BE1008330A4 - Systeme de recharge continue presentant une capacite d'encre predeterminee pour des cartouches d'encre a usage unique. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de recharge en continu (10) pour une imprimante à jet d'encre utilisant des cartouches à jet d'encre jetables (12) présentant une quantité prédéterminée d'encre qui comprend un réservoir d'encre (14) extérieur au chariot d'impression (91) sur lequel les cartouches à jet d'encre jetables sont montés de manière réversible. Le réservoir d'encre (14) comprend une seconde quantité prédéterminée d'encre qui recharge en continu, par un tube de connexion (16), un conteneur d'encre (24) contenu dans la cartouche à jet d'encre jetable (12) par un effet de pression différentielle passive entre la cartouche à jet d'encre et le réservoir d'encre (14). La cartouche à jet d'encre jetable (12) se présente sous la forme d'une unité autonome munie d'une tête d'impression (22) et d'un conteneur d'alimentation d'encre (24) maintenu à pression négative et qui fournit la première quantité d'encre à la tête d'impression (22). Le réservoir d'encre (14) stockant la seconde quantité d'encre est limité à un certain multiple de la première quantité d'encre au dessus duquel la tête d'impression ne fonctionne plus avec fiabilité.

Description

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  Système de recharge continue présentant une capacité d'encre prédéterminée pour des cartouches d'encre à usage unique. 



  La présente invention se rapporte de manière générale à des imprimantes à jet d'encre. Plus particulièrement, la présente invention est relative à un système de recharge ou de remplissage en continu pour cartouches d'encre à usage unique qu'on dénommera ci-après cartouches jetables, présentant une capacité d'encre prédéterminée. 



  Les imprimantes et les traceurs à jet d'encre sont bien connus. La qualité d'impression de ces imprimantes est dépendant du bon fonctionnement et de la fiabilité des têtes d'impression à jet d'encre qui sont susceptibles de s'obstruer ou de tomber en panne au fil du temps. Pour surmonter les problèmes de détérioration des têtes d'impression à jet d'encre avec le temps, il est nécessaire de remplacer périodiquement les têtes d'impression. Les premières solutions à ce problème consistaient à remplacer seulement la tête   d'impression 1   comme décrit par exemple dans le brevet US 4.074. 284. Plus récemment, des cartouche à jet d'encre à usage unique, c'est à dire jetables, ont été développées pour résoudre le problème, comme il est décrit par exemple dans les brevets US 4.500. 895,4. 921.811 et 4.931. 812. 



  Les cartouches à jet d'encre de ce type sont conçues pour opérer avec un temps de vie tel que les éléments de la tête fonctionneront durant la quasi totalité de la durée de vie 

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 de la cartouche à usage unique (99% du temps). Afin d'assurer que ce niveau de performances exigé soit maintenu, les cartouches à jet d'encre à usage unique possèdent une quantité prédéterminée d'encre dans le cartouche qui puisse être utilisée à travers la tête d'impression. La quantité maximum d'encre contenue dans la cartouche à usage unique est fonction du volume d'impression que les éléments de la tête d'impression peuvent réaliser avant que ceux-ci ne puisse fonctionner avec le pourcentage de performance élevé qui est exigé.

   Dès que la quantité prédéterminée d'encre a été utilisée, la cartouche d'encre est entièrement mise au rebut. 



  Bien que l'utilisation de cartouche jetable garantit effectivement une bonne qualité d'impression des imprimantes à jet d'encre à un niveau de fiabilité déterminé par le type particulier de cartouche jetable, il existe beaucoup de cas où on pourrait accepter une impression avec un niveau de fiabilité inférieur en échange d'un temps d'utilisation plus long pour la tête à jet d'encre. En effet, malheureusement, lorsque les cartouches à jet d'encre actuelles sont vidées de leur encre, la tête d'impression fonctionne parfaitement dans la majorité des cas. Rejeter des cartouches à jet d'encre présentant encore des têtes d'impression fonctionnant correctement est un gaspillage de ressources. De plus, le remplacement fréquent de cartouches à jet d'encre est une opération demandant du temps et du travail pour des volumes d'impression importants.

   En conséquence, de nombreux utilisateurs ont fait appel à des cartouches d'encre rechargeables pour prolonger le temps de vie utile des têtes d'impression. 

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 La recharge manuelle des cartouches à jet d'encre peut être une opération salissante et potentiellement dangereuse qui exige une certaine dextérité. Pour recharger manuellement une cartouche à jet d'encre, un utilisateur doit d'abord accéder au réservoir d'encre original dans la cartouche à jet d'encre et pomper, verser ou de manière différente provoquer l'entrée de l'encre dans le réservoir. En accédant aux éléments d'encre l'utilisateur s'expose à l'encre et à une contamination par l'encre.

   De plus, l'utilisateur peut par inadvertence introduire des bulles d'air dans le système ce qui affecte défavorablement le flux d'encre, la précision de contour de l'impression ou même l'impression elle-même. 



  Une méthode de recharge des cartouches à jet d'encre comprend l'utilisation d'un système mécanique de valves et de pompes comme décrit dans le brevet US 4.860. 696. 



  Complémentairement à la complexité et au coût de pareil système mécanique de remplissage, les parties mécaniques sont plus exposées à des entretiens supplémentaires et sont plus susceptibles quant aux défaillances que des systèmes sans ou avec peu de pièces mobiles. Des système de remplissage continuel de ce type sont aussi sensibles à la croissance de bactéries due à la présence de liquides dans le système pendant un temps très long, ce qui peut résulter en un blocage ou en une contamination de l'imprimante. 



  Une méthode alternative de recharge pour une imprimante à jet d'encre fait appel à la gravité contrôlée par une valve à trois voies pour alimenter l'encre à partir d'un réservoir d'encre à un conteneur d'alimentation d'encre qui est une unité unique remplacable, comme décrit par exemple 

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 dans le brevet US 4,959, 667. Des premières versions de ce type de système d'alimentation d'encre à unité remplacable unique sont divulguées par exemple dans les brevets US
4.714. 937 et 4.885. 595. Cette méthode peut être utile quand les têtes d'impression impriment verticalement et que le réservoir d'encre peut être positionné derrière les têtes d'impression et au dessus du conteneur d'alimentation d'encre.

   Lorsque les têtes d'impression impriment sur une large surface horizontale, la performance de la tête d'impression peut être cependant diminuée si le poids et le volume d'un gros réservoir d'encre exige qu'il soit supporté au dessus des têtes d'impression durant leur fonctionnement. 



  Quoique l'utilisation de cartouches à jet d'encre à usage unique ait augmenté significativement la qualité d'impression des imprimantes à jet d'encre, cette augmentation dans la qualité d'impression est accompagnée d'un gaspillage important de ressources sous la forme de cartouches à jet d'encre vides qui présentent encore un long temps de vie utile en ce qui concerne les têtes d'impression. Les techniques existantes pour recharger les imprimantes à jet d'encre présentent de nombreux désavantages.

   En conséquence, on ressent toujours un besoin pour un système de recharge de cartouche à jet d'encre à usage unique qui est facile à mettre en place, comprend une quantité importante d'encre, ne contient pas de parties mobiles, minimise les risques de contamination et la présence d'air indésirable dans le système d'alimentation d'encre et économise ainsi les ressources. 



  Résumé de l'invention 

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 La présente invention consiste en un système de remplissage continu pour une imprimante à jet d'encre présentant une capacité prédéterminée d'encre. Un réservoir d'encre qui est externe au chariot d'impression sur lequel les cartouches à jet d'encre à usage unique sont montées contient une seconde quantité prédéterminée d'encre qui remplit en continu un conteneur d'encre formant partie de la cartouche à jet d'encre jetable, ceci grâce à la différence de pression passive entre le conteneur d'encre et le réservoir d'encre qui aspire l'encre selon les besoins à partir du réservoir.

   La cartouche à jet d'encre jetable est montée de manière réversible sur le chariot d'impression et constitue une unité autonome présentant une tête d'impression et un conteneur d'alimentation d'encre maintenu à une pression négative produite par la quantité initiale d'encre délivrée à la tête d'impression. Le réservoir d'encre contenant la seconde quantité d'encre qui remplit le conteneur d'alimentation d'encre est limité à un multiple de la quantité d'encre susmentionnée au dessus duquel la tête d'impression ne fonctionne plus avec la fiabilité acceptable. Des tubes connectent le récipient d'alimentation d'encre au réservoir d'encre pour délivrer l'encre entre les deux- au moyen de la différence de pression entre le conteneur d'encre et le réservoir d'encre.

   Un régulateur commutable entre une position ouverte et une position fermée est localisé au niveau du tube pour contrôler le flux d'encre du réservoir d'encre vers le conteneur d'alimentation d'encre quand le régulateur est en position ouverte. 

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 Selon un mode de réalisation préféré, la seconde quantité d'encre stockée dans le réservoir d'encre est d'un volume prédéterminé basé sur le temps de vie des têtes d'impression, temps de vie qui est inférieur au temps de vie de très haute performance établi par la première quantité d'encre dans le conteneur d'encre qui fait partie de la cartouche à jet d'encre.

   En sélectionnant la capacité du réservoir d'encre en accord avec ces conditions, le temps de vie utile des têtes d'impression peut être augmenté jusqu'à 8 à 12 fois (p. e. 400 centimètre cube (cc)) ce que serait autrement le temps de vie d'une cartouche à usage unique (p. e. 40 cc). Selon un autre mode de réalisation, un utilisateur peut sélectionner entre différents secondes quantités d'encre (p. e. 200 cc à 600 cc) de manière à ainsi effectivement choisir le niveau de temps de vie pour une application d'impression donnée. 



  Le réservoir d'encre selon le mode préféré de réalisation est généralement un conteneur rectangulaire présentant des côtés de forme trapézoïdale, avec une extrémité large plus basse et plus enfoncée que   l'extrémité   plus petite. Une poche d'encre est fixée dans le conteneur et un tube est inséré dans la poche d'encre pour aspirer l'encre de la poche d'encre vers le conteneur d'alimentation d'encre de la cartouche à jet d'encre jetable. Le tube est aussi fixé à la base inférieure de la poche d'encre près de l'extrémité large. De cette manière, l'air ne pénétrera pas dans le tube quand la poche d'encre est presque vide. 



  La cartouche à jet d'encre jetable selon le mode préféré de réalisation peut être montée de manière réversible sur un chariot d'impression d'une imprimante à jet d'encre qui se 

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 meut latéralement par rapport à l'élément de réception de l'impression généralement horizontal. La cartouche à jet d'encre à utilisation unique (ou jetable) comprend une enceinte autonome, contenant une tête d'impression ayant une pluralité d'éjecteurs d'encre et un conteneur d'alimentation d'encre maintenu à pression négative qui alimente une première quantité d'encre à la tête d'impression.

   Le tube s'étend à travers une ouverture dans une surface supérieure de l'enceinte pour connection à un système de réservoir extérieur au chariot d'impression, qui délivre une seconde quantité d'encre audit conteneur d'alimentation d'encre par effet de différence de pression entre le conteneur d'encre et le réservoir d'encre, la seconde quantité d'encre étant supérieure à la première quantité d'encre. 



  Durant le fonctionnement de l'imprimante à jet d'encre, la différence de pression entre le conteneur d'encre dans la cartouche à jet d'encre et le réservoir d'encre est maintenue étant donnée que les têtes d'impression éjectent un flux volumétrique hors des têtes d'impression situées à la base de la cartouche à jet d'encre. On a observé que l'action des éjecteurs dans les têtes d'impression est capable de produire une. hauteur de liquide de 5,08-7, 62 centimètres (3-3 inches) sans détériorer la qualité de l'image. Selon un premier mode de réalisation, le conteneur d'encre dans la cartouche à jet d'encre est conçue comme un conteneur scellé et la différence de pression crée un vide qui amène l'encre du réservoir d'encre vers le conteneur d'encre dans la cartouche à jet d'encre.

   Selon un second mode de réalisation, le conteneur d'encre dans la cartouche 

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 à jet d'encre n'est pas scellé mais contient un élément en mousse qui crée une différence de pression via l'effet de capillarité de la mousse. 



  Brève description des dessins La fig. 1 illustre une vue en perspective d'un système de remplissage en continu selon l'invention pour des cartouches d'encre jetables avec certaines parties cachées en trait discontinu ; la fig. 2 est une vue en perspective du système de remplissage selon la présente invention tel qu'installé dans une imprimante à jet d'encre ; et la fig. 3 est une vue du dessus du système de remplissage installé dans une imprimante à jet d'encre ; la fig. 4 est une représentation graphique de l'accroissement de la durée de vie utile d'une cartouche à jet d'encre jetable selon la présente invention en comparaison de la durée de vie utile d'une cartouche à jet d'encre jetable sans le système de remplissage en continu de la présente invention ;

   la fig. 5 est une vue en perspective du réservoir qui fait partie du système de remplissage en continu de la présente invention ; la fig. 6 est une vue de côté du réservoir de la fig. 5 ; la fig. 7 est une deuxième vue de côté du réservoir de la fig. 5 ; la fig. 8 est une vue latérale du réservoir de la fig. 5 ; la fig. 9 est une vue du dessus du réservoir de la fig. 5 ; la fig. 10 est une vue de dessous du réservoir de la fig. 



  5 ; 

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 la fig. 11 est une vue en section latérale d'une valve de contrôle pour utilisation dans la présente invention. 



  Description détaillée d'un mode de réalisation préféré On se réfère par la suite au dessins dans lesquels des nombres de référence identiques désignent des éléments similaires d'une vue à l'autre. En se référant à la fig. 



  1, le mode de réalisation préféré d'un système de remplissage en continu 10 pour une imprimante à jet d'encre comprend de manière générale une cartouche à jet d'encre jetable 12, un réservoir d'encre 14, un système de tube 16 de connection et un élément de régulation de flux 18. 



  La cartouche à jet d'encre jetable 12 comprend substantiellement une tête d'impression 22 et un conteneur d'alimentation d'encre 24 comme élément d'une unité autonome jetable qui présente une face supérieure de cartouche 26, une base 28, une face avant 30, une face arrière 32 et des faces opposées 34. Comme décrit plus en détail pour les figs. 2 et 3, la cartouche à jet d'encre jetable 12 est montée dans une imprimante à jet d'encre 90 par montage de la cartouche à jet d'encre jetable 12 sur un chariot d'impression 91 -qui se meut latéralement par rapport à un support d'impression qui sera généralement horizontal. La tête d'impression 22 comprend une pluralité d'éléments de tête 36 qui sont électriquement connectés à une unité de contrôle (non montrée) dans l'imprimante à jet d'encre 90.

   Le conteneur d'alimentation d'encre 24 est couplé en fonctionnement à la tête d'impression 22. Des méthodes de raccordement de conteneur d'alimentation d'encre 24 aux têtes d'impression sont bien connues dans 

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 l'art antérieur illustré par exemple par les brevets US 4. 500. 895, 4.921. 811 et 4.931. 812. Dans le mode de réalisation préféré, le conteneur 24 d'alimentation d'encre peut contenir au moins 40 cc d'encre. Dans le mode préféré, les cartouches à jet d'encre jetables 12 sont des cartouches d'impression   HP. High capaci ty   qui peuvent être obtenues de la société Hewlet-Packard Company, ou une cartouche à jet d'encre jetable équivalent, y compris des cartouches avec des mousses insérées. 



  En se référant maintenant aux figures 5-10, un conteneur-réservoir 14 est illustré sous la forme d'une boîte rectangulaire présentant une base de réservoir 38, une face supérieure de réservoir 40, une extrémité de réservoir plus étroite 42, une extrémité plus large de réservoir 44 et des faces de réservoir opposées 46. Les faces latérales du réservoir sont de forme trapézoïdale étant donné que la base de réservoir 38 s'oriente vers le haut, de l'extrémité large vers l'extrémité étroite 42.

   Selon le mode de réalisation préféré, la base de réservoir 32 a une orientation faisant un angle de 5   à 15   degrés par rapport au plan horizontal et le réservoir 14 a une longueur caractéristique de 12.7 cm à 17.78 cm (5-7   inches),. une   épaisseur caractéristique de 5,04 cm à 10.16 cm (2-4 inches), une extrémité étroite d'une hauteur caractéristique de 1,27 cm à 6,35 cm (0, 5-2,5 inches), une extrémité plus large d'une hauteur caractéristique de 3,81 cm à 8,85 cm (1,5-3, 5 inches). Un réservoir 14 fournit une structure définissant un espace de volume suffisant pour contenir une poche d'encre 48. On comprendra que les dimensions du réservoir 14 peut varier en fonction des dimensions des poches d'encre 48.

   Selon le 

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 mode de réalisation préféré, le réservoir 14 est fait de carton compact rigide fermement collé selon la forme souhaitée. 



  La poche d'encre 48 est une enveloppe flexible, pliée montée par collage à la surface interne de la base 38 du réservoir, adjacent à   l'extrémité   large 44. Selon le mode de réalisation préféré, la poche d'encre 48 est faite d'un polymère flexible élastique présentant une apparence de feuille métallique. La poche d'encre 48 est de dimension suffisante pour contenir un volume prédéterminé d'encre qui est plusieurs fois supérieur au volume de l'encre contenue dans le conteneur 24 d'alimentation de la cartouche. De préférence, les volumes prédéterminés d'encre sont de valeur multiple du volume d'encre stocké dans le conteneur d'alimentation 24, jusqu'à 400 à 600 cc d'encre pour un volume de 40 cc d'encre contenu dans le conteneur 24 d'alimentation d'encre. 



  On comprendra que la poche d'encre 48 est utilisée avant tout pour éviter tout débordement d'encre durant la manipulation du système 10 par un utilisateur et que la poche d'encre 48 n'est pas requise pour obtenir un vide différentiel pour le fonctionnement du système. 



  Les volumes d'encre prédéterminés à introduire dans la poche d'encre 48 peuvent être calculés en se référant au graphique 50 de la fig. 4. Le graphique 50 montre la différence dans la fiabilité effective des éléments de tête 36 (axe y 52) par rapport au volume d'encre déchargé à travers la tête d'impression 33 (axe X 54) comme montré par la courbe 56. La ligne en trait interrompu 58 indique une 

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 durée de vie effective de 99 % des éléments de tête 36 ce qui signifie que 99% des éléments de tête 36 ne tomberont pas en panne durant le temps de délivrance d'une cartouche à jet d'encre jetable pour une première quantité d'encre dans le conteneur d'alimentation d'encre 24, p. e. 40 cc. La ligne en trait interrompu inférieure 59 montre une fiabilité effective d'environ 85% des éléments de tête 36. 



  La courbe 56 rapporte la fiabilité effective démontrée des éléments de tête 36 par rapport au volume d'encre déchargé à travers la tête d'impression 22. En d'autres termes, la courbe 56 montre le pourcentage d'éléments de tête 36 qui ne tomberont pas en panne une fois un volume d'encre a été déchargé à travers les éléments de tête 36. Plus spécifiquement, la courbe 56 montre que les éléments de tête 36 retiennent au moins environ 85% de fiabilité effective jusqu'à au moins dix fois le volume d'encre dans le conteneur d'alimentation d'encre 24, ou, en d'autres termes,. huit remplissages du conteneur d'alimentation d'encre 24.

   Ainsi pour des applications d'imprimantes qui n'exige pas une fiabilité effective de 99% ou plus des éléments de tête 36, le temps de vie utile de la cartouche à jet d'encre 12 peut être étendu au delà de celui correspondant au volume d'encre du conteneur d'alimentation d'encre 24 en re-remplissant le dit conteneur avec de l'encre provenant du réservoir 14. On comprendra que la courbe 56 est représentative de la fiabilité d'une cartouche à jet d'encre et de têtes d'impression particulières, et que pour différents types de cartouches et de têtes d'impression, il peut y avoir différentes courbes 56.

   On a constaté qu'une marge de plus ou moins 10 % relativement au 85% de fiabilité montrée en 59 couvre le domaine de fiabilité effective qui peut être obtenu avec la 

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 présente invention et la technologie actuelle des têtes d'impression à jet d'encre sans impact significatif sur la performance globale de l'imprimante. On peut de plus constater que pour les têtes particulières de la fig. 4, l'avantage de remplissages complémentaires décroit fortement en dessous de 75 % étant donné que les défaillances de tête deviennent de plus en plus fréquentes. 



  En se référant de nouveau à la fig. 1, le système de tuyau de connection 16 comprend une ou plusieurs pièces de tube flexible 60 s'étendant du conteneur d'alimentation d'encre 24 au réservoir 14. Selon un mode de réalisation préféré, le tube flexible 60 est inséré à travers une ouverture 27 dans la partie supérieure d'une cartouche 26 et s'étend jusqu'à un point où une extrémité distante 61 du tube flexible 60 est située au fond de la cartouche 24. Le tube flexible 60 est collé au niveau de l'ouverture 27, en scellant ainsi la cartouche 24 et en permettant le relâchement de tension du tube flexible 60 à l'extérieur. 



  Selon un autre mode de réalisation, comme indiqué dans la fig. 1, le système de connection par tuyau 16 comprend un tube 62 déformable mais rigide, le tube flexible 60 et le joint 66. Le tube rigide- 62 est inséré dans le conteneur d'alimentation d'encre 24 à travers la partie supérieure 26 adjacente à la partie arrière 32 de la cartouche et une des faces opposées 34 et s'étend vers le bas dans le conteneur d'alimentation d'encre 14. Le tube rigide 62 est solidaire de la partie supérieure de la cartouche 26 par un joint hermétique et le relâchement de tension approprié est ainsi assuré. Le tube rigide 62 comprend un segment supérieur 64 s'étendant vers le haut et généralement horizontalement au 

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 dessus du haut 26 de la cartouche.

   Dans ce mode de réalisation, le tube flexible 60 est solidaire du segment supérieur 64 du tube rigide 62 au moyen du joint 66. Dans ce cas, le joint 66 est un cylindre creux de diamètre légèrement supérieur à celui du tube 62 et du tube flexible 60 qui comprend et recouvre   l'extrémité   supérieure 64 du tube 62 et du tube flexible 60 pour former un joint hermétique permanent. 



  Le tube flexible 60 présente un extrémité de réservoir 72. 



  Dans le mode de réalisation préféré, le tube flexible 60 présente un diamètre externe d'environ 0,3175 cm (. 125 inches) et un diamètre interne compatible avec des raccords de 0,1588 cm (1/16 inch). L'extrémité de réservoir 72 s'étend dans la poche d'encre 48 par une ouverture 71 et est attaché à la poche d'encre 48 le long d'une surface interne du fond à proximité de l'extrémité large 44 du réservoir. Comme avec le conteneur d'alimentation d'encre 24,   l'extrémité   de réservoir 72 dans le réservoir 14 est munie d'un relâchement de tension approprié.

   Selon un mode de réalisation préféré, le relâchement de tension est par exemple obtenu en fixant un segment de l'extrémité de réservoir 72 autour de la circonférence d'un petit disque 71 placé à l'intérieur du réservoir d'encre 14, mais hors de la poche d'encre 48, au niveau de la plus petite extrémité 42 près de l'ouverture 71. 



  De préférence, l'élément de régulation 18 du flux d'encre est un robinet 74. Comme l'homme de l'art le comprendra, le robinet 74 peut être de n'importe quel type commutable d'une position ouverte à une position fermée de telle manière que l'encre peut couler dans le système de tube 16 

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 quand le robinet 74 est ouvert et le flux d'encre est arrêté quand le robinet 74 est en position fermée, par exemple un robinet tournant à quart de tour. Dans le mode de réalisation de la fig. l, le robinet 74 comprend une structure définissant un canal ou une gorge pour tube 76 et une roue de pression 78. La gorge pour tube 76 présente un fond incliné 80 et des parois latérales opposées 82. Le fond de la gorge 80 est incliné vers le haut depuis une première extrémité 84 du canal 76 jusqu'à une seconde extrémité 86.

   La gorge 76 est de largeur et profondeur suffisante au niveau de la première extrémité 84 pour recevoir le tube flexible 60 et au moins la moitié de la roue de pression 78. A la seconde extrémité 86, la profondeur de la gorge 76 est moindre que la profondeur à la première extrémité 84 et est suffisante pour recevoir la roue de pression 78 de telle manière que la roue de pression 78 écrase le tube flexible 60 contre le fond de la gorge 80 pour empêcher l'écoulement de l'encre dans le tube flexible 60. Un des avantages du robinet 74 par rapport à d'autres sortes de robinet est que le robinet 74 n'exige pas la coupure du tube pour l'adaptation du robinet. 



  En se référant à la fig.   11,   on illustre un clapet de non-retour 90 pour utilisation avec un réservoir 14. Le clapet de non-retour 90 est conçu pour être insérer dans un tube de diamètre extérieur de 0.3175 cm (0.125 inch) et est formé d'une partie supérieure 92 et d'une partie inférieure 94, entre lesquelles la bille 96 flotte à l'intérieur de la chambre 98. Dans ce mode de réalisation la bille 96 mesure 0.3175 cm (0,125 inches) de diamètre et est faite de polypropylène de telle manière que la pression requise pour activer le clapet de non retour 90 est très faible.

   A 

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 titre d'exemple, durant le fonctionnement normal, la bille 96 flottera dans le siège de la moitié supérieure 92 et sera poussée vers le bas par un flux d'encre en réponse à une différence de pression créée par le fonctionnement de la tête d'impression. Dans le cas où le réservoir d'encre devient vide ou une bulle d'air est introduite dans le système de tube 16, la bille 96 s'enfoncera sur le siège de la moitié inférieure 94 et empêchera l'introduction d'air dans la cartouche à jet d'encre 12. Le clapet de non-retour 90 peut être placé soit interne au réservoir d'encre 14, ou externe au réservoir d'encre, mais précédant le robinet 74. 



  Selon un autre mode de réalisation, le siège de la moitié inférieure 94 n'est pas hermétique et l'écoulement vers l'avant de l'encre n'est pas empêché par le clapet de non-retour. Dans ce cas, la poche d'encre 48 doit   elle-même   être hermétique pour empêcher la perte de vide à l'intérieur de la cartouche 12. 



  Pour la mise en opération, le système de remplissage en continu d'encre 10 est amorcé en réglant le composant 18 de régulation de flux d'encre en position ouverte et en remplissant la poche d'encre 48 à partir d'une source extérieure. L'air est ensuite purgé du système de tube 16. La cartouche à jet d'encre jetable 12 est alors levée verticalement jusqu'à une hauteur d'au moins deux à trois inches (5, 08 cm   à 7,   62 cm) au dessus du niveau de l'encre dans la poche d'encre 48 afin de permettre le développement d'une pression négative suffisante à l'intérieur de la cartouche à jet d'encre jetable de manière à empêcher toute fuite d'encre. Le composant de régulation de flux 18 est alors mis en position fermée.

   L'amorcage du système de remplissage continu 10 minimise la présence d'air 

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 indésirable dans le système de remplissage d'encre 10 et l'isole de toute contamination. L'utilisateur reçoit un système de remplissage d'encre en continu 10 prêt à être installé dans une imprimante à jet d'encre 90. 



  En se référant aux figs. 2 et 3, l'imprimante à jet d'encre 90 comprend un chariot d'impression 91 avec une pluralité de supports de cartouche 92, un support de réservoir 92, une structure en cage 95 pour le système l'arrivée d'encre et un cylindre d'impression 96. Une cartouche à jet d'encre jetable 12 est installée dans un support de cartouche 92 et aligné avec d'autre cartouches à jet d'encre 12 similaire de telle manière que chaque tête d'impression 22 est positionnée au dessus et adjacent au cylindre d'impression 96 et est aligné avec les autres têtes d'impression. Le réservoir d'encre 14 de la cartouche à jet d'encre jetable 12 est placé dans un emplacement cloisonné du support de réservoir 94.

   L'arrangement de tube 16 s'étend entre le réservoir 24 de la cartouche à jet d'encre jetable 12 et le réservoir 14 via la cage de la ligne d'arrivée d'encre 95. La table pour l'impression 96 supporte le papier ou autre support d'impression (non montré) sur lequel un motif prédéterminé doit être imprimé sous le contrôle d'une unité de contrôle (également non illustrée). 



  Selon un mode de réalisation, le support de réservoir 94 est positionné de telle manière que le fond du réservoir d'encre 14 se situe à environ 5,08 cm à 7,62 cm (2 à 3 inches) en dessous du fond du réservoir d'alimentation 24 de la cartouche à jet d'encre jetable 12. Ceci maintient efficacement une pression négative identique à celle du système tel qu'il a été initialisé. Selon un autre mode 

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 dans lequel l'effet de capillarité est utilisé pour créer la pression différentielle entre le réservoir d'encre 14 et le conteneur d'alimentation d'encre 24, le support de réservoir est positionné de telle manière que le fond du réservoir 14 est essentiellement au même niveau que le fond du conteneur d'alimentation 24 de la cartouche à jet d'encre jetable 12.

   Ceci est nécessaire parce que la pression différentielle résultant de l'effet de capillarité ne peut pas faire écouler l'encre si une pression différentielle importante est créée par un effet de siphon entre le réservoir d'encre 14 et le conteneur d'alimentation d'encre 24. Pour les deux modes de réalisation cependant, une pression différentielle passive est utilisée pour amener l'encre du réservoir d'encre 14 au conteneur d'encre 24 sans aucune assistance mécanique sous forme de pompes etc.. 



  Pour amorcer le flux d'encre du réservoir d'encre 14 à travers le système de tube 16 jusqu'au conteneur 24, l'utilisateur règle le composant de régulation de flux 18 en position ouverte. L'encre s'écoule du réservoir d'encre 14 jusqu'au conteneur d'encre 24 à cause de la pression différentielle entre le réservoir d'encre 14 et le conteneur d'encre 24, en se   déplacant   dans le vide créé dans le système de tube 16 durant le processus d'amorçage. Selon un mode de réalisation préféré, l'encre s'échappe du système de remplissage en continu 10 par les éléments de tête d'impression 36 quand ils sont activés de manière bien connue dans l'art antérieur. La structure autonome, étanche et hermétique du système de remplissage 10 assure le remplissage continu de l'encre aussi longtemps que le composant de régulation 18 est en position ouverte.

   La base 

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 inclinée 38 du réservoir d'encre 14 permet d'assurer que l'effet de gravité maintiendra l'encre en contact avec l'extrémité de réservoir 72 du tube 60 lorsque la poche 48 se vide. 



  L'absence de composants mécaniques en mouvement, p. e. une pompe ou un organe mécanique, rend le système de remplissage en continu de la présente invention moins sujet à des déficiences mécaniques. La structure autonome selon la présente invention rend le système de remplissage en continu 10 facile à utiliser et à installer et minimise les occasions de contamination et de salissures par l'encre. Le système de remplissage d'encre en continu 10 permet un écoulement régulier et fiable d'encre vers la tête d'impression 22 de telle manière que le temps de vie utile des cartouches conventionnelles à jets d'encre jetables 22 est étendu au delà du temps de vie prévu à l'origine. 



  De nombreuses caractéristiques et de nombreux avantages de l'invention ont été mentionnés dans la description qui précède. On comprendra évidemment que cette description est, en de nombreux points, seulement exemplative. Des modifications peuvent être apportées aux détails, particulièrement en ce qui concerne la forme, les dimensions et l'arrangement des éléments sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

1. Revendications 1. Système de remplissage d'encre en continu (10) pour une imprimante à jet d'encre muni d'un chariot d'impression (91) qui se meut latéralement par rapport à un support d'impression (96) généralement horizontal, le système de remplissage étant du type comprenant une cartouche à jet d'encre jetable (12), monté de manière réversible sur ledit chariot d'impression (91) et incorporant en une unité autonome une tête d'impression (22) et un conteneur d'alimentation d'encre (24) maintenu à une pression négative qui fournit une première quantité d'encre à ladite tête d'impression (22), un réservoir d'encre (14) ou moyen équivalent externe audit chariot d'impression (91) pour stockage d'une seconde quantité d'encre pour recharger ladite première quantité d'encre dans ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) et un arrangement de tube (16)

   connecté audit conteneur d'alimentation d'encre (24) et audit réservoir d'encre (14) ou moyen équivalent pour amener l'encre dudit réservoir (14) ou moyen équivalent audit conteneur d'alimentation (24), caractérisé en ce que (a) ladite seconde quantité d'encre est limitée à un certain multiple de ladite première quantité d'encre au dessus de laquelle ladite tête d'impression ne fonctionne plus de manière fiable ; et (b) le tube (16) forme une connection étanche entre le conteneur d'alimentation d'encre (24) et ledit réservoir (14) et utilise, pour le transport de l'encre, une <Desc/Clms Page number 21> différence de pression négative entre ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) et ledit réservoir d'encre (14) ou moyen équivalent.
2. 2. Système de remplissage (10) de la revendication 1 comprenant en outre un moyen de régulation (18) commutable entre une position ouverte et une position fermée et coopérant avec le tube (16) ou moyen équivalent pour le contrôle de l'écoulement de l'encre du premier réservoir ou moyen équivalent (14) vers ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) de telle manière à remplir ladite première quantité d'encre stockée dans ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) quand ledit moyen de régulation est dans ladite position ouverte.
3. 3. Système de remplissage (10) selon la revendication 2 dans lequel le moyen de régulation (18) comprend un robinet (74) en ligne muni d'une roue de pression (78) pour pincer et obstruer le tube (16) ou moyen équivalent quand le robinet (74) est en position fermée.
4. 4. Système de remplissage (10) selon la revendication 1 dans lequel le réservoir (14) ou moyen équivalent comprend (a) un conteneur (14) de forme trapézoïdale présentant une extrémité étroite (42), une extrémité plus large (44) et une base inclinée vers le haut depuis ladite extrémité large (44) jusque ladite extrémité étroite ; et (b) une poche d'encre hermétique (48) contenue dans le conteneur (14), au moins une partie de ladite poche d'encre (48) étant attachée à une surface de fond interne (38) dudit conteneur adjacente à l'extrémité large (44), le dit <Desc/Clms Page number 22> tuyau (16) ou moyen équivalent s'étendant dans ladite poche d'encre (48) et étant joint à une surface de fond interne de ladite poche d'encre (48).
5. 5. Système de remplissage (10) selon la revendication 1 dans lequel le réservoir (14) ou moyen équivalent comprend une poche d'encre hermétique (48), ledit tuyau (16) ou moyen équivalent s'étendant dans ladite poche d'encre (48) et menant à une surface de fond interne de ladite poche d'encre (48).
6. 6. Système de remplissage (10) selon la revendication 1 dans lequel ladite seconde quantité d'encre est 20 fois supérieure à ladite première quantité d'encre.
7. 7. Système de remplissage (10) selon la revendication 1 dans lequel la différence de pression est créée et maintenue en positionnant verticalement ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) par rapport audit réservoir d'encre (24) ou moyen équivalent de telle sorte que ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) soit capable d'aspirer une hauteur de liquide d'environ 5,08 cm.
8. 8. Système de remplissage (10) selon la revendication 1 dans lequel ladite pression différentielle est créée et maintenue par effet de capillarité d'une mousse insérée dans ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) et ledit conteneur d'alimentation (24) est maintenu à niveau avec le réservoir (14) ou moyen équivalent. <Desc/Clms Page number 23>
9. 9. Réservoir d'encre (14) pour un système de remplissage pour imprimante à jet d'encre du type muni d'une poche d'encre hermétique (48) et d'un tube (16) ou moyen équivalent s'étendant d'un endroit extérieur audit réservoir jusqu'à l'intérieur de ladite poche d'encre (48), caractérisé en ce que : (a) le conteneur (14) de forme trapézoïdale présente une extrémité étroite (42), une extrémité plus large (44) et une base inclinée vers le haut depuis ladite extrémité large (44) jusqu'à ladite extrémité étroite ;

   (b) au moins une partie de ladite poche d'encre (48) est jointe à une surface de fond interne (38) dudit conteneur adjacente à l'extrémité large (44) ; et (c) le tuyau (16) ou moyen équivalent est joint à une surface de fond interne (38) de ladite poche d'encre (48) et le tube (16) ou moyen équivalent transportant l'encre depuis l'intérieur de ladite poche d'encre vers l'extérieur dudit réservoir (14) en réponse à un différentiel de pression passive.
10. 10. Cartouche à jet d'encre jetable (12) montée de manière réversible dans un chariot d'impression (91) d'une imprimante à jet d'encre qui se meut latéralement par rapport à un support d'impression généralement horizontal (96), la cartouche à jet d'encre jetable (12) étant munie d'une enceinte autonome et étant du type incluant une tête d'impression (22) avec une pluralité d'éjecteurs d'encre (36) et un conteneur d'alimentation d'encre (24) maintenu à une pression négative qui apporte une première quantité d'encre à ladite tête d'imprimante (22), l'amélioration étant caractérisée en ce que <Desc/Clms Page number 24> un tube (16) ou moyen équivalent s'étend par une ouverture (71) située sur une surface supérieure de ladite enceinte pour rejoindre un système de réservoir d'encre (14)

    externe audit chariot d'impression via une connexion étanche entre ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) et ledit réservoir (14) ou moyen équivalent qui fournit une seconde quantité d'encre audit conteneur d'alimentation d'encre (24) par un effet de pression différentielle passive entre ledit conteneur d'alimentation d'encre (24) et ledit réservoir (14) ou moyen équivalent, ladite seconde quantité d'encre étant supérieure à ladite première quantité d'encre.