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PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'ÉMISSION DE LIQUIDE DE MANI~RE
CONTRÖLÉE, APPLICATION Ä L'IMPRESSION
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé
et un dispositif permettant l'émission d'un liquide de
manière contrôlée.
Elle trouve des applications notamment dans
le domaine de l'impression.
L'invention est en particulier utilisable
pour réaliser des tétes d'impression à jet d'encre.
ÉTAT DE L.~ TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans les applications industrielles de
marquage d' ebj ets par un j et d' encre, on reche_ che une
i5 grande vitesse initiale pour les gouttes d'encre.
En effet, contrairement aux applications
dans le domaine de la bureautique, un objet à marquer
se trouve à uns grande distance de la téte
d'impression, cette distance pouvant aller de ur. à
plusieurs centimètres.
Une grands vitesse initiale est donc
nécessaire pour limiter l'effet des perturbations
' aérodynamiques sur les gouttes.
Dans le ~crocédé con~~u sous le nom de
procédé du jet continu dévié, cette vitesse est de
' ' o.= dr e de ? 0 m/ s .
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Elle est obtenue en formant un jet d'encre
au travers d'une buse de faible diamètre, sous une
pression de l'ordre de 3 bars (environ 3x105 Pa).
Ce jet est fragmenté en gouttes d'encre à
l'aide d'un cristal piézo-électrique.
Certaines gouttes sont ensuite chargées
électriquement puis défléchies dans un champ électrique
permanent.
Les gouttes non chargées ne sont pas
défléchies et sont récupérées par une gouttière avant
d'étre recyclées à l'intérieur de l'imprimante où est
mis en oeuvre ce procédé.
La charge individuelle d'une goutte
détermine l'ampii~ud2 de sa déflexion et donc sa
position sur l'objet à marquer suivant la direction du
champ électrique.
On peut ainsi imprimer plusieurs positions
avec une seule buse.
Le déplacement d'un objet
perpendiculairement à ce champ électrique en
syn~~ronisation avec l'éjection des gouttes permet de
former une image sur cet objet.
Dans le procédé connu sous le nom de
procédé du jet continu binaire, la formation, la charge
et la déflexion des gouttes d' encre se font de la méme
manière que dans le procédé du jet continu dévié, à
ceci près que l'amplitude de 1a déflexion est identique
pour chaque goutte.
On utilise une rangée de buses
régulièrement espacées el: correspondant chacune à une
position à imprimer.
Le déplacement d'un objet
perpendiculairement à cette rangée de buses en
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synchronisation avec l'éjection des gouttes permet de
former une image sur cet objet.
Dans toutes les variantes du procédé du jet
continu dévié ou binaire, la buse est un élément
critique du fait .
- de ses dimensions réduites, qui rendent sa
réalisation difficile,
- de son influence sur l'efficacité de la fragmentation
du jet et
- de sa propension à se boucher sous l'effet de
particules contenues dans l'encre ou de l'évaporation
de certains de ses constituants.
En outre, les pressions mises en oeuvre et
la nécessité de récupérer et d2 recycler les gouttes
non défléchies augmentent la complexité du matériel et
affectent sa fiabilité.
On conçoit l'intérèt d'un procédé où la
vitesse initiale des gouttes est obtenue sans mettre en
oeuvre de buse ni de pression hydrostaaique.
Un tel procédé est utilisé pour disperser
das liquides en fines gouttelettes, de manière à
appliquer uniformément des peintures ou des adàitifs
agricoles.
Dans les dispositifs connus, permettant de
mettre en oeuvre un tel procédé, un cylindre ou un
disque en rotation est imprégné de liquide et génère
sur toute sa périphérie un nuage àe petites gouttes.
La formation de ces gouttes est expliquée
par l'apparition d'une onde stationnaire dans le
liquide situé à la périphérie du cylindre.
Sous l'action de la force centrifuge, les
sommets des vagues que forme alors 1e liquide se
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détachent du cylindre et sont projetés vers
l'extérieur.
Le cylindre peut également étre électrifié
pour charger les gouttes de liquide. ce qui permet
d'obtenir une meilleure répartition des gouttes sur les
objets à recouvrir et éventuellement de contrôler le
nombre ou la taille des gouttes projetées.
De tels dispositifs ont également été
utilisés pour l'impression d'objets.
On interpose alors, entre le cylindre et un
objet à imprimer, un écran qui laisse passer les
gouttes d'encre seulement à des emplacements
prédéfinis.
On consultera à ce sujet les documents
suivants .
rr~R-A-2 483 326 (BERTIIV ET CIE.)
fR-A-2 212 782 (I.B.L-I.) .
2O
Dans ces dispositiï connus, un champ
magnétique ou électrique est utilisé pour dévier les
gouttes d'encre quand on désire imprimer un caractère.
I1 faut toutefois noter que les gouttes
sont émises en permanence sous l'effet de la force
centrifuge, par le cylindre en rotation.
Le champ électrique ou magnétique a
seulement pour fonction la déviation des gouttes
d' encre .
De ce fait, ia forme des caractères que
l'on peut imprimer est limitée.
Ainsi, ces dispositifs cen.~,us présentent
l'~nconvéni2nt da nécessiter le ~~enouvellement de
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l'écran chaque fois que l'on souhaite imprimer un
caractère différent, ce qui est incompatible avec la
plupart des applications de marquage industriel
actuelles.
5 Un autre exemple connu de dispositif où un
cylindre en rotation est employé pour générer des
gouttes est décrit dans la demande internationale WO
96/14212 de la société Jemtex.
Dans ce dernier dispositif, le cylindre
tourne à l' intérieur d' un tube et comporte des cavités
disposées longitudinalement pour générer des ondes de
pression périodiques en passant devant des orifices qui
sont ménagés dans le tube et par lesquels s'écoule de
l' encré .
Cette encre est canalisée pour ~ormer des
jets régulièrement espacés au dessus d'un objat à
imprimer.
Les variations de pression provoquen~ la
brisure des jets en gouttes et, dans la mesure où les
ondes de pressions sont synchrones dans les différents
jets, l'instant de séparation des gouttes est
sensiblement identique pour tous les jets.
Les gouttes sont ensuite chargées puis
défléchies par des moyens analogues à ceux qui sont
employés dans le procédé du jet continu (dévié ou
binaire).
I1 est remarquable que ce dispositif ne
comporte pas de buse et que le cylindre comporte des
cavités.
Toutefois, on notera que la force
centrifuge ne joue aucun rôle significatif et que les
gouttes sont émises de façon continue, indépenda~~_-~ent
du besoin d'imprimer à un instant donné.
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Les gouttes non utilisées pour l'impression
doivent donc étre récupérées, comme dans le cas du
procédé du jet continu (dévié ou binaire).
Un dispositif similaire est décrit dans la
S demande internationale WO 96/05060 de la société
Komatsu.
Dans ce dernier dispositif, les gouttes
sent également émises de façon continue mais, dans ce
cas, sous l'effet de la force centrifuge.
Ces gouttes sont chargées électriquement
puis défléchies.
Les gouttes indésirables pour l'impression
sont récupérées.
D'autres dispositifs sont COnnüS par les
documents suivants .
J2-A-5600d289 (N.T.T.)
JP-A-ô328a757 (FUJI XERO,< CY. i.~TD. ) .
Ces derniers dispositifs font appel à des
forces électrostatiques pour extraire des gouttes
d'encre d'un cylindre percé de buses, mais la vitesse
tangentielle du cylindre joue un rôle négligeable dans
la vitesse initiale des gouttes.
De ce fait, cette vitesse initiale des
gouttes est très faible.
Et de tels dispositifs ne permettent pas
d'imprimer des objets à des distances suffisamment
grandes, en vue d'applications industrielles.
On connaît aussi. par les dccuments
ô010735-'! A, JP 60107352 A, JP 60ï07353 A et
JP 601.s1255 A (fUJIXE;ROX KK) des dispositifs
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d'impression comprenant chacun un rouleau imprégné
d'encre au-dessus duquel se trouve une électrode
pourvue de cannelures parallèles. Une fois détachées du
rouleau par l'action de l'électrode, les gouttes
d'encre sont guidées par les cannelures dans le but
d'atteindre la précision requise pour une application
bureautique. Un effet de ce guidage est d'absorber une
partie de l'énergie cinétique des gouttes, ce qui
impose de disposer l'objet à imprimer à une très faible
distance (200 gym) de l'extrémité de l'électrode et
n'est pas compatible avec la plupart des applications
d'impression industrielle.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention a pour b~?t de
remédier aux inconvénients précédents.
Plus généralement, la présente invention
vise à envoyer un liquide de manière contrôlée en
direction d'un objet sur lequel on veut dépose. ce
liquide, tout en permettant de placer cet objet à une
àistance supérieure à celles qu'autorisent les
techniques connues, mentionnées plus haut.
De façon précise, la présente invention a
pour objet un procédé d'émission de liquide vers un
objet, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on met en
rotation un cylindre, en ce qu'on imprégne d'un liquide
au moins la surface latérale extérieure de ce cylindre,
et en ce qu' on applique, au moins en un point de cette
surface latérale extérieure et à des instants
prédéterminés, une forci qui coopèr? avec la force
centrifuge résultant de la rotation du cyrlindre pour
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provoquer une émission sensiblement tangentielle d'une
portion de liquide vers l'objet à ces instants
prédéterminés, de manière à projeter cette portion de
liquide directement sur l'objet.
Bien entendu, le liquide est supposé
sensible à la force appliquée.
La présente invention a également pour
objet un dispositif d'émission de liquide vers un
objet, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il
comprend .
- un cylindre,
- des moyens de mise en rotation de ce cylindre,
- des moyens d'imprégnation prévus pour imprégner d'un
liquide au moins la surface latérale extérieure d2 ce
cylindre, et
des moyens d'application, à au moins un point de
cette surface latérale extérieure et à des instants
prédéterminés, d'une force apte à coopérer avec la
force centrifuge résultant de la rotation du cylindre
pour provoquer une émission sensiblement tangentielle
d'une portion de liquide vers l'objet à ces instants
prédéterminés, de manière à projeter cette portion de
liquide directement sur l'objet.
Dans une application particulière de
l'invention, ce dispositif est destiné à imprimer
l'objet, ledit liquide est une encre et ladite force
est apte à coopérer avec ladite force centrifuge pour
provoquer une émission sensiblement tangentielle d'une
goutte d'encre vers l'objet auxdits instants
prédéterminés, de manière à projeter cette goutte
d'encre directement sur l'objet.
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Un tel dispositif est en particulier
utilisable pour réaliser des tétes d'impression à jet
d' encre .
Selon un mode de réalisation particulier de
ce dispositif, la surface latérale extérieure du
cylindre comprend des cavités aptes d'une part à
favoriser l'accumulation d'encre dans ces cavités pour
amorcer la formation des gouttes et d'autre part à
contrôler la taille de ces gouttes.
La partie de la surface latérale extérieure
qui est comprise entre les cavités a vis-à-vis de
l'encre une mouillabilité inférieure à celle du fond de
ces cavités afin de favoriser davantage l'accumulation
d'encre dans ces cavités et de mieux contrôler la
taille des gouttes.
Les cavités peuvent former des rainures
circulaires dont l'axe est l'axe du cylindre.
Selon un mode de réalisation préféré du
dispositi_ objet de l'invention, ladite force est une
force électrostatique et l'encre a une conductivité
électrique non nulle.
Dans ce cas, le dispositif peut comprendre
en outre des moyens d'application d'une autre force
électrostatique apte à empécher l'émission de la goutte
d'encre quand on ne désire pas d'impression.
Dans ce cas également, selon tin premier
mode àe réalisation particulier, la surface latérale
extérieure du cylindre comprend une première couche
électriquement conductrice et une deuxième couche qui
recouvre la première couche et a, vis-à-vis de l'encre,
une mouillabilité inférieure à r_e?1e de cette preniére
couche, des cavités étant formées à travers cette
deuxième couche, la premicre couche Dormant le font'. de
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î0
ces cavités, les moyens d'application de ladite force
électrostatique comprenant au moins une électrode
destinée à être portée à un potentiel électrique
différent de celui auquel est porté la première couche.
Selon un deuxième mode de réalisation
particulier, la surface latérale extérieure du cylindre
comprend une première couche électriquement
conductrice, une deuxième couche électriquement
isolante qui recouvre la première couche et une
troisième couche électriquement isolante qui recouvre
la deuxième couche et a, vis-à-vis de l'encre, une
mouillabilité inférieure à celle de cette deuxième
couche, des cavités étant formées à travers cette
troisième couche, la deuxième couche ~orma:zt 1e tond de
ces cavités, les moyens d'application de ladite force
électrostatique comprenant au moins une électrode
destinée à être portée à un potentiel électriaue
àifférent de celui auquel est porté la première couche,
le dispositif comprenant en outre des moyens aptes à
charger électriquement les gouttes.
L2 dispositir peut comprendre en outre un
réservoir d'encre dans lequel passe la surface latérale
extérieure du cylindre en rotation, et des moyens
d'élimination du surplus d'encre de cette surface.
En variante, le cylindre est creux et
contient de l'encre ainsi qu'une couche poreuse qui
entoure l'encre contenue dans le cylindre et à travers
laquelle l'encre diffuse vers l'extérieur du cylindre.
Le cylinàre creux peut contenir une
cartouche d'encre amovible dont la couche poreuse
constitue une enveloppe extérieure.
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L'encre peut être thermofusible et le
dispositif peut comprendre en outre des moyens de
chauffage de cette encre thermofusible.
Selon un mode de réalisation particulier,
les moyens d'application de ladite force sont prévus
pour appliquer cette force à une pluralité de points
agencés le long d'une génératrice du cylindre, afin de
permettre l'émission tangentielle simultanée d'une
pluralité de gouttes vers l'objet, la trajectoire de
chacune de ces gouttes àepuis le cylindre jusqu'à
l'objet étant directe.
Les moyens d'application de ladite force
peuvent étre en outre aptes à faire varier le temps
d'application et l'amplitude de cette force de manière
à faire varier la auantité d'encre contenue dans chaaue
go~.~tte émise et/ou le nombre de gouttes émi ses et donc
l'intensité de la teinte obtenue sur l'objet.
Dans ce dernier cas, on peut utiliser 3 ou
4 àis~ositifs conformes à l'invention, les variations
d'intensité àe la teints obtenue à partir de chaque
dispositif permettant l'impression d'images
trichromiques ou quadrichromiques par la superposition,
sur ledit objet, de trois ou quatre images
respectivement for-:ées par les dispositifs, chaque
image avant l'une àes couleurs de base.
BR~'VE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à
la lecture de la àescriDtion d'exemples de réalisation
do n n é s c i - a p r è s~ ~--<.it-r.~ a~~-~=~=_ _ ~ d ,_ c ~ _ _ _ e-t
F~UILLF MODiFi~c
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_.., ..
12
en faisant référence aux dessins
annexés sur lesquels .
~ 1a figure 1 est une vue schématique d'un mode de
réalisation particulier du dispositif objet de
l'invention, destiné à la projection d'encre,
~ la figure 2 illustre schématiquement un cylindre
utilisable dans l'invention et pourvu de cavités
superficielles où l'encre s'accumule,
~ la figure 3A illustre schématiquement un autre
ï0 cylindre utilisable dans l'invention et pourvu de
cavités superficielles forman t des rainures
circulaires admettant l'axe du cylindre comme axe
commun,
~ la figure 3B illustre schématiquement un autre
cylindre utilisable dans l'invention,
~ la figure 4 est une vue en coupe transversale
schématique et partielle d'un autre cylindre
u~ilisable dans l'invention et pourvu de cavités
superficielles,
2C ~ la figure 5 est une vue en coupe transversale
schématique et partielle d'une variante de
réalisation du cylindre de 1a figure 4,
~ la figure 6 est une vue schématique d'un autre
mode de réalisation particulier du dispositif
objet de l'invention,
~ la figure 7 illustre schématiquement un
dispositif conforme à l'invention,
~ la figure 8 est une vue en coupe transversale
schématique et par belle d'un cylindre utilisable
dans l'invention, et
FEUILLE MGDIFIEE
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~ la figure 9 illustre schématiquement une
imprimante comprenant des dispositifs conformes à
l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Dans les dispositifs conformes à
l'invention, qui sont représentés sur ces figures,
l'encre est entrainée en rotation par un cylindre de
diamètre adéquat, dont la surface latérale extérieure
est imprégnée d'encre.
Cette encre se trouve en équilibre sous
l'effet de la force centrifuge résultant de la rotation
du cylindre autour de son axe et des forces de
capillarité.
De nombreux pâramètres interviennent dans
cet équilibre, notamment l'état de surface du cylindre,
la viscosité de l'encre, leurs tensions de surface
relatives et bien entendu la vitesse cte rotation.
Des gouttes sont émises de la surfacz du
cylindre par l'application, à des instants
prédéterminés et en un ou plusieurs points, d'une force
coopérant avec la force centrifuge.
On va ainsi détacher une ou plusieurs
gouttes d'encre dont la vitesse initiale est
sensiblement égale à la vitesse tangentielle du
cylindre.
On fait donc en sorte d'émettre des gouttes
uniquement en des lieux et à des instants
prédéterminés, de manière à imprimer tout caractère ou
élément d'image souhaité.
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De même, on contrôle la taille des gouttes
en limitant, par différents moyens, la quantité d'encre
séparée du cylindre.
Comme on le verra plus en détail par la
suite, on crée localement un champ électrique et l'on
détache une goutte d'encre par attraction
électrostatique, l'encre utilisée ayant une
conductivité électrique non nulle.
Inversement, un champ électrique uniforme
de sens contraire peut ètre employé pour s'opposer à la
force centrifuge aux endroits où l'on ne désire pas
d'émission d'encre.
Ce champ opposé uniforme peut être ajusté
aux variations des paramètres intervenant dans
l'éauilibre de la surface d'encre.
Une fois détachées, les gouttes sons
entraïnées à une vitesse initiale sensiblement égale à
la vitesse tangentielle du cylindre vers l'objet à
imprimer, lequel se déplace perpendiculairement à l'axe
du cylindre, en synchronisation avec l'émission des
gouttes.
~,n juxtaposant suivant une génératrice du
cylindre des électrodes permettant de faire varier
localement le champ électrique, on peut émettre
simultanément plusieurs gouttes d'encre pour former une
portion de l'image à imprimer.
La taille des gouttes est déterminée
principalement par un facteur d'ordre spatial et par un
facteur d'ordre temporel.
Le facteur d'ordre spatial fait intervenir
notamment la géométrie de 1a surface latérale externe
du cylindre.
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Cette surface peut ëtre dotée de cavités
pour faciliter l'accumulation d'encre en certains
lieux, afin d'amorcer la formation des gouttes et de
limiter leur volume.
5 On peut également jouer sur des différences
locales de mouillabilité de cette surface.
Le facteur d'ordre temporel fait intervenir
la forme et la durée à'application du champ électrique
d'extraction.
10 Ce second facteur conditionne la cinétique
de formation d'une goutte jusqu'à sa séparation du
cylindre et les premiers instants de son trajet dans
l' air .
En jouant sur ce second facteur, on plut
15 émettre des gouttes plus ou moins grosses et/ou émettre
plus ou moins de gouttes, ce qui permet d'obtenir des
teintes plus ou moins fortes, par exemple pour
l'impression d'images quadrichromiques.
Dans l'invention on n'utilise aucun gui~ag2
des gouttes après leur separatior: du cylindre. Ces
gouttes ne rencontrent pas les électrodes.
Cependant, des retards délibérés peuvent
ëtre introduits dans la commande des électrodes pour
compenser d'éventuels défauts géométriques du
dispositif.
L'un des avantages de l'invention est que
toute la hauteur du cylindre (comptée parallèlement à
l' axe de celui.-ci) peut étre utilisée pour générer des
gouttes.
La largeur d'impression n'est limitée que
par les possibilités techniques de réalisation du
cylindre et des électrodes.
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On peut ainsi atteindre des largeurs
d'impression de l'ordre de quelques dizaines de
centimètres voire plus.
La résolution du dispositif dépend de
l'espace minimal nécessaire d'une part pour former les
gouttes à la surface du cylindre et d'autre part pour
juxtaposer les électrodes.
On conçoit donc que l'invention présente
plusieurs avantages intrinsèques . simplicité de
réalisation, écriture à grande distance, variation de
la taille ou du nombre de gouttes, grande largeur
d'impression.
Les phénomènes dynamiques et électriques
mis en oeuvre permettent d'envisager l'utilisation
d'une vaste gamme d'encres, en particulier
l'utilisation d'encres thermofusibles.
La figure 1 est une vue en coupe
transversale schématique d'un dispositif conforme
l'invention.
Dans l'exemple de la figure l, ce
dispositir est destiné à projeter des gouttes d'e:-?cYe
sur un support à imprimer 2.
Le dispositif de la figure 1 comprend un
cylindre 4 dont la surface latérale extérieure 6 est
imprégnée d'encre par des moyens non représentés.
Ce cylindre est animé d'un mouvement de
rotation suivant la flèche F, autour de l'axE X àe ce
cylindre 4, grâce à des moyens non représentés.
Le support à imprimer 2, qui est par
exemple une banàe de papier, ce déplace en translation,
grâce à des moyens non représentés, suivant la flèche
F1, dans un plan parallèle à l'axe X du cylindre ~?.
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Le dispositif de la figure 1 comprend aussi
des moyens destinés à appliquer une force
électrostatique en un point A de la surface 6 imprégnée
d' encre .
Ces moyens d'application de la force
électrostatique comprennent au moins une électrode 8
qui se trouve dans un plan contenant l'axe X du
cylindre et parallèle au plan du support à imprimer 2,
comme on le voit sur la figure 1.
Les moyens d'application de la force
électrostatique comprennent aussi des moyens de
commande de chaque électrode 8 référencés 10 qui sont
aptes à porter cette électrode 8 à ur_ potentiel
électrique approprié qui coopère avec la force
centrifuge résultant de la rotation du cylindre pour
extraire une goutte d'encre de la surface 6 lorsque
1'2~cre arrive au point A situé en regard de
l'électrode 8.
Une gou*~te d'encre 12 est alors projetée
vers le support 2 suivant une trajectoire T
sensiblement tangente à la surface 6 àu cylindre donc
la ~.~itesse tangentielle ;égale au proàuit de la vitesse
angulaire du cylindre par le rayon. de celui-ci) est
suffisamment grande à cet effet.
La vitesse tangentielle du cylindre est
déterminée de façon que la vitesse radiale communiquée
initialement à la goutte 12 soit très inférieure à
cette vitesse tangentielle.
On peut ainsi imprimer les motifs souhaités
la sur le support 2 en commandant convenablement chaque
électrode 8.
Comme on 1e voi~ sur 1a figure 1 ainsi que
sur les Ligures 4 et 5 les trajectoires des gouttes
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d'encre ne rencontrent pas les électrodes . après avoir
quitté le cylindre ces gouttes sont libres, elles ne
sont pas guidées par des cannelures contrairement à ce
qui a lieu dans les dispositifs décrits dans les quatre
~ documents cités plus haut.
I1 est à noter que la précision du
placement des gouttes dans une application industrielle
(application essentielle de l'inventions est inférieure
à la précision requise pour une application
bureautique.
La figure 2 est une vue de dessus
schématique du cylindre 4 de la figure 1 montrant que
ce cylindre comprend des cavités superficielles 16
destinées à favoriser la formation des gouttes d'encre
que l'on veut projeter sur le support 2.
On reviendra plus en détail sur ces cavités
16 dans la description de la figure 4.
La figure 3A illustre schématiquement en
vue de dessus un autre cylindre 18 conforme à
l'invention, pourvu de cavités superficielles 20 encore
dessinées à favoriser 1a formation des gouttes d'encre.
Dans le cas de la figure 3A, ces cavités 20
sont des rainures superficielles circulaires qui ont
toutes le même axe, cet axe étant l'axe X1 du cylindre
8.
L'un des avantages du cylindre de la figure
3A est que l'encre non utilisée peut ètre
continuellement rafraîchie lors de son passage dans un
réservoir (non représenté sur la figure 3A).
Dans une variante de réalisation,
schématiquement illustrée par la figure 3B, les
rainures 20 comportent d'une part des zones élargies
20a afin. ~e favoriser l'accumulation d'encre et de
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contrôler la taille des gouttes et d'autre part des
zones amincies 20b afin de favoriser le
rafraichissement de l'encre non utilisée.
La figure 4 est une vue en coupe
S transversale schématique et partielle du cylindre 4 de
la figure 1 au voisinage de la zone d'émission des
gouttes d'encre.
Comme on l'a vu plus haut, cette zone se
situe en regard à'une électrode 8.
Dans l'exemple de la figure 4, le cylindre
comprend une première couche 22 et une deuxième couche
24 qui recouvre la couche 22.
La couche 22 est électriquement
conductrice.
La couche 24, qui recouvre la couche 22,
peut être électriquement conductrice mais elle est de
préférence électriquement isolante.
De plus, la mouillabilité de la coucha 22
vis-à-vis de l'encre est supérieure à la mouillabilité
de la couche 24.
Cette couche 24 est ajourée pour définir
les cavités 16 qui sont mentionnées dans la descriation
de la figure 2 et dont le fond est alors constitué par
la couche 22.
On voit que des portions d'encre 26 sont
ainsi maintenues en contact avec la couche 22 dans les
cavités 16 aménagées dans la couche 24.
La couche conductrice 22 est maintenue à un
potentiel électrique VO par des moyens appropriés non
représentés.
Chaque électrode 8 est, quant à elle,
portée à un potentiel électrique VE gràce aux moyens de
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commande 10 lorsqu'on désire projeter une goutte
d'encre avec cette électrode 8.
Le potentiel VE est choisi différent de V0.
En arrivant sous l'électrode 8, une goutte
5 26 est extraite de sa cavité par le champ électrique
résultant de la différence de potentiel VE - VO qui
coopère avec la force centrifuge du cylindre.
La goutte est alors projetée de façon
sensiblement tangentielle à la surface du cylindre dont
10 la vitesse tangentielle est déterminée à cet effet.
On voit sur la figure 4 la goutte 28 ainsi
projetée (en direction du support non représenté sur la
figure 4).
La figure S illustre schématiquement une
15 Variante de réalisation du cylinàre représenté sur la
figure 4.
Dans le cas de 1a figure 5, le cyi Indre ne
comporte pas deux couches superficielles comme tans le
cas d2 la figure 4 mais trois couches superficielles
20 respectivement référencées 30, 32 et 34.
La couche 30 est la plus interne des troi s
et cette couche 30 est électriquement conductrice.
La couche 32 recouvre cette couche 30 et
elle est constituée d'un matériau électriquement
isolant.
La couche 34 recouvre elle-même cette
couche 32 et elle est constituée d'un matériau
électriquement isolant dont la mouil'_abilité vis-à-vis
de 1'encre est inférieurs à celle de la couche 32.
Dans 1e cas de la figure 5, 1 es cavités 16
sont formées à travers cette couche 34 et le fond de
ces cavités est encore constitué par la couche 32. sous-
jacente.
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La couche 30 est portée au potentiel VO par
des moyens appropriés non représentés.
Les gouttes d'encre 26 se forment encore
dans les cavités 16.
Des charges électriques sont déposées dans
ces gouttes d'encre 26 par des moyens appropriés non
représentés sur la figure 5.
A cet effet, on peut par exemple utiliser
un racleur dont il sera question par la suite.
Dans ce cas, on utilise un racleur
électriquement conducteur.
Ce racleur est alors porté à un potentiel
de même polarité que V0.
Les gouttes 26 ainsi chargées sont encore
extraites à leur passage sous l'électrode 8 portée au
potentiel VE différent de VO et éjectées de ~açon
sensiblement tangentielle en direction da support !non
représenté sur la figure 5).
Le choix de 1a forme et de la durée
d'application du champ électrique engendré gr~ce à
l'électrode 8 permet de contrôler ia s2par.ation des
gouttes et de maitriser la taille et/ou le nombre de
celles-ci.
La figure 6 est une vue schématique d'un
autre dispositif conforme à l'invention comprenant le
cylindre 9 de la figure 2.
On voit encore sur la figure 6 le support 2
que l'on veut imprimer gràce au dispositir et qui se
déplace suivant la flèche F1 tandis que le rylind=e 4
tourne autour de son axe X suivant la flèche F.
Dans le cas de cette _igure 6, l.es moyens
~" application de ia force électrostatique comprenr.Er~t
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une rangée d'électrodes 8 disposées en regard du
cylindre 4 parallèlement à l'axe X de celui-ci.
Le dispositif de la figure 6 comprend aussi
des moyens 10 de commande de cette rangée d'électrodes
8 permettant de soumettre ces électrodes,
indépendamment les unes des autres, à des potentiels
électriques permettant, en coopération avec la force
centrifuge du cylindre en rotation, l'émission d'un
ensemble de gouttes suivant des trajectoires T1
sensiblement tangentielles à la surface du cylindre 4
et parallèles les unes aux autres.
On précise que les électrodes B sont
électriquement isolées les uns des autres par des
éléments diélectriques 40.
La figure 7 est une vue en coupe
transversale schématique d'un dispositif conforma à
l'invention.
Ce dispositif de la figure 7 comp_end
encore un cylindre du genre de celui de ia figu e 1
référencé 4.
Le dispositif de la figure ~ comprend aussi
un moteur 42 qui entraîne en rotation un premier pignon:
44.
Ur~ deuxième pignon 4ô, entrainé en rotation
par le pignon 44 par l'intermédiaire d'une courroie 48,
entraîne lui-même le cylindre 4 en rotation autour de
l'axe X de celui-ci.
Ce dispositif comprend également un bâti 50
dans lequel se trouve un espace cylindrique oiz est logé
le cylindre 4.
Le fond de cet espace constitue un
r.-éservoi.r d' encre 52 dans lequeï passe le cylindre
tournant 4 qui se c'~arg2 ainsi d'encre en surface.
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Un racleur 54 est également prévu au-dessus
de ce réservoir d'encre de manière à éliminer le
surplus d'encre à la surface du cylindre 4.
Dans le cas où l'on veut charger les
gouttes d'encre, on utilise un racleur 54
électriquement conducteur porté à un potentiel de même
polarité que VO par des moyens appropriés 56.
On voit également sur la figure 7 l'une des
électrodes 8 de la rangée d'électrodes mentionnée plus
haut qui est parallèle à l'axe X et s'étend
sensiblement sur toute la hauteur du cylindre (comptée
parallèlement à l'axe X).
Comme on le voit sur la figure 7, entre le
racleur 54 qui s'étend également sensiblement suivant
toute la hauteur du cylindre parallèlement à l'axe X et
cette rangée d' électrodes 8 se trouve une électrode 60
formant une portion de cylindre d'axe X espacée du
cylindre 4 et en regard de celui-ci et électriquement
isolée de la rangée d'électrodes 3 et du racleur 5~ par
des éléments diélectriques 62.
CAtte électrode ô0 est portée à un
potentiel VR par des moyens appropriés 64.
Le potentiel VR de L'électrode 60 est
choisi de manière à engendrer un champ électrique qui
s'oppose à la force centrifuge.
Cette électrode ô0 est utilisable aussi
bien dans le cas où l'on charge les gouttes (par
exemple au moyen d'un racleur conducteur) que dans le
cas contraire.
Le potentiel VR et 1e potentiel auquel est
porté le racleur 54 (si l'on veut charger les gouttes)
sont de méme polarité que V0.
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Pour émettre une goutte d'encre à partir
d'une électrode 8, on porte cette électrode 8 à un
potentiel VE de polarité opposée à VO (et donc à VR).
Si l'on ne veut pas éjecter une goutte
S d'encre à partir de cette électrode 8, on la porte à un
potentiel VE sensiblement égal à VR.
D'autres modes de réalisation particuliers
dans lesquels l'encre se trouve à l'intérieur du
cylindre 4 et diffuse vers l'extérieur de celui-ci de
manière contrôlée au travers d'une couche constituée
d'un matériau poreux sont possibles.
Ceci est schématiquement illustré par la
figure 8 où l'on voit le cylindre 4 en coupe
transversale.
Ce cylindre 4 de la figure 8 est creux et
muni, sur 1' un de ses côtés, d' un couvercle amovible 66
permettant l'introduction dans ce cylindre 4 d'uns
cartouche d'encre 68 également amovi5le pour pouvoir
étre remplacée.
L'enveloppe externe de cette cartouche
d'encre 68 est constituée par une couche poreuse 70
permettant la àiffusion de l'encre 71 vers l'extérieur
du cylindre.
Comme on le voit sur la figure 8, la paroi
latérale du cylindre 4 est percée d'une multitude de
trous 72 permettant le passage de l'encre.
Le mode de réalisation de la figure 8 est
particulièrement avantageux lorsque l'objet à imprimer
se déplace horizontalement, l'axe du cylindre 4 étant
alors vertical.
Dans ce cas, lorsque le c~~lindre est animé
d'un mouvement de rotation autour de l'axe X, la
surface de ''encre contenue dans la cartouche prend
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sensiblement la forme d'une portion de paraboloïde de
révolution autour de l'axe X.
Dans l'invention, on peut utiliser une
encre thermofusible.
5 En revenant à la figure 7, on peut prévoir
un autre réservoir d'encre 74 dont le fond communique
par une canalisation 76 avec le fond du réservoir 52.
Cette canalisation permet d'amener l'encre
dans le réservoir 52 à partir du réservoir 74.
10 Lorsque l'encre est thermofusible, on
prévoit des moyens de chauffage 78 de l' encre contenue
dans les réservoirs 79 et 52 et dans la canalisation
7ô.
La figure 9 illustre de façon schématique
15 et partielle une imprimante utilisant des dispositifs
conforme à l'invent_on, dans lesquels on ïair_ varier le
temr.s d'application et l'amplitude de la Force
électrostatique engendré grâce à chaque électrode 8, de
manière à taire varier soit la quantité d'encre
20 contenue dans chaque goutte émise soit ~.e nombre de
gouttes émises soit les deux et donc l'intensité da la
teinte obtenue sur le support à imprimer 2 à partir de
chaque dispositif.
On utilise trois dispositifs 80, 82 et 84
25 qui sont disposés les uns à la suite des autres et qui
permettent l'impression d'images trichromiques sur le
support 2 qui défile devant ces dispositifs, par la
superposition, sur ce support 2, de trois images
respectivement formées par ces di5pOsl~lLs 80, 82 et
84.
Ces images ont respecr_ivement les couleurs
de base jaune, cyan et magenta (les encres des
dispositifs étant choisies à cet ef~et).
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On peut également ajouter un dispositif
supplémentaire 86 apte à forme des images de couleurs
noires.
Ceci permet l'impression d'images
quadrichromiques par la superposition, sur le support
2, de quatre images respectivement formées par les
dispositifs 80, 82, 84 et 86, ces images ayant
respectivement les couleurs de base jaune, cyan,
magenta et noir.
La présente invention n'est pas limitée à
l'utilisation d'une force de type électrostatique.
On peut aussi utiliser, à la place des
électrodes 8 associées aux moyens de commanàe 10, des
moyens aptes à engendrer une force de type magnétiçue
pour extraire les gouttes d'encre, cette encre étant
alors sensible à lâ force magnétique.
De plus, l'invention peut être mise en
oeuvre avec d'autres liquides que les encres.
