FR2851495A1 - Imprimante a jet d'encre - Google Patents

Abstract

Une tête d'impression (1) d'une imprimante (10) à jet d'encre, est pourvue d'un système (31) de stimulation interne permettant de créer d'une part en une position (11) de brisure amont d'un jet (30) une brisure amont formant dans une zone de potentiel nul des gouttes (33) qui vont être utilisées pour l'impression, et des tronçons (38) de jet, et dans une position (12) de brisure aval, une brisure du jet (30) ou de tronçons (38) du jet formant dans une zone de potentiel non nul, des gouttes (43) qui sont récupérées.Un système de tri commun (35) à tous les jets (30) de la tête permet de simplifier la tête et de diminuer son encombrement.

Description

IMPRIMANTE A JET D'ENCRE.

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention se situe dans le domaine des têtes 5 d'imprimantes et des imprimantes à jet d'encre continu.

Elle concerne aussi un procédé de projection sélective de parties d'un jet d'encre conducteur et notamment un procédé d'impression par jet d'encre continu. Le procédé, et l'imprimante conformes à la présente 10 invention peuvent être utilisés dans tous les domaines industriels liés à l'écriture, notamment au marquage, au codage, à l'adressage à la personnalisation et à la décoration de produits industriels.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Le fonctionnement typique d'une imprimante à jet continu peut être décrit comme suit. De l'encre électriquement conductrice maintenue sous pression s'échappe d'une buse calibrée.. Sous l'action d'un dispositif de stimulation périodique, le jet d'encre 20 ainsi formé est brisé à intervalles temporels réguliers en une position unique de l'espace. En aval de la position de brisure du jet, le jet continu est transformé en un train de gouttes d'encre identiques et régulièrement espacées. Au voisinage de la position de 25 brisure est placé un premier groupe d'électrodes dont la fonction habituellement reconnue est de transférer de manière sélective et à chaque goutte du jet une quantité de charge électrique prédéterminée.

L'ensemble des gouttes ainsi chargées de façon 30 sélective traverse ensuite un second agencement d'électrodes au sein duquel règne un champ électrique SP 21703 GB constant qui va modifier la trajectoire des gouttes chargées.

Dans une première variante d'imprimante dite à jet continu dévié, la quantité de charge transférée aux 5 gouttes du jet est variable en fonction de la valeur d'un potentiel électrique appliqué à une électrode de charge situé dans une zone de formation des gouttes.

Chaque goutte enregistre, lors du passage dans le second agencement d'électrodes à champ constant, une 10 déflexion croissante avec la charge électrique qui lui a été précédemment attribuée et se trouve orientée vers un point précis du support d'impression. Cette technologie, grâce à ses multiples niveaux de déflexion, permet à une buse unique d'imprimer, par 15 segment ou trame, - ligne de point d'une hauteur donnée -, l'intégralité d'un motif. Le passage d'un segment à l'autre s'effectue par le déplacement continu, perpendiculairement audit segment, du substrat par rapport à la tête d'impression.

La seconde variante est celle du jet continu binaire. Cette technique se démarque principalement de la précédente par le fait que le niveau de charge des gouttes est binaire. Lors du passage au travers des électrodes de déflexion, des gouttes sont déviées de 25 façon uniforme ou non déviées selon la charge qu'elles ont reçue. L'impression de caractères ou de motifs nécessite donc en général l'utilisation de têtes d'impression multibuse, l'entraxe des orifices concidant avec celui des impacts sur le support 30 d'impression. Il faut noter qu'en général les gouttes destinées à l'impression sont les gouttes non défléchies, c'est-à-dire, dont le niveau binaire de charge est nul.

SP 21703 GB Dans les deux technologies, celle du jet continu dévié et celle du jet continu binaire, l'encre qui n'est pas utilisée pour marquer le substrat est dirigée vers une gouttière ou un récupérateur d'encre 5 non utilisée et est recyclée dans un circuit d'encre de telle sorte qu'elle revient vers les buses d'impression.

Un procédé pour briser le jet en gouttes est très bien décrit par exemple dans un brevet portant le 10 numéro US-A-4,220,958 dont l'inventeur est Mr. CROWLEY.

Selon le procédé décrit par CROWLEY, le jet d'encre conductrice passe au travers d'électrodes portées périodiquement à un potentiel relativement élevé. Sous l'action de ces électrodes, le jet d'encre se charge. 15 Les charges sont attirées par les électrodes en sorte qu'une force transversale au jet déforme la surface du jet. La vitesse du jet et le mouvement transversal de la surface du jet se combinent pour qu'à une certaine distance des électrodes, le jet se brise en une 20 succession de gouttes.

Dans la description de l'art antérieur à son

invention, CROWLEY cite un brevet de Richard G. SWEET portant le numéro US-A-3,596,275. Selon cette citation, un point important d'une imprimante par jet d'encre est 25 la génération de gouttes. Il est préféré que les gouttes soient générées à une fréquence fixe avec une masse et une vitesse constantes. Pour atteindre ce but, SWEET révèle trois techniques qui sont représentées aux figures 1, 2 et 10 de son brevet.

Selon une première technique, les buses d'émission d'encre sont vibrées. Selon une seconde technique, le jet de liquide est excité électrohydrodynamiquement avec un excitateur électro- SP 21703 GB hydrodynamique (EHD). Une troisième technique est d'imposer une variation de pression sur le liquide au niveau de la buse au moyen d'un cristal piézoélectrique introduit dans une cavité d'alimentation de 5 la buse. Cette dernière technique est dominante dans la littérature et est utilisée par exemple dans la machine IBM 6640 (marque déposée).

Par rapport à cet état de la technique, l'invention de CROWLEY concerne un excitateur électro10 hydrodynamique dans lequel la longueur des électrodes traversées par le jet d'encre est égale à une demie fois la distance entre les gouttes.

Un autre procédé de stimulation du jet d'encre pour sa transformation en gouttes est décrit, par 15 exemple dans le brevet US-A-4,638,328 DRAKE et al. Il s'agit d'une activation par éléments thermorésistifs.

Une seconde famille d'impression par projection d'encre dite goutte à la demande est essentiellement mise en oeuvre dans les imprimantes de bureau. Il 20 s'agit d'imprimer du texte ou des motifs graphiques en couleurs sur des supports papier ou plastique. A contrario de l'impression par jet continu, les technologies goutte à la demande génèrent directement et uniquement les gouttes d'encre effectivement 25 nécessaires à l'impression des motifs désirés. On ne trouve donc ni électrodes ni gouttière de recirculation d'encre entre la face de sortie d'une buse et le support d'impression. Ces imprimantes comportent une pluralité de buses, chaque buse est associée à un 30 dispositif de stimulation ayant la double fonction d'expulser une goutte (énergie cinétique) et d'en contrôler la formation (profil de la goutte). Ce dispositif de stimulation qui est activé à la demande SP 21703 GB par un signal électrique décline deux variantes principales: La technologie "Bubble jet" initialement développée par Canon et Hewlett-Packard est 5 principalement implantée dans le domaine de la bureautique. Un élément chauffant placé dans un conduit produit localement la vaporisation de l'encre, la croissance de la bulle de gaz produit l'expulsion d'une petite goutte d'encre en direction du support 10 d'impression.

La technologie "piézo-électrique" est basée sur la déformation d'une céramique piézo-électrique pour créer une surpression et ainsi projeter des gouttes d'encre. Les domaines d'application de cette 15 technologie concernent la bureautique (Epson) ou l'impression industrielle (Trident, Xaar, Spectra).

La densité de points offerte par ces imprimantes de l'ordre de 600 points par pouce résulte de l'utilisation des matériaux et des techniques de 20 fabrication développés pour l'industrie microélectronique.

Dans le domaine de l'impression industrielle, les performances des têtes d'impression par jet d'encre continu surclassent les capacités des modèles goutte à 25 la demande. Les premières offrent: - une gamme d'encre utilisable plus étendue et par conséquent une plus large variété de supports imprimables, - une fréquence d'émission des gouttes plus 30 élevée et donc une vitesse d'impression accrue (environ kHz et quelques mètres par seconde contre environ kHz et quelques centimètres par seconde), SP 21703 GB - une distance d'impression de la face inférieure de la tête d'impression jusqu'au support supérieur (environ 10 à 30 mm contre 1 mm).

Toutefois la simplicité de la conception des 5 têtes d'impression goutte à la demande ne se retrouve pas dans les imprimantes multibuses à jet continu binaire. Les électrodes dédiées à la charge des gouttes de chaque jet doivent être pilotées individuellement, à la fréquence de formation des gouttes et à des niveaux 10 de tension pouvant atteindre 350 volts. La fabrication et la juxtaposition à un pas très fin de l'ensemble des buses et des électrodes d'une tête d'impression font alors apparaître des problèmes majeurs: * de réalisation et de cot: la multiplication 15 des circuits électroniques à haute tension reliés aux électrodes de charge et la multiplication de ces mêmes électrodes de charge induisent une commande électronique complexe et coteuse, * d'utilisation et de performance la connectique haute tension très dense à proximité du jet provoque des diaphonies indésirables dont l'effet sur la qualité d'impression ne peut être limité que par une réduction du taux d'utilisation des gouttes, et par conséquent, une réduction de la vitesse d'impression, 25 et/ou une diminution de la résolution.

Dans l'optique de conserver les avantages du jet continu binaire tout en remédiant aux inconvénients, une alternative consiste à utiliser un système de charge et de déviation des gouttes commun à 30 tous les jets. La demande de brevet n0 FR 2 799 688 ayant aux USA le numéro de dépôt 09/685 064 du 10/10/00 ayant pour inventeur Vago, la publication dans le journal Xerox disclosure (Pincus - 1982, vol.7, p.23) SP 21703 GB décrivent un système de charge et de tri basé sur un jeu d'électrodes portées à des potentiels constants. La fragmentation du jet se situe dans le jeu d'électrodes et préférentiellement en face d'une électrode bien 5 identifiée selon que la portion de jet doit être imprimée ou collectée par la gouttière. En cours de fonctionnement, le jet se présente sous la forme d'une succession de gouttes isolées électriquement, c'est à dire sans charge électrique embarquée, physiquement 10 distinctes, encadrées par des tronçons électriquement chargés qui sont défléchis vers la gouttière. La génération des gouttes isolées (de charge électrique nulle) est déclenchée par un système de stimulation intermittent non décrit. De façon en elle même connue, 15 la stimulation intermittente d'un jet peut être assurée par un actuateur ElectroHydroDynamique (brevet US 4,220,958 - Crowley) ou thermique (US 3,878,519 Eaton) . Dans les deux cas, il s'agit de techniques de stimulation dite externes car elles consistent à agir 20 sur un jet déjà formé. Une technique de stimulation externe permet aisément de former une goutte isolée dans un jet dans la mesure ou le liquide défile devant le dispositif de stimulation dont le rayon d'action est de courte portée, deux configurations se présentent.

En l'absence de signal de stimulation, le jet n'est pas perturbé et reste continu jusqu'à la position de brisure naturelle.

L'application d'un signal de stimulation sélectionne une portion de jet parfaitement définie 30 dont la longueur ne dépend que la vitesse d'avancement du jet et de la durée du signal d'excitation. Sous l'effet de la tension superficielle, le tronçon de jet SP 21703 GB stimulé de longueur correctement choisie produira une goutte isolée dans le jet continu.

Dans l'invention de Vago, la position de brisure du jet continu, pour former une goutte à la 5 demande est placé dans une zone o une électrode commune à toutes les buses de la tête d'impression maintient un potentiel égal à celui de l'encre dans la tête d'impression. Une électrode de charge est placée en aval de cette position de brisure. Tant que le jet 10 n'est pas brisé, du fait que l'encre utilisée est conductrice, une portion de jet placée en aval de la position de brisure se trouve dans la zone d'influence des électrodes de charge. Par contre lorsque les gouttes sont formées avant de traverser le champ 15 électrique des électrodes de charge, elles sont électriquement isolées et ne se chargent pas.

Ces gouttes non chargées formées à la demande ne sont pas déviées par des électrodes de déviations placées en aval des électrodes de charges. Elles vont 20 donc imprimer le substrat d'impression. Les tronçons qui eux sont chargés, sont déviés par les électrodes de déviations vers une gouttière de récupération. Dans l'invention de Vago, la commande d'écriture d'une goutte ne se fait pas comme dans les imprimantes à jet 25 continu, au niveau d'électrodes de charge, placées dans le flux d'encre en aval des buses d'éjection de l'encre mais au niveau des moyens de stimulation se trouvant en amont de ces buses. Un tel dispositif dans lequel la perturbation de formation des gouttes dans le jet est 30 effectuée en amont de la buse est dit à stimulation interne. L'invention de Vago associe ainsi les avantages de l'impression goutte à la demande à ceux du jet continu.

SP 21703 GB EXPOS DE L'INVENTION La présente invention vise comme l'invention de Vago, à associer les avantages de l'impression goutte à la demande à ceux du jet continu. On rappelle que ces avantages comportent notamment une suppression pour chaque jet du jeu d'électrodes individuelles de charge des gouttes et du circuit de commande associé à ce jeu d'électrodes individuelles.

Une application des données numériques définissant le motif à imprimer non plus en aval des buses, mais en amont, au niveau des moyens de stimulation du jet. Ce sont ces données qui vont déterminer ou non la formation des gouttes servant à 15 l'impression.

On améliore ainsi la qualité de l'impression grâce à une suppression de la diaphonie par couplage électrostatique entre les différents jets d'une même tête d'impression. De plus on simplifie la fabrication 20 et on diminue la taille hors tout des têtes d'impression.

L'invention vise également ces avantages mais avec des améliorations qui seront décrites ci-après.

Dans le dispositif décrit par Vago, les 25 électrodes de charge doivent créer un champ de charge dans une zone séparée de la zone de protection réservée aux gouttes destinées à l'impression, d'au plus le diamètre d'une goutte. De la sorte les tronçons les plus courts dont la longueur est d'environ deux 30 diamètres de goutte, ont avant la brisure, une partie située dans la zone de charge et peuvent se charger. De plus il est préférable que les électrodes de charge aient une zone d'influence dont la longueur dans la SP 21703 GB direction de l'axe du jet, soit assez grande pour assurer une charge d'un tronçon de façon proportionnelle à la longueur dudit tronçon, et donc à sa masse. De cette façon les tronçons de différentes 5 longueur et donc de différentes masses, sont tous déviés de façon identique et un orifice d'entrée de la gouttière de récupération peut garder une dimension raisonnablement petite, tout en assurant la récupération de tous les tronçons quelle que soit leur 10 longueur.

La présente invention vise aussi à un meilleur contrôle des parties de jet d'encre non destinées à l'impression. Elle vise également une simplification de la fabrication des têtes d'impression par un 15 relâchement des tolérances sur la position des électrodes communes à toutes les buses de la tête. Elle vise également une compaction accrue des dimensions hors tout de la tête d'impression, et une distance d'impression plus grande.

Selon l'invention, au lieu de briser le jet, uniquement pour créer les gouttes nécessaires à l'impression, le jet étant alors divisé en gouttes et tronçons de jet, on le brise également de façon régulière et contrôlée pour créer des gouttes qui 25 seront, par exemple, électriquement chargées et déviées par des électrodes de déflexion. Pour cela les moyens de stimulation du jet, destinés à briser le jet, sont aptes à provoquer des brisures du jet en deux positions du jet axialement séparées l'une de l'autre, une 30 position de brisure amont et une position de brisure aval, cette dernière étant plus en aval dans le sens d'avancement du jet que la position amont. A la position de brisure amont le jet sera brisé de façon SP 21703 GB intermittente pour créer les gouttes d'encre qui seront utilisées pour l'impression. Ainsi après la position de brisure amont le jet pourra être sans interruption depuis la buse, si aucune goutte intermittente n'a été 5 formée, ou au contraire réparti en goutte(s) et tronçon(s) si une ou plusieurs gouttes intermittentes ont été formées. La position de brisure amont sera, par exemple, dans une zone dans laquelle des électrodes maintiennent un potentiel égal à celui de l'encre dans 10 la tête d'impression, en sorte que les gouttes intermittentes ne seront pas électriquement chargées.

La position de brisure aval est dans l'exemple ici commenté, dans une zone o des électrodes de charge maintiennent un potentiel différent de celui de l'encre 15 dans la tête d'impression en sorte que les gouttes continues seront électriquement chargées. A la position de brisure aval, c'est le jet qui est brisé s'il n'y pas eu de brisure intermittente à la position amont, par contre s'il y a eu une brisure à la position amont, 20 le tronçon de jet en résultant est divisé de façon continue en gouttes. Ainsi après la position de brisure aval, le jet est entièrement divisé en gouttes. Des électrodes de déflexion situées en aval des deux positions de brisure permettent ensuite de faire un tri 25 entre les gouttes chargées et les gouttes non chargées pour envoyer les unes vers une gouttière de récupération et les autres vers un support d'impression.

Ainsi, l'invention est-elle relative à une 30 imprimante à jet d'encre comprenant: - une tête d'impression à une ou plusieurs buses ayant un corps de tête logeant notamment pour chaque buse, SP 21703 GB - un chemin hydraulique de l'encre comportant, une chambre de stimulation en communication hydraulique avec l'une des buses d'impression émettant un jet d'encre sous pression selon un axe de cette buse, - des moyens internes de stimulation du jet d'encre émis par la buse couplés mécaniquement à l'encre logée dans la chambre de stimulation, ces moyens agissant sur le jet émis par la buse pour briser le jet de façon contrôlée, et - des moyens de récupération de l'encre qui n'est pas reçue par un substrat d'impression, - un générateur de signaux électriques de commande recevant un signal de commande et délivrant aux moyens de stimulation, des signaux de stimulation, - un agencement d'électrodes de charge définissant autour de l'axe de la buse des zones amont et aval, la zone aval étant plus éloignée de la buse que la zone amont, des électrodes amont et aval de cet agencement étant reliées à des sources de potentiel 20 électrique de façon à maintenir dans l'une des zones un potentiel égal à celui de l'encre se trouvant dans le corps de la tête d'impression, et dans l'autre de ces zones un potentiel différent de celui de l'encre se trouvant dans le corps de la tête d'impression, -un agencement d'électrode de déflexion situé axialement en aval de l'agencement d'électrode de charge caractérisée en ce que le générateur de signaux électriques de commande délivre au moyens de 30 stimulation des signaux provoquant la brisure contrôlée du jet de façon intermittente en une position de brisure amont située dans la zone amont, et provoquant également la brisure contrôlée du jet ou de tronçons du SP 21703 GB jet de façon continue en une position de brisure aval, le jet continu émis par la buse étant ainsi transformé après la zone aval en un train continu de gouttes d'encre électriquement chargées et non chargées.

Le générateur de signaux électriques de commande peut être physiquement séparé de la tête d'imprimante. Il peut aussi en faire partie physiquement. Dans ce dernier cas l'invention est également relative à la tête d'imprimante.

Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que l'électrode amont de l'agencement d'électrodes de charge est connectée au même potentiel que l'encre.

Ainsi dans ce mode de réalisation, les gouttes 15 chargées sont celles qui résultent d'une brisure du jet dans la zone aval. Elles sont déviées par l'agencement d'électrodes de déflexion vers les moyens de récupération de l'encre. Chaque période du signal périodique crée une réaction mécanique des moyens de 20 stimulation, cette réaction provoquant la brisure du jet dans la zone aval. Chaque impulsion du signal impulsionnel crée une réaction mécanique des moyens de stimulation provoquant la brisure du jet dans la zone amont. De façon en elle même connue, les gouttes 25 chargées pourraient être dirigées vers le substrat d'impression et les gouttes non chargées vers les moyens de récupération de l'encre. Il suffit dans ce cas que la position de brisure amont soit dans une zone o un agencement d'électrodes maintient un potentiel 30 différent de celui de l'encre, alors que le potentiel maintenu dans la zone aval est à une valeur égale à celle de l'encre.

SP 21703 GB Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que les moyens de stimulation comportent un matériau piézo-électrique, le générateur de signaux électriques 5 de commande délivrant aux moyens de stimulation un signal d'impression continu formé par un signal périodique de période Tb, remplacé de façon intermittente par un signal impulsionnel précédé et suivi de signaux de transition.

Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que le signal impulsionnel délivré par le générateur de signaux électriques de commande est constitué par une impulsion comportant 3 paliers de tension 15 consécutifs reliés l'un au suivant par un front de montée ou de descente de tension raide.

Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que le signal impulsionnel délivré par le générateur 20 de signaux électriques de commande est constitué par une succession de 3 impulsions rectangulaires séparées entre elles par des paliers de tension de niveau inférieur au niveau de l'impulsion de niveau le plus faible.

Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que le signal périodique délivré par le générateur de signaux électriques de commande est constitué par un signal dont le spectre est constitué par deux raie à 30 une première fréquence et une raie à une seconde fréquence double de la première, d'autres raies éventuelle du spectre ayant des coefficients très inférieurs aux coefficients associés aux raies des SP 21703 GB première ou seconde fréquence, par exemple un signal résultant d'une combinaison de deux signaux sinusodaux.

Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la 5 tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que la somme des durées du signal impulsionnel et des signaux de transition délivré par le générateur de signaux électriques de commande est égal à un nombre entier de périodes du signal périodique.

Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que une fréquence de Helmholtz d'une partie d'un chemin hydraulique de l'encre d'alimentation d'une buse située en aval d'une restriction a une valeur située en 15 dehors d'une bande passante du jet issu de cette buse.

Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que le chemin hydraulique de l'encre comporte une restriction et en ce que la longueur d'un chemin 20 hydraulique entre une sortie de la restriction et la buse est inférieur au quart de la longueur d'onde du son dans l'encre.

Dans un mode de réalisation visant à éviter la création de brisures non souhaitées, c'est-à-dire à 25 éviter la formation de gouttelettes entre les gouttes que l'on veut réellement former et les autres parties du jet ou de tronçons du jet, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que le système de stimulation d'un jet émis par une 30 buse est strictement non résonant, i.e. la fonction de transfert du système de stimulation est exempte de pics de résonance dans la bande passante du jet. On rappelle que la fonction de transfert du système de stimulation SP 21703 GB est définie comme la relation existant entre la pression induite par l'action de l'élément piézoélectrique et la modulation de vitesse introduite dans la vitesse d'éjection du jet. Le système de stimulation 5 comprend donc non seulement les moyens de stimulation mais aussi le chemin hydraulique de l'encre dans le corps de la tête d'impression.

Des explications seront données plus loin sur la manière d'obtenir un tel résultat.

Dans un mode de réalisation, l'imprimante ou la tête d'imprimante selon l'invention est caractérisée en ce que les moyens de stimulation comportent outre le matériau piézo-électrique une membrane qui lui est mécaniquement couplée, une fréquence de résonance d'un 15 élément vibrant formé de la membrane et du matériau piézo-électrique étant supérieure à une fréquence de coupure du jet.

Enfin l'invention concerne également un procédé d'impression d'un support au moyen d'une imprimante 20 selon l'invention dans une de ses formes de réalisation dans lequel on fractionne un jet d'encre émis par une buse de l'imprimante pour former des premières gouttes allant frapper le substrat pour former des points, et des tronçons, caractérisé en ce que, - on fractionne en outre le jet ou les tronçons résultant du fractionnement du jet en premières gouttes et tronçons, en secondes gouttes, les secondes gouttes résultant de ce dernier fractionnement étant dirigés 30 vers la gouttière.

SP 21703 GB

BR VE DESCRIPTION DES DESSINS

Des explications complémentaires et un exemple de réalisation d'une imprimante ou d'une tête d'imprimante selon l'invention seront maintenant 5 données en liaison avec les dessins annexés dans lesquels, - la figure 1 est un schéma en perspective destiné à expliquer le mode de fonctionnement d'une imprimante à jet d'encre selon l'invention; - la figure 2 comporte les parties a et b. La partie a est un schéma montrant le mode de brisure du jet en situation de non impression, la partie b est un schéma montrant le mode de brisure du jet en situation d'impression; - la figure 3 comporte les parties a à g.

Chacune des parties montre une étape du mode habituel de brisure du jet; la figure 4 comporte les parties a et b. Les parties a et b sont des graphiques portant en ordonnée 20 des valeurs de tension et en abscisse des valeurs de durée, montrant chacun un exemple de signal impulsionnel pouvant être appliqué aux moyens de stimulation afin d'obtenir une brisure intermittente du jet; - la figure 5 comporte les parties a à d. Les parties a à d sont des graphiques portant en ordonnée des valeurs de tension et en abscisse des valeurs de durée, le graphique en partie a est un exemple de signal qui peut être appliqué aux moyens de stimulation 30 afin d'obtenir une brisure sans défaut du jet en situation de non impression; le graphique en partie c est un exemple de signal qui peut être appliqué aux moyens de stimulation afin d'obtenir une brisure sans SP 21703 GB défaut du jet en situation d'impression; les graphiques des parties b et d représentent chacun un état logique d'un signal de commanded'impression; - la figure 6 est un exemple d'une coupe d'une 5 tête d'impression faisant apparaître le chemin de l'encre dans un corps de cette tête; - la figure 7 est un graphique faisant apparaître la fonction de transfert d'un exemple de système de stimulation. Il comporte en abscisse la 10 perturbation de vitesse apportée localement au jet en fonction de la fréquence d'une stimulation mécanique présente dans le circuit d'encre en amont de la buse.

EXPOS D TAILL DE MODES DE R ALISATION PARTICULIERS La figure 1 représente schématiquement et en 15 perspective les parties d'une imprimante concernées par l'invention. Sur cette figure on n'a pas représenté notamment les moyens de transport du support d'impression. Cette figure est essentiellement destinée à expliquer le fonctionnement d'une imprimante basé sur 20 la présente invention Dans l'exemple de réalisation présenté, l'imprimante 10 comporte une, comme représenté, ou plusieurs têtes d'impression 1. Sur la figure 1 on a représenté une tête 1 comportant 3 buses 29 d'éjection 25 d'un jet d'encre 30. Dans la réalité le nombre de buse est beaucoup plus important. Pour chacune des buses, un corps 23 de la tête d'impression comporte notamment un chemin hydraulique de l'encre et une chambre de stimulation 28 qui seront décrit plus en détails plus 30 loin en liaison avec la figure 6. Chaque chambre de stimulation 28 est, de façon en elle même connue, remplie constamment par une encre maintenue à pression SP 21703 GB constante par une alimentation en encre sous pression 27. Chaque chambre de stimulation 28 comporte des moyens de stimulation 31 formés chacun par un élément piézo- électrique 25 et une membrane 24. Un générateur 5 32 de signaux de commande des moyens de stimulation 31 est connecté à chacun des éléments piézo-électriques 25. Des signaux de commande IMP destinés à chacun des moyens de stimulation 31 sont reçus par le circuit 32 de préférence, comme représenté figure 1, sur un bus 10 parallèle comportant une voie pour chaque moyen 31. Un circuit d'alimentation en encre commun aux chambres 28 est symbolisé sur cette figure par des flèches 14 montrant que des gouttes d'encre 43 formées à une position aval de brisure du jet 30 ou de tronçons 38 de 15 ce jet sont récupérée dans une gouttière 40 commune à l'ensemble des buses d'une tête et dirigées vers des moyens d'aspiration et de mise en pression symbolisés par un bloc 13. Un tel circuit d'encre alimentant avec de l'encre 16 sous pression chacune des entrées 27 de 20 chambre 28 est en lui même connu.

La pression exercée sur l'encre est suffisamment importante pour provoquer l'éjection d'un jet d'encre 30, au travers de chaque buse 29 d'éjection d'encre, à une vitesse moyenne Vj. Une buse 29 a une 25 section dont le rayon équivalent est égal à 'a', qui est aussi approximativement le rayon du jet 30. Le dispositif de stimulation 31, commandé par le générateur de signaux électriques 32, permet de créer une perturbation à l'intérieur de la chambre 28, 30 provoquant la brisure du jet 30 en gouttes 33, 43.

Conformément à l'invention, les signaux électriques de stimulation sont tels qu'ils provoquent d'une part, de façon intermittente, une brisure du jet dite SP 21703 GB intermittente en une première position axiale 11, et d'autre part une seconde brisure du jet à une seconde position axiale 12 en aval de la première, dite brisure continue. Les gouttes 33 sont les gouttes résultant de 5 la brisure intermittente et les gouttes 43 sont les gouttes résultant de la brisure continue. Des exemples de signaux, aptes à provoquer les brisures intermittentes et continues, seront donnés plus loin.

Une électrode de charge 35 commune à toutes les buses 10 29 est située en aval des buses 29, au voisinage direct des axes des buses 29. Dans l'exemple ici commenté, l'électrode de charge 35 est formée par un empilement de deux matériaux conducteurs de l'électricité 34, 37, séparés par une couche 36 constituée d'un matériaux 15 isolant électriquement. Le conducteur 34 est le plus amont, le conducteur 36 est le plus aval de l'électrode de charge 35. Le conducteur 34 est connecté au même potentiel que l'encre se trouvant dans une chambre 28, en général le potentiel nul de la masse électrique. Le 20 conducteur 36 est connecté à un potentiel électrique non nul Vc, différent de celui de l'encre se trouvant dans une chambre 28. En aval de l'électrode de charge se trouve au voisinage direct des axes des buses un ensemble 39 d'électrode de déflexion. L'ensemble 39 25 d'électrodes de déflexion est commun à toutes les buses 29 d'une tête et est reliée à une source de potentiel en sorte qu'un champ électrique uniforme EO, dont la composante perpendiculaire à un plan contenant les axes des buses 29 est prépondérante. Une gouttière de 30 récupération 40 commune à l'ensemble des buses et située en aval de l'ensemble 39 d'électrodes de déflexion et en dehors des axes des buses 29 est utilisée de façon connue pour récupérer l'encre qui SP 21703 GB n'est pas utilisée pour l'impression. L'encre utilisée pour l'impression est dirigée vers un support d'impression 41 sur lequel chaque goutte d'impression 33 forme un point d'impression 58.

Le fonctionnement de la tête d'impression est le suivant.

Dans l'exemple ici commenté les gouttes 33 sont les gouttes qui sont utilisées pour l'impression. Les gouttes 33 résultent de la brisure intermittente du jet 10 créant une goutte isolée, dénommée goutte intermittente 33. La charge électrique des gouttes intermittentes 33 est quasiment nulle car elles sont formées à la première position de brisure du jet, face au conducteur 34 porté au même potentiel que l'encre se trouvant dans 15 la chambre 28, en général le potentiel nul de la masse électrique. Après une brisure intermittente le jet 30 est scindé en la goutte 33 et un tronçon de jet 38.

Les gouttes 43 sont celles qui ne servent pas pour l'impression. Elles sont formées à la seconde 20 position de brisure, face au conducteur 37 de l'électrode de charge 35 porté au potentiel électrique non nul Vc, différent de celui de l'encre se trouvant dans la chambre 28. Les gouttes 43 embarquent par influence électrostatique une charge électrique plus 25 importante en valeur absolue que la charge quasi nulle embarquée par les gouttes 33. La seconde position de brisure 12 o se forment les gouttes 43, est en aval de la première position de brisure il o sont formées les gouttes intermittentes 33. Cette brisure est appelée 30 brisure continue aval des tronçons de jet 38, ou du jet si une brisure intermittente n'a pas formé de tronçons. Toutes les gouttes qui se détachent du jet passent ensuite dans la zone de déflexion définie par SP 21703 GB l'électrode de déflexion 39. Les gouttes d'encre 33, 43 traversant la zone de déflexion subissent une force électrostatique F=q.E0, q étant la charge électrique de la goutte considérée. Les gouttes intermittentes 33, 5 dont la charge électrique est quasiment nulle, poursuivent donc une trajectoire quasiment rectiligne selon l'axe de la buse 29, jusqu'au support d'impression 41. Les trajectoires des gouttes 43 sont elles, défléchies perpendiculairement à l'axe du jet en 10 fonction de leur charge électrique et terminent leur trajectoire dans la gouttière de récupération 40, en supposant qu'une combinaison judicieuse de potentiels électriques est appliquée aux électrodes de charge et de déflexion 35, 39. L'encre collectée dans la 15 gouttière 40 est de façon connue réinjectée dans le circuit d'encre pour être réutilisée.

L'impression d'un motif résulte de façon en elle même connue de la sélection des gouttes d'encre à diriger vers le support d'impression 41 ou vers la 20 gouttière 40 et d'un mouvement relatif du support d'impression 41 et de la tête d'impression 1. Dans l'exemple ci-dessus commenté ce sont les gouttes non chargées, dont la trajectoire n'est pas défléchie, qui sont utilisées pour l'impression. Cette solution est en 25 général préférée car la précision de positionnement des gouttes contribuant à l'impression est plus grande, du fait que la trajectoire de ces gouttes est plus courte et moins dépendantes d'aléas relatifs à la masse exacte de la goutte, à la valeur de la quantité de charge 30 électrique embarquée et aux fluctuations éventuelles du champ de déflexion. Selon l'invention, il n'est pas exclu d'utiliser, comme dans certaines réalisations connues des gouttes déviées pour l'impression, alors SP 21703 GE que les gouttes non déviées sont dirigées vers la gouttière.

L'un des principaux intérêts de l'invention est que comme dans l'invention de Vago, le jeu d'électrodes 5 de charge 35, et de déflexion 39 formant ensemble un système de tri des gouttes 33 d'impression et 43 de récupération, est commun pour tous les jets. Cependant du fait que les tronçons 38 formées chaque fois qu'une goutte intermittente 33 est formée sont dans une 10 position aval, également fractionnés en gouttes 43, la gouttière 40 commune à tous les jets peut être de dimension plus réduite car la précision de guidage des gouttes est améliorée.

La figure 2 est destinée à illustrer les modes 15 de brisure du jet pour former les gouttes intermittentes 33 et continues 43. Sur la figure 2 partie a, on se trouve dans une phase o il n'y a pas d'impression, ou dans laquelle il n'y a pas eu de brisure intermittente pendant le temps mis par le jet 20 pour aller de la position de brisure amont 11 à la position de brisure aval 12. Dans ce cas seul un signal périodique brise le jet de façon continue au niveau de la position aval 12 pour former les gouttes continues 43. Sur la figure 2, partie b, on a représenté le cas 25 o une goutte 33 par exemple, est formée par une impulsion du signal de brisure. Dans ce cas le jet 30 est scindé en une goutte 33 et un tronçon 38 de jet. Ce tronçon est porteur de la perturbation de vitesse apportée par le signal périodique. Il se brise donc au 30 niveau de la position de brisure aval 12 pour donner des gouttes continues 43. Ainsi en aval de la position de brisure aval le jet est entièrement divisé en gouttes 33 et 43.

SP 21703 GB Des formes de signaux électriques propres à provoquer d'une part la brisure intermittente à la position de brisure amont 11, d'autre part la brisure continue aval à la position de brisure aval 12 et enfin 5 une combinaison des signaux de brisure en positions amont et aval sera maintenant abordée.

Il convient auparavant de remarquer que la brisure intermittente est une brisure destinée à isoler une goutte d'un jet. Cette situation est différente de 10 la situation o l'on crée un train continu de gouttes, car dans le cas de la goutte isolée, il y a une tendance à la formation de gouttelettes satellites et de bourrelets qui nuisent à la qualité d'impression.

Pour comprendre l'intérêt de formes possibles du signal 15 de brisure intermittente il sera décrit ci-après en liaison avec la figure 3 la dynamique de brisure d'une goutte isolée correspondant pour l'invention au cas de la goutte intermittente.

La figure 3 comporte les parties a à g. La 20 suite des parties a à g montre une succession temporelle d'états de la brisure intermittente destinée à faire apercevoir la dynamique de la brisure. Dans un premier stade représenté en a, une perturbation de vitesse apportée par une surpression temporaire induite 25 au niveau de la chambre 28 crée dans le jet un ventre 33a.

Une goutte intermittente 33 se détache consécutivement à deux brisures: une brisure amont 49 représentée en partie b par un espace entre la partie 30 amont du jet 30 et la partie aval, et une brisure aval représentée en partie c par un espace entre la goutte 33 qui à ce stade est formée et la partie aval du jet 30 qui devient de ce fait un tronçon de jet 38.

SP 21703 GB Des ligaments amont 51 et aval 52 représentés en parties b et c qui correspondent respectivement à des étirements des parties amont et aval du jet 30 relativement à la goutte 33 en formation, peuvent, si 5 l'étirement est grand, donner naissance respectivement à des gouttelettes satellites amont 53 et aval 54 représentées en partie d. Sur la partie d on voit également que les parties amont et aval du jet de part et d'autre de la goutte 33 en formation subissent un 10 gonflement. Comme représenté par la succession des états représentés en partie e, et f. Ces gonflements des extrémités du jet et du tronçon de jet entourant la goutte en formation 33, peuvent aussi se détacher pour former des gouttes d'encre 55, 56 représentées en 15 parties g. Ces gouttes d'encre 55, 56 amont et aval seront appelées par la suite bourrelet amont 55 et bourrelet aval 56. Une longueur de brisure amont Lbam est définie comme étant la distance Lbam entre la face de sortie de la buse 29 et la brisure amont 49, une 20 longueur de brisure aval Lbav est définie comme étant la distance Lbav entre la face de sortie de la buse 29 et la brisure aval 50.

De manière à ce que les bourrelets 55, 56 soient récupérés dans la gouttière 40, il est 25 nécessaire que ceux-ci embarquent une charge électrique suffisante, et donc qu'ils se détachent suffisamment loin en aval des brisures amont et aval 49, 50 de la goutte intermittente 33 pour se trouver au moment de leur détachement du jet dans la zone o existe un 30 potentiel différent de celui du potentiel de l'encre dans la chambre 29. C'est pourquoi sur la figure 3 parties f et g on a représenté le début et la fin du détachement des bourrelets 55, 56 dans la zone soumise SP 21703 GB à l'influence de l'électrode 37. De même, il est souhaitable que les satellites amont et aval 53, 54 soient absorbés dans d'autres gouttes rapidement, car ils peuvent causer d'importantes salissures du système de tri ou même du support d'impression.

Tout signal électrique appliqué au dispositif de stimulation 31 et permettant d'obtenir les caractéristiques de brisures telles que les satellites et bourrelets n'introduisent pas de défauts 10 d'impression comme expliqué ci-dessus, peut être utilisé pour réaliser l'invention.

La figure 4 partie a montre un exemple de signal électrique de commande qui peut être appliqué au dispositif de stimulation 31 afin de contrôler la forme 15 des brisures intermittentes de manière à assurer un fonctionnement correct du tri entre les gouttes à imprimer 33 et les gouttes 43 à récupérer dans la gouttière 40.

Le signal représenté figure 4 partie a est 20 constitué de trois paliers consécutifs de tension de niveaux respectif Ul, U2, et U3, mesurés au dessus d'un niveau Uo. Les trois paliers ont des durées respectives T1, T2, et T3. Deux paliers consécutifs sont liés entre eux par un front raide montant ou descendant.

Les durées Tl, T2, et T3 des trois paliers consécutifs de tension qui constituent le signal de stimulation, sont chacune proches d'une durée Topt. Topt est la durée d'une impulsion rectangulaire qui donnerait, si elle était appliquée au moyen de 30 stimulation 31, la longueur de brisure intermittente amont la plus courte, à amplitude constante et pour le même jet (même vitesse, même section, même encre) . Topt est une durée qui correspond à une perturbation SP 21703 GB spatiale du jet d'une longueur Xopt / 2, o Xopt est la longueur d'onde optimale du jet, c'est- à-dire la longueur d'onde pour laquelle le coefficient d'amplification de l'instabilité capillaire est maximal.

Comme Xopt _ 10.a pour un liquide visqueux, il vient que Topt = Xopt / 2. Vj _ 5.a / Vj.

On rappelle que dans les formules ci-dessus a est le diamètre équivalent de la buse 29 qui correspond 10 sensiblement au diamètre du jet 30 et Vj est la vitesse d'éjection du jet 30.

Dans l'exemple commenté en liaison avec la figure 4a, on a choisit les durées caractéristiques Tl, T2, et T3 égales entre elles, c'est-à-dire que l'on a: 15 Tl = T2 = T3 =_ opt, ainsi la forme de la brisure obtenue pour la formation d'une goutte intermittente 33 est stable, et donc assez peu sensible à des petites variations de la vitesse de jet, de la viscosité ou d'autres propriétés fluctuantes du jet.

En outre le principe de tri des gouttes exige que la charge électrique embarquée par la goutte intermittente 33 soit, dans cet exemple, quasiment nulle. Or la charge électrique effectivement embarquée par cette goutte dépend de la configuration géométrique 25 de l'électrode de charge 35, des potentiels électriques appliqués aux 2 conducteurs 34, 37 qui la constituent, mais aussi de la distance algébrique entre les brisures intermittentes amont et aval, ( Lbav - Lbam).

Le signal représenté figure 4 partie a permet 30 de contrôler cette distance ( Lbav - Lbam) entre les deux brisures formant une goutte intermittente, de SP 21703 GB manière à assurer une trajectoire stable et bien définie de la goutte à imprimer.

La distance (Lbav - Lbam) entre les brisures amont et aval de formation d'une goutte peut être 5 ajustée en modifiant certains paramètres du signal de stimulation. Dans ce mode de réalisation, l'ajustement des amplitudes Ul, U2 et U3 des paliers constituant le signal impulsionnel permet d'ajuster (Lbav-Lbam) . Plus précisément, une diminution de la valeur absolue de la 10 différence absolue IUl-U21 entre les valeurs de tension des deux premiers paliers a pour conséquence de retarder le moment de la brisure aval, et de même une diminution de la différence absolue 1U2-U31 entre les valeurs de tension des deux derniers paliers a pour 15 conséquence de retarder le moment de la brisure amont.

Il est possible de choisir Tl = 0 ou T3 = 0, si l'un des 3 paliers du signal est estimé inutile par l'homme du métier, en fonction du fonctionnement particulier du dispositif de stimulation considéré. Le signal présenté 20 permet de corriger la trajectoire de la goutte à imprimer en choisissant empiriquement les paramètres du signal qui influent sur la distance (Lbav - Lbam) entre la brisure intermittente amont et la brisure intermittente aval.

Un autre exemple de signal de stimulation impulsionnel pouvant être utilisé dans un mode de réalisation de l'invention est décrit sur la figure 4 partie b. Ce signal est composé d'une succession de 3 impulsions rectangulaires, une première d'une durée D1 30 et de niveau U1, une seconde d'une durée T2 et de niveau U2 et une troisième d'une durée D3 et de niveau U3. Les première et seconde impulsions sont séparées l'une de l'autre par une durée Trj, et les seconde et troisième SP 21703 GB impulsions sont séparées l'une de l'autre d'une durée Tr2. Pendant les temps de séparation entre impulsion le signal est au niveau de base U0. Si l'on choisit ce signal afin de maîtriser la brisure intermittente, les 5 durées sont de préférence T2 Topt; Trl = Tr2 _ Sopt / 2; Dl et D3 proches de copt / 10 ou topt / 5 selon le dispositif de stimulation à piloter, Topt étant défini comme précédemment. La distance entre les brisures amont et aval de la goutte intermittente 33 peut alors 10 être ajustée en modifiant Ul et/ou U3: l'instant de la brisure aval est retardé lorsque Ul/U2 augmente, l'instant de la brisure amont est retardé lorsque U3/U2 augmente.

Il sera maintenant procédé à la description 15 d'un signal propre à générer la brisure du jet ou de tronçons de jet dans la seconde position dite position aval, produisant les gouttes 43 qui vont être récupérées par la gouttière 40.

L'application d'un simple signal sinusodal 20 provoquerait la création de gouttelettes satellites entre les gouttes principales 43 issues de cette brisure. Dans le mode de réalisation décrit ici, une brisure continue sans satellites avec un signal d'amplitude suffisamment faible pour placer la brisure 25 continue aval au voisinage du conducteur de charge 37 est obtenue en appliquant un signal à deux modes, superposition de deux signaux sinusodaux de fréquences Fb et 2.Fb, d'amplitudes et déphasages relatifs correctement choisis. Le signal généré est de la 30 forme: Sb(t) = Ab.(sin(21z.Fb.t)+ cx.sin(4n.Fb.t + () (1).

SP 21703 GB Dans la formule (1) ci dessus Fb = 1/ Tb est la fréquence fondamentale du signal de stimulation continue de formation des gouttes 43. oc > 0 est l'amplitude relative du deuxième mode, et p sa phase 5 relative. Ab est un coefficient qui détermine l'amplitude du signal de stimulation continue de formation des gouttes 43. L'homme du métier sait choisir les valeurs des paramètres ax et <p pour obtenir une brisure continue sans gouttelettes satellites. Un 10 signal tel que décrit cidessus est représenté figure 5 partie a. Il s'agit d'un signal périodique de période Tb dont l'amplitude en fonction du temps est représenté par la formule (1). Si ce signal est appliqué seul de façon continue on obtient une brisure du jet tel que 15 représenté figure 2 partie a o uniquement des gouttes 43 sont produites.

La combinaison des signaux de génération des gouttes 33 et 43 sera maintenant explicitée. Il sera examiné successivement la combinaison temporelle des 20 deux types de signaux, leur combinaison du point de vue des amplitudes relatives et enfin un mode de commande pour introduire un signal impulsionnel dans une succession de signaux périodiques.

D'un point de vue temporel, au moins une 25 période Tb du signal périodique de stimulation continue aval est pour obtenir une goutte intermittente remplacée, par exemple, par le signal de commande impulsionnel décrit en liaison avec la figure 4 partie a. La combinaison du signal impulsionnel décrit en 30 liaison avec la figure 4 partie a et du signal périodique décrit en liaison avec la figure 5 partie a est représenté figure 5 partie c. Comme le montre l'exemple de la figure 5 partie c, la durée totale du SP 21703 GB signal de stimulation intermittente est égale à une valeur Ti. Il est formé comme représenté figure 4 partie a par une succession de trois paliers consécutifs de durée respective Tl, T2, et T3, T3 ayant 5 dans cet exemple une durée nulle, en sorte que Ti = Tl+T2+T3. En règle générale, Ti É n.Tb, n étant un nombre entier. Dans le mode de réalisation choisi, le signal de stimulation impulsionnel est précédé d'un signal de transition aval de durée tav, et suivi d'un 10 signal de transition amont de durée tam. Les durées de tav et tam sont choisies de façon à satisfaire la condition tav + Ti + tam = n.Tb. Dans l'exemple décrit en relation avec la figure 5 partie c, les signaux de transition consistent simplement à maintenir la tension 15 constante entre l'interruption du signal périodique de stimulation continue et le début de la génération du signal impulsionnel. Les durées tav et tam sont choisies de manière à respecter l'intégrité des tronçons de jet 38 de part et d'autre de la goutte 20 intermittente 33 jusqu'à la zone d'influence du conducteur de charge 37 (figure 1). Les signaux de transition sont choisis également de façon à assurer la continuité du signal électrique appliqué aux moyens de stimulation 31 lors de l'interruption et de la reprise 25 de la génération du signal périodique de stimulation continue aval. On note que les signaux de transition peuvent l'un ou l'autre ou les deux avoir une durée nulle.

Les amplitudes relatives du signal périodique 30 et du signal impulsionnel, c'est-à-dire les valeurs relatives de Ab dans la formule (1) définissant le signal périodique et la valeur de U2 sont choisies pour placer correctement les positions de brisures amont et SP 21703 GB aval dans les zones d'influence de l'électrode de charge 35. Les longueurs de brisure, c'est-à-dire la distance entre la buse 29 et une position de brisure, dépendent de l'amplitude de la stimulation. Pour 5 assurer une séparation efficace des gouttes 33 par rapport aux gouttes 43, la distance entre la position il de brisure intermittente et la position 12 de brisure continue aval doit être suffisante, au minimum de 20 fois le rayon du jet. Dans le mode préféré de 10 réalisation, une distance entre ces deux positions de brisures est proche de 50 fois le rayon du jet.

Le générateur 32 de signaux électriques de commande propre à générer à la demande le signal impulsionnel de création d'une goutte intermittente 33 15 et le signal périodique de génération continue de gouttes 33 et connecté à cet effet aux moyens de stimulation 31, est dans le mode de réalisation décrit, piloté au moyen d'une commande d'impression, par exemple un signal logique, par exemple un signal 20 binaire IMP représenté sur les figures 5b et 5d. Le signal IMP est une fonction des données à imprimer.

Lorsque seul le signal de stimulation continue aval, de période Tb, est généré, la valeur logique du signal booléen IMP reste à 0. C'est ce signal constamment à 0 25 qui est représenté figure 5b.

En situation d'impression, le signal IMP passe à la valeur 1 pendant au moins une période Tb, déclenchant la réponse du générateur de signaux électriques de commande 32 ainsi selon le mode 30 préféré de réalisation de l'invention le générateur 32 de signaux de commande des moyens de stimulation 31 est apte à combiner un signal de nature impulsionnel et un signal périodique, en remplaçant un nombre entier n de SP 21703 GB périodes du signal périodique par le signal impulsionnel encadré de signaux de transitions.

Des améliorations qui peuvent être apportées à la tête d'impression selon l'invention seront 5 maintenant examinées en liaison avec les figures 6 et 7 qui représentent respectivement un exemple d'une coupe d'une tête d'impression 1 faisant apparaître le chemin de l'encre dans un corps 23 de cette tête 1 et un graphique faisant apparaître en abscisse la 10 perturbation de vitesse apportée localement au jet en fonction de la fréquence d'une stimulation mécanique présente dans le circuit d'encre en amont de la buse.

Le chemin hydraulique à l'intérieur du corps 23 de la tête d'impression 1 représenté en coupe figure 6 15 selon un ou plusieurs plan xz, z étant la direction des jets 30 et x une direction perpendiculaire à z située dans un plan perpendiculaire au plan contenant les axes des buses 29, comporte de l'amont vers l'aval dans le sens d'écoulement de l'encre, des éléments discrets 20 fonctionnels. Un réservoir 17 d'encre pressurisée 16 est en communication comme représenté par des flèches 27 avec un conduit d'amenée d'encre non représenté. Le réservoir 17 est en communication avec un passage étroit 18 nommé restriction. Un premier tube de liaison 25 20 met en communication la restriction 18 avec la chambre de stimulation 28. La chambre de stimulation 28 est elle même en communication avec la buse 29 de formation du jet 30 par un second tube de liaison 21.

La buse 29 est percée dans une plaque à buse 22 qui 30 peut comporter plusieurs buses alignées selon une direction y perpendiculaire au plan de représentation xz.

SP 21703 GB Une partie de paroi de la chambre 28 est formée par une membrane 24 dont l'épaisseur, suivant l'axe Z, est très inférieure à ses dimensions dans le plan X,Y.

Sur la face externe de la membrane 24, c'est-à-dire 5 celle qui est extérieure à la chambre 28, est collé un élément piézo-électrique 25.

Lorsqu'un signal électrique est appliqué sur l'élément piézo-électrique 25, le couple membrane 24/ élément piézo-électrique 25 qui dans cet exemple forme 10 les moyens de stimulation 31 forme un élément vibrant 31 qui se déforme en flexion ayant pour effet de produire une modulation du volume et de la pression dans la chambre 28; il en résulte une modulation de la vitesse moyenne d'éjection de l'encre 16 au niveau de 15 la buse 29. Ce type d'actionneur qui est décrit dans de nombreux brevets a été proposé initialement par Silonics (US-A- 3,946,398 - Kyser & Sears).

La nécessité de former une goutte isolée dans un jet par l'applicationd'un signal intermittent tel 20 que décrit figure 4 partie a ou b, et de préférence d'éviter la formation de gouttelettes satellites telles que 53, 54 décrites en relation avec la figure 3 ainsi que la formation d'un train de gouttes derrière la goutte isolée requiert que la stimulation soit 25 strictement non résonante. Cela signifie que la fonction de transfert du système de stimulation doit être exempte de pics de résonance dans la bande passante du jet 30. La fonction de transfert du système de stimulation est définie comme la relation existant 30 entre la pression induite par l'action de l'élément piézo-électrique 25 et la modulation de vitesse d'éjection du jet 30.

SP 21703 GB La définition de la bande passante BPjet du jet provient de théorie linéaire de l'instabilité capillaire, l'Homme du métier saura retrouver la relation suivante: BPjetr= [O;Fcjtjet] jet 2VRet 2 jet Pour l'application numérique: Vjet: vitesse du jet 30,par exemple 15 m/s Rjet: rayon du jet en sortie de buse 29, par

exemple 15 ltm.

Fcjet = Fréquence de coupure du jet par exemple kHz Le système de stimulation est susceptible de produire des fréquences de résonance FR liées au comportement mécanique et acoustique du dispositif. 15 Pour obtenir une stimulation strictement non résonante on recherchera à placer ces fréquences de résonance FR à l'extérieur de la bande passante du jet.

Préférentiellement on satisfera à la relation suivante: FR > (1+0.1) FCjet Pour cela on cherchera à être conforme à l'une ou plusieurs des règles de conception ci-après.

Résonance d'origine mécanique (Règle de 25 conception nol) L'élément vibrant 31 possède une fréquence de résonance propre FM qui dépend principalement de sa géométrie et des propriétés mécaniques des matériaux qui le compose.

Fm = 1 2zirLM *CM) SP 21703 GB LM: terme d'inertie équivalent à une self en analogie électrique.

CM: terme d'élasticité équivalent à une capacité en analogie électrique.

Avec les valeurs nominales indiquées dans un tableau de dimension et de matériau faisant l'objet de l'annexe 1, la fréquence de résonance de l'élément vibrant 31 qui vaut typiquement de l'ordre 400 kHz est située hors de la bande passante du jet.

Résonance acoustique sans propagation (Règle de conception n02) En l'absence de phénomène de propagation, on s'intéressera à la fréquence de Helmholtz FH calculée à 15 partir de l'expression suivante: FH= LB LR *C LR: terme d'inertie (analogie électrique) associé à la restriction 18.

LB: terme d'inertie (analogie électrique) 20 associé à la buse 29.

C: terme d'élasticité en analogie électrique associé à la compressibilité du volume de liquide situé entre la restriction 18 et la buse 29.

Avec les valeurs nominales indiquées dans le 25 tableau de dimension et de matériau, la fréquence de résonance de Helmholtz qui vaut typiquement de l'ordre de 200 kHz est située hors de la bande passante du jet.

Résonance acoustique avec propagation (Règle de 30 conception n03) SP 21703 GB Les phénomènes de propagation acoustique peuvent produire des pics de résonance lorsqu'une des longueurs caractéristiques du système de stimulation n'est pas négligeable devant la longueur X des ondes 5 acoustique dans l'encre 16. A titre d'exemple, la longueur d'onde X est typiquement de 7.5 mm dans une encre à base d'eau, MEK ou alcool pour une fréquence de coupure du jet Fcjet de 160kHz et pour une célérité moyenne du son, par exemple dans la MEK, de 1200 m/s. 10 On entend par longueur caractéristique toute cote de la restriction 18, de la chambre 28, des premier et second tubes de liaison 20, 21, de la buse 29 et du trajet total de l'encre 16 dans le système de stimulation depuis l'entrée de la restriction 18 jusqu'en sortie 15 de buse 29. Idéalement toutes les longueurs caractéristiques du système de stimulation seront inférieures X/4 pour s'affranchir de la propagation d'ondes acoustiques. La contrainte en X/4 fixe la longueur caractéristique maximale à 1.8 mm. Il est en 20 général aisé de satisfaire à la contrainte en 2./4 pour la buse 29, la restriction 18 et les tubes de liaison 20, 21 comme indiqué dans le tableau de dimension et de matériau annexé. Pour la chambre 28, cette règle peut ne pas être respectée, car on recherche une surface de 25 la chambre importante pour obtenir une bonne efficacité de stimulation, dans ce cas, il est indispensable de procéder à la modélisation de la fonction de transfert pour s'assurer qu'il n'y a pas de résonance dans la bande passante du jet.

Pour un système de stimulation comportant les cotes nominales indiquées dans le tableau de dimension et de matériau, il apparaît que sa fonction de SP 21703 GB transfert dont la courbe est présentée en figure 7 ne présente pas de fréquence de résonance dans la bande passante du jet, pic 26 de résonance à 200 kHz associé à la fréquence de Helmholtz.

Pour une fréquence de coupure du jet de 160kHz et pour un système de stimulation ayant les cotes indiquées dans le tableau de l'annexe 1, la première résonance se situe vers 200 kHz ce qui satisfait aux critères et aux précautions énumérés, il est aisé de 10 vérifier que la stimulation est non résonante et permet avantageusement des former une goutte dans un jet continu (Figures 6 et 7).

Optimisation de l'écoulement stationnaire et 15 instationnaire (Règle de conception n04).

Sous l'effet de l'élément piézo-électrique 25, une impulsion de pression pousse de l'encre 16 vers la buse 29 et repousse de l'encre 16 vers la restriction 18, en effet ces deux éléments constituent, pour la 20 chambre 28, les deux points de sortie de l'encre 16.

Afin de maximiser l'efficacité de la stimulation i.e. la modulation de vitesse au niveau de la buse 29, il est souhaitable d'adapter l'impédance de la buse 29 à celle de la restriction 18 laquelle présente une 25 impédance acoustique élevée. On définira le rendement de la stimulation par le ratio Rimp des impédances LB de la buse 29 et LR de la restriction 18 R R= R SB

LB SR IB

Dans la formule ci-dessus 1R: longueur de la restriction 18 1B: longueur de la buse 29 dans la direction Z SR: section droite de la restriction 18 SP 21703 GB SB: section droite de la buse 29 Dans l'idée de maximiser Rmp, la solution intuitive qui consisterait à choisir IR " 1'B et SR " SB est inintéressante car elle requiert une pression 5 d'encre dans le réservoir 17 trop importante. En effet, la formation du jet continu 30 nécessite une pression d'encre statique en amont de la restriction 18 qui dépend fortement des pertes de charges visqueuses dans le système de stimulation et en particulier dans la 10 buse 29 et la restriction 18 qui sont les deux zones de plus forte vitesse d'écoulement de l'encre. La résistance hydraulique de la buse 29 ou de la restriction 18 est décrite, en première approximation, par la loi de Poiseuille selon l'expression générique 15 suivante: AP =R _ 8'u1 Q -H0 - ffR4 AP chute de pression statique entre l'entrée et la sortie de la buse 29 ou de la restriction 18 Q: débit volumique R: rayon de la buse 29 ou de la restriction 18 1: longueur de la buse 29 ou de la restriction iu est la viscosité de l'encre. 25 Afin de réduire la résistance hydraulique de la restriction 18 comparativement à la buse 29 et tout en conservant un bon rendement de stimulation on jouera sur l'équivalence [longueur <-> section] en privilégiant 30 une section et une longueur de la restriction 18 supérieures à celles de la buse 29. Les cotes nominales SP 21703 GB indiquées dans le tableau de dimension et de matériau de l'annexe 1, constituent un bon compromis entre le rendement de la stimulation et la perte de charge visqueuse. Pour des rapports de rayon, respectivement 5 de longueur, de la buse 29 et de la restriction 18 valant typiquement 1/3, respectivement 1/10, on obtient: { RHYdo (resfricteur) 1-RHyàO (buse) Le volume contenu dans la chambre 28 de forme 10 parallélépipédique est choisi tel que la fréquence de Helmholtz du système ne soit pas inférieure à 200 kHz.

L'épaisseur de la chambre 28 (dans la direction Z) doit être aussi faible que possible pour offrir une surface maximale à l'élément vibrant 31 mais néanmoins pas 15 inférieure au diamètre de la buse 29 afin de minimiser la perte de charge visqueuse dans la chambre 28. Cette épaisseur qui résulte d'un compromis sera choisie voisine du diamètre de la buse 29. Le volume et l'épaisseur étant donnés, cela fixe la surface de la 20 chambre en s'assurant de la bonne cohérence avec la règle de conception n01.

Ainsi, une imprimante selon l'invention inclut: - un dispositif d'éjection de liquide 25 permettant de former au moins un jet d'encre, - un générateur de signaux électriques de commande, - un dispositif de stimulation interne, c'està-dire en amont de la buse, permettant de fractionner 30 le jet en créant des perturbations à sa surface en sortie de buse. Ce dispositif de stimulation est SP 21703 GB capable de créer une goutte isolée dans le jet lorsqu'on applique le signal impulsionnel approprié sur les moyens de stimulation, - un système de tri consistant en un 5 agencement d'électrodes portées à des potentiels électriques constants, et en une gouttière qui collecte les gouttes non imprimées.

L'invention permet d'utiliser un système de tri commun pour un grand nombre de jets, ce qui élimine les 10 difficultés de réalisation des électrodes de charge d'une imprimante binaire classique, et permet de profiter des avantages du système de tri en stimulation intermittente, notamment de son faible cot de réalisation. De plus, la stimulation étant interne, les 15 problèmes d'encombrement et les difficultés liées aux techniques de stimulation externes sont éliminées. Le dispositif de stimulation piloté selon le principe de l'invention permet également de modifier le comportement du jet et la trajectoire des gouttes par le seul moyen 20 du signal de stimulation, ce qui simplifie la partie électronique de la tête d'impression et donne un contrôle très fin sur la stabilité des jets et la qualité d'impression. La combinaison de deux brisures stables contribue également à maîtriser les deux 25 trajectoires des 2 types de gouttes créés par le simple ajustement de paramètres du signal de stimulation, ce qui contribue à améliorer la fiabilité de la machine et la qualité d'impression.

On notera qu'une tête d'impression utilisant 30 l'invention peut comprendre ou non le circuit 32 de génération des signaux de brisure.

SP 21703 GB Annexe 1 Tableau de dimension et de matériau Fonction Long (X) i Larg (Y) / Rayon- Epaisseur (Z) Matériaux Restriction 18 250 pm / 130 pm / - 38 pm Inox 316 Tube de liaison 20 - / - /75 m 38 rn Inox316 Chambre 29 1000 l pm/410 mn/- 38 pm Inox316 Element vibrant 31: 31 1000 Pl m / 410 Plm / - 125 im PZT céramiq 1000 pm /410 pm / - 62.5 pm Inox 316 ue piézo 25 51 membr ane Tube de liaison 21 -/ -150 Pm 475 pm Inox 316 Buse 29 - / /15 m 50. m Inox316 SP 21703 GB Annexe 2 Liste des documents cités US-A-4 220 958 CROWLEY US-A-3 596 275 SWEET US-A-4 638 328 DRAKE ET AL FR 2 799 688 - US 09/685 064 Journal Xerox Disclosure (Pincus - 1982, Vol. 7, p.

23 SP 21703 GB

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Imprimante (10) à jet d'encre comprenant - une tête d'impression (1) à une ou plusieurs 5 buses (29) ayant un corps (23) de tête (1) logeant notamment pour chaque buse (29), - un chemin hydraulique de l'encre comportant, une chambre de stimulation (28) en communication hydraulique avec l'une des buses (29) d'impression 10 émettant un jet d'encre (30) sous pression selon un axe de cette buse (29), - des moyens internes (31) de stimulation du jet d'encre (30) émis par la buse (29) couplés mécaniquement à l'encre (16) logée dans la chambre de 15 stimulation (28), ces moyens (31) agissant sur le jet (30) émis par la buse (29) pour briser le jet (30) de façon contrôlée, et - des moyens (40) de récupération de l'encre qui n'est pas reçue par un substrat d'impression (41), - un générateur (32) de signaux électriques de commande recevant un signal de commande et délivrant aux moyens de stimulation (31), des signaux de stimulation, - un agencement (35) d'électrodes de charge 25 définissant autour de l'axe de la buse (29) des zones amont et aval, la zone aval étant plus éloignée de la buse que la zone amont, des électrodes amont et aval (34, 37) de cet agencement (35) étant reliées à des sources de potentiel électrique de façon à maintenir 30 dans l'une des zones un potentiel égal à celui de l'encre se trouvant dans le corps (23) de la tête d'impression (1), et dans l'autre de ces zones un SP 21703 GB potentiel différent de celui de l'encre se dans le corps (23) de la tête d'impression (1), - un agencement (39) d'électrode de déflexion situé axialement en aval de l'agencement (35) d'électrode de charge caractérisée en ce que le générateur (32) de signaux électriques de commande délivre au moyen (31) de stimulation des signaux provoquant la brisure contrôlée du jet (30) de façon intermittente en une 10 position (11) de brisure amont située dans la zone amont, et provoquant également la brisure contrôlée du jet (30) ou de tronçons (38) du jet (30) de façon continue en une position (12) de brisure aval, le jet (30) continu émis par la buse (29) étant ainsi 15 transformé après la zone aval en un train continu de gouttes d'encre (33, 43) électriquement chargées et non chargées.

2. Imprimante (10) selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'électrode amont (34) de 20 l'agencement d'électrodes de charge (35) est connecté au même potentiel que l'encre (16).

3. Imprimante (10) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que les moyens de stimulation (31) comportent un matériau piézo25 électrique (25), le générateur (32) de signaux électriques de commande délivrant aux moyens de stimulation (31) un signal d'impression continu formé par un signal périodique de période Tb, remplacé de façon intermittente par un signal impulsionnel précédé 30 et suivi de signaux de transition.

4. Imprimante (10) selon la revendication 3 caractérisée en ce que le signal impulsionnel délivré par le générateur (32) de signaux électriques de SP 21703 GB commande est constitué par une impulsion comportant 3 paliers de tension consécutifs reliés l'un au suivant par un front de montée ou de descente de tension raide.

5. Imprimante (10) selon la revendication 3 5 caractérisée en ce que le signal impulsionnel délivré par le générateur (32) de signaux électriques de commande est constitué par une succession de 3 impulsions rectangulaires séparées entre elles par des paliers de tension de niveau inférieur au niveau de 10 l'impulsion de niveau le plus faible.

6. Imprimante (10) selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisée en ce que le signal périodique délivré par le générateur (32) de signaux électriques de commande est constitué par une 15 combinaison de deux signaux sinusodaux.

7. Imprimante (10) selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisée en ce que la somme des durées du signal impulsionnel et des signaux de transition délivré par le générateur (32) de signaux 20 électriques de commande est égal à un nombre entier de périodes du signal périodique.

8. Imprimante (10) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que une fréquence de Helmholtz d'une partie d'un chemin 25 hydraulique de l'encre d'alimentation d'une buse (29) située en aval d'une restriction (18) a une valeur située en dehors d'une bande passante du jet (30) issu de cette buse (29).

9. Imprimante (10) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que le chemin hydraulique de l'encre comporte une restriction (18) et en ce que la longueur d'un chemin hydraulique entre une SP 21703 GB sortie de la restriction et la buse (29) est inférieur au quart de la longueur d'onde du son dans l'encre.

10. Imprimante (10) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que le système 5 de stimulation d'un jet (30) émis par une buse (29) est strictement non résonant.

11. Imprimante (10) selon l'une des revendications 3 à 7 caractérisée en ce que les moyens de stimulation (31) comportent outre le matériau piézo10 électrique (25) une membrane (24) qui lui est mécaniquement couplée, une fréquence de résonance d'un élément vibrant formé de la membrane (24) et du matériau piézo-électrique (25) étant supérieure à une fréquence de coupure du jet (30).

12. Procédé d'impression d'un support au moyen d'une imprimante (10) selon l'une des revendications 1 à Il dans lequel on fractionne un jet d'encre (30) émis par une buse (29) de l'imprimante pour former des premières gouttes (33) allant frapper un substrat pour 20 former des points (58) et des tronçons (38), caractérisé en ce que, on fractionne en outre le jet (30) ou les tronçons (38) résultant du fractionnement du jet en premières gouttes (33) et tronçons (38) en secondes 25 gouttes (43) les secondes gouttes (43) résultant de ce dernier fractionnement étant dirigés vers la gouttière (40).

13. Tête (1) d'imprimante (10) à jet d'encre comprenant: - une tête d'impression (1) à une ou plusieurs buses (29) ayant un corps (23) de tête (1) logeant notamment pour chaque buse (29), SP 21703 GB - un chemin hydraulique de l'encre comportant, une chambre de stimulation (28) en communication hydraulique avec l'une des buses (29) d'impression émettant un jet d'encre (30) sous pression selon un axe de cette buse (29) , - des moyens internes (31) de stimulation du jet d'encre (30) émis par la buse (29) couplés mécaniquement à l'encre (16) logée dans la chambre de stimulation (28), ces moyens (31) agissant sur le jet 10 (30) émis par la buse (29) pour briser le jet (30) de façon contrôlée, et - des moyens (40) de récupération de l'encre qui n'est pas reçue par un substrat d'impression (41), - un générateur (32) de signaux électriques de 15 commande recevant un signal de commande et délivrant aux moyens de stimulation (31), des signaux de stimulation, - un agencement (35) d'électrodes de charge définissant autour de l'axe de la buse (29) des zones 20 amont et aval, la zone aval étant plus éloignée de la buse que la zone amont, des électrodes amont et aval (34, 37) de cet agencement (35) étant reliées à des sources de potentiel électrique de façon à maintenir dans l'une des zones un potentiel égal à celui de 25 l'encre se trouvant dans le corps (23) de la tête d'impression (1), et dans l'autre de ces zones un potentiel différent de celui de l'encre se dans le corps (23) de la tête d'impression (1), - un agencement (39) d'électrode de déflexion 30 situé axialement en aval de l'agencement (35) d'électrode de charge caractérisée en ce que le générateur (32) de signaux électriques de commande délivre au moyen (31) SP 21703 GB de stimulation des signaux provoquant la brisure contrôlée du jet (30) de façon intermittente en une position (11) de brisure amont située dans la zone amont, et provoquant également la brisure contrôlée du 5 jet (30) ou de tronçons (38) du jet (30) de façon continue en une position (12) de brisure aval, le jet (30) continu émis par la buse (29) étant ainsi transformé après la zone aval en un train continu de gouttes d'encre (33, 43) électriquement chargées et non 10 chargées.

14. Tête (1) d'imprimante (10) selon la revendication 13 caractérisée en ce que l'électrode amont (34) de l'agencement d'électrodes de charge (35) est connecté au même potentiel que l'encre (16).

15. Tête (1) d'imprimante (10) selon l'une des revendications 13 ou 14 caractérisée en ce que les moyens de stimulation (31) comportent un matériau piézo-électrique (25), le générateur (32) de signaux électriques de commande délivrant aux moyens de 20 stimulation (31) un signal d'impression continu formé par un signal périodique de période Tb, remplacé de façon intermittente par un signal impulsionnel précédé et suivi de signaux de transition.

16. Tête (1) d'imprimante (10) selon la 25 revendication 15 caractérisée en ce que le signal impulsionnel délivré par le générateur (32) de signaux électriques de commande est constitué par une impulsion comportant 3 paliers de tension consécutifs reliés l'un au suivant par un front de montée ou de descente de 30 tension raide.

17. Tête (1) d'imprimante (10) selon la revendication 15 caractérisée en ce que le signal impulsionnel délivré par le générateur (32) de signaux SP 21703 GB électriques de commande est constitué par une succession de 3 impulsions rectangulaires séparées entre elles par des paliers de tension de niveau inférieur au niveau de l'impulsion de niveau le plus faible.

18. Tête (1) d'imprimante (10) selon l'une des revendications 15 à 17 caractérisée en ce que le signal périodique délivré par le générateur (32) de signaux électriques de commande est constitué par une 10 combinaison de deux signaux sinusodaux.

19. Tête (1) d'imprimante (10) selon l'une des revendications 15 à 17 caractérisée en ce que la somme des durées du signal impulsionnel et des signaux de transition délivré par le générateur (32) de signaux 15 électriques de commande est égal à un nombre entier de périodes du signal périodique.

20. Tête (1) d'imprimante (10) selon l'une des revendications 13 à 19 caractérisée en ce que une fréquence de Helmholtz d'une partie d'un chemin 20 hydraulique de l'encre d'alimentation d'une buse (29) située en aval d'une restriction (18) a une valeur située en dehors d'une bande passante du jet (30) issu de cette buse (29).

21. Tête (1) d'imprimante (10) selon l'une des 25 revendications 13 à 19 caractérisée en ce que le chemin hydraulique de l'encre comporte une restriction (18) et en ce que la longueur d'un chemin hydraulique entre une sortie de la restriction et la buse (29) est inférieur au quart de la longueur d'onde du son dans l'encre.

22. Tête (1) d'imprimante (10) selon l'une des revendications 13 à 19 caractérisée en ce que le système de stimulation d'un jet (30) émis par une buse (29) est strictement non résonant.

SP 21703 GB

23. Tête (1) d'imprimante (10) selon l'une des revendications 15 à 19 caractérisée en ce que les moyens de stimulation (31) comportent outre le matériau piézo-électrique (25) une membrane (24) qui lui est 5 mécaniquement couplée, une fréquence de résonance d'un élément vibrant formé de la membrane (24) et du matériau piézo-électrique (25) étant supérieure à une fréquence de coupure du jet (30).

SP 21703 GB