FR2936976A1 - Imprimante a jet d'encre munie d'un generateur de gouttes multibuses, a qualite et autonomie en impression ameliorees - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une imprimante à jet d'encre comprenant un générateur de gouttes multi-buses de type à jet continu, dans lequel chaque chambre de stimulation débouchant sur une buse comprend une paroi couplée à un actionneur piézoélectrique, chaque actionneur piézoélectrique étant relié à un générateur électrique par l'intermédiaire d'une ligne électrique. Selon l'invention, afin de compenser la diaphonie mécanique qui se produit entre deux chambres adjacentes lorsque une seule des chambres est stimulée par un signal Vstim délivré par le générateur électrique à l'actionneur piézoélectrique actionné, on prévoit de dériver une partie de ce signal vers l'actionneur couplé à la chambre adjacente, la dérivation étant réalisé au moyen d'un composant électrique passif de valeur calibré entre les lignes électriques reliant individuellement le générateur électrique aux actionneurs.

Description

1 IMPRIMANTE A JET D'ENCRE MUNIE D'UN GENERATEUR DE GOUTTES MULTIBUSES, A QUALITE ET AUTONOMIE EN IMPRESSION AMELIOREES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des imprimantes à jet d'encre munies d'un générateur de gouttes multi-buses.

L'invention a trait plus particulièrement à l'amélioration de la qualité et de l'autonomie en impression de telles imprimantes. L'invention s'applique aux imprimantes mettant en oeuvre la technologie de jet continu, qu'elle soit de type jet continu binaire (chaque buse n'imprime qu'une position) ou de type jet continu dévié (les gouttes issues d'une même buse peuvent imprimer plusieurs positions). ART ANTÉRIEUR Les imprimantes à jet d'encre produisent des images depuis la simple ligne de caractère jusqu'à la reproduction photographique. La qualité des images et la fiabilité de l'imprimante dépendent des conditions d'éjection de l'encre et de la reproductibilité du processus de formation des gouttes. En particulier, la qualité d'impression est fortement dépendante de la capacité du générateur de gouttes multi-buses à minimiser l'interaction entre les gouttes ou jets issus de buses 2 adjacentes, et ce quel que soit le motif à imprimer par l'imprimante. Une problématique déjà mise en évidence est celle de la diaphonie. Ce terme regroupe plusieurs phénomènes et signifie ici et dans le cadre de l'invention que, l'activation d'une buse pour contrôler l'éjection de l'encre est susceptible de causer un effet indésirable sur les buses adjacentes en modifiant la masse et la vitesse pour le profil/diamètre pour un jet continu (technologie de type à jet continu). Dans les imprimantes comprenant un générateur de goutte multi-buses et un actionneur électromécanique par buse, on a cherché jusqu'à présent à résoudre la problématique de diaphonie en essayant de rendre indépendante dans la mesure du possible l'activation de chaque buse et ainsi garantir des conditions identiques d'éjection de l'encre pour toutes les buses. En s'intéressant à la problématique de la diaphonie, les inventeurs ont constaté que quatre phénomènes physiques différents pouvaient en être à l'origine. 1/ un phénomène de nature hydraulique (appelé ci-après diaphonie hydraulique) selon lequel la perturbation ou stimulation de la chambre active est transmise aux chambres adjacentes par un réservoir d'alimentation en encre commun (la transmission se fait donc par l'encre), 2/ un phénomène de nature mécanique (appelé 30 ci-après diaphonie mécanique) selon lequel la déformation ou déplacement mécanique des parois d'une 3 chambre de stimulation, en particulier la paroi délimitée par l'élément mécanique (telle qu'une membrane) couplée à l'actionneur électromécanique, se propage aux chambres adjacentes, 3/ un phénomène de nature thermique (appelé ci-après diaphonie thermique) selon lequel l'échauffement d'un actionneur fortement sollicité se propage aux chambres adjacentes en modifiant es propriétés de l'encre (viscosité, ...), 4/ un phénomène de nature électrique (appelé ci-après diaphonie électrique) selon lequel la connectique généralement très dense produit des interférences sur les lignes électriques dans lesquelles les signaux d'alimentation sont délivrées 15 aux actionneurs. Pour le cas de la technologie jet d'encre utilisant un actionneur piézoélectrique, la diaphonie mécanique se rajoute à la diaphonie hydraulique et est le phénomène le plus prépondérant : l'actionneur agit 20 sur l'encre par déformation mécanique d'une ou plusieurs parois de la chambre de stimulation (telles qu'une membrane couplée à l'actionneur électromécanique. Les efforts mécaniques sont transmis à et par la structure (paroi (s) déformée (s)) . 25 Pour éviter ou limiter la diaphonie mécanique, plusieurs solutions ont déjà été proposées. Le brevet US 4,521,786 de la société Xerox Corporation décrit une électronique de pilotage des actionneurs piézoélectrique dont le niveau de tension 30 et la durée du créneau sont programmables. Cette électronique est mise à profit pour piloter chaque 10 4 élément piézoélectrique avec un niveau de tension provenant de la lecture d'une table. Cette table est renseignée de sorte à adapter (à chaque cycle d'émission des gouttes) le niveau du signal de stimulation en fonction de la configuration d'éjection dictée par l'impression. L'objectif est de garantir une vitesse de gouttes et un volume d'encre éjectée identiques pour chaque point imprimé quel que soit le contexte/motif à imprimer. Cette solution présente l'inconvénient du coût en nécessitant une électronique numérique et analogique, sophistiquée et complexe. Le brevet US 5,438,350 de la société XAAR Limited prévoit de minimiser la diaphonie en choisissant un ratio favorable entre la souplesse des parois des chambres de stimulation et la compressibilité de l'encre contenue dans les chambres. Ainsi, la solution proposée permet une réduction du taux de diaphonie mais, en aucun cas de l'annuler. Le brevet US 6,394,363 de la société The Technology Partnership PLC concerne une technologie d'impression basée sur le déplacement mécanique de la buse au moyen d'un élément piézoélectrique qui enveloppe la buse. La diaphonie mécanique est réduite en créant entre deux buses une fente usinée à la fois dans la plaque à buse et la couche piézoélectrique. La déformation mécanique qui se transmet de proche en proche par la plaque à buses est ainsi bloquée par la fente en supprimant la continuité mécanique. L'inconvénient de cette solution est d'exposer l'encre à l'air ambiant au travers des fentes : il est de fait impossible de former un rideau de jets.

La demande de brevet EP 1 693 203 de la société Brother Industries Ltd s'intéresse au couplage mécanique entre chambres de stimulation. Pour réduire la diaphonie mécanique, ce brevet prévoit de graver 5 (semi-gravure) le diaphragme (élément mécanique souple couplé au piézoélectrique) sous la formes de rainures en périphérie de la chambre de stimulation. Ainsi, la liaison mécanique du diaphragme qui de type encastrement sans la présence des rainures gravées, devient alors de type rotule. Le diaphragme est ainsi plus libre de se déformer, ce qui renforce la stimulation tout en réduisant la transmission mécanique des efforts entre chambres, ce qui réduit la diaphonie mécanique.

La demande de brevet EP 1 731 308 de la société OCE Technologies BV offre une solution d'annulation de la diaphonie qui a lieu par couplage mécanique. Pour la chambre subissant la diaphonie (adjacente à la chambre stimulé par l'actionneur en marche), le principe exposé consiste à annuler la diaphonie mécanique qui passe par le diaphragme (élément mécanique couplé au piézoélectrique) avec la diaphonie mécanique qui passe par les parois séparant les chambres, les deux diaphonies étant en opposition de phase. Le bilan du volume d'encre brassé par diaphonie mécanique est nul pour un dimensionnement correct de la tête d'impression. La demande de brevet EP 1 695 826 de la société Toshiba Tec KK divulgue une méthode de compensation active de la diaphonie mécanique qui est limité au fonctionnement des piézoélectriques en 6 Shear Mode . Pour une chambre de stimulation donnée par laquelle une goutte d'encre est éjectée, les deux parois qui se font face et qui sont constituées par une partie d'actionneur piézoélectrique se déplacent en sens inverse de sorte à maximiser la variation de volume pour produire une goutte. A l'inverse, les parois d'une chambre de stimulations non destinées à éjecter des gouttes sont déplacées dans le même sens de sorte à annuler la variation de volume est ainsi supprimer le couplage mécanique avec la chambre de stimulation adjacente. Ce brevet prévoit pour réaliser le déplacement en sens inverse une électronique sophistiquée qui met en oeuvre des commutateurs analogiques avec plusieurs niveaux de tension.

Le brevet US 5,801,732 de la société Dataproducts Corporation prévoit de minimiser les conséquences de la diaphonie mécanique (dispersion de masse et de vitesse des gouttes) en décalant temporellement l'instant d'émission des gouttes. Le retard est de durée très courte comparativement à la fréquence d'émission des gouttes, les conséquences sur la qualité d'impression sont jugées mineures comparées à l'avantage. Le brevet US 6,010,202 Xaar Technology Limited propose une chronologie d'éjection des gouttes spécifique pour une imprimant de gouttes à la demande dont les piézoélectriques fonctionnent en Shear Mode . Dans la structure divulguée, les buses sont rassemblées par groupe et le signal de stimulation est une succession de créneaux dont le premier produit la goutte à une vitesse donnée, les créneaux suivants 7 annulant les ondes de pression résiduelles. Le créneau est construit par apprentissage empirique (essai & erreur). L'inconvénient majeur d'une telle chronologie est de ne pas annuler en temps réel (c'est-à-dire à tout instant) la diaphonie, quelle que soit la forme des signaux appliqués aux transducteurs. Ainsi, au vu de ce qui précède, on peut estimer que les inconvénients liés aux solutions mises en oeuvre pour combattre les phénomènes de diaphonie hydraulique, thermique ou électrique restent exclusives à ces types de diaphonie et ne prennent pas en compte le couplage mécanique. En particulier, la diaphonie mécanique résiduelle propre au fonctionnement d'un piézoélectrique en Bending Mode nécessite des solutions appropriées. Les solutions décrites présentent les inconvénients suivants : - celles qui s'intéressent à la diaphonie mécanique sont quasi-exclusivement dédiées au mode de stimulation piézoélectrique en Shear Mode et ne peuvent être transposées au Bending Mode . En outre, de par le fait qu'un mode de stimulation de piézoélectrique en Shear Mode présente, par conception, une diaphonie mécanique très importante, ces solutions ne peuvent annuler cette dernière, - elles consistent en une compensation active par l'électronique, elles sont coûteuses et complexes de part l'architecture électronique requise. Un inconvénient supplémentaire est l'incapacité à prendre en compte finement les décalages temporels à l'émission des gouttes, ce qui implique une succession d'échelon de tension pour compenser la superposition 8 des effets de la diaphonie lorsque plusieurs buses sont stimulées ; - elles consistent en une compensation passive (par construction/conception), elles cherchent soit à éloigner des chambres de stimulation, ce qui n'est pas compatible avec l'augmentation de la résolution d'impression, soit à compenser les déformations mécaniques des chambres, ce qui est particulièrement complexe à mettre en oeuvre (structure multi-matériaux qui n'offre aucune souplesse de choix de matériaux (module d'Young imposé), problème de compatibilité chimique). Ainsi, en résumé . - dans les imprimantes connues mettant en oeuvre la technologie de jet continu, telles que celles décrites dans les demandes de brevet WO 2007/042530 et WO 2008/040777, la diaphonie a pour effet de déplacer le point de brisure du jet éjecté par une buse adjacente à celle stimulée par un actionneur électromécanique et l'amener en face aux électrodes de déflexion (les gouttes et satellites sont électriquement chargés et polluent la tête d'impression). Cela conduit à la réduction d'autonomie en impression de l'imprimante par la nécessité d'un nettoyage fréquent des électrodes. Un but de l'invention est alors de proposer une nouvelle solution qui permette de réduire, voire annuler, la diaphonie mécanique dans une imprimante à jet d'encre continu, quel que soit le mode de fonctionnement des actionneurs électromécaniques ( shear mode ou bending mode ) qui l'équipent. 9 Un autre but général de l'invention est de proposer une solution susceptible d'améliorer à la fois la qualité d'impression et l'autonomie en impression d'une imprimante mettant en oeuvre la technologie du jet continu. EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour ce faire, l'invention a pour objet une imprimante à jet d'encre comprenant : - un générateur de gouttes de type à jet continu comprenant des électrodes de charge, des électrodes de déflexion en aval des électrodes de charge, au moins deux buses d'éjection d'encre, au moins deux chambres de stimulation adjacentes en communication hydraulique chacune avec l'une des buses, au moins deux actionneurs électromécaniques couplés chacun à un élément qui constitue une paroi de chambre de stimulation et dont la déformation provoquée par l'actionnement électrique amène de l'encre sous pression dans une des chambres de stimulation afin d'émettre un jet d'encre selon l'axe de chaque buse, - un générateur de signaux électriques relié par une ligne électrique à chacun des deux actionneurs. Selon l'invention, les lignes électriques des deux actionneurs électromécaniques amenant de l'encre dans les deux chambres de stimulation adjacentes sont reliées entre elles au moyen d'au moins un composant électrique passif, dit de compensation, de sorte que, lorsqu'un signal électrique délivré par le générateur est uniquement appliqué à l'un des 10 actionneurs par la ligne électrique fermée, une partie dudit signal est dérivée vers l'autre des actionneurs, en constituant ainsi un pont diviseur de tension, la valeur du(es) composant(s) électrique(s) de compensation étant choisie(s) de sorte à minimiser la déformation subie par l'élément couplé à l'actionneur adjacent et en opposition de phase par rapport à l'élément couplé à l'actionneur auquel est appliqué le signal et ainsi, à créer un point de brisure d'un jet non destiné à l'impression en aval des électrodes de déflexion. Ainsi, l'invention consiste à minimiser, voire annuler, la diaphonie mécanique qui se produit entre les deux chambres de stimulation adjacentes du fait de la propagation mécanique depuis au moins une paroi de la chambre de stimulation de l'actionneur actif. En d'autres termes, on garantit l'absence de perturbations parasites sur l'encre éjectée. La déformation mécanique peut être complètement annulée par un choix judicieux de la valeur du(es) composant(s) électrique(s) passif(s). Un tel choix peut être réalisé par expérimentation comme décrit par la suite. La diaphonie mécanique ainsi réduite (voire complètement annulée) grâce à l'invention est traitée de manière distincte des autres phénomènes de diaphonie exposés en préambule de la demande : elle est parfaitement complémentaire des procédés actuellement connus de réduction de diaphonie hydraulique.

La solution d'un ou plusieurs composants électriques passifs est particulièrement avantageuse : 11 elle nécessite un nombre restreint de composants, et n'a pas besoin d'utiliser d'horloge ou de dispositif de synchronisation. Le coût de mise en oeuvre d'une telle solution est réduit et la solution est fiable (effet technique de pont diviseur). En outre, le choix du(es) composant(s) électrique(s) de compensation comme solution ne limite pas la réduction ou annulation de déformation à un seul type de signal de stimulation : quels que soient l'amplitude, la forme du signal et le décalage temporel entre deux signaux consécutifs, la solution choisie convient. Enfin, la compensation de la diaphonie mécanique qui se produit entre deux chambres de stimulation adjacentes s'effectue en temps réel. A tout instant d'impression, au passage de la buse, l'encre éjectée intègre en quelque sorte cette compensation. Cet avantage est primordial car le (s) jet(s) adjacent(s) au jet provoqué directement par l'élément couplé à l'actionneur actif n'est(ne sont) pas perturbé(s) et reste(nt) ainsi continu(s) jusqu'à leur point de brisure naturel ou nominal (c'est-à-dire choisi initialement à la réalisation de l'imprimante). Le(s) composant(s) électrique(s) de compensation peut (peuvent) être une résistance, un condensateur ou une combinaison d'une résistance et d'un condensateur monté en série. Selon un mode de réalisation, au moins un des deux actionneurs électromécaniques est constitué par un piézoélectrique. 12 Selon un mode de réalisation, chaque actionneur est de type capacitif avec une valeur de capacité C, chaque ligne électrique reliant un actionneur électromécanique au générateur de signaux électriques comprend une résistance de charge Rc, la valeur de la résistance de charge Rc et de la capacité de charge C étant choisies pour régler un temps de montée du créneau de tension du signal appliqué à chacun des actionneurs. Avantageusement, un seul élément commun est couplé à tous les actionneurs électromécaniques, et les chambres, buses, et actionneurs électromécaniques sont identiques entre eux, les composants électriques de compensation étant également identiques entre eux. Selon une variante, le pont diviseur est choisi pour que le signal délivré par le générateur et appliqué à l'actionneur électromécanique et, celui non délivré par le générateur et appliqué à l'actionneur électromécanique adjacent par le pont diviseur de 20 tension sont de même forme. Selon une variante, le rapport d'amplitude entre le signal délivré par le générateur et appliqué à l'actionneur et celui non délivré par le générateur et appliqué à l'actionneur adjacent par le pont diviseur 25 de tension est compris entre 1 et 20. De préférence, le rapport d'amplitude obtenu est de l'ordre de 10. 15 13 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 est en vue de coupe schématique la structure d'un générateur de gouttes multi-buses d'une imprimante à jet d'encre mettant en oeuvre la technologie de jet continu et auquel s'applique l'invention, - la figure 2 est une vue de face schématique d'un générateur de gouttes selon la figure 1 et montre la déformation d'éléments adjacents couplés chacun à un actionneur électromécanique selon l'art antérieur, - la figure 3 est une vue schématique d'un générateur de gouttes selon les figures 1 et 2 illustrant la relation entre la déformation d'un élément et la longueur de brisure de jet d'encre en résultant, - la figure 4 est une vue d'un schéma électrique d'une imprimante à jet continu selon l'invention selon lequel un générateur électrique relie les actionneurs électromécaniques, - la figure 5 montre des courbes de deux signaux différents selon l'invention avec un premier délivré par un générateur électrique et appliqué uniquement à un actionneur électromécanique et l'autre dérivé du signal et appliqué à un actionneur électromécanique adjacent, 14 - la figure 6 montre une courbe illustrant une méthode expérimentale de détermination de la valeur du(es) composant(s) électrique(s) prévu(s) selon l'invention pour compenser la diaphonie mécanique dans une imprimante à jet d'encre mettant en oeuvre la technologie à jet continu. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Le générateur de gouttes 1 selon l'invention dont les actionneurs électromécaniques fonctionnent selon le principe du Bending Mode est décrit schématiquement en figure 1. Pour plus de détails sur la structure et le fonctionnement d'un tel générateur, on pourra se reporter à la demande de brevet WO 2007/031500. Dans un tel générateur de gouttes 1, un réservoir d'encre 2 est connecté à une pluralité de chambres de stimulation 3 par l'intermédiaire d'un canal formant une restriction 4. Une unique membrane flexible 5 ferme, de façon étanche, une des faces de chaque chambre de stimulation 3 qui débouche sur une buse 30. Cette membrane 5 est solidaire (par exemple par collage) d'un actionneur piézoélectrique 6. Un générateur électrique 7 est relié à chaque actionneur piézoélectrique au moyen d'une ligne électrique détaillée par la suite. Le générateur 7 est donc adapté pour délivrer un signal électrique d'alimentation. La figure 2 présente une vue en coupe du générateur de gouttes 1 selon la figure 1. Il comprend un réseau d'une pluralité de chambres de stimulation 3a, 3b, 3c adjacentes entre elles et en communication 15 hydraulique chacune avec une buse comme représenté en figure 1. Tel qu'il est prévu selon l'art antérieur, les lignes électriques reliant le générateur aux actionneurs piézoélectriques 6a, 6b, 6c afin qu'un signal électrique soit délivré indépendamment à chacun de ces derniers. En d'autres termes, chaque chambre de stimulation 3a, 3b, 3c peut être activée indépendamment des autres. Dans cette configuration, les inventeurs ont mis en évidence le phénomène de diaphonie mécanique entre deux chambres de stimulation adjacentes par le biais de la membrane unique 5. Ainsi, comme représenté en figure 2, lorsque seul l'actionneur piézoélectrique 6a reçoit un signal V délivré par le générateur 7, il se produit une chute de potentiel V (la membrane 5 étant reliée électriquement à la terre) dans l'épaisseur de l'actionneur piézoélectrique 6a. Cette chute de potentiel produit une déformation de la membrane 5 avec une amplitude A donnée. Par diaphonie mécanique, cette déformation d'amplitude A est transmise dans la chambre activée 3a mais aussi transmise aux chambres adjacentes 3b, 3c. La déformation complète représentée en pointillés sur la figure 2 peut être ainsi définie : les déformations des parties de membrane 5 au niveau des chambres adjacentes 3b, 3c sont en opposition de phase et avec une amplitude b, c inférieure à l'amplitude A donnée de la déformation de la membrane 5 au niveau de la chambre 3a. Par conséquent, le volume d'encre brassé par les chambres adjacentes 3b, 3c est plus faible que celui de la chambre 3a activée directement par le signal V délivré par le générateur.

En d'autres termes, la diaphonie mécanique dans la structure de générateur de gouttes 1 multibuses a pour résultat une déformation de membrane en opposition de phase entre une chambre de stimulation donnée 3a active, c'est à dire dont l'actionneur piézoélectrique 6a reçoit un signal V délivré par le générateur électrique, et les deux chambres de stimulation adjacente 3b, 3c passives, c'est-à-dire dont l'actionneur 6b, 6c ne reçoit aucun signal du générateur électrique. Tel qu'illustré, la déformation la partie de membrane 5 au niveau de la chambre active 3a suivant le sens positif de la direction Y produit une déformation réduite suivant le sens inverse de la direction Y de la partie de membrane 5 au niveau des chambres de stimulation adjacentes 3b, 3c. Les parois séparant deux chambres adjacentes, respectivement 3a, 3b et 3a, 3c ont un comportement mécanique de liaison rotule sous l'effet de la membrane 5 en déformation, celle-ci présentant un profil de vagues d'amplitudes amorties au niveau des chambres passives adjacentes 3b, 3c. La figure 3b illustre, dans le cas où le générateur de gouttes d'une imprimante à jet d'encre met en oeuvre une technologie à jet continu, la conséquence de la diaphonie mécanique entre une chambre active 3a et une autre 3b passive adjacente par la propagation de déformation de la membrane 5. Comme illustré sur la figure 3, dans ce type d'imprimante à jet continu, lorsque la pression d'encre est maintenue constante dans le réservoir 2, un jet continu de liquide d'impression 20i est émis par la 17 buse d'éjection 30i. Le jet d'encre continu 20i se brise en gouttes à une certaine distance Ln de la buse 30i en un point dit point de brisure nominal 200i. Cette distance de brisure Ln est principalement fonction des caractéristiques physiques de l'encre, de la géométrie de la buse, de la perturbation de rayon de jet en sortie de buse (le processus est connu sous le nom d'instabilité capillaire décrit par la théorie de Rayleigh).

Dans la technologie de jet continu dévié, ce point de brisure nominal ou naturel, qui a donc lieu hors impression, est dit bas car, la longueur Ln est déterminée pour que ledit point 200i soit situé en aval des électrodes de déflexion non représentées ici. Ce point de brisure nominal ou naturel ne s'accompagne ainsi d'aucune déformation de la membrane 5 (voir ligne en pointillés non déformée). Cette configuration est celle donnant le point de brisure le plus éloigné de la plaque à buse 20i.

Lorsqu'une buse 3a doit éjecter de l'encre en vue d'une impression, l'actionneur piézoélectrique 3a est activé par le signal V du générateur 7, ce qui provoque un déplacement du point de brisure 200a en une zone en amont des électrodes de déflexion. La longueur de brisure La ainsi stimulée est la plus courte possible (point de brisure 200a le plus proche de la plaque à buse 30a) et résulte de la forte amplitude de déformation de la membrane 5. Par le phénomène de diaphonie mécanique entre la chambre active 3a et la chambre adjacente passive 3b par propagation de la déformation de la

membrane 5, la longueur de brisure Lb du jet issu de la buse 30b passive est différent de celle nominale Ln. Autrement dit, le point de brisure 200b remonte et est décalé vers le haut par rapport au point de brisure nominal 200i : le point de brisure 200b se retrouve ainsi dans une zone en regard des électrodes de déflexion. Le point de brisure 200b, ayant lieu à une longueur intermédiaire entre la longueur de brisure nominale (naturelle) Ln et la longueur de brisure d'impression La, la tête d'impression se trouve ainsi polluée par la production des gouttes issues du jet brisé 20b qui sont chargées et déviées de manière non souhaitée par les électrodes de déflexion. Ainsi, la diaphonie mécanique par propagation de la déformation de membrane d'une chambre active 3a et une chambre adjacente passive 3b génère une déflexion de gouttes non souhaitée et une pollution de la tête d'impression. Cela a pour conséquence une diminution de l'autonomie en impression de l'imprimante à jet d'encre continu à cause de la nécessité d'un nettoyage plus fréquent. Pour résoudre cette problématique, au lieu de tenter de bloquer mécaniquement la propagation de la déformation de membrane d'une chambre active à une chambre adjacente passive, les inventeurs ont conclu qu'une déformée simultanée en opposition de phase pour la(es) chambre(s) adjacente(s) passive(s) serait efficace et plus simple à mettre en oeuvre. Ils ont ainsi décidé de mettre en oeuvre une solution purement électrique qui consiste à réaliser un pont diviseur de tension à partir du signal V délivré par le générateur 7 uniquement à un actionneur 19 piézoélectrique 6a et délivrer une partie de la tension ainsi dérivée (divisée) vers l'actionneur piézoélectrique 6b de la chambre de stimulation adjacente.

La figure 4 montre un mode de réalisation de schéma électrique d'une telle solution. Sur ce schéma, on peut distinguer que chaque actionneur piézoélectrique 6a, 6b est relié au générateur électrique 7 délivrant un signal de tension V, typiquement 60 Volts pour un générateur tel que décrit dans la demande de brevet WO 2007/031500, par l'intermédiaire d'une ligne électrique 9a, 9b, 9c. Chaque ligne électrique peut être fermée au moyen d'un interrupteur. Ainsi, lorsque l'interrupteur est fermé (cas de l'interrupteur 10a sur la figure 4), le signal V du générateur 7 est délivré uniquement à l'actionneur piézoélectrique 6a qui est relié par ligne électrique ainsi fermée 9a. L'actionneur piézoélectrique 6a qui est activé pour une stimulation de l'encre en vue d'une impression est alors piloté électriquement par des créneaux de tension. Dans le mode de réalisation illustré de la figure 4, toutes les lignes électriques 9a, 9b comprennent une résistance de charge R1. Les actionneurs piézoélectriques 6a, 6b sont tous identiques et ont un comportement électrique purement capacitif avec une valeur de charge C. Classiquement, comme actuellement réalisé dans les têtes d'impression à générateur de gouttes multi-buses, la détermination de la valeur de R1 et C, se fait de manière à choisir la constante de temps z = R1xC optimale par rapport au 20 signal V délivré par le générateur. Cette constante de temps est optimale pour obtenir les conditions d'éjection nominale sur la chambre de stimulation active 3a.

La solution purement électrique du mode de réalisation de la figure 4 consiste à implanter une résistance de compensation R2 entre les lignes électriques 9a, 9b. Dans ce mode, les ponts diviseurs selon l'invention sont donc des ponts diviseurs constitués de résistances, chaque pont diviseur étant constitué par le couple R1, R2. Ainsi, sur la figure 4, le signal qui est appliqué à l'actionneur électromécanique de la chambre adjacente 3b est dérivé de chacun des signaux identiques des deux actionneurs électromécaniques des chambres actives 3a par le biais d'une résistance R2. La valeur de R2 est ajustée de telle sorte que la diaphonie mécanique par propagation de la déformation de membrane entre sa partie au niveau de la chambre active 3a et ses parties au niveau des chambres adjacentes 3b, 3c soit annulée. En d'autres termes, le signal dérivé vers l'un des actionneurs piézoélectriques 6b, 6c de la chambre passive adjacente à celle active est une fraction de celui appliqué sur la chambre active 3a. Sur la figure 5, on a représenté un relevé effectué à l'aide d'un oscilloscope qui montre, en fonction du temps, un exemple de fraction entre un signal de stimulation Vstim délivré uniquement par le générateur 7 et appliqué à l'actionneur piézoélectrique actif 6a et un signal de compensation Vcomp appliqué à 21 un actionneur piézoélectrique adjacent passif 6b qui est dérivé du signal de stimulation Vstim. On peut ainsi constater qu'avec une configuration de schéma électrique selon la figure 4 et un composant électrique de compensation constitué par une seule résistance R2, les formes des signaux Vstim, Vcomp sont strictement identiques à l'amplitude près. Sur cette figure 5, le rapport d'amplitude entre signal de stimulation Vstim et signal de compensation Vcomp est de l'ordre de 10. La valeur maximale atteinte après temps de montée de l'ordre de 1 ps est de l'ordre de 45 Volts pour Vstim et de l'ordre de 4,5 Volts pour Vcomp. Le profil du signal de compensation Vcomp appliqué sur la chambre adjacente passive 3b, suit donc en temps réel le profil du signal appliqué sur la chambre active 3a. Dans une imprimante à générateur de gouttes à jet continu, la compensation de diaphonie mécanique ainsi réalisée par l'implantation d'un composant électrique passif est instantanée, le jet continu demeure cylindrique et non perturbé (pas de modulation de rayon) en sortie de buse. Pour déterminer la valeur de R2 qui permet d'obtenir une annulation complète de la diaphonie mécanique entre deux chambres de stimulation adjacentes 3a, 3b ou 3c, l'invention propose en outre la méthode expérimentale pour une imprimante à jet d'encre continu comme suit. Dans un générateur de gouttes tel qu'illustré aux figures 1 à 3, on réalise un schéma 22 électrique selon la figure 4 avec une résistance R2 dont on peut faire varier la valeur. On applique alors un signal Vstim constant par l'intermédiaire du générateur électrique 7 uniquement à un actionneur électromécanique donné 6a, la ligne électrique reliant l'actionneur électromécanique 6b de la chambre adjacente à celle stimulée au générateur électrique étant interrompue (interrupteur 10b ouvert).

On fait alors varier la valeur de R2, ce qui a pour conséquence de faire varier simultanément la longueur de brisure Lb du jet éjecté de la chambre 3b passive. Lorsque la longueur de brisure du jet éjecté de la chambre 3b est maximale et atteint par conséquent la valeur Li (longueur de brisure naturelle), la valeur de la résistance obtenue R2 est celle pour laquelle il y a annulation de la diaphonie mécanique au niveau de la chambre 3b. Sur la figure 6, on a représenté la courbe reliant la longueur de brisure d'un jet issu d'une chambre 3b à la valeur de la tension du signal Vcomp appliqué à l'actionneur électromécanique 6b couplé à la chambre 3b et obtenu uniquement par une dérivation (non délivré par le générateur électrique 7), la chambre 3a adjacente étant par ailleurs activée uniquement par le signal V du générateur électrique. Sur cette figure 6 , on peut voir que la longueur du jet éjecté de la buse passive suit une courbe de type gaussienne en fonction de la tension dérivée Vcomp : elle passe d'une valeur d'environ 4000 pm à 5450 pm pour une valeur de tension Vcomp de 0 23 à 3,2 Volts, puis redescend à 3750 pm pour une tension de l'ordre de 5,5 Volts. Ainsi, la valeur de R2 optimale pour obtenir une annulation complète de la diaphonie mécanique au niveau de la chambre passive 3b correspond à une tension de compensation Vcompopt de l'ordre de 3,2 Volts. Ainsi pour un générateur de gouttes multi buses dans lequel les chambres, buses, actionneurs électromécaniques et résistance de charge R1 sont identiques, on choisira une valeur R2 optimale identique pour relier toutes les lignes électriques 9a, 9b entre elles. En d'autres termes, on peut dupliquer le pont diviseur R1, R2.

Grâce à la solution de dérivation électrique du signale selon l'invention, lorsque deux chambres 3a actives sont adjacentes à une même chambre 3b passive, le niveau de diaphonie mécanique est doublé (somme des effets). Par conception du pont diviseur selon l'invention, le signal de tension de compensation vcomp est aussi doublé : la superposition linéaire est totale ainsi la diaphonie mécanique est totalement annulée.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Imprimante à jet d'encre comprenant : - un générateur de gouttes (1) comprenant des électrodes de charge, des électrodes de déflexion en aval des électrodes de charge, au moins deux buses (30a, 30b, 30c) d'éjection d'encre; au moins deux chambres de stimulation adjacentes (3a, 3b, 3c) en communication hydraulique chacune avec l'une des buses; au moins deux actionneurs électromécaniques (6a, 6b, 6c) couplés chacun à un élément (5) qui constitue une paroi de chambre de stimulation et dont la déformation provoquée par l'actionnement électrique amène de l'encre sous pression dans une des chambres de stimulation afin d'émettre un jet d'encre selon l'axe de chaque buse, - au moins un générateur de signaux électriques (7) relié par une ligne électrique (9a, 9b, 9c) à chacun des deux actionneurs (9a, 9b, 9c), dans laquelle les lignes électriques des deux actionneurs électromécaniques amenant de l'encre dans les deux chambres de stimulation adjacentes (3a, 3b, 3c) sont reliées entre elles au moyen d'au moins un composant électrique passif (R2), dit de compensation, de sorte que, lorsqu'un signal électrique (Vstim) délivré par le générateur (7) est uniquement appliqué à l'un des actionneurs par la ligne électrique fermée, une partie dudit signal est dérivée vers l'autre des actionneurs, en constituant ainsi un pont diviseur de tension, la valeur du(es) composant(s) électrique(s) de compensation (R2) étant choisie(s) de sorte à minimiser 25 la déformation subie par l'élément (5) couplé à l'actionneur adjacent (6b, 6c) et en opposition de phase par rapport à l'élément couplé à l'actionneur (6a) auquel est appliqué le signal et ainsi, à créer un point de brisure (200b) d'un jet non destiné à l'impression en aval des électrodes de déflexion.
2. 2. Imprimante selon la revendication 1, dans laquelle le(s) composant(s) électrique(s) de compensation est(sont) une résistance, un condensateur ou une combinaison d'une résistance et d'un condensateur monté en série.
3. 3. Imprimante selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle au moins un des deux actionneurs électromécaniques est constitué par un piézoélectrique.
4. 4. Imprimante selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle chaque actionneur est de type capacitif avec une valeur de capacité C, chaque ligne électrique reliant un actionneur électromécanique au générateur de signaux électriques comprend une résistance de charge Rc, la valeur de la résistance de charge Rc et de la capacité de charge C étant choisies pour régler un temps de montée du créneau de tension du signal appliqué à chacun des actionneurs.
5. 5. Imprimante selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un seul élément (5) couplé à tous les actionneurs électromécaniques, et 26 dans laquelle les chambres (3a, 3b, 3c), buses (30a, 30b, 30c), et actionneurs électromécaniques (6a, 6b, 6c) sont identiques entre eux, les composants électriques de compensation (R2) étant également identiques entre eux.
6. 6. Imprimante selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le signal (Vstim) délivré par le générateur et appliqué à l'actionneur électromécanique (6a) et celui (Vcomp) non délivré par le générateur et appliqué à l'actionneur électromécanique adjacent par le pont diviseur de tension sont de même forme.
7. 7. Imprimante selon la revendication 6, dans laquelle le rapport d'amplitude entre le signal délivré par le générateur (Vstim) et appliqué à l'actionneur et celui non délivré par le générateur et appliqué à l'actionneur adjacent (Vcomp) par le pont diviseur de tension est compris entre 1 et 20.
8. 8. Imprimante selon la revendication 7, dans laquelle le rapport d'amplitude est de l'ordre de 10.