Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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L'invention concerne une tête d'impression monobuse à jet d'encre.
La technique d'impression à jet d'encre consiste à réaliser un jet
continu de gouttes calibrées, fournies par un système de modulations 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 déplacement relatif, on obtient la formation d'une matrice d'impres-
sion.
Dans une imprimante à jet d'encre, les fonctions énoncées ci-dessus
à savoir la fragmentation du jet en gouttes calibrées, leur charge électro-
statique et leur déflexion sont obtenues au moyen d'un dispositif appelé
tête d'impression dans la suite de la description.
Le rôle de cette tête est fondamental pour le bon fonctionnement
d'une imprimante à jet d'encre. Il faut, notamment, que la trajectoire
des gouttes éjectées au niveau de la buse d'éjection soit parfaitement
définie par rapport aux électrodes de charge, aux plaques de déflexion
.; et au support qui reçoit l'irnpression. 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
-~ 20 et fiables préalablement à la mise en route. Enfin, il faut que cette tête
présente une grande facilité d'accès pour la maintenance.
Une tête d'impression répondant à ces critères a été décrite dans
une demande de brevet français 83 03 975 déposée le 7 mars 1983 par
la Demanderesse. Dans cette tête d'impression les moyens de brisure du
jet et d'éjection des gouttes sont solidaires du boitier du capot et les moyens
de charge et de déflexion sont solidaires du couvercle dudit capot.
Dans la présente demande, en revanche tous ces éléments essentiels
de la tête d'impression, sont rendus solidaires d'une seule et mêrne pièce
monolitique, cette architecture contribuant à réduire l'encombrement
de l'ensemble sans nuire aux facilités de réglage, ni aux conditions d'iso-
lement, notamment des électrodes de déflexion.
Un autre objet de l'invention est de décrire un bloc-support des
électrodes de contrôle de cllarge et de plaques des dé~lexions intégrées.
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,~"
Un autre objet concerne un dispositif de sécu-
rité limitant le courant dans le circuit d'alimentation
des moyens de déflexion.
La présente invention vise une tête d'impres-
sion monobuse à jet d'encre du type comportant un circuit
d'alimentation, des moyens de brisure du jet et d'éjec-
tion de gouttes, des moyens de charge et de déflexion des-
dites gouttes; ladite tête comprenant un amplificateur
de signal, un corps de modulation orientable selon deux
angles (~) et (~) dans deux plans perpendiculaires, un bloc-
support dans lequel sont intégrés lesdits moyens de char-
ge et de déflexion incluant une électrode de charge, de
contrôle de charge et des électrodes de déflexion, montés
sur une pièce monolitique, ladite pièce monolitique ser-
vant à la fois de blindage à l'amplificateur et de sup-
port au corps de modulation et au bloc-support.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des
explications qui vont suivre et des figures jointes, par-
mi lesquelles:
La figure 1 illustre une partie importante d'u-
ne tête d'impression comportant les éléments fonctionnels
essentiels tels que les moyens de formation et d'éjection
des gouttes, les moyens de charge des gouttes et les moyens
de déflexion.
Les figures 2 et 3 illustrent schématiquement
les principaux éléments décrits au moyen de la figure 1.
La figure 4 est une vue éclatée des composants
constituant une tête d'impression conforme à l'invention.
Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent
les mêmes références dans toutes les figures.
Comme le montre la figure 1 complétée par les
figures 2 et 3 auxquelles se réfère simultanément la suite
de la description, une tête d'impression 1 conforme à l'in-
vention est constituée d'une pièce monolitique 2. Cette
,~ .
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pièce 2 accomplit deux fonctions: d'une part elle joue
le rôle de boîtier de capot, d'autre part elle sert d'em-
base pour tous les moyens assurant les fonctions essen-
tielles de la tête: à savoir, notamment les moyens de for-
mation et de l'éjection des gouttes, de leur charge etde leur déflexion. Un couvercle ferme le boîtier mais il
n'a, contrairement à ce qui se passe dans le cas de la
tête d'impression ob]et de la demande de brevet citée pré-
cédemment, d'autres fonctions que celle de fermer le boî-
tier, tout en permettant lorsqu'il est ouvert, d'examinerla combinaison des moyens énumérés ci-dessus.
Ces derniers sont tous représentés sur la fi-
gure 1, où ne manque que l'environnement complémentaire
qui n'est pas directement en relation
I ,-
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avec l'invention.
Dans la partie haute (A) on trouve notamment l'arrivée du circuit
d'alimentation en encre 100 rendue solidaire de la tête 1 au moyen d'un
écrou de raccordement 101 ~partiellement représenté).
On y trouve également l'amplificateur de signal 40. Ce dernier
peut être enfermé dans une cavité (non représentée) prévue à cet effet
dans le boîtier 2.
Enfin un détecteur de récupération 14 de l'encre récupérée au niveau
de la gouttière 7 via, la conduite 77, s'y trouve également logé. Ce détecteur
14 est rendu solidaire de la pièce monolitique 2 2ar des moyens de fixation
45 et comporte de manière intégrée, une résistance R qui accomplit une
fonction de limiteur de courant comme cela sera expliqué plus loin.
La partie centrale (1\1) comporte essentiellement les moyens de
modulation créant la brisure du jet et les moyens d'éjections des gouttes
ainsi créées.
Le corps de modulatior; 10 est porté par un support 13, réalisé en
matière isolante qui est rendu solidaire de la pièce monolitique 2 par un
jeu de vis 120. A l'intérieur de ce corps de modulation, est introduite la
combinaison du transducteur piezo-électrique 11 associé à son résonnateur
12 à l'extrémité duquel est moneée la platine 20 portant la buse 21. Cette
platine 20 est rendue solidaire du support 13, par exemple, au moyen d'une
vis 95, montée perpendiculairement.
; Un joint torique 210 est prévu à l'extrémité haute du résonnateur
12. Il assure en combinaison avec un presse-étoupe 110, I'étanchéité à
ce niveau. Vn second joint torique 211 est également prévu à la partie
basse du corps de modulation et il assure l'étanchéité entre ce corps 10
et la platine 20 porte-buse 21.
I e corps de modulation 10, selon l'invention, peut être orienté
dans deux plans perpendiculaires, selon deux angles (Y) et (p). En effet,
il peut tourner autour d'un premier axe de positionnement et de centrage
80 lui donnant le degré de liberté selon (~5), et autour d'un second pion
(16), lui donnant le degré de liberté, selon (~).
Lorsque le positionnement correct du corps de modulation et donc
du jet est obtenu, des vis (85) coopérant avec des trous oblongs (84) bloquent,
3s dans les deux plans le corps 10.
Des raccords (56) relient le circuit de l'encre au corps de modulation
10.
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La partie basse (D) concerne la combinaison des électrodes de charge
et des organes de déflexion des gouttes d'encre. Plus précisément et selon
une autre caractéristique importante de l'invention, il s'agit d'un sous-
ensemble également monolitique constitué d'un bloc-support 70 sur lequel
sont montées les clcctrodes de charge 71 et de contrôle de charge 72,
ainsi que les plaques de déflexion gauche 73 et droite 74.
Selon une autre caractéristique importante de l'invention, ce bloc-
support 70 d'électrodes, est réalisé en un mntériau isolant dont les caracté-
ristiques diélectriques et les épaisseurs assurent entre l'embase monolitique
2 et lesdites électrodes, un niveau d'isolement compatible avec les tensions
mises en jeu à ce niveau. De plus, pour éviter la formation d'arcs, une
gorge d'isolement 89 ainsi qu'un voile 90 assurant un véritable mur d'iso-
lement est prévu du côté de l'électrode ce déflexion portée à très haute
tension.
L'électrode de contrôle de charge 72 est, par exemple, du type
de celle gui est décrite dans la demande de brevet n 83 07 549 déposée
Ie 29 avril 1983 par la Demanderesse. Elle est constituée dans ce cas d'un
ensemble cylindrique 60 en matériau conducteur comportant un alésage
dans lequel est introduit un second tube 62 réalisé en matériau isolant.
Ce dernier est introduit dans le cylindre 60 de telle sorte que sa surface
externe soit en contact parfait avec la surface interne du cylindre 60
sur une longueur déterminée nférieure à celle du cylindre 60. Ce second
tube 62 constitue un fourreau ù l'intérieur duquel est introduit un cylindre
plein 63 en matériau conducteur. Dans cet ensemble on pratique une fente
25 - 65 à travers laquelle transitent les gouttes d'encre symbolisées en traits
interrompus.
Selon une caractéristique de la présente invention, deux diodes
86 et 87 électroluminescentes, sont positionnées respectivement, la pre-
mière au sein même de l'électrode de charge 71 et la seconde à la sortie
de l'électrode de contrôle de charge 72. La diode 86 permet de contrôler
visuellement la qualité de la formation des gouttes et la diode 87 de mesurer
visuellement la vitesse de celles-ci.
Ce bloc-support 70 d'électrodes porte également les plaques de
déflexion gauche 73 et 74 qui sont par exemple fixées au moyen de vis
58. Cependant selon une caractéristique importante de ]'invention, compte
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.
tenu de la géométrie de ce bloc-support 70 et de sa structure, des électrodes
- de déflexion peuvent être déposées sur la paroi interne de ce support sous
Ia forme d'une couche d'un matériau conducteur qui joue alors le rôle
des plaques de déflexion 73 et 74 décrites précédemment. Conformément
à l'invention, I'une des plaques 73 (ou couche) de déflexion, est portée
à un potentiel élevé (de l'ordre de 8000 volts par exemple) tandis que la
seconde plaque 74 (ou couche) de déflexion est maintenue au potentiel
- zéro.
Comme cela a déjà été dit précédemment, compte tenu de ces
contraintes électriques, l'isolement en~re le bloc-support 70 et l'embase
monolitique 2, ainsi qu'entre ce bloc 70, l'électrode de charge 71, doit
être assurée de manière efficace. Pour accomplir cette fonction, d'une
part l'épaisseur du bloc-support 70 réalisé lui-même en matériau isolant
est optimisé, d'autre part, une gorge 89 et un mur 90 d'isolement sont
prévus à cet effet.
Un moyen de réglage 57 glissant latéralement sur deux pions 810,
assure le positionnement par translation (~) du bloc-support 70 et permet
de positionner les deux plaques ou couche de déflexion, parfaitement par
rapport au jet de gouttes.
La figure 4 qui est une vue éclatée d'une tête d'impression conforme
à l'invention, permet de récapituler l'ensemble des composants la constituant
et de bien visualiser leur montage.
On y retrouve donc la pièce monolitique 2 dont la paroi 180 sert
d'embase à l'ensemble des éléments constituant la tête 1. Un raccord
25 181 et son écrou 101 rendent solidaire du fond supérieur 182 le circuit
externe de l'encre. Sur cette paroi 180, une boite (cavité) non représentée,
est prévue pour enfermer et blinder l'amplificateur de signal 40. A ce
niveau se trouve également logé, le détecteur de récupération de l'encre
14~
Selon une caractéristique importante de l'invention, comme cela
a été dit précédemment, ce détecteur 14 est réalisé en matériau isolant
et comporte une résistance 1~ intégrée dans cet isolant. Cette résistance
est montée en série dans le circuit TIIT de la plaque de déflexion 73 portée
au potentiel de 8000 V de telle sorte qu'en CDS d'incident au niveau de
35 cette dernière, cette résistance R joue le rôle de limiteur de courant.
Le câble couxial (26) comme le circuit TIIT 27 sont connectés de
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., .
manière classique au moyen de cosses 28.
Selon une caractéristique importante de l'invention comme cela
a déjà été dit précédemment et qui est particulièrement illustrée au moyen
de cette figure 4, le corps de modulation 10 portant l'embase 20 porte-
S buse 21 est orientable selon deux angles (a() et (~; on peut ainsi parfaite-; ment, en jouant sur ces deux degrés de liberté, centrer le jet d'encre.
Sur cette figure 4 apparaissent également clairement, les électrodes
de charge et de contrôle de charge, ainsi que les électrodes (ou couche)
de déflexion dont l'isolement est assuré au moyen de la gorge et du mur
d'isolement décrit précédemment.
- Le fond inférieur 79 de l'embase monolitique 2 comporte un orifice97 à travers lequel transitent les gouttes déviées avant d'atteindre la
surface en cours de marquage (non représentée sur la figure). La gouttière
7 de récupération est accrochée au moyen d'une bride 107. Enfin un couver-
cle 130 est rendu solidaire de l'embese monolitique 2 au moyen de clips
131 formant ainsi un capotage constituant l'enveloppe externe, protégeant
la tête d'impression 1.
Une telle tête d'impression est compacte, facile à régler et trouve
son application dans les imprimantes à jet d'encre à tête monobuse.
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