Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~ZZ5~376
L'invention concerne une tête d'impression à je-t
d'encre.
La technique d'impression a jet d'encre consiste à
réaliser un jet continu de gouttes calibr~es, fo~rnies par un
système de modulation puis à charger électrostatiquement ces
gouttes au moyen d'électrodes de charge, enfin à dévier chaque
goutte au moyen d'un champ électrique de telle sorte que si le
support sur lequel on désire écrire et le dispositif d'écriture
sont en deplacement relatif, on obtient la formation d'une matrice
d'impression.
Dans une imprimante à jet d'encre les fonctions énoncées
ci-dessus à savoir la fragmentation du jet en gouttes calibrées,
leur charge électrostatique et leur déflexion sont obtenues au
moyen d'un dispositif appelé tête d'impression dans la sui-te de
lS la description.
Le r~le de cette tête est fondamental pour le bon
fonctionnement d'une imprimante à jet d'encre. Il faut, notamment,
que la trajectoire des gouttes éjectees au niveau de la buse
d'ejection soit parfaitement définie par rapport aux électrodes de
charge, aux plaques de déflexion et au support qui reçoit
l'impression. La tête d'impression répondant à ces critères
doit, en plus, être peu encombrante; n'exiger aucun réglage en
cours de fonctionnement et permettre en revanche des réglages
simples et fiables préalablement à la mise en route. Enfin, il
faut que cette tête présente une grande facilité d'accès pour
la maintenance.
La présente invention a précisément pour but de réalise-r
une tete d'impression dont l'architecture lui permet de répondre
à tous ces impératifs.
Elle concerne plus précisément une tête d'impression
à jet d'encre comprenant:
un boîtier ayant un fond, des embases supérieure
et inférieure, et des parois latérales opposées;
un couvercle pour ledit boitier ayant une partie
sup~rieure fixe et une partie inférieure mobile;
un élément de modulation fermement fixé audit boîtier
- .
'
~Z2S~
pour briser un jet d'encre, ledit élément de modulation incluant
une embase à travers laquelle un alésage est pratiqué, un corps
de modulation introduit dans ledit alésage, et une plaque de
modulation supportée par ledit corps de modulation;
des moyens d'ajustement en rotation pour ajuster la
position angulaire dudit corps de modulation à l'intérieur de
l'embase de l'elément de modulation et des moyens d'ajustement
en translation pour ajuster la position axiale dudit corps de
modulation à l'intérieur de ladite embase de l'élément de
modulation;
des moyens supportés par ladite plaque de modulation
de l'elément de modulation pour éjecter un jet de gouttes d'encre
calibrées;
un élément porte-électrodes fermement fixé à ladite
partie inférieure mobile du couvercle, ledit élément porte-
électrodes ayant des moyens pour appliquer une charge électro-
statique auxdites gouttes d'encre et des moyens pour dévier
électrostatiquement lesdites gouttes d'encre lorsque le
couvercle est assemblé avec ledit boîtier;
~ une gouttibre de récupération montée sur l'embase
inférieure dudit boîtier pour recueillir des gouttes d'encre
non utilisées; et
un orifice pratiqué dans l'embase inférieure dudit
boitier et à travers duquel le jet de gouttes d'encre calibrées
est dirigé vers une surface à imprimer.
Les avantages et autres caractéristiques de la présente
invention ressortiront de la description qui suit d'un mode de
réalisation préféré de celle-ci, donné à titre d'exemple non
limitatif seulement avec référence aux dessins annexés dans
lesquels:
La figure 1 représente schématiquement l'essentiel
des éléments constitutifs d'une tête d'impression conforme à
- l'`invention; et
Les figures 2, 3 et 4 sont des repr~sentations
schématiques plus detaillées de certains éléments de la figure 1.
Pour plus de clarté, les m~mes éléments portent les
mêmes références dans -toutes les figures.
~ la ~
A
7~i
Comme le montre la figure 1, une tête d'impression conlorme à l'inven-
tion est essentiellement constituée d'un élément de modulation l; d'un
élément porte électrodes 2 supportant les électrodes de charge 3 et ~ ainsi
que les plaques de déflection 5 et 6. Un système d'électro-vannes 5' destiné
5 à réguler l'alimentation en liquide ainsi qu'un porte-gouttière 7 supportant
une gouttière 66 destinée à recueillir les gouttes non utilisées pour l'impresssion
sont également intégrés à la tête d'impression.
Ces éléments 1, 2, 5',7 sont introduits dans un boîtier 8 dont le couvercle
9 est réalisé en deux parties: I'une supérieure 10 est dite fixe et l'autre
10 inférieure 11 est dite mobile. Selon une caractéristique importante de l'in-
vention, le boîtier 8 et son couvercle 9 assurent deux fonctions: celle de
capotage et celle de maintien en place des éléments essentiels énumérés
ci-dessus. Ce boîtier 8 coopère en effet avec l'architecture nouvelle de
ces éléments pour assurer l'obtention, d'une part, de la localisation optimale
15 de la brisure du jet, d'autre part, du centrage parfait du jet. Une telle
disposition constructive de la tête d'impression, conforme à l'invention
est particulièrement avanta~euse pour la mise en oeuvre du procédé d'impression
par jet d'encre comme cela est expliqué plus en détail ci-dessous au moyen
de la figure 1 complétée par les figures 2, 3 et 4~quiiso~t respectivement
2 deux vues en coupe et une vue en plan de la partie de la tête qui conditionne
plus particulièrement la qualité de l'impression. Le boîtier 8 qui constitue
un premier support pour les éléments essentiels énumérés ci-dessus est
appelé boîtier suppor t 8 dans la suite de la description. Il comporte un fond
13, une embase inférieure 14, une embase supérieure 15 et deux parois
25 latérales 16 et 17. Le système d'électovannes 5' est introduit dans le boîtier
support 8 auquel il est fixé par tous moyens connus en soi. Les dispositifs
de raccordements électriques, les canalisations d'amenée des fluides, les
relais de sécurité et de manière générale tout l'environnement complémentaire
qui n'est pas directement en rapport avec l'invention n'est pas représenté.
Il s'agit de moyens techniques classiques; seul leur passage 18 dans l'embase
supérieure 15 est représenté. L'embase inférieure 14 comporte un orifice
190 que traversent les gouttes calibrées, chargées et déviées en direction
du substrat à imprimer (non représenté). Sur cette embase inférieure 14
? ~on fixe le porte-gouttière 7 et la gouttière de récupération 66. L'élément
de modulation 1 est essentiellement constitué d'une embase 19 comportant
un alèsage 20 de diamètre D, dans lequel est introduit le corps 21 de
modulation proprement dit. Il peut s'agir par exemple d'un dispositif vibratoireà éléments piezo-électriques tels que décrits dans le brevet français EN
7923934 déposé le 26.09.79, publié sous le N 2.465.528 et dont le titulaire
~P
~22~7~
est la demanderesse. Le corps de modulation 21 porte à sa base une plaque
cylindrique 22 fixée par au moins trois points de fixation 25 faisant entre
eux un angle L~ ~ soit ~ = 120, s'ils sont au nombre de trois comme
c'est le cas dans l'exemple décrit (figure 4). Cette plaque 22 porte une
5 buse 23 constituée par exemple d'un rubis percé d'un orifice 24 d'éjection
du jet de gouttes dont le ;trajet est symbolisé par les axes xy et x 'y';
I'embase 19 de l'élément de modulation 1 est rendu solidaire du fond 13
du boîtier-support 8, comme le montre la figure 2 par tous moyens connus,
par exemple une vis 26.
Selon une des caractéristiques de l'invention, les faces 28 de l'embase
19 du corps de modulation 21 subissent un usinage tel, qu'elles sont parfai-
tement tolérancées en dimensions et en parallélisme. De plus, la translation
en hauteur du corps de modulation 21 et sa rota-tion dans l'alésage 20
sont réglables par coulissement et/ou rotation du corps 21 dans l'embase
lS 19 et son blocage au positionnement désiré par une vis de blocage 30.
L'embase 19, support du corps de modulation 21 comporte en outre un
décrochement 31, muni d'un alèsage 32 capable de recevoir un axe 34.
Lorsque l'élément de modulation I est fixé dans le boîtier-support 8 ainsi
que tous les autres accessoires intervenant dans ce~te partie supérieure
20 du boîtier 8, on met en place la partie supérieure fixe 10 du couvercle
9, dont le profill présente également un décrochement 35 qui libère la
place pour les extremités de l'axe 34 destiné à être à leur tour enfilées
dans un alésage 36 pratiqué dans la partie 11 du couvercle 9 comme cela
sera expliqué plus loin.
25 ` Un second élément extremement important de l'invention et don t
la coopération avec l'élérnent de modulation I est essentielle au bon fonction-
nement de la tete d'impression est constitué par l'élément porte-électrodes
2. Celui-ci comporte essentiellement un corps support 40 dans lequel sont
encastrées et fixées l'électrode de char~e 3 et l'électrode de contrôle
30 de charge 4, et qui reçoit par la fixation le jeu de plaques de déflexion
5 et 6. Les deux électrodes 3 et 4 sont munies chacune d'une fente calibrée
41 et 42 à travers lesquelles passe le jet de gouttes fourni par l'élément
de modulation 1 et la buse 24, avant de traverser I 'espace qui sépare
~ les deux plaques de déflexion 5 et 6. Les fentes 41 et 42 réalisées dans
35 ces électrodes et les faces d'appui des plaques de déflexion sont par construc-
tion rigoureusement parallèles. Selon une caractéristique importante de
l'invention, I'élément porte-électrodes Z est rendu solidàire de la partie
inférieure il du couvercle 9 destiné à fermer le boitier-support 8, préalable-
ment équipé de l'élément de modulation 1. Cette solidarisation est réalisée
B
.
7~
par un moyen 50, autorisant un réglage du positionnement transversal
de l'élément porte-électrodes 2, tandis yue son positionnement vertical
est fixé par un jeu de plots 51 s'opposant à son glissement dans le sens
longitudinal. Lorsque I 'élément porte-électrodes 2 est fixé à la partie
5 inférieure 11 du couvercle 9, celle-ci est mise en place sur le boitier-
support 8 déjà équipé de la partie supérieure 10 de son couvercle 9. L'axe
34 traverse la partie 11 et l'embase 19 de modulation à travers les alésages
32 et 36. La pièce 11 est guidée en rotation sur les Eaces 28 de l'embase
19. Lorsque tous les réglages que I 'on va décrire ci-dessous ont été réalisés
10 et que la tête est prête pour son fonctionnement, on immobilise la partie
inférieure 11 du couvercle 9 au moyen par exemple d'un écrou molleté
60 qui la rend solidaire de I 'embase inférieure 14 du boitier-support 8.
La structure des pièces élémentaires décrites précédemmen~ et
Ieur combinaison permet tous les réglages qui sont nécessaires au bon
15 fonctionnement d'une tête d'impression conforme à l'invention.
Premièrement, lorsqu'on chasse un rubis dans une pièce support
comme c'est le cas pour la buse 23 insérée dans la plaque cylindrique
22, si l'on prend comme référence la face de cette pièce support, il est
très difficile d'obtenir un jet parfaitement perpendiculaire à cette face.
20 La possibilité d'orienter la plaque ~2 selon au moins trois directions étant
donné la présence de au moins trois points de fixation faisant entre eux
un angle ~,~par exemple,l20 permet de choisir entre au moins trois orien-
tations angulaires possibles, celle qui permet d'obtenir un jet contenu
dans, ou le plus proche possible d'un plan passant par x 'y'. De plus comme
25 on peut orienter le corps de modulation 21 en rotation à l'intérieur de
I'embase de modulation 19, on est sûr de pouvoir, par la combinaison des
deux actions conjuguées au niveau de la plaque 22 porte buse et du corps
de modulation 21 de satisfaire une conditions fondamentale, à savoir:
mettre le jet dans un plan parallèle aux faces des électrodes de charge
30 3 et 4 définies par les fentes 41 et 42 et aux plaques de déflexion 5 et
6, le parallélisme de ces faces et de ces plaques étant quant à lui obtenu
par construction.
Deuxièmement, ce parallélisme étant satisfait on assure le centrage
.du jet grâce à un moyen de centrage 50.
On obtient donc ainsi, par des réglages simples et fixes dans le
temps un centrage et une orientation optimale du jet par rapport aux
éléments fonctionnels auxquels il est lié.
Troisièmement, I'électrode de charge 3 doit être située à une distance
déterminée de l'endroit précis où le jet se brise en gouttelettes, en l'occurrence
40 la brisure doit se produire dans ~le milieu de la fente 41 de l'électrode
de charge 3. Celle-ci ayant uné position fixe par rapport à l'embase de modula-
tion 19, la possibilité de positionner en hauteur le corps de modulation 21 dans
E~ '
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587~
I'alésage 20 permet de satisfaire ce critère.
La gouttière 66, est également fixée à l'embase inférieure du boitier
8. Son rôle est de recueillir les gouttes non utilisées pour l'impression.
Une tête d'impression, conforme à l'invention peut équiper tous types
5 d'inprimantes du type dit à jet d'encre continu. Outre la facilité des réglages
déjà énoncée précédemment il faut également noter une maintenance particu
lièrement facilitée du fait de l'ouverture possible du couvercle 9 dont la
partie inférieure 11 peut subir une rotation autour de l'axe 34. Le substrat
à imprimer est placé face au passage 190 ménagé dans l'embase inférieure 14
10 du boitier 8 et perpendiculairement à l'axe xy du jet défini précédemment.
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