; et la figure 9 est une perspective d'un axe de retenue de-ressort, destiné à être utilisé pour la retenue des ressorts de traction. La figure 1 représente un exemple de système d'impression par projection d'encre. Une entrée 41 d'encre fluide transmet de l'encre à un circuit 40 de pompage. Une tête 42 d'impression projette alors, avec une buse 43, un courant continu de gouttelettes d'encre qui sont chargées sélectivement par une électrode 44. Les gouttelettes sont alors déviées par des électrodes 60, 61 de déviation en fonction de leur charge afin qu'elles parviennent sur le support 30 d'enrgistrement. Les électrodes 60, 61 restent à une tension constante. La tête d'impression, l'électrode de charge et les électrodes de déviation sont montées sur un chariot 70 permettant un déplacement latéral bidirectionnel par rapport au support d'impression. Le chariot 70 peut coulisser sur un arbre 15 de support et de guidage. Un organe 53 est destiné à recevoir l'encre dans les périodes de mise en route et d'arrêt. Lors de l'utilisation du dispositif décrit pour l'impression d'une ligne verticale 50 d'une lettre 54 comprenant plusieurs points, lorsque le chariot 70 de la tête se déplace de gauche à droite (flèche GD) le chariot s'est déplacé d'une certaine distance vers la droite entre le premier point et le dernier point imprimé. Si l'on suppose que les points sont imprimés de bas en haut, le trait penche vers la droite. En outre, lorsque le chariot change de sens et se déplace de droite à gauche, les caractères penchent vers la gauche. De plus, l'angle d'inclinaison est fonction de la vitesse du chariot. Ainsi, une impression à plus grande vitesse provoque une plus grande inclinaison qu'une impression à plus faible vitesse. L'invention permet une impression bidirectionnelle à plusieurs vitesses et sans inclinaison. L'ensemble glo- bal de basculement selon l'invention est représenté sur les figures 2 et 3. Sur ces deux figures, l'axe d'observa- tion est dirigé vers le support d'impression, depuis la position de l'électrode 44 de charge représentée sur la figure 1. La caractéristique essentielle de l'invention est la suppression de l'inclinaison des caractères par basculement des électrodes de déviation, dans le sens contraire des aiguilles d'une montre lors de l'impression de gauche à droite (figure 2) et dans le sens des aiguilles d'une montre lors de l'impression de droite à gauche (figure 3). En outre, l'angle d'inclinaison varie avec la vitesse d'impression. Bien qu'on n'ait représenté que deux variations de l'angle d'inclinaison, un plus grand nombre de variations peut être obtenu par augmentation du nombre de patins de limite utilisés. L'ensemble 10 ayant les électrodes de déviation est porté par une structure 20 à pivots. Cette structure a deux pointes 21 de pivot en V à bord fin, constituant des couteaux, en appui dans un support complémentaire mais légèrement plus large23 ayant aussi une forme en V, montés sur le chariot 70 afin que l'ensemble 10 puisse pivoter par rapport au chariot. L'ensemble 10 qui comporte les électrodes de déviation est relié par deux ressorts de traction 26 à un bloc coulissant 19 (à l'avant et à l'arrière). Le bloc 19 est monté afin qu'il coulisse sur un arbre 17 de support et de guidage, parallèle à l'arbre 15 (figure 1). Le chariot 70 a des saillies ou prolongements 72 et 74 qui dépassent vers le bas. Le chariot 70 est mobile latéralement par rapport aux arbres 15 et 17 et il est commandé bidirectionnellement par un appareil classique à servomoteur et câble de commande (non représenté). Lorsque le chariot 70 se déplace de gauche à droite (figure 2), le bloc coulissant 19 entre en contact avec le prolongement 74 et les deux ressorts 26 oblige l'ensemble 10 à basculer vers la gauche (sens contraire des aiguilles d'une montre). L'angle d'inclinaison est déterminé (comme représenté) par contact de la butée gauche 24 avec le patin 34 de la barre 92. L'angle de basculement suffit à la suppression de l'inclinaison des caractères à la vitesse choisie prédéterminée d'impres- sion. Lorsque le chariot atteint la marge droite, son sens est inversé et il se déplace alors de droite à gauche (figure 3). Le prolongement 72 vient alors au contact du bloc 19, et le point de jonction des éléments 21, 23 dépasse l'axe central 36 avant que le prolongement 72 vienne au contact du bloc 19 afin qu'il modifie l'angle des ressorts 26, si bien que le basculement est inversé vers la droite (sens des aiguilles d'une montre) des-= électrodes de déviation afin que l'inclinaison des caractères soit éliminée dans ce sens opposé. Dans ce sens de dépla- cement du chariot, la butée droite 22 est au contact d'un patin 32 qui détermine l'angle d'inclinaison dans l'autre sens. Ainsi, une impression bidirectionnelle sans inclinaison est possible à une vitesse prédéterminée de déplacement du chariot, grace à la structure précitée. -10 Cependant, un basculement différent doit être assuré lors d'une impression à une vitesse différente sans inclinaison. A cet effet, dans le cas d'une vitesse plus grande de déplacement du chariot, la barre coulissante 92 est déplacée, vers la droite sur la figure 2, afin que les butées 22, 24 viennent au contact des patins 232, 234 plutôt qu'avec les patins 32, 34. Comme les patins 232, 234 sont montés dans des cavités 332, 334, leurs positions respectives sont plus basses ou au-dessus de celles des patins 32 et 34; en conséquence, l'angle de basculement des électrodes de déviation dans les deux sens est accru, et une plus grande vitesse d'impression bidirectionnelle est possible sans inclinaison. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet une impression sans déformation, à plusieurs vitesse. Evidemment, lorsque d'autres patins de contact sont disposés à des profondeurs différentes, plus de deux vitesses de déplacement peuvent être utilisées avec une compensation convenable pour chacune des vitesses. Les figures 4 à 9 représentent plus en détail la structure inférieure de support de l'ensemble basculant avec la barre coulissante destinée à former les butées variables de limite. Sur la figure 4, l'une des deux pointes 21 de pivotement de la structure 121 portant la paire d'électrodes de déviationr est représentée. Chaque côté du V fait un angle d'environ 40 avec un axe vertical central passant par sa pointe. L'angle total de 80 de la pointe 21 permet la formation d'une zone de support robuste, avec cependant conservation d'un bord relativement effilé 81. Une ouverture 90, alignée sur l'axe central et passant par la partie médiane de la structure inférieure 121 de support, loge un axe 86 des- tiné à supporter les extrémités supérieures des deux ressorts 26 de rappel. Cet axe, représenté en perspective sur la figure 9, a des gorges convenables 88 de retenue des extrémités des deux ressorts 26. Les extrémités infé- rieures de ces ressorts 26 sont montées sur un axe analogue 1'1 passant par une ouverture 296 du prolongement supérieur 196 du bloc -coulissant 19. L'ouverture centrale princi- pale 96 du bloc 19 a un diamètre légèrement supérieur à celui de l'arbre 17 de support et de guidage sur lequel il coulisse. De préférence, deux pointes 21 en V formant des couteaux sont utilisées sur la structure inférieure de support 121 comme représenté en vue de bout sur la figure 6. Le but de la paire de pivots est de permettre le passage de la barre coulissante 92 entre eux et, avec les butées respectives 22 et 24 qui sont en contact des patins portés par la barre coulissante, ils assurent une fonction de centrage automatique. Des ouvertures convenables 110 sont réalisées pour la fixation de la structure supérieure 221 de support destinée à maintenir les électrodes 60 et 61 de déviation en position bien fixe par rapport à la structure inférieure 121 de support. Les patins 32 et 34 sont avantageusement formés de caoutchouc butyle. Ces patins absorbent le choc lorsque l'ensemble basculant passe d'une position extrême à l'autre, ils réduisent le bruit et ils accroissent ainsi le rendement global de fonctionnment du dispositif. La figure 7 représente plus en détail les caracté- ristiques de la barre coulissante 92. Les deux patins de limite 32 et 34 sont utilisés pour une vitesse de déplacement alors que la paire inférieure de patins 232 et 234 est utilisée pour une seconde vitesse. Des cavités 39 en V élargi sont représentées à une extrémité de la barre 92 et elles sont destinées à coopérer avec une struc- ture à cliquet rappelé par un ressort(non représenté) afin que la barre coulissante 92 soit retenue élastiquement dans l'une des deux posiitons de butée. Evidemment, lorsque la barre comporte trois paires, quatre paires ou même plus de butées, des cavités élargies supplémentaires convenables sont ajoutées. Deux paires de butées seulement sont représentées pour la clareté de la représentation, mais ce nombre ne limite aucunement le nombre de vitesses de déplacement transversal et le nombre d'angles d'inclinai- son qui peuvent être obtenus par mise en oeuvre de l'inven- tion. Evidemment, bien qu'on ait représenté une commande manuelle de la barre coulissante, elle peut être commandée par un électro-aimant ou par une manoeuvre commandée mécaniquement, électriquement ou par un moteur. REVENDICATIONS 1. Imprinante à jets d'encre, caractérisée en ce qu'elle comprend: une buse (42) destinée à projeter un courant de gouttelettes d'encre suivant un trajet prédéterminé, une électrode (44) de charge des gouttelettes, des électrodes de déviation (60, 61) destinées à être chargées électriquement pour assurer la déviation des gouttelettes passant à leur niveau, un support (30) destiné à recevoir les gouttelettes, un chariot (70) entraîné bidirectionnellement, transversalement par rapport au support récepteur d'impression et portant la buse, l'électrode de charge et les électrodes de déviation, un dispositif de basculement monté sur le chariot (70) t portarnt les électrodes de déviation de maneière que celle- ci pruissent basculer mécaniquement en compensant l'inclinaison des images qui serait obtenue si l'effet du g.!cement du chariot sur les gouttelettes n'était pas compensé, et un dispositif mécanique de limite (92) destine à assurer une compensation par basculement différent pour différentes vitesses de déplacement du chariot. 2. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de basculement comporte une structure à pivot qui supporte les électrodes de déviation (60, 61) sur le chariot (70), des ressorts (26) destinés à rappeler le dispositif basculant dans un sens ou dans l'autre, et le dispositif mécanique de limite (92) comporte une structure de butée réglable placée entre le dispositif de basculement et le chariot. 3. Imprimante selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif mécanique de limite (92) est réglable en deux positions au moins afin qu'il fasse varier l'inclinaison du dispositif de basculement suivant la vitesse de déplacement du chariot. 4. Imprimante selon la revendication 3, caractérisée en ce que les ressorts (26) de traction maintiennent le dispositif de tasculement contre l'une de plusieurs butées (32, 34) de limite lorsque le chariot se déplace dans un sens et permettent alors au dispositif de basculement de changer d'inclinaison vers une position symétrique dans l'autre sens de déplacement du chariot. 5. Imprimante selon la revendication 4, caractérisée en ce que plusieurs butées de limite sont formées par une barre coulissante (92) ayant plusieurs patins de contact (32, 54) certaines des paires de patins de contact se trouvant à des niveaux différents de ceux d'autres patins de contact. 6. Imprimante selon la revendication 5, caractérisée en ce que la structure à pivot comporte un dispositif de montage à bord pointu placé sous le dispositif basculant, et son support comprend un support en V (23) coopérant avec le bord pointu (21) et monté sur le chariot à déplacement bid i recti onnel. 7. Imprimante selon la revendication 6, caractérisée enl ce que les électrodes de déviation (60, 61) sont deux électrodes convenablement espacées et montées sur le dispositif pivotant afin que les gouttelettes passant entre les deux électrodes soient déviées en fonction du sens de basculement. 8. Imprimante à jet d'encre, caractérisée en ce qu'elle comprend: une buse (42) destinée à projeter un courant de gouttelettes d'encre à une vitesse prédéterminée et suivant An trajet prédéterminé, une électrode (44) de charge des gouttelettes en fonction de signaux à enregistrer, une première et une seconde électrodes de déviation (60, 61), écartées l'une de l'autre et placées de part et d'autre du courant de gouttelettes, une alimentation destinée à former un champ électri- que entre les électrodes afin que les gouttelettes passant entre cellesci soient déviées, un dispositif (30) récepteur d'impression destiné recevoir les gouttelettes, un dispositif (121) de montage des électrodes de déviation afin qu'elles puissent basculer entre des positions limitées dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse, un chariot (70) supportant la buse, l'électrode de charge et le dispositif de support des électrodes de dévia- tion afin qu'elles basculent, le chariot étant entraîné bidirectionnellement dans la direction transversale au dispositif récepteur d'impression, et un dispositif à butées (92) destiné à modifier le basculement limité du dispositif basculant de manière bidirectionnelle, en fonction du sens et de la vitesse de déplacement du chariot, pour plusieurs vitesses différentes, afin que l'inclinaison de l'impression formée sur le dispo- sitif récepteur par les gouttelettes en l'absence d'un effet de compensation donné par le dispositif basculant, soit compensée.