Brevet FR2701895A1 — publié le 19940902

La présente invention concerne une plaque de busette prévue pour un appareil d'enregistrement du type à jet d'encre ainsi que le traitement de surface de la plaque de busette. Dans un appareil d'enregistrement du type à jet d'encre qui enregistre une image sur un support d'enregistrement en éjectant des gouttes d'encre depuis une busette se pose un problème consistant en ce que, lorsqu'une partie entourant une busette est mouillée par de l'encre, une déviation de la trajectoire des gouttes d'encre se produit. Afin de faire face à ce type de problème, les publications de brevets du Japon non examinés (Kokai) Sho 55-65564 et Sho 57-107848 ont proposé un appareil dans lequel un traitement d'hydrophobicité est réalisé sur la surface de la plaque de busette entourant une busette pour ainsi supprimer la génération de cette humidification par l'encre Cependant, il est difficile de limiter le traitement à la surface de la plaque de busette seule. La publication de brevet du Japon non examiné (Kokai) Hei 2- 48953 décrit un procédé au moyen duquel une plaque imprégnée d'un agent hydrophobe à base de silicium est utilisée pour essuyer la surface d'une plaque de busette ou une pression est appliquée sur la surface de la plaque de busette au moyen d'un élément poreux imprégné d'un agent hydrophobe. Dans le cas présent, moyennant le gainage résultant de la partie interne d'une busette au moyen d'une partie de l'agent hydrophobe, lorsque les gouttes d'encre sont éjectées à vitesse élevée depuis la busette, elles entrent en contact avec l'agent hydrophobe qui a adhéré sur une partie de la surface avoisinante interne de la busette et le problème d'une rupture notable de la trajectoire des gouttes d'encre se produit comme précédemment. Un objet de la présente invention, au vu du problème mentionné ci-avant, consiste à proposer une nouvelle plaque de busette permettant d'empêcher la déviation de la trajectoire des gouttes d'encre. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un nouveau procédé de traitement de la surface d'une plaque de busette consistant à former un revêtement hydrophobe sur la surface d'une plaque de busette tout en limitant le gainage de l'intérieur de la busette à l'aide du matériau hydrophobe. C'est-à-dire que la plaque de busette permettant d'atteindre l'objet mentionné ci-avant incorpore un revêtement hydrophobe formé sur la surface de plaque de busette entourant le trou de busette de manière à laisser une partie n'excédant pas 20 % du diamètre du trou de busette non recouverte En outre, le procédé de traitement de la surface de la plaque de busette pour cette plaque de busette comprend un matériau de résine photosensible qui peut être durci au moyen d'une exposition à une source de lumière laminée sur la surface de la plaque de busette, au moins une partie pénétrant dans la partie interne de la busette, la partie de la résine photosensible se trouvant directement au- dessus de la busette étant directement exposée à une source de lumière provenant depuis le derrière de la plaque de busette moyennant une énergie suffisante pour durcir une partie d'une dimension au moins égale à la dimension du diamètre de la busette mais non supérieure à 40 % de la dimension du diamètre de la busette Pour finir, moyennant cette partie de la résine photosensible durcie, une couche de revêtement hydrophobe est formée sur la surface de la plaque de busette et elle prend la forme de la partie durcie en résine photosensible. Les objets et avantages de la présente invention mentionnés ci-avant ainsi que d'autres apparaîtront aisément à la lumière de la description qui suit que l'on lira en relation avec les dessins annexés parmi lesquels: les figures 1 (a) à 1 (f) sont des schémas qui représentent un processus permettant de traiter la surface d'une plaque de busette, lequel constitue un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 représente un schéma en coupe transversale d'un exemple d'une plaque de busette formée selon le processus mentionné ciavant; la figure 3 représente la relation qui lie la quantité de film photosensible pénétrant dans la busette d'une plaque de busette et la valeur d'exposition à un rayonnement ultraviolet; les figures 4 (a) à 4 (e) sont des schémas qui représentent un processus de fabrication d'une plaque de busette qui constitue un autre mode de réalisation de la présente invention. Les figures 1 (a) à 1 (e) représentent un processus de traitement de la surface d'une plaque de busette qui constitue un mode de réalisation de l'invention et la figure 2 représente un exemple d'une plaque de busette formée en utilisant ce processus. Sur les figures 1 (a) à 1 (f), une plaque de busette 1 est réalisée en un matériau tel qu'un métal, une céramique, du silicium, du verre ou du plastique; et de préférence, elle est constituée par un unique métal tel que du titane, du chrome, du fer, du cobalt, du nickel, du cuivre, du zinc, de l'étain, de l'or ou en un alliage tel qu'un alliage nickel-phosphore, un alliage étain- cuivre-phosphore (bronze phosphoré), un alliage cuivre-zinc ou en l'acier inoxydable; en polycarbonate, en polysulfone, en résine ABS (copolymère acrylo-nitrile butadiène-styrène), en polyéthylène, en téréphthalate, en polyacétal; et en diverses résines photosensibles. La plaque de busette 1 comporte une pluralité de trous de busette 4 dont chacun est constitué par une partie en entonnoir inversé 4 a sur une surface arrière 3 et par une partie à orifice mince ouvert 4 b sur une surface avant 2. Tout d'abord, un film de résine photosensible 6, par exemple un film en résine sèche Dialon FRA 305-38 (nom du produit) fabriqué par Mitsubishi Layon est laminé sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1 Puis le film de résine photosensible 6 est chauffé jusqu'à une température audessus de la température de transition vitreuse (supérieure à 72 10 C) et une pression est appliquée de telle sorte qu'une partie du film 6 située sur la surface arrière 3 pénètre dans la partie interne de la busette 4 sous la forme d'un bouchon 6 a d'une longueur supérieure à 8 iim (figure 1 (a)). Puis la surface arrière 3 de la plaque de busette 1 est exposée à un rayonnement ultraviolet, le bouchon de résine photosensible 6 a contenu à l'intérieur de la partie interne du trou de busette 4 est durci, le rayonnement ultraviolet traversant la partie interne du trou de busette 4, lorsqu'il arrive au niveau de la surface, étant diffracté, dévié et réfléchi irrégulièrement de manière à durcir le film de résine photosensible 6 pour former une partie en extension 6 b présentant une conformation circulaire concentrique et une dimension au moins égale à celle du diamètre du trou de busette d mais non supérieure à 1,4 fois la dimension du diamètre de trou de busette d et présentant un diamètre qui vaut de préférence 1,2 fois cette valeur d (figure 1 (b)). Le diamètre de la partie en extension 6 b est influencé par la quantité de film de résine photosensible 6 qui a pénétré dans la partie interne de la busette 4, de même que par la durée de l'exposition; des expérimentations ont été menées en utilisant une plaque de busette standard (c'est-à-dire une plaque de busette 1 présentant une épaisseur de plaque T de 80 gm, un diamètre de busette d de 40 pgm et une partie de busette conformée en entonnoir 1 présentant une longueur de 35,um) en faisant varier l'intensité du rayonnement ultraviolet (moyennant une longueur d'onde de 365 nm) E (énergie d'exposition) qui présente une longueur d'onde de 365 nm et qui est appliqué sur la surface arrière de plaque de busette 3 ainsi que la quantité de film de résine photosensible 6 qui a pénétré dans la partie interne de la busette 4 La figure 3 représente les résultats obtenus lors de ces expérimentations. Les résultats montrent que, dans le cas o l'intensité d'exposition E est relativement faible par rapport à la quantité t du film de résine 6 qui a pénétré dans la partie interne de la busette 4, le diamètre D de la partie en extension 6 b formée directement au-dessus de la busette 4 est inférieur au diamètre de busette d et en outre, dans le cas o l'intensité d'exposition E est relativement importante par rapport à la quantité t du film de résine 6 qui a pénétré dans la partie interne de la busette 4, le diamètre D est au-delà de 1,4 fois le diamètre d et comme décrit ultérieurement, il devient impossible d'éviter la déviation de la trajectoire des gouttes d'encre Par conséquent, la valeur requise de l'intensité d'exposition E par rapport à la quantité nécessaire t du film de résine 6 pénétrant dans la partie interne de la busette 4 est déterminée comme étant: dans le cas o 18 300 m J/cm 2. dans le cas o 30 600 m J/cm 2. En outre, le bouchon de résine 6 a, formé selon ce processus, est emboîté de façon serrée à l'intérieur de la partie interne de la busette 4, ce qui empêche que la partie en extension 6 b ne tombe hors de la busette 4 pendant le processus de formation de couche de revêtement et ce qui empêche également l'intrusion de la résine macromoléculaire hydrophobe à l'intérieur de la partie interne de la busette 4 En outre, la partie en extension en projection 6 b formée sur la surface avant de plaque de busette 2 joue le rôle de moyen de conformation tandis qu'un plaquage eutectoïde est mis en oeuvre. Puis un matériau de résine photosensible 7 qui durcit sous une exposition à une source de lumière est appliqué sous forme liquide à la fois sur les surfaces avant et arrière 2 et 3 de la plaque de busette 1 et moyennant une exposition depuis la surface arrière 3, la résine photosensible 7 située sur la surface arrière 3 durcit sous la forme d'une membrane (figure 1 (c)). Puis le film de résine photosensible non exposé restant 6 situé sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1 et sur le matériau de résine photosensible 7 est ôté à l'aide d'un solvant et un nettoyage à l'acide est mis en oeuvre (figure 1 (d)); puis la plaque de busette 1 est immergée dans une solution électrolytique dans laquelle des ions de nickel et des particules d'une résine macromoléculaire hydrophobe telle que du polytétrafluoréthylène sont dispersées au moyen de charges électriques et une couche de revêtement 8 est formée sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1 tandis que la solution est agitée (figure 1 (e)). Du polytétrafluoréthylène, du polyperfluoroalkoxybuta- diène, du polyvinylidène, du polyfluorovinyle et du fumarate de polydiperfluoroalkyle peuvent être utilisés individuellement ou en combinaison en tant que macromolécules contenant du fluor pour le processus de plaquage eutectoïde Il n'y a pas de limitation particulière quant à la matrice pour la couche de revêtement 8; un métal approprié tel que du nickel, du cuivre, de l'argent, du zinc, de l'étain peut être sélectionné De préférence, les matériaux peuvent être du nickel, un alliage nickel-cobalt, un alliage nickel-phosphore et un un alliage nickel-bore présentant une bonne dureté de surface et en outre, des matériaux présentant des propriétés de résistance à l'abrasion supérieures peuvent être choisis. De cette manière, les particules de polyfluoréthylène recouvrent uniformément la totalité de la surface avant 2 de la plaque de busette 1 à l'exception de la partie entourant la busette 4 au niveau de laquelle une zone sans l'agent hydrophobe 5 qui présente une forme circulaire concentrique et une largeur W non supérieure à 0,2 d (définie par la forme de la partie en extension 6 b formée sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1) est laissée. En outre, en utilisant un solvant approprié, les parties du film de résine photosensible 6 utilisées en tant que bouchons et les parties du matériau de résine photosensible 7 utilisées en tant que membrane de protection sont dissoutes et ôtées Puis en évitant la génération d'un gauchissement au niveau de la plaque de busette 1 en appliquant une charge sur la plaque de busette, une couche de revêtement dure exerçant un effet hydrophobe vis- à-vis de l'encre 8 est formée sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1 en la chauffant à une température ( 3500 C ou plus) supérieure à celle du point de fusion du polytétrafluoréthylène (figure 1 (f)). En formant la plaque de busette 1 de cette façon, comme représenté sur la figure 2, bien que l'on évite toute intrusion de matériau à l'intérieur de la partie interne de la busette 4, une couche de revêtement exerçant un effet hydrophobe vis-à-vis de l'encre 8 est formée sur la surface avant 2 seulement. Ainsi, en utilisant une plaque de busette 1 construite de cette façon, un enregistrement peut être mis en oeuvre et des gouttes d'encre éjectées à vitesse élevée depuis la busette 4 décrivent une trajectoire correcte par rapport au support d'enregistrement Par conséquent, dans le cas o une surface non hydrophobe 5 présentant une largeur n'excédant pas 20 % du diamètre de busette d est formée sur la partie entourant la busette 4, de l'encre en excès soit est retournée à la chambre à encre le long des parois internes de la busette 4 soit s'étale uniformément autour de la totalité de la circonférence de la surface non hydrophobe 5 qui forme une zone mouillée uniformément, ces éléments pris ensemble agissant pour empêcher la rupture de la trajectoire des gouttes d'encre En outre, de l'encre restant dans la couche de revêtement exerçant un effet hydrophobe vis-à-vis de l'encre 8 adhère à une zone au niveau de laquelle elle n'affecte pas la trajectoire des gouttes d'encre, lesquelles sont maintenues selon une forme sphérique par la tension superficielle; ainsi, les gouttes d'encre non affectées par ces influences décrivent une trajectoire correcte en direction de l'axe de la busette 4. Ce type de plaque de busette 1 muni d'un revêtement exerçant un effet hydrophobe vis-à-vis de l'encre 8 (incluant une surface ne repoussant pas l'encre 5 présentant des diamètres variables) formé sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1 a été installé dans une imprimante à jet d'encre du type "gouttes à la demande" qui utilise un système d'entraînement à transducteur piézo-électrique et un test a été mis en oeuvre, test d'o il résulte que des gouttes d'encre de 0,1 fig/point sont éjectées 100 fois selon des intervalles de 30 secondes depuis une busette 4 présentant un diamètre de 40 gm, le nombre résultant de survenues de déviation au niveau de la trajectoire des gouttes d'encre étant enregistré. Au vu des résultats présentés ci-avant, nous avons découvert que dans le cas o la couche de revêtement exerçant un effet hydrophobe vis-à-vis de l'encre 8 est étendue vers la droite jusqu'au bord de la busette 4, une partie de la couche de revêtement 8 pénètre dans la surface interne de la busette 4 et affecte défavorablement la trajectoire des gouttes d'encre En outre, dans le cas o une surface non hydrophobe 5 présentant un diamètre W supérieur à 20 % de la valeur du diamètre d de la busette 4 est formée sur la partie entourant la busette 4, nous trouvons une déviation de la trajectoire des gouttes d'encre égale à celle obtenue dans le cas o un traitement hydrophobe n'est pas réalisé sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1. La figure 4 représente le second mode de réalisation du procédé de traitement de surface de plaque de busette qui constitue le sujet de la présente invention. Dans ce procédé, tout d'abord un film de résine photosensible 6 qui peut être durci au moyen d'une exposition à une source de lumière est appliqué sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1, un matériau de résine photosensible 7 qui Diamètre W gm Nombre de survenues 0,0 21 0,5 O i o 4 O 8 7 68 peut être durci au moyen d'une exposition à une source de lumière est appliqué sur la surface arrière 3 (figure 4 (a)). Puis la totalité de l'aire de la surface arrière 3 de la plaque de busette 1 est exposée à un rayonnement ultraviolet, ce qui durcit le matériau de résine photosensible 7 situé sur la surface arrière 3 ainsi qu'à l'intérieur de la busette 4, d'o la formation du bouchon 6 a En outre, le rayonnement ultraviolet qui traverse la busette 4 durcit la partie du film de résine photosensible 6 directement au-dessus de la busette 4 jusqu'à au moins le diamètre de la busette d sans excéder 1,4 fois le diamètre d, d'o la formation d'une partie en extension 6 b (figure 4 (b)). Puis la partie non exposée du film de résine photosensible 6 située sur la surface avant de plaque de busette 2 est dissoute et ôtée à l'aide d'un solvant (figure 4 (c)) puis en utilisant la partie en extension 6 b en tant que moyen de conformation, un revêtement exerçant un effet hydrophobe vis-à-vis de l'encre est formé sur la surface avant 2 de la plaque de busette 1 (figure 4 (d)). Pour finir, le matériau de résine photosensible durcie 7 situé sur la surface arrière 3 de la plaque de busette 1 qui protège la surface avant 2 est ôté par dissolution à l'aide d'un solvant et une couche de revêtement exerçant un effet hydrophobe vis-à-vis de l'encre 8 est donc formée sur la totalité de la surface avant 2 de la plaque de busette 1 à l'exception du bord de la busette 4 (figure 4 (e)). Dans le second mode de réalisation de la présente demande, une couche de revêtement exerçant un effet hydrophobe vis-à-vis de l'encre est formée au moyen d'un plaquage eutectoïde sur la surface de la plaque de busette mais cependant, la formation de la couche par application d'un matériau hydrophobe macromoléculaire contenant du fluor pourrait également donner satisfaction. Selon la présente invention telle que décrite ci-avant, un revêtement hydrophobe est prévu sur la surface de la plaque de busette qui entoure la busette de manière à laisser une partie n'excédant pas 20 % du diamètre de la busette non recouverte et ainsi, une rupture de la trajectoire des gouttelettes d'encre due à un mouillage ne se produit pas du fait qu'un mouillage par l'encre autour de la busette est minimisé; et une rupture de la trajectoire des gouttes d'encre due au contact des gouttes d'encre avec un revêtement hydrophobe prévu à l'intérieur de la partie interne de la busette peut être supprimée de façon fiable. En outre, en tant que traitement de surface de la plaque de busette, la surface avant d'une plaque de busette est recouverte d'une résine photosensible qui pénètre au moins dans une partie de la surface interne d'une busette, la résine située à l'intérieur de la surface interne de busette étant durcie au moyen d'une exposition dirigée depuis la surface arrière de la plaque de busette et dans le même temps, une partie de la résine photosensible qui se trouve directement au-dessus de la busette est durcie jusqu'à une dimension d'au moins le diamètre de la busette mais non supérieure à 1,4 fois ce diamètre de busette au moyen d'une exposition qui a atteint la surface avant de la busette, la partie durcie qui se trouve directement au-dessus de la busette joue le rôle de moyen permettant de conformer un revêtement de plaquage hydrophobe sur la surface avant de la plaque de busette En outre, un bouchon de résine durcie situé à l'intérieur de la surface interne de la busette empêche le gainage en totalité de la surface interne de busette par le revêtement hydrophobe, ce qui conduisait la rupture de la trajectoire des gouttes d'encre En outre, l'énergie nécessaire pour l'exposition est aisée à contrôler En outre, le détachement de la partie de résine photosensible durcie située au-dessus de la busette sur la surface avant est évité, cette partie jouant ainsi le rôle de moyen de conformation de la couche hydrophobe déposée sur la surface de plaque de busette et permettant une formation aisée et précise de la couche hydrophobe. 1 1 REVENDICATIONS 1 Plaque de busette comportant des trous de busette ( 4) pour l'injection de gouttes d'encre, caractérisée en ce qu'elle comprend un revêtement hydrophobe ( 8) formé sur une surface ( 2) de ladite plaque de busette entourant lesdits trous de busette de manière à laisser non recouverte une partie de ladite surface de plaque de busette entourant lesdits trous de busette n'excédant pas 20 % du diamètre desdits trous de busette. 2 Procédé de traitement de la surface d'une plaque de busette, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: laminage d'une surface avant ( 2) de ladite plaque de busette à l'aide d'un matériau de résine photosensible ( 6) qui peut être durci au moyen d'une exposition à une source de lumière, au moins une partie dudit matériau de résine photosensible pénétrant dans la partie interne ( 4) de ladite busette; et exposition d'une partie dudit matériau de résine photosensible se trouvant directement au-dessus de ladite busette depuis une surface arrière ( 3) de ladite plaque de busette à une source de lumière suffisante pour durcir une partie ( 6 b) dudit matériau de résine photosensible selon une dimension au moins égale à celle dudit diamètre de busette mais non supérieure à 1,4 fois ce même diamètre de ladite busette, d'o le durcissement ainsi dudit matériau de résine photosensible; et formation d'une couche de revêtement hydrophobe ( 8) sur la surface supérieure ( 2) de ladite plaque de busette en utilisant ladite partie durcie ( 6 b) dudit matériau de résine photosensible en tant que moyen permettant de conformer ladite couche de revêtement hydrophobe. 3 Procédé de traitement de la surface d'une plaque de busette selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un matériau de résine photosensible qui est durci au moyen d'une exposition à une source de lumière est prévu sous la forme d'un film de résine photosensible ( 6; 7), ledit film étant soumis à une pression et une partie dudit film pénétrant dans la partie interne de la busette. 4 Procédé de traitement de la surface d'une plaque de busette selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un matériau de résine photosensible qui est durci au moyen d'une exposition à une source de lumière est utilisé sous la forme d'un film de résine photosensible ( 6; 7) et d'un matériau de résine photosensible liquide, ledit film de résine photosensible étant appliqué sur la surface avant de ladite plaque de busette tandis que ledit matériau de résine photosensible liquide est appliqué sur la surface arrière de ladite plaque de busette, une partie pénétrant à l'intérieur de la partie interne de la busette.