Système de charge séquentielle de gouttelettes, applicable aux imprimantes multibuses

Abstract

 Le système comporte au moins une rangée de buses (1) en ligne associé à des moyens pour que les buses successives émettent l'une après l'autre leurs gouttelettes, une électrode unique (3) pour la charge séquentille de ces gouttelettes, un dispositif de déviation (4,5) des gouttelettes chargées.
L'invention s'applique notamment aux imprimantes à jet d'encre multibuses.

Description

[0001] La présente invention concerne un système de charge séquentielle de gouttelettes applicables aux imprimantes multibuses du type dans lequel les gouttelettes qui se forment reçoivent ou non une charge électrostatique puis passent dans un dispositif qui dévie .les gouttelettes en fonction de leur charge électrique.

[0002] On connait, en particulier, des imprimantes à jet de gouttelettes comportant une plaque dans laquelles sont ménagées une pluralité de buses disposées selon au moins une ligne, ces buses étant alimentées en liquide.

[0003] Des moyens pour appliquer des vibrations mécaniques sur la plaque sont prévus de manière à provoquer simultanément la formation de gouttes pour tous les jets de liquide issus des buses. A chaque buse est associée une électrode de charge sélective des gouttes ; celles-ci passent ensuite dans un dispositif de déviation des gouttes chargées.

[0004] Les gouttes déviées sont interceptées et récupérées alors que les gouttes non déviées, c'est-à-dire non chargées, continuent leur chemin pour atteindre le support à marquer. Un tel dispositif, présente l'inconvénient de nécessiter un grand nombre d'électrodes de charge puisqu'il en faut une par buse.

[0005] La présente invention permet de réaliser une imprimante de ce type ne présentant pas cet inconvénient. En effet, une seule électrode est nécessaire pour la charge des gouttes.

[0006] Selon l'invention, le système de charge comporte au moins une rangée de buses en ligne associée à des moyens pour que les buses successives émettent l'une après l'autre leurs gouttelettes, une électrode unique pour la charge successive de ces gouttelettes, un dispositif de déviation des gouttelettes chargées.

[0007] Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque buse peut être associée à un organe d'excitation apte à provoquer la formation de gouttes, les organes d'excitation successifs étant commandés les uns à la suite des autres. Ce sont par exemple des générateurs d'onde de pression dans le liquide alimentant les buses (tels que des générateurs piezo-électriques) ; la ligne d'organes d'excitation peut être associée à une ligne à retard (ou registre à décalage) permettant d'introduire un déphasage entre les organes d'excitation successifs et ainsi de soumettre l'une après l'autre les buses à une excitation.

[0008] Un avantage du système est que le dispositif de base peut être combiné de différentes façons.

[0009] Ainsi la rangée de buses peut être disposée parallèlement au sens de défilement du support à marquer et être associée à des moyens pour lui donner globalement un mouvement transversal de balayage. Ce mouvement peut être perpendiculaire au sens de défilement du support, avec avance pas à pas de celui-ci. Ce mouvement peut aussi être en forme de 8, avec avance uniforme du support et marquage au balayage aller et au balayage retour.

[0010] La rangée de buses. peut aussi être disposée perpendiculairement au sens de défilement du support à marquer et associée à des moyens pour lui donner globalement un mouvement transversal de balayage d'amplitude voisine du pas des buses. Comme précédemment ce mouvement peut être perpendiculaire au sens de défilement du support ou en forme de 8.

[0011] L'imprimante peut aussi comporter plusieurs rangées de buses associées en ligne ou en matrice. Ces diverses organisations peuvent répondre à un triple objectif :

-l'augmentation des performances de cadence d'impression,

- la facilité d'adaptation du pas de marquage par rapport au pas de juxtaposition des buses,

- la minimisation de la complexité des circuits de commande.

[0012] Ainsi, l'imprimante peut comporter plusieurs rangées identiques de buses, agencées sur une même ligne, cette ligne étant orientée transversalement par rapport au sens de défilement du support à marquer. Dans le cas où une commande électrique d'émission de gouttelettes est associée à chaque buse, on peut commander simultanément et en parallèle les systèmes homologues des différentes rangées.

[0013] Une organisation matricielle des rangées peut également être prévue. Dans ce cas, l'imprimante comporte l'association côte à côte de plusieurs lignes à plusieurs rangées, les différentes lignes étant choisies de manière à diminuer artificiellement le pas apparent de juxtaposition des buses. On peut procéder comme précédemment à la mise en parallèle des commandes électriques des buses homologues pour l'ensemble des rangées.

[0014] La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnée à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.

[0015] 

La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation d'une imprimante réalisée selon une technique connue.

La figure 2 est une vue en coupe prise selon la ligne II.II de la figure 1.

La figure 3 est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation d'une imprimante réalisée selon l'invention.

La figure 4 est une vue en coupe, prise selon la ligne IV.IV de la figure 3.

La figure 5 est une vue en coupe, d'un exemple de réalisation d'un générateur de gouttelettes selon l'invention.

La figure 6 représente une variante de réalisation de la ligne d'excitation piezo-électrique du générateur de gouttelettes.

Les figures 7, 8, 9, 11 sont des vues schématiques montrant divers arrangements des rangées de buses.

La figure 10 est un schéma explicatif concernant une variante de réalisation du mouvement en 8.

Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement un mode de réalisation d'une imprimante à jet de gouttelettes (mentionnée précédemment) réalisée selon une technique connue.

[0016] Une pluralité de buses 1 est ménagée en ligne dans une plaque 2 baignée d'un côté par un liquide sous pression, d'encre E, par exemple.

[0017] En regard de chaque buse est disposée une électrode de charge 3 a assurant une charge sélective des gouttes provenant de la buse.

[0018] Pour la formation des gouttes des moyens (non représentés) pour appliquer des vibrations mécaniques à la plaque sont prévus.

[0019] Ainsi l'encre sort des buses 1 sous forme de jets 6 et les vibrations provoquent la formation simultanée de gouttelettes 7 de dimension essentiellement uniforme par les jets 6.

[0020] Les gouttes sont chargées ou non par les électrodes de charge 3a au moment de leur formation et passent ensuite entre deux électrodes déflectrices 4, 5 entre lesquelles est établie une différence de potentiel sensiblement constante.

[0021] Les gouttes chargées sont défléchies par le champ électrostatique et interceptées par l'encrier 8 associé à l'électrode 5. L'encre ainsi récupérée est renvoyée vers le réservoir d'encre.

[0022] Les gouttes non chargées passent entre les deux électrodes 4, 5 et viennent frapper le support à marquer 9, une feuille de papier ou de tissu par exemple, qui se déplace au regard de l'imprimante.

[0023] Dans ce mode de réalisation il y a autant d'électrodes de charge 3a qu'il y a de buses 1.

[0024] Les figures 3 et 4 illustrent schématiquement un mode de réalisation d'une imprimante à jet de gouttelettes utilisant un système de charge séquentielle de gouttelettes réalisé selon l'invention.

[0025] On y retrouve la plaque 2 munie de ses buses 1 en ligne, les électrodes déflectrices 4, 5 avec l'encrier 8, le support à marquer 9.

[0026] Par contre une seule électrode de charge 3 disposée en regard de toute la ligne de buse 1 est prévue.

[0027] Les buses successives émettent l'une après l'autre leurs gouttelettes grâce à l'utilisation de moyens non représentés sur les figures 3 et 4. Ces moyens peuvent être par exemple ceux illustrés par les figures 5 et 6.

[0028] L'électrode de charge 3 peut être pilotée pour assurer successivement la charge sélective de toutes les gouttelettes. Cette charge peut éventuellement être modulée en amplitude.

[0029] Un tel mode de réalisation présente l'avantage de ne nécessiter qu'une seule électrode de charge.

[0030] Les figures 5 et 6 illustrent un mode de réalisation d'un générateur de gouttelettes ne nécessitant qu'une électrode de charge 3 associée.

[0031] La plaque 2 fait partie d'une enceinte ou collecteur 21 alimentée en liquide. E sous pression. En regard de chaque buse 1, l'enceinte présente une ouverture dans laquelle est introduit un transducteur à céramiques piezo-électriques 22 pouvant engendrer périodiquement des ondes de presion dans le liquide. La ligne des transducteurs piezo-électriques 22 est associée à une ligne à retard ou registre à décalage électrique 23 assurant un retard entre les impulsions envoyées aux transducteurs 2 successifs. Ainsi ceux-ci vont envoyer les uns après les autres une onde de pression à la buse qui leur est associée. En conséquence, les buses 1 successives vont engendrer l'une après l'autre une goutte 7 et une seule électrode 3 (comme illustré figures 3 et 4) peut traiter séparément toutes les gouttes.

[0032] Ce mode de réalisation peut être utilisé dans l'imprimante des figures 3 et 4.

[0033] La figure 6 illustre un exemple de réalisation de la ligne d'excitation piezo-électrique à l'aide d'une barrette de céramique 24 sur laquelle sont déposées des électrodes indépendantes 25.

[0034] Un autre moyen que l'utilisation d'une ligne à retard 23 pourrait être mis en oeuvre pour commander les transducteurs piezo-électriques 22 sans sortir du cadre de l'invention. Chaque transducteur 22 peut être commandé individuellement.

[0035] Un avantage du système est que le dispositif de base décrit dans les modes de réalisation précédents peut être combiné de différentes façons.

[0036] Tout d'abord ce dispositif peut être associé à des moyens pour lui donner globalement un mouvement transversal de balayage.

[0037] Ainsi sur les figures 7 et 8, on peut voir un dispositif de base 40 à une rangée de buses disposée parallèlement au sens de défilement du support à marquer 41.

[0038] Ce dispositif 40 peut être associé à des moyens (non représentés) pour lui donner globalement un mouvement perpendiculaire au sens S (selon les flèches FI), avec avance pas à pas d . support 41 (voir figure 7).

[0039] Le mouvement peut aussi être en forme de 8 (selon F2, figure 8), avec avance uniforme du support 41. Pour donner au dispositif 40, le mouvement désiré, on pourra faire appel, d'une manière connue, à des cames synchronisées avec l'avance du support à marquer.

[0040] Le dispositif de base 40 peut aussi comme illustré figure 9 être disposé perpendiculairement au sens de défilement S et animé d'un mouvement transversal d'amplitude voisine du pas des buses. Comme précédemment, le mouvement peut être rectiligne avec avance pas à pas du support 41 ou en forme de 8 selon F3 et avance uniforme du support 41.

[0041] Pour réaliser le mouvement en 8, on peut combiner un déplacement mécanique du dispositif 40 dans une direction x perpendiculaire au sens de défilements et une déflexion électrostatique des gouttes dans la direction y parallèles à x (figure 10). Cette déflexion variable des gouttes peut être obtenue par la modulation en amplitude de la charge des gouttelettes (comme indiqué précédemment).

[0042] L'imprimante peut aussi comporter plusieurs rangées de buses associées en ligne ou en matrice. Ainsi sur la figure 11, à gauche on peut voir deux dispositifs de base 40 à une rangée juxtaposés sur la même ligne, cette ligne étant orientée perpendiculairement au sens de défilement sur le support 41.

[0043] Les séquences d'émission de gouttelettes sont synchrones pour les différentes rangées de buses. Ceci permet, dans le cas où une commande électrique est associée à chaque buse d'émission, de commander simultanément et en parallèle les systèmes homologues des différentes rangées.

[0044] Chaque dispositif 40 conserve son électrode de pilotage électrostatique 3 propre. A titre d'exemple, un ensemble constitué de 10 rangées de chacune 10 buses alimentées de gouttelettes à la demande par un système piezo-électrique nécessitera :

- 10 commandes électrostatiques différentes (1 commande par dispositif 40),

- 10 excitations électriques de piezo-éléments, la première de ces excitations agissant pour le compte de la première buse de chacun des dix dispositifs 40, etc...

[0045] Ce système comporte donc 20 circuits de commande pour 100 buses commandées.

[0046] Sur la partie droite de la figure 11, on peut voir une organisation matricielle des rangées de buses. Cette organisation correspond à l'association côte à côte de plusieurs lignes de barrettes. On a représenté deux dispositifs 400 comportant chacun 4 rangées de buses. Les rangées homologues de chaque dispositif 400 sont disposées sur la même ligne. Par contre les rangées d'un même dispositif 400 sont disposées en quinconque de manière à diminuer le pas apparent de juxtaposition des buses.

[0047] A titre d'exemple, si l'on associe 4 rangées de chacune 10 barrettes de 10 buses, on constitue un ensemble de 400 buses pour lequel on peut procéder comme précédemment à la mise en parallèle des commandes électriques des buses homologues pour l'ensemble des rangées, ce qui amène à piloter l'ensemble des 400 buses avec seulement 80 circuits de commande.

Revendications

1. Système de charge séquentielle de gouttelettes du type dans lequel les gouttelettes qui se forment reçoivent ou non une charge électrostatique puis passent dans un dispositif qui dévie les gouttelettes en fonction de leur charge électrique, caractérisé en ce qu'il comporte :

- au moins une rangée de buses (1) en ligne associée à des moyens pour que les buses successives émettent l'une après l'autre leurs gouttelettes,

- une électrode unique (3) pour la charge successive de ces gouttelettes,

- un dispositif de déviation (4, 5) des gouttelettes chargées.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque buse est associée à un organe d'excitation apte à provoquer la formation de gouttes, les organes d'excitation successifs étant commandés les uns à la suite des autres.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes d'excitation sont des générateurs d'ondes de pression dans le liquide alimentant les buses.

4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la ligne d'organes d'excitation est associée à une ligne à retard (2, 3) permettant d'introduire un déphasage entre les organes d'excitation successifs et ainsi de soumettre l'une après l'autre les buses à une excitation.

5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rangée de buses (1) est disposée parallèlement ou perpendiculairement au sens de défilement du support à marquer (9) et est associée à des moyens pour lui donner globalement un mouvement transversal de balayage.

6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mouvement transversal est perpendiculaire au sens de défilement du support (9) et que celui-ci est associé à de moyens d'avance pas à pas.

7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mouvement transversal suit une trajectoire en forme de 8 alors que le support à marquer (9) est associé à des moyens d'avance uniforme.

8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs rangées identiques de buses juxtaposées sur une même ligne, cette ligne étant orientée transversalement par rapport au sens de défilement du support à marquer (9), lesdits moyens pour que les buses successives d'une rangée émettent l'une après l'autre, leurs gouttelettes étant commandés simultanément et en parallèle.

9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'elle comporte l'association côte à côte de plusieurs lignes à plusieurs rangées, les différentes lignes étant disposées de manière à diminuer artificiellement le pas apparent d'association des buses.

10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la charge des gouttelettes est modulée en amplitude de manière à obtenir une déflexion variable des gouttes.

11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une rangée est associée à des moyens de déplacement dans une direction perpendiculaire à la direction de déflexion des gouttes.

Dessins