Dispositif d'émission d'un jet d'encre On connaît déjà différents dispositifs d'émission d'un jet d'encre pour dispositifs d'écriture, dans lesquels un jet d'encre est dévié par au moins un champ électrique pour tracer des signes sur une surface. Ces dispositifs comprennent un ajutage et une conduite d'amenée d'en cre à cet ajutage,
cette conduite étant généralement reliée à un réservoir en charge, ou encore à une pompe destinée à donner à l'encre une pression pour faciliter son écoulement par Pajutage.
La pression de l'encre est souvent fixée à une valeur telle qu'elle ne suffit juste pas à vaincre la résistance du ménisque d'encre formé à l'orifice de l'ajutage en raison :de la tension superficielle de l'encre. On a recours alors à un champ électrique entre une ou plusieurs élec trodes pour exercer une force d'attraction sur ce ménis que et provoquer ainsi la sortie d'encre de l'ajutage. L'encre sort alors de l'ajutage sous forme d'un jet qui est constitué par une succession de gouttelettes. Pour tracer des signes, ce jet d'encre est dévié par des champs électriques produits par des tensions adéquates appli quées à des électrodes.
Lorsqu'on cherche à atteindre des vitesses d'écriture élevées, on est limité en raison de la discontinuité du jet d'encre, et si l'on écrit à une vitesse trop élevée, les signes tracés ne donnent plus l'impression d'un trait continu, mais d'une succession de points qui sont for més par les gouttelettes d'encre.
Il est nécessaire d'obte nir un nombre minimum de gouttelettes d'encre pour qu'un signe puisse être lu distinctement. Or, les dispo sitifs d'émission d'encre connus ne permettent pas de contrôler efficacement le nombre de gouttelettes par seconde du jet, de sorte qu'ils ne conviennent pas pour effectuer des tracés très rapides.
La présente invention a pour but de permettre d'atteindre des vitesses d'écriture beaucoup plus élevées. Elle a pour objet un dispositif d'émission d'un jet d'encre pour dispositif d'écriture, dans lequel un jet d'encre est dévié par au moins un champ électrique pour tracer des signes sur une surface, comprenant un ajutage et une conduite d'amenée d'encre à cet ajutage, ce dispo sitif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour produire des variations de la pression de l'encre dans l'ajutage,
la fréquence de ces variations étant d'au moins mille variations par seconde.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent les deux premières for mes d'exécution.
Les fig. 3 et 4 se rapportent à la troisième forme d'exécution.
La fig. 5 illustre la quatrième forme d'exécution. Le dispositif selon la fig. 1 comprend un réservoir 1 muni d'un bouchon 2 et contenant de l'encre 3 qui est amenée par une conduite 4 à une chambre 5. Cette dernière présente un ajutage 6 permettant à l'encre de sortir sous forme d'un jet 7 pour venir frapper une sur face 8 sur laquelle on veut écrire. Cette surface 8 peut, par exemple, être constituée par une feuille de papier appuyée contre un cylindre de la même façon que dans les machines à écrire de type conventionnnel.
Le jet 7 passe entre quatre électrodes 9 et 10 qui sont disposées autour du jet de la même façon que les électrodes de déviation dans un tube à rayon cathodique. Ainsi, une différence de potentiel appliquée entre les deux électrodes 9 permet de dévier le jet dans le sens vertical, tandis qu'une différence de potentiel entre les électrodes 10, dont une seule est visible au dessin, assure la déviation horizontale du jet.
Par un choix approprié des potentiels appliqués à ces électrodes déviatrices, il est possible de dévier le jet 7 dans tous les sens et de tracer ainsi n'importe quel signe sur la surface d'écriture.
La chambre 5 portant l'ajutage 6 contient un trans formateur électromécanique qui est constitué par un élément piézo-électrique 11. Cet élément est excité par des tensions appliquées sur deux de ses faces opposées comme cela est bien connu, par exemple, dans le domaine des ultrasons, ces tensions étant amenées par deux conducteurs 12 et 13.
Les. vibrations de l'élément piézo-électrique 11 provoquent des ondes de pression dans la chambre 5, de sorte que l'encre contenue dans l'ajutage 6 est soumise à une modulation de pression. De cette façon, les gouttelettes s'échappent de l'ajutage 6 à une fréquence égale à celle :des oscillations @de l'élé ment 11. Il est ainsi possible d'obtenir une fréquence très élevée d'émission de gouttelettes, cette fréquence pouvant être du domaine sonore ou ultrasonore.
La fig. 2 représente une autre forme d'exécution, dans laquelle on retrouve la conduite 4, la chambre 5, l'ajutage 6, le jet 7 et la surface d'écriture 8. Dans cette forme d'exécution, une paroi de la chambre 5, qui est disposée en regard de l'ajutage 6, est constituée par une membrane 14 dont la partie centrale porte un tube 15 formant support pour un enroulement électrique. Cet enroulement est plongé dans l'entrefer circulaire d'un aimant :
permanent 16 de façon tout à fait analogue à la construction des haut-parleurs. En faisant circuler dans l'enroulement porté par le tube 15 un courant alterna- tif de fréquence élevée, on produit des vibrations de même fréquence de la membrane 5,
ces vibrations provo quant une modulation -de pression dans la chambre 5 et par conséquent un hachage du jet 7 en gouttelettes émises à la même fréquence.
La fig. 3 représente une autre forme d'exécution, dans laquelle l'ajutage 6 est alimenté par une pompe magnétohydrodynamique de type connu. Cette pompe est formée par un tube 19 de section rectangulaire dont deux côtés opposés sont constitués par des électrodes 17 et 18, tandis que ses deux autres côtés sont en matière isolante. L'encre est conductrice, et les deux électrodes 17 et 18 sont soumises à une tension alter native de fréquence déterminée.
Ce tube 19 s'étend dans l'entrefer d'un aimant permanent 22 dont le champ magnétique constant traverse le tube 19 et l'encre qu'il contient. Sous l'action du champ magnétique, le courant alternatif passant dans l'encre entre les électrodes 17 et 18 produit une force alternative poussant l'encre du tube 19 vers l'ajutage 6,
puis en sens inverse. L'encre jaillit de nouveau de cet ajutage sous forme d'un jet 7 cons titué par des gouttelettes successives émises à la même fréquence que celle des tensions d'alimentation des élec trodes 17 et 18.
Dans la variante de la %g. 5, une électrode 20 en forme de manchon est disposée concentriquement à l'axe de l'ajutage 6 et à proximité immédiate de cet ajutage. Une source de tension alternative 21 est branchée entre cette électrode 20 et l'ajutage 6 créant ainsi un champ électrique alternatif à la sortie de l'ajutage 6.
Les forces exercées sur le ménisque à la sortie de l'aju- tage 6 sont également alternatives et provoquent un écoulement d'encre pulsé, et par suite la formation de gouttelettes à une fréquence correspondant à celle de la source de tension, alternative 21.
Device for emitting an ink jet Various devices for emitting an ink jet for writing devices are already known, in which an ink jet is deflected by at least one electric field in order to trace signs on a surface. These devices include a nozzle and a conduit for supplying the cre to this nozzle,
this pipe being generally connected to a tank in charge, or to a pump intended to give the ink a pressure to facilitate its flow by the nozzle.
The ink pressure is often set at such a value that it is just not sufficient to overcome the resistance of the ink meniscus formed at the orifice of the nozzle due to the surface tension of the ink. An electric field is then used between one or more electrodes to exert an attractive force on this menis and thus cause the ink to come out of the nozzle. The ink then leaves the nozzle in the form of a jet which consists of a succession of droplets. To trace signs, this inkjet is deflected by electric fields produced by adequate voltages applied to electrodes.
When trying to achieve high writing speeds, one is limited due to the discontinuity of the inkjet, and if one writes at too high a speed, the signs drawn no longer give the impression of a continuous line, but a succession of dots which are formed by the ink droplets.
It is necessary to obtain a minimum number of ink droplets so that a sign can be read clearly. However, the known ink emission devices do not make it possible to effectively control the number of droplets per second of the jet, so that they are not suitable for making very rapid plots.
The object of the present invention is to make it possible to achieve much higher writing speeds. It relates to a device for emitting an ink jet for a writing device, in which an ink jet is deflected by at least one electric field to draw signs on a surface, comprising a nozzle and a nozzle. duct for supplying ink to this nozzle, this device being characterized in that it comprises means for producing variations in the pressure of the ink in the nozzle,
the frequency of these variations being at least one thousand variations per second.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Figs. 1 and 2 represent the first two forms of execution.
Figs. 3 and 4 relate to the third embodiment.
Fig. 5 illustrates the fourth embodiment. The device according to FIG. 1 comprises a reservoir 1 provided with a stopper 2 and containing ink 3 which is supplied by a pipe 4 to a chamber 5. The latter has a nozzle 6 allowing the ink to exit in the form of a jet 7 to hit a surface 8 on which you want to write. This surface 8 can, for example, consist of a sheet of paper pressed against a cylinder in the same way as in typewriters of the conventional type.
The jet 7 passes between four electrodes 9 and 10 which are arranged around the jet in the same way as the deflection electrodes in a cathode ray tube. Thus, a potential difference applied between the two electrodes 9 makes it possible to deflect the jet in the vertical direction, while a potential difference between the electrodes 10, only one of which is visible in the drawing, ensures the horizontal deflection of the jet.
By an appropriate choice of the potentials applied to these deflector electrodes, it is possible to deflect the jet 7 in all directions and thus to trace any sign on the writing surface.
The chamber 5 carrying the nozzle 6 contains an electromechanical transformer which is constituted by a piezoelectric element 11. This element is excited by voltages applied to two of its opposite faces as is well known, for example, in the field. ultrasound, these voltages being supplied by two conductors 12 and 13.
The. vibrations of the piezoelectric element 11 cause pressure waves in the chamber 5, so that the ink contained in the nozzle 6 is subjected to pressure modulation. In this way, the droplets escape from the nozzle 6 at a frequency equal to that: of the oscillations @ of the element 11. It is thus possible to obtain a very high droplet emission frequency, this frequency which may be in the sonic or ultrasonic domain.
Fig. 2 shows another embodiment, in which we find the pipe 4, the chamber 5, the nozzle 6, the jet 7 and the writing surface 8. In this embodiment, a wall of the chamber 5 , which is arranged opposite the nozzle 6, consists of a membrane 14, the central part of which carries a tube 15 forming a support for an electrical winding. This winding is immersed in the circular air gap of a magnet:
permanent 16 in a manner quite analogous to the construction of the loudspeakers. By causing an alternating current of high frequency to circulate in the winding carried by the tube 15, vibrations of the same frequency of the membrane 5 are produced,
these vibrations cause a modulation of the pressure in the chamber 5 and consequently a chopping of the jet 7 into droplets emitted at the same frequency.
Fig. 3 shows another embodiment, in which the nozzle 6 is supplied by a magnetohydrodynamic pump of known type. This pump is formed by a tube 19 of rectangular section, two opposite sides of which are constituted by electrodes 17 and 18, while its two other sides are made of insulating material. The ink is conductive, and the two electrodes 17 and 18 are subjected to an alternating voltage of determined frequency.
This tube 19 extends in the air gap of a permanent magnet 22 whose constant magnetic field passes through the tube 19 and the ink that it contains. Under the action of the magnetic field, the alternating current flowing in the ink between the electrodes 17 and 18 produces an alternating force pushing the ink from the tube 19 towards the nozzle 6,
then in reverse. Ink spurts out again from this nozzle in the form of a jet 7 consisting of successive droplets emitted at the same frequency as that of the supply voltages of the electrodes 17 and 18.
In the variant of the% g. 5, a sleeve-shaped electrode 20 is disposed concentrically with the axis of the nozzle 6 and in the immediate vicinity of this nozzle. An alternating voltage source 21 is connected between this electrode 20 and the nozzle 6 thus creating an alternating electric field at the outlet of the nozzle 6.
The forces exerted on the meniscus at the outlet of the fitting 6 are also alternating and cause a pulsed ink flow, and consequently the formation of droplets at a frequency corresponding to that of the alternating voltage source 21.