EP0203835A1 - Imprimante à canon à électrons - Google Patents

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EP0203835A1
EP0203835A1 EP86400828A EP86400828A EP0203835A1 EP 0203835 A1 EP0203835 A1 EP 0203835A1 EP 86400828 A EP86400828 A EP 86400828A EP 86400828 A EP86400828 A EP 86400828A EP 0203835 A1 EP0203835 A1 EP 0203835A1
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EP
European Patent Office
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windows
sheet
printer
enclosure
printing medium
Prior art date
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EP86400828A
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German (de)
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EP0203835B1 (fr
Inventor
Michel Roche
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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Publication of EP0203835A1 publication Critical patent/EP0203835A1/fr
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Publication of EP0203835B1 publication Critical patent/EP0203835B1/fr
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/44—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using single radiation source per colour, e.g. lighting beams or shutter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J33/00—Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
    • H01J33/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J33/00—Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
    • H01J33/02—Details
    • H01J33/04—Windows

Definitions

  • the present invention relates to an electron gun printer. It applies to the recording of drawings or texts on a printing medium. It can be used, for example, as a computer peripheral or in drawing or word processing machines.
  • a printer using a cathode ray tube comprising a barrel electrons
  • This plate has the shape of a gutter returning towards the inside of the tube.
  • This tube allows the printing of different supports and it can be used in particular in fac -simile transmission machines, in which are provided, in addition to the line scanning performed by the electron beam, a frame scan of the printing medium.
  • Such a printer is for example described in the review EDN, volume 14, No. 2, January 15, 1969 (DANVER, USA).
  • this type of printer has the drawback of having a straight window of considerable length; this window is in fact closed by a plate which must be very thin to be transparent to the electrons, and very resistant since a very high vacuum is produced inside the cathode ray tube. It is therefore difficult to find a very rigid structure on which one can fix the window which must necessarily remain thin. Indeed, the dimensional variations of this structure under the effect of temperature or atmospheric pressure are transmitted to the window which risks causing its destruction.
  • the invention aims to remedy these drawbacks and in particular to produce an electron gun printer in which there is no longer a single window, but a plurality of windows arranged in rows, so as to significantly reduce the size of the windows and thus the metal plates which close them have a smaller thickness; these plates are therefore much more transparent to electrons while being more resistant to the pressure differences to which they are subjected.
  • the subject of the invention is an electron gun printer comprising an electrically insulating vacuum chamber, in which is located this gun which emits an electron beam towards a printing medium outside the enclosure, means for modulating beam intensity, means for controlling an alternating movement of the beam so as to obtain a line scan of the print medium, means for control a movement of the print medium, so as to obtain a frame scan of the latter, and means connected to the line scan means and to the means for synchronizing them, characterized in that a wall of the enclosure, in view of the print medium and adjacent thereto, comprises at least two rows of windows parallel to the scanned lines and closed respectively by conductive plates transparent to electrons, the windows of a row being staggered relative to the windows of the other row, the printer further comprising beam deflection means, connected to the synchronization means so that this beam alternately scans each row of windows during the movement of the support.
  • each window has the shape of a narrow light elongated in the direction of the scanning lines, the conductive plate closing each window having the shape of a gutter with a semicircular section returning towards the interior of the enclosure, each plate having a thickness compatible with the difference in pressures between the outside and the inside of the enclosure.
  • the wall of the enclosure which includes the rows of windows has the form of a flat ribbon elongated parallel to the scanned lines.
  • the wall of the enclosure which comprises the rows of windows has the form of a ribbon having, parallel to the scanning lines, a section having an arcuate shape towards the outside of the enclosure.
  • the printing medium being a sheet placed parallel to the ribbon
  • the means for controlling the movement of the support cause a continuous linear movement of the sheet, in a direction perpendicular to the rows of windows.
  • said sheet is made of a material capable of being negatively charged under the impact of the beam electrons, the printer comprising means for revealing the electrical image of the sheet thus charged, by a revealing product constituted by visible positively charged particles.
  • said sheet comprises at least one photosensitive layer, facing the windows.
  • said sheet comprises at least one layer of a heat-sensitive material, facing the windows.
  • said sheet comprises at least one layer of a material sensitive to ultraviolet rays, facing the windows.
  • the printing medium being a sheet
  • this printer comprises a rotating roller, with an axis parallel to the rows of windows, this roller being capable of being negatively charged under the impact of the electron beam, for depositing on said sheet of visible positively charged particles.
  • the printer comprises means for reducing the intensity of the beam in the event of stopping of the means for controlling the alternating movement of the beam.
  • FIG. 1 schematically represents an electron gun printer according to a first embodiment of the invention, for different variants.
  • This printer includes an electron gun which is not shown in detail in the figure; this gun can be constituted in a known manner by a cathode 1 heated by a filament 2.
  • the printer also comprises means for modulating the intensity of the electron beam emitted by the cathode; these means of modulation consist, for example, of a concentration anode 3, connected to modulation means 4.
  • An acceleration anode 5 is arranged on the path of the beam, downstream of the concentration electrode 3.
  • the modulation means 4 provide, for example, video type signals, which are applied to the concentration electrode 3, via a capacitor 6.
  • the form of the modulation video signals obviously depends on the light intensities of the different points of each scanning line of a text or an image which it is desired to obtain on the printing medium.
  • This printing medium will be described later in detail.
  • the means for controlling the reciprocating movement of the beam can be constituted, for example, by two electromagnetic coils 8, 9 arranged on either side of a sealed enclosure 10 containing the electron gun and the concentration and electrodes. acceleration. A vacuum is created in this sealed enclosure.
  • the electromagnetic coils 8, 9 are connected to line scanning control means I1, constituted for example by a sawtooth voltage generator. These coils could obviously be replaced by electrostatic deflection control plates.
  • the printer also includes means 13 for synchronizing line and frame scans.
  • the means which make it possible to control the displacement of the printing support 7 can be constituted for example by a DC motor 12 controlling the rotation of one or more drive rollers 14, 15 of the support 7.
  • the synchronization means 13 may consist of a clock providing synchronization pulses of the modulation means 4 and of the sawtooth voltage generator 11.
  • the wall 16 of the sealed enclosure 10, located opposite the printing medium 7 and adjacent to it, comprises two rows of parallel windows 18, 19 arranged in staggered rows closed by metallic plates transparent to the electrons and having the shape gutters, as we will see in detail below.
  • the part 16 which includes the windows has the form of a flat ribbon, elongated parallel to the scanned lines 22.
  • the printer also comprises means for controlling an alternating movement of the beam, so as to obtain a line scan, of a printing medium 7 moving opposite a wall 16, of the sealed enclosure, according to a movement. linear which will be described later.
  • This printer finally comprises deflection means constituted by coils or deflection plates 21, 24 connected to another generator 25 of sawtooth tension for example.
  • This generator is connected to the synchronization means 13 and it makes it possible to alternately control the scanning of each row of windows.
  • the printing medium 7 is a sheet 7 arranged opposite the window, parallel to the plane of the wall 17 receiving the electrons from the beam.
  • the means for controlling the movement of the support cause a linear movement of the sheet, perpendicular to the scanning lines 22, in the direction Y, for example in the direction of the arrow.
  • the scan lines are parallel to the X direction of the window rows.
  • the sheet 1 is for example a sheet of paper, which is charged by the electrons of the beam, at locations which depend on the scanning of the lines 22, on the screening of frames, and modulation -of the beam intensity by the modulation means 4. The sheet thus loaded then carries the electronic image of the text or drawings to be obtained.
  • This electronic image can be revealed, for example by an ink made up of positively charged particles, which are fixed on the sheet, at the negatively charged locations.
  • Means 23, known in the state of the art, make it possible to apply this magnetic ink to the sheet; they also allow this ink to be cooked to ensure its fixation on the sheet; these means are known in particular in photocopying machines and are not shown in detail in the figure.
  • the sheet 7 used is covered with a photosensitive layer, facing the window.
  • the electron beam deposits energy in the photosensitive layer of the sheet and imprints it in a similar way to a photograph.
  • the photographic papers used can be inexpensive.
  • the sheet 7 comprises at least one layer of material sensitive to ultraviolet rays or to ionization in general, facing the window.
  • it is the ionization of the electrons which makes it possible to impress the layer sensitive to ultraviolet rays.
  • Figure 2 is a front view of the flat wall 16 of the printer of Figure 1, in the form of ribbon, which includes windows 18, 19 arranged in quin conce. These windows have the form of slots of equal widths and lengths; the width 1 of each window is for example 150 microns, while its length L is close to 10 millimeters. The spacing d between the rows of windows is close to 5 millimeters.
  • Figure 3 is a cross section of the wall 16 showing the windows 18, 19 for example in a plane perpendicular to the scan lines.
  • One of the windows 18 is shown in broken lines in the figure.
  • the metal plates sealing the windows in a sealed manner, but transparent to the electrons, are shown at 28, 29.
  • Each plate has a thickness compatible with this transparency and with the difference in pressures between the exterior and the interior of the sealed enclosure. 10 (atmospheric pressure outside, almost zero pressure inside).
  • the enclosure is made, for example, of an insulating material such as glass.
  • the printing medium is a sheet 7, placed facing the face 16 of the enclosure which includes the windows 18, 19.
  • Each metal plate has the shape of a gutter with a section returning towards the inside the enclosure 10 and receives the electron beam 20 for scanning lines.
  • e - denotes the width of the window
  • c the thickness of the metal plate 21 closing this window
  • p the radius of curvature of this metal plate.
  • the pressure is atmospheric pressure, while inside, the pressure is close to 0.
  • ⁇ denotes the elastic limit of the metal constituting the plate closing the window and E denotes the thickness of this plate.
  • the metal chosen may for example be titanium, the elastic limit of o- at 500 ° C. is close to 73 kg / mm 2 . As a result, the relationship allows to deduct
  • Pyrolitic carbon or not can also be a good material for making this plate.
  • the energy loss of the electrons in the metal plate of the window is close to 9MeV.cm 2 g- 1 (average value between 15 and 20 keV). If we then consider that a quarter of the energy of the beam is dissipated in the window (ie 5 keV), it follows that the thickness c of the metal plate closing the window must be close to 1.2 microns. The radius of curvature of this plate is then itself close to 8.7 mm. Temperature measurements show that the temperature of the metal plate at the point of impact of the beam is close to 26 ° C.
  • FIG. 4 schematically represents another embodiment of the printer of the invention.
  • This figure is a side section of the face 16 of the enclosure, in the vicinity of the windows 18, 19.
  • the same elements have the same references in this figure and in the previous figures.
  • the electron beams 20 pass through the windows 18, 19.
  • the electrons strike the metal plates 28, 29 closing the windows and heating this plate.
  • the printing medium is a sheet covered with a heat-sensitive layer, facing the windows.
  • the means for controlling the movement of the support cause a linear movement of the sheet, so as to ensure line scanning of the latter.
  • These control means are not shown in detail in the figure. They can be constituted by two rollers 31, 32 movable in rotation.
  • the roller 31 can, for example, allow the sheet to be unrolled to be unrolled, while the other roller 32 makes it possible to roll up the sheet which has just been impressed.
  • Figure 5 shows schematically and in section another variant of the first embodiment of the printer of the invention. This cut is made laterally, in the vicinity of the windows 18, 19, of the face 16 of the enclosure.
  • the printing medium 7 is a sheet of paper for example; the printer comprises a rotating roller 33, with an axis parallel to the beam scanning plane. This roller charges negatively under the impact of the electron beam to deposit on the sheet 7 an ink consisting of positively charged particles. This ink may for example be contained in a reservoir 34.
  • the sheet 7 is started in translation, for example by means of the roller 33 and a roller 35.
  • FIG. 6 schematically represents another embodiment of the printer of the invention.
  • the wall 16 of the enclosure 10, in which the windows 18, 19 are produced has the form of a ribbon having an arcuate shape with respect to the scanning lines not shown in the figure.
  • the windows are thus located on two parallel arcs of a circle instead of being located on straight lines as in the previous embodiments.
  • Line scanning can have a large opening angle; the performance of the printer, for this embodiment, is increased by the fact that the electrons strike the plates closing the windows, perpendicular to the latter.
  • the print medium passes in front of the face 16, in the form of a semi-cylindrical surface whose generatrices are parallel to the direction of travel of the medium.
  • the printer can be provided (FIG. 1) with means 29 (with threshold detection for example), connected to the line scanning control means 11, to control the means 4 for modulating the intensity of the beam of so as to reduce this intensity, in the absence of line scanning.

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Heat Sensitive Colour Forming Recording (AREA)
  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
  • Fax Reproducing Arrangements (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)

Abstract

L'invention concerne une imprimante à canon à électrons. Cette imprimante comprend une enceinte à vide (10) électriquement isolante, dans laquelle est situé un canon (1,2) qui émet un faisceau d'électrons vers un support d'impression (7) extérieur à l'enceinte, des moyens de modulation (4) de l'intensité du faisceau, des moyens (8, 9, 11) pour commander un mouvement alternatif du faisceau pour balayer des lignes du support d'impression, des moyens (12, 14, 15) pour commander un déplacement du support d'impression, et des moyens (13) de synchronisation des moyens de modulation et de balayage. Une paroi (16) de l'enceinte comprend au moins deux rangées de fenêtres (18, 19) en quinconce parallèles aux lignes balayées (22), obturées respectivement par des plaques conductrices (28, 29) transparentes aux électrons, les fenêtres (18) d'une rangée étant disposées en quinconce par rapport aux fenêtres (19) de l'autre rangée. L'imprimante comprend en outre des moyens de déviation (25) du faisceau pour que celui-ci balaye alternativement chaque rangée de fenêtres (18, 19) au cours du déplacement du support (7).

Description

  • La présente invention concerne une imprimante à canon à électrons. Elle s'applique à l'enregistrement de dessins ou de textes sur un support d'impression. Elle peut être utilisée, par exemple, comme périphérique d'ordinateur ou dans des machines à dessiner ou de traitements de textes.
  • Il existe actuellement un très grand nombre d'imprimantes fonctionnant selon différents principes :
    • -les imprimantes mécaniques à percussion, qui fonctionnent selon le principe de la machine à écrire,
    • -les imprimantes thermographiques, dans lesquelles une feuille de papier thermographique spécial défile devant des têtes statiques chauffantes d'impression, -les imprimantes photoélectriques utilisant le principe de fonctionnement des photocopieuses,
    • -les imprimantes par étincelage où des étincelles détruisent une couche métallique déposée sur le papier,
    • -les imprimantes à encre magnétique, dans lesquelles un rouleau encreur est magnétisé localement par une série de têtes fixes disposées parallèlement à une génératrice du rouleau. L'encre ainsi magnétisée sur le rouleau selon les dessins ou le texte à obtenir, est ensuite déposée sur une feuille de papier,
    • -les imprimantes à laser, dans lesquelles un faisceau laser d'intensité modulée est dévié selon une ligne de balayage alternatif devant un rouleau photoconducteur, sur lequel sont attirées des particules d'encre qui sont ensuite transférées sur une feuille de papier défilant dans une direction perpendiculaire à la ligne de balayage,
    • -les imprimantes photographiques, dans lesquelles une feuille de papier revêtue d'une couche photosensible, défile devant un tube cathodique monodi- mensionnel, dans une direction perpendiculaire à la ligne de balayage du spot émis par le canon à électrons du tube.
  • Toutes ces imprimantes qui fonctionnent selon des principes connus présentent de nombreux inconvénients : elles nécessitent l'utilisation d'un support d'impression spécifique ; leur structure et leur fonctionnement sont compliqués, notamment pour les imprimantes mécaniques ; leur coût est généralement assez élevé.
  • Afin de pouvoir utiliser des supports d'impression de types variés, et de simplifier la structure des imprimantes qui viennent d'être décrites, il est aussi connu de réaliser par exemple une imprimante à l'aide d'un tube cathodique comprenant un canon à électrons, des moyens qui permettent d'obtenir un balayage du faisceau électronique dans un plan, le long d'une fenêtre rectiligne fermée par une plaque transparente aux électrons. Cette plaque a la forme d'une gouttière rentrante vers l'intérieur du tube. Ce tube permet l'impression de différents supports et il peut être notamment utilisé dans les machines de transmission par fac -simile, dans lesquelles sont prévues, outre le balayage lignes effectué par le faisceau électronique, un balayage trames du support d'impression. Une telle imprimante est par exemple décrite dans la revue EDN, volume 14, N° 2, 15 Janvier 1969 (DANVER, USA).
  • Ce type d'imprimante présente cependant l'inconvénient de présenter une fenêtre rectiligne de longueur importante ; cette fenêtre est en effet fermée par une plaque qui doit être de très faible épaisseur pour être transparente aux électrons, et très résistante puisqu'un vide très poussé est réalisé à l'intérieur du tube cathodique. Il est donc difficile de trouver une structure très rigide sur laquelle on peut fixer la fenêtre qui doit rester nécessairement mince. En effet, les variations dimensionnelles de cette structure sous l'effet de la température ou de la pression atmosphérique sont transmises à la fenêtre ce qui risque d'en provoquer la destruction.
  • L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et notamment de réaliser une imprimante à canon à électrons dans laquelle il n'y a plus une seule fenêtre, mais une pluralité de fenêtres disposées en rangées, de manière à diminuer sensiblement la dimension des fenêtres et qu'ainsi les plaques métalliques qui les obturent présentent une plus faible épaisseur ; ces plaques sont par conséquent beaucoup plus transparentes aux électrons tout en étant plus résistantes aux différences de pression auxquelles elles sont soumises.
  • L'invention a pour objet une imprimante à canon à électrons comprenant une enceinte à vide électriquement isolante, dans laquelle est situé ce canon qui émet un faisceau d'électrons vers un support d'impression extérieur à l'enceinte, des moyens de modulation de l'intensité du faisceau, des moyens pour commander un mouvement alternatif du faisceau de manière à obtenir un balayage lignes du support d'impression, des moyens pour commander un déplacement du support d'impression, de manière à obtenir un balayage trames de celui-ci, et des moyens reliés aux moyens de balayage lignes et aux moyens pour les synchroniser, caractérisé en ce qu'une paroi de l'enceinte, en regard du support d'impression et voisine de celui-ci, comprend au moins deux rangées de fenêtres parallèles aux lignes balayées et obturées respectivement par des plaques conductrices transparentes aux électrons, les fenêtres d'une rangée étant disposées en quinconce par rapport aux fenêtres de l'autre rangée, l'imprimante comprenant en outre des moyens de déviation du faisceau, reliés aux moyens de synchronisation pour que ce faisceau balaye alternativement chaque rangée de fenêtres au cours du déplacement du support.
  • Selon une autre caractéristique, chaque fenêtre a la forme d'une lumière étroite allongée dans la direction des lignes de balayage, la plaque conductrice obturant chaque fenêtre ayant la forme d'une gouttière à section semi-circulaire rentrante vers l'intérieur de l'enceinte, chaque plaque ayant une épaisseur compatible avec la différence des pressions entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte.
  • Selon une autre caractéristique, la paroi de l'enceinte qui comprend les rangées de fenêtres a la forme d'un ruban plat allongé parallèlement aux lignes balayées.
  • Selon une autre caractéristique, la paroi de l'enceinte qui comprend les rangées de fenêtres a la forme d'un ruban présentant parallèlement aux lignes de balayage, une section ayant une forme arquée vers l'extérieur de l'enceinte.
  • Selon une autre caractéristique, le support d'impression étant une feuille disposée parallèlement au ruban, les moyens de commande du déplacement du support provoquent un mouvement linéaire continu de la feuille, dans une direction perpendiculaire aux rangées de fenêtres.
  • Selon une autre caractéristique , ladite feuille est constituée par un matériau apte à se charger négativement sous l'impact des électrons du faisceau, l'imprimante comprenant des moyens pour révéler l'image électrique de la feuille ainsi chargée, par un produit révélateur constitué par des particules visibles chargées positivement.
  • Selon une autre caractéristique, ladite feuille comprend au moins une couche photosensible, en regard des fenêtres.
  • Selon une autre caractéristique, ladite feuille comprend au moins une couche d'un matériau thermosensible, en regard des fenêtres.
  • Selon une autre caractéristique, ladite feuille comprend au moins une couche d'un matériau sensible aux rayons ultraviolets, en regard des fenêtres.
  • Selon une autre caractéristique, le support d'impression étant une feuille, cette imprimante comprend un rouleau tournant, d'axe parallèle aux rangées de fenêtres, ce rouleau étant apte à se charger négativement sous l'impact du faisceau électronique, pour déposer sur ladite feuille des particules visibles chargées positivement.
  • Selon une autre caractéristique, l'imprimante comprend des moyens pour réduire l'intensité du faisceau en cas d'arrêt des moyens de commande du mouvement alternatif du faisceau.
  • Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • -la figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'une imprimante conforme à l'invention, ce mode de réalisation présentant plusieurs variantes,
    • -la figure 2 représente schématiquement la face de l'imprimante dans laquelle sont réalisées les fenêtres de l'enceinte de l'imprimante,
    • -la figure 3 est une coupe latérale partielle de l'imprimante, au voisinage des fenêtres, pour une première variante du premier mode de réalisation de l'imprimante,
    • - la figure 4 est une autre coupe latérale partielle de l'imprimante pour une deuxième variante de ce premier mode de réalisation,
    • -la figure 5 est une autre coupe latérale partielle de l'imprimante pour une troisième variante de ce premier mode de réalisation,
    • -la figure 6 représente schématiquement et partiellement un deuxième mode de réalisation de l'imprimante.
  • La figure 1 représente schématiquement une imprimante à canon à électrons conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, pour différentes variantes. Cette imprimante comprend un canon à électrons qui n'est pas représenté en détail sur la figure ; ce canon peut être constitué de manière connue par une cathode 1 chauffée par un filament 2. L'imprimante comprend aussi des moyens de modulation de l'intensité du faisceau électronique émis par la cathode ; ces moyens de modulation sont constitués par exemple, par une anode de concentration 3, reliée à des moyens de modulation 4. Une anode d'accélération 5 est disposée sur le parcours du faisceau, en aval de l'électrode de concentration 3. Les moyens de modulation 4 fournissent, par exemple, des signaux de type vidéo, qui sont appliqués à l'électrode de concentration 3, par l'intermédiaire d'un condensateur 6.
  • La forme des signaux vidéo de modulation dépend bien entendu des intensités lumineuses des différents points de chaque ligne de balayage d'un texte ou d'une image que l'on souhaite obtenir sur le support d'impression. Ce support d'impression sera décrit plus loin en détail. Les moyens pour commander le mouvement alternatif du faisceau, peuvent être constitués, par exemple, par deux bobines électromagnétiques 8, 9 disposées de part et d'autre d'une enceinte étanche 10 contenant le canon à électrons et les électrodes de concentration et d'accélération. Le vide est réalisé dans cette enceinte étanche. Les bobines électromagnétiques 8, 9 sont reliées à des moyens î1 de commande de balayage lignes, constitués par exemple par un générateur de tension en dents de scie. Ces bobines pourraient évidemment être remplacées par des plaques de commande de déviation électrostatique. Des moyens permettent de commander le déplacement linéaire et continu du support d'impression 7, de manière à obtenir un balayage trames de celui-ci ; l'imprimante comprend aussi des moyens de synchronisation 13 des balayages lignes et trames. Les moyens qui permettent de commander le déplacement du support 7 d'impression peuvent être constitués par exemple par un moteur 12 à courant continu commandant la rotation d'un ou plusieurs rouleaux d'entraînement 14, 15 du support 7. Les moyens de synchronisation 13 peuvent être constitués par une horloge fournissant des impulsions de synchronisation des moyens de modulation 4 et du générateur 11 de tension en dents de scie.
  • La paroi 16 de l'enceinte étanche 10, située en regard du support d'impression 7 et voisine de celui-ci, comprend deux rangées de fenêtres 18, 19 parallèles disposées en quinconce obturées par des plaques métalliques transparentes aux électrons et ayant la forme de gouttières, comme on le verra plus loin en détail. Dans ce mode de réalisation, la partie 16 qui comprend les fenêtres a la forme d'un ruban plat, allongé parallèlement aux lignes balayées 22.
  • L'imprimante comprend également des moyens pour commander un mouvement alternatif du faisceau, de manière à obtenir un balayage lignes, d'un support d'impression 7 se déplaçant en regard d'une paroi 16, de l'enceinte étanche, selon un mouvement linéaire qui sera décrit plus loin.
  • Cette imprimante comprend enfin des moyens de déviation constitués par des bobines ou des plaques de déviation 21, 24 reliées à un autre générateur 25 de tension en dents de scie par exemple. Ce générateur est relié aux moyens de synchronisation 13 et il permet de commander alternativement le balayage de chaque rangée de fenêtres.
  • Dans ce premier mode de réalisation, le support d'impression 7 est une feuille 7 disposée en regard de la fenêtre, parallèlement au plan de la paroi 17 recevant les électrons du faisceau. Les moyens de commande du déplacement du support provoquent un mouvement linéaire de la feuille, perpendiculairement aux lignes 22 de balayage, dans la direction Y, par exemple dans le sens de la flèche. Les lignes de balayage sont parallèles à la direction X des rangées de fenêtres. Dans ce mode de réalisation et pour une première variante de celui-ci, la feuille 1 est par exemple une feuille de papier, qui est chargée par les électrons du faisceau, à des emplacements qui dépendent du balayage des lignes 22, du balayage trames, et de la modulation -de l'intensité du faisceau par les moyens de modulation 4. La feuille ainsi chargée porte alors l'image électronique du texte ou des dessins à obtenir. Cette image électronique peut être révélée, par exemple par une encre constituée de particules chargées positivement, qui viennent se fixer sur la feuille, aux emplacements chargés négativement. Des moyens 23, connus dans l'état de la technique, permettent d'appliquer cette encre magnétique sur la feuille; ils permettent également de cuire cette encre pour assurer sa fixation sur la feuille ; ces moyens sont connus notamment dans les machines photocopieuses et ne sont pas représentés en détail sur la figure.
  • Il est bien évident que si la feuille 7 se déplace à vitesse constante suivant l'axe Y (balayage trames), tous les points de la surface de cette feuille peuvent être explorés par le faisceau d'électrons qui se déplace à très grande vitesse suivant l'axe X (balayage lignes), en regard des fenêtres en quinconce.
  • Selon une autre variante de ce premier mode de réalisation de t'imprimante de l'invention, la feuille 7 utilisée est recouverte d'une couche photosensible, en regard de la fenêtre. Dans cette autre variante, le faisceau d'électrons dépose de l'énergie dans la couche photosensible de la feuille et l'impressionne de façon analogue à une photographie. Toutefois, comme l'énergie du faisceau est importante, les papiers photographiques utilisés peuvent être peu coûteux.
  • Selon une autre variante de ce premier mode de réalisation de l'imprimante, la feuille 7 comprend au moins une couche de matériau sensible aux rayons ultraviolets ou à l'ionisation en général, en regard de la fenêtre. Dans ce cas, c'est l'ionisation des électrons qui permet d'impressionner la couche sensible aux rayons ultraviolets.
  • Enfin, selon une autre variante de ce mode de réalisation de l'imprimante de l'invention, la feuille comprend au moins une couche thermosensible ; l'impression du texte ou des dessins sur celle-ci peut se faire de deux manières :
    • -le chauffage de la couche thermosensible par les électrons, entraîne la fusion de microcapsules contenant une encre qui se trouve ainsi libérée et colore le papier,
    • -les électrons peuvent être déposés directement au sein même de l'encre contenue dans les microcapsules ; les microcapsules sont chauffées à volume constant ; l'augmentation de la pression de l'encre entraîne la rupture des microcapsules et la libération de l'encre.
  • La figure 2 est une vue de face de la paroi plane 16 de l'imprimante de la figure 1, en forme der ruban,qui comprend des fenêtres 18, 19 disposées en quin conce. Ces fenêtres ont la forme de fentes de largeurs et de longueurs égales ; la largeur 1 de chaque fenêtre est égale par exemple à 150 microns, tand is que sa longeur L est voisine de 10 millimètres. L'espacement d entre les rangées de fenêtres est voisin de 5 millimètres.
  • La figure 3 est une coupe transversale de la paroi 16 représentant les fenêtres 18, 19 par exemple dans un plan perpendiculaire aux lignes de balayage. L'une des fenêtres 18 est représentée en traits interrompus sur la figure. Les plaques métalliques obturant les fenêtres de façon étanche, mais transparentes aux électrons, sont représentées en 28, 29. Chaque plaque présente une épaisseur compatible avec cette transparence et avec la différence des pressions entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte étanche 10 (pression atmosphérique à l'extérieur, pression quasiment nulle à l'intérieur). L'enceinte est constituée par exemple, d'un matériau isolant tel que le verre.
  • Dans ce mode de réalisation, le support d'impression est une feuille 7, disposée en regard de la face 16 de l'enceinte qui comprend les fenêtres 18, 19. Chaque plaque métallique a la forme d'une gouttière à section rentrante vers l'intérieur de l'enceinte 10 et reçoit le faisceau électronique 20 de balayage lignes. Sur cette figure, on désigne par e- la largeur de la fenêtre, par c l'épaisseur de la plaque métallique 21 obturant cette fenêtre et par p le rayon de courbure de cette plaque métallique.
  • A l'extérieur de l'enceinte, la pression est la pression atmosphérique, tandis qu'à l'intérieur, la pression est voisine de 0. La section semi-circulaire de la gouttière est parfaitement adaptée pour que la plaque métallique 21 résiste à la différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur de l'en- cein te. Si l'on désigne par PA la pression extérieure à l'enceinte et par P, la pression intérieure à l'enceinte, il est possible d'écrire que la différence des pressions ΔP=PA-PI est voisine de
    Figure imgb0001
     . Dans cette relation, α désigne la limite élastique du métal constituant la plaque obturant la fenêtre et E désigne l'épaisseur de cette plaque.
  • Le métal choisi peut être par exemple du titane dont la limite élastique o- à 500° C est voisine de 73 kg/mm2. Il en résulte alors que la relation
    Figure imgb0002
     permet de déduire
  • Avec de l'aluminium on peut, par exemple réaliser une fenêtre d'épaisseur 1 µm ayant un rayon de courbure p =200 um. La tenue en pression est alors supérieure à 10 bars.
  • Le carbone pyrolitique ou non peut également être un bon matériau pour réaliser cette plaque.
  • Si le canon à électrons utilise une tension d'accélération de 20 kV, la perte d'énergie des électrons dans la plaque métallique de la fenêtre est voisine de 9MeV.cm2 g-1 (valeur moyenne entre 15 et 20 keV). Si l'on considère alors que le quart de l'énergie du faisceau est dissipé dans la fenêtre (soit 5 keV), il en résulte que l'épaisseur c de la plaque métallique obturant la fenêtre doit être voisine de 1,2 micron . Le rayon de courbure de cette plaque est alors lui-même voisin de 8,7 mm. Des mesures de température montrent que la température de la plaque métallique au point d'impact du faisceau est voisine de 26°C.
  • La figure 4 représente schématiquement un autre mode de réalisation de l'imprimante de l'invention. Cette figure est une coupe latérale de la face 16 de l'enceinte, au voisinage des fenêtres 18, 19. Les mêmes éléments portent les mêmes références sur cette figure et sur les figures précédentes. Dans ce mode de réalisation, les faisceaux 20 d'électrons traversent les fenêtres 18, 19. Les électrons frappent les plaques métalliques 28, 29 obturant les fenêtres et chauffent cette plaque. Des moyens, constitués par exemple par un rouleau 30 tournant autour d'un axe, permettent de maintenir le support d'impression 7 en regard des fenêtres et très près de celles-ci. Dans ce mode de réalisation, le support d'impression est une feuille recouverte d'une couche thermosensible, en regard des fenêtres. Les moyens de commande de déplacement du support provoquent un mouvement linéaire de la feuille, de manière à assurer un balayage lignes de celle-ci. Ces moyens de commande ne sont pas représentés en détail sur la figure. Ils peuvent être constitués par deux rouleaux 31, 32 mobiles en rotation. Le rouleau 31 peut, par exemple, permettre de dérouler la feuille à impressionner, tandis que l'autre rouleau 32 permet d'enrouler la feuille qui vient d'être impressionnée.
  • La figure 5 représente schématiquement et en coupe une autre variante du premier mode de réalisation de l'imprimante de l'invention. Cette coupe est effectuée latéralement, au voisinage des fenêtres 18, 19, de la face 16 de l'enceinte. Dans ce mode de réalisation, le support d'impression 7 est une feuille de papier par exemple ; l'imprimante comprend un rouleau tournant 33, d'axe parallèle au plan de balayage du faisceau. Ce rouleau se charge négativement sous l'impact du faisceau électronique pour venir déposer sur la feuille 7 une encre constituée de particules chargées positivement. Cette encre peut être par exemple contenue dans un réservoir 34. La feuille 7 est entamée en translation, par exemple au moyen du rouleau 33 et d'un rouleau 35.
  • La figure 6 représente schématiquement un autre mode de réalisation de l'imprimante de l'invention. Dans ce mode de réalisation, la paroi 16 de l'enceinte 10, dans laquelle sont réalisées les fenêtres 18, 19, a la forme d'un ruban présentant une forme arquée par rapport aux lignes de balayage non représentées sur la figure. Les fenêtres sont ainsi situées sur deux arcs de cercle parallèles au lieu d'être situées sur des droites comme dans les modes de réalisation précédents. Le balayage lignes peut présenter un angle d'ouverture important ; les performances de l'imprimante, pour ce mode de réalisation, sont accrues du fait que les électrons frappent les plaques obturant les fenêtres, perpendiculairement à celles-ci. Le support d'impression défile devant la face 16, sous forme d'une surface semi-cylindrique dont les génératrices sont parallèles à la direction du défilement du support.
  • Dans tous les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, un arrêt accidentel du balayage du faisceau électronique pourrait entraver une immobilisation du spot, cette immobilisation pourrait provoquer un échauffement important de la plaque métallique obturant la fenêtre qui pourrait alors être détruite. Pour éviter ceci, l'imprimante peut être munie (figure 1) de moyens 29 (à détection de seuil par exemple), reliés aux moyens de commande de balayage lignes 11, pour commander les moyens 4 de modulation de l'intensité du faisceau de façon à réduire cette intensité, en l'absence de balayage lignes.

Claims (11)

1. Imprimante à canon à électrons (1, 2), comprenant une enceinte à vide (10) électriquement isolante, dans laquelle est situé ce canon qui émet un faisceau d'électrons vers un support d'impression - (7) extérieur à l'enceinte, des moyens de modulation (4) de l'int"ensité du faisceau, des moyens - (8, 9, 11) pour commander un mouvement alternatif du faisceau de manière à obtenir un balayage lignes du support d'impression, des moyens (12, 14, 15) pour commander un déplacement du support d'impression, de manière à obtenir un balayage trames de celui-ci, et des moyens (13) reliés aux moyens de balayage lignes et aux moyens de modulation pour les synchroniser, caractérisé en ce qu'une paroi (16) de l'enceinte, en regard du support d'impression (7) et voisine de celui-ci, comprend au moins deux rangées de fenêtres (18, 19) parallèles aux lignes balayées - (22) et obturées respectivement par des plaques conductrices 28, 29 transparentes aux électrons, les fenêtres (18) d'une rangée étant disposées en quinconce par rapport aux fenêtres (19) de l'autre rangée, l'imprimante comprenant en outre des moyens de déviation (25) du faisceau, reliés aux moyens de synchronisation (13) pour que ce faisceau balaye alternativement chaque rangée de fenêtres (18, 19) au cours du déplacement du support (7).
2. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque fenêtre (18, 19) a la forme d'une lumière étroite allongée dans la direction des lignes de balayage (22), la plaque conductrice (28, 29) obturant chaque fenêtre ayant la forme d'une gouttière à section semi-circulaire rentrante vers l'intérieur de l'enceinte (10), chaque plaque ayant une épaisseur compatible avec la différence des pressions entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte.
3. Imprimante selon la revendication 2, caractérisée en ce que la paroi (16) de l'enceinte qui comprend les rangées de fenêtres (18, 19) a la forme d'un ruban plat allongé parallèlement aux lignes balayées (22).
4. Imprimante selon la revendication 2, caractérisée en ce que la paroi (16) de l'enceinte qui comprend les rangées de fenêtres (18, 19) a la forme d'un ruban présentant parallèlement aux lignes de balayage une section ayant une forme arquée vers l'extérieur de l'enceinte.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le support d'impression (7) étant une feuille disposée parallèlement au ruban, les moyens de commande - (12, 14, 15) du déplacement du support provoquent un mouvement linéaire continu de la feuille (7), dans une direction perpendiculaire aux rangées de fenêtres.
6. Imprimante selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite feuille (7) est constituée par un matériau apte à se charger négativement sous l'impact des électrons du faisceau, l'imprimante comprenant des moyens (23) pour révéler l'image électrique de la feuille ainsi chargée, par un produit révélateur constitué par des particules visibles chargées positivement.
7. Imprimante selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite feuille (7) comprend au moins une couche photosensible, en regard des fenêtres.
8. Imprimante selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite feuille (7) comprend au moins une couche d'un matériau thermosensible, en regard des fenêtres.
9. Imprimante selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite feuille (7) comprend au moins une couche d'un matériau sensible aux rayons ultraviolets, en regard des fenêtres.
10. Imprimante selon la revendication 3, caractérisée en ce que le support d'impression (7) étant une feuille, cette imprimante comprend un rouleau tournant (33), d'axe parallèle aux rangées de fenêtres, ce rouleau étant apte à se charger négativement sous l'impact du faisceau électronique, pour déposer sur ladite feuille des particules visibles chargées positivement.
11. Imprimante selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (29) pour réduire l'intensité du faisceau en cas d'arrêt des moyens de commande (11) du mouvement alternatif du faisceau.
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