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Système de recharge automatique 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 remplissage (ou de recharge) automatique pour cartouches d'encre jetables qui permette de recharger la cartouche à jet d'encre de manière à préserver les caractéristiques hydrodynamiques de la cartouche à jet d'encre.
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, 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.
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Les cartouches à jet d'encre de ce type sont conçues pour opérer avec un temps de vie utile tel que les éléments de la tête fonctionneront durant la quasi totalité de la durée de vie de la cartouche à usage unique (99% du temps). Afin d'assurer que ce niveau de performance exigé soit maintenu, les cartouches à jet d'encre jetables contiennent une quantité prédéterminée d'encre dans le cartouche qui peut 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 engendrer 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 cartouches jetables 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
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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.
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 expose l'encre à une contamination. 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.
On connaît des systèmes de remplissage et d'alimentation automatique d'encre pour des imprimantes à jet d'encre qui n'utilisent pas de cartouches à jet d'encre jetables., Les systèmes de remplissage et d'alimentation automatique d'encre peuvent être classés en systèmes de remplissage passifs qui se basent sur la force gravitationnelle ou la pression différentielle pour causer le flux d'encre à travers le system et d'autre part en systèmes actifs qui utilisent certains types de pompes ou de moyens mécaniques pour produire le déplacement de l'encre à travers le système.
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Des systèmes de remplissage actifs ont été utilisés avec ou sans système d'alimentation continue en encre, tel que décrit dans les brevets US 4.399. 466,4. 462.037 et 4.680.
696, ou tel des systèmes d'alimentation en encre "sur demande"par exemple ceux décrits dans les brevets US 4.074. 284 et 4.432. 005. La raison première pour laquelle ces types de système de remplissage d'encre actif ne sont pas utiles pour la recharge de cartouche à jet d'encre est que ces systèmes possèdent des têtes d'impression se basant sur des états hydrodynamiques de pression atmosphérique ou de pression positive pour alimenter l'encre aux tuyères d'impression. Il est ainsi caractéristique que ces systèmes de remplissage d'encre seront prévus avec une rétroaction ou un porte de sortie sur la tête d'impression pour empêcher la condition hydrodynamique de la tête d'impression de tomber sous la pression atmosphérique.
Des systèmes de remplissage passifs ont fait appel à la gravité pour l'alimentation en encre 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 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 très diminuée si le poids
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et le volume d'un gros réservoir d'encre exige qu'il soit supporté par le chariot d'impression lorsque ce dernier se déplace transversalement sur le support d'impression.
Pour toutes ces raisons, presque tous les systèmes de remplissage pour utilisation avec des cartouches à jet d'encre font appel à un système de"station service"pour remplir la cartouche à jet d'encre seulement lorsque le chariot d'impression est à une extrémité ou l'autre de l'axe d'impression de telle manière que les cartouches à jet d'encre peuvent être accouplées avec la station service. Une fois la cartouche accouplée, le réservoir d'encre dans la cartouche d'encre est rapidement remplie et le chariot d'impression peut reprendre le travail d'impression. Divers exemples de système du type"station service"pour les cartouches à jet d'encre jetables sont illustrés dans les brevets US 3.967. 286,4. 831.389, 4.967. 207,4. 968.998, 4.999. 652 et 5.136. 305.
Il y a deux problèmes fondamentaux avec le système de remplissage d'encre du type"station service". D'abord, la vitesse d'impression de l'imprimante à jet d'encre est diminuée par le temps requis pour effectuer l'accouplement et l'opération de remplissage. En second lieu, et de manière plus importante, afin de minimiser le temps de l'opération d'accouplement et de remplissage, l'encre est rapidement transférée vers la cartouche à jet d'encre à une pression qui typiquement excède les propriétés hydrodynamiques nominales de la cartouche à jet d'encre.
Il en résulte qu'il peut y avoir des fuites ou des suitements des têtes d'impression durant l'opération de remplissage. les problèmes de fuites et de suintements ont
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été discutés, par exemple, in Ertuk, E., et al.,"Ink retention in a Color Thermal Inkjet Printer" Hewlett-Packard Journal, August 1988, pp. 41-44.
Quoique l'utilisation de cartouches à jet d'encre jetables 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 soit automatique et procure des améliorations par rapport au système de remplissages de cartouches à jet d'encre connu actuellement.
Résumé de l'invention La présente invention consiste en un système de remplissage continu pour une imprimante à jet d'encre présentant une première capacité prédéterminée d'encre. Un réservoir d'encre qui est extérieur 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
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jetable est montée de manière amovible 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 approvisionne 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.
Selon un mode de réalisation préféré, la seconde quantité d'encre stockée dans le réservoir d'encre est d'un volume prédéterminé basé sur une fiabilité sélectionnée des têtes d'impression, fiabilité qui est inférieure à la fiabilité de très haute performance fournie 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
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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 amovible sur un chariot d'impression d'une imprimante à jet d'encre qui se 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 la surface supérieure de l'enceinte pour connexion 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
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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 qui sont 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 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 passif en continu selon un premier mode de réalisation de l'invention avec certaines parties cachées indiquées 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
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la fig. 3 est une vue du dessus d'un système de remplissage actif et sur demande illustré à la fig. 6 tel qu'installé dans une imprimante à jet d'encre ; la fig. 4 est une vue latérale en coupe droite d'une valve de contrôle pour utilisation dans la présente invention ; la fig. 5 est une vue en perspective du réservoir qui fait partie du système de remplissage passif représenté dans la fig. 1 ;
la fig. 6 est une vue schématique d'un premier mode de mise en oeuvre du système de remplissage actif et sur demande pour des cartouches à jet d'encre selon un second mode de réalisation de l'invention ; la fig. 7 est une vue brisée d'un autre mode de réalisation d'un réservoir tampon du système de remplissage actif montré dans la fig. 6 ; la fig. 8 est une vue d'un autre mode de réalisation d'un mécanisme de pompage du système de remplissage actif montré dans la fig. 6 ; la fig. 9 est une vue schématique d'un deuxième mode de mise en oeuvre du système de remplissage actif, sur demande, pour des cartouches à jet d'encre selon un second mode de réalisation de l'invention ; la fig. 10 est une vue brisée d'un autre mode de réalisation du mécanisme de détection du système de remplissage actif montré dans la fig. 9 ;
Description détaillée d'un mode de réalisation préféré Le mode de réalisation préféré de la présente invention comprend une mise en oeuvre pour un système de remplissage actif et une mise en oeuvre pour un système de remplissage d'encre passif. Quoiqu'il y ait des différences de détails
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dans les mises en oeuvre de chaque forme de réalisation, on comprendra que pour les deux formes de réalisation on prévoit un mécanisme pour remplir un conteneur d'alimentation d'une cartouche à jet d'encre jetable à partir d'une alimentation d'encre externe à un chariot d'impression de l'imprimante à jet d'encre.
Contrairement au système de remplissage à station service de l'art antérieur, le remplissage de la cartouche à jet d'encre jetable selon la présente invention se produit durant le fonctionnement de l'imprimante à jet d'encre lorsque le chariot d'impression se déplace, d'un mouvement de va et vient transversal, sur le support d'impression.
Contrairement aux systèmes de remplissage d'encre de l'art antérieur qui n'utilisent pas de cartouche à jet d'encre jetable, le remplissage du conteneur d'alimentation d'encre de la cartouche à jet d'encre est effectué de telle façon que les propriétés hydrodynamiques particulières de la cartouche à jet d'encre soient préservées.
On se réfère par la suite aux 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, un premier mode de réalisation préféré d'un système de remplissage 110 pour une imprimante à jet d'encre comprend de manière générale une cartouche à jet d'encre jetable 112, un réservoir d'encre 114, un système de tube 116 de connection et un élément de régulation de flux 118.
La cartouche à jet d'encre jetable 112 comprend essentiellement une tête d'impression 122 et un conteneur d'alimentation d'encre 124 comme élément d'une unité autonome jetable qui présente une face supérieure de
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cartouche 126, une base 128, une face avant 130, une face arrière 132 et des faces opposées 134. Comme décrit plus en détail pour les figs. 2 et 3, la cartouche à jet d'encre jetable 112 est montée dans une imprimante à jet d'encre 102 par montage de la cartouche à jet d'encre jetable 112 sur un chariot d'impression 104 qui se meut latéralement par rapport à un support d'impression qui sera généralement horizontal. La tête d'impression 122 comprend une pluralité d'éléments de tête 136 qui sont électriquement connectés à une unité de contrôle (non montrée) dans l'imprimante à jet d'encre 102.
Le conteneur d'alimentation d'encre 124 est couplé en fonctionnement à la tête d'impression 122. Des méthodes de raccordement de conteneur d'alimentation d'encre 124 à la tête d'impression 122 sont bien connues dans l'art antérieur illustré par exemple par les brevets US 4.500. 895,4. 921.811 et 4.931. 812.
La cartouche à jet d'encre jetable 112 est une cartouche à jet d'encre HP High Capacity, Prod. No. 51626A qui peut être obtenue de la firme Hewlett-Packard Company, ou une cartouche à jet d'encre jetable équivalente, y compris des cartouches HP Low Capacity présentant de la mousse insérée, p. e. sous la référence No 51608A. Dans la forme à haute capacité, le conteneur d'alimentation d'encre 124 peut contenir au moins 40 cm3 d'encre. Dans sa forme à faible capacité, le conteneur d'alimentation d'encre 124 contient environ 24 cm3 d'encre.
Dans les deux cas, la cartouche à jet d'encre 112 présente une propriété hydrodynamique donnée de telle manière qu'une pression négative doit être maintenue entre la partie du conteneur d'alimentation d'encre 124 en contact liquide avec la tête d'impression
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122 et l'atmosphère pour empêcher la fuite ou le suintement de l'encre des orifices des éléments de tête 136. Quoique que cette propriété hydrodynamique de pression négative peut varier selon les différents types de cartouches à jet d'encre, il est typique qu'une pression négative entre la partie du conteneur d'alimentation 124 en contact avec la tête d'impression 12 soit au moins environ 0,635 cm (0,25 inches) d'eau.
On comprendra aussi que la propriété hydrodynamique de pression négative peut être maintenue soit en ayant une cartouche scellée, p. e. dans le cas de la cartouche HP High Capacity, ou en prévoyant une mousse ou une substance analogue insérée dans le conteneur d'alimentation d'encre 124, comme dans une cartouche HP Low Capacity.
En se référant maintenant à la figure 5, un conteneur-réservoir 114 est illustré sous la forme d'une boite rectangulaire présentant une base de réservoir 138, une face supérieure de réservoir 140, une extrémité de réservoir plus étroite 142, une extrémité plus large de réservoir 144 et des faces de réservoir opposées 146. Les faces latérales du réservoir sont de forme trapézoïdale étant donné que la base de réservoir 138 s'oriente vers le haut, de l'extrémité large vers l'extrémité étroite 142.
Selon le mode de réalisation préféré, la base de réservoir 138 a une orientation faisant un angle de 5 à 15 degrés par rapport au plan horizontal et le réservoir d'encre 114 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
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extrémité plus large d'une hauteur caractéristique de 3,81 cm à 8,85 cm (1,5-3, 5 inches). Un réservoir d'encre 114 fournit une structure définissant un espace de volume suffisant pour contenir une poche d'encre 148. On comprendra que les dimensions du réservoir 114 peuvent varier en fonction des dimensions des poches d'encre 148.
Selon le mode de réalisation préféré, le réservoir 114 est fait de carton compact rigide fermement collé selon la forme souhaitée.
La poche d'encre 148 est une enveloppe flexible, pliée et montée par collage à la surface interne de la base 138 du réservoir, adjacent à l'extrémité large 144. Selon le mode de réalisation préféré, la poche d'encre 148 est faite d'un polymère flexible élastique présentant une apparence de feuille métallique. La poche d'encre 148 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 124 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 124, jusqu'à 400 à 600 cc d'encre pour un volume de 40 cc d'encre contenu dans le conteneur 124 d'alimentation d'encre.
On comprendra que la poche d'encre 148 est utilisée avant tout pour éviter tout débordement d'encre durant la manipulation du système 110 par un utilisateur et que la poche d'encre 148 ntest pas requise pour obtenir un vide différentiel pour le fonctionnement du système.
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En se référant de nouveau à la fig. l, le système de tuyau de connection 116 comprend une ou plusieurs pièces de tube flexible 160 s'étendant du conteneur d'alimentation d'encre 124 au réservoir 114. Selon un mode de réalisation préféré, le tube flexible 160 est inséré à travers une ouverture 127 dans la partie supérieure d'une cartouche 126 et s'étend jusqu'à un point où une extrémité éloignée 161 du tube flexible 160 est située au fond de la cartouche 124. Le tube flexible 160 est collé au niveau de l'ouverture 127, en scellant ainsi la conteneur d'alimentation 124 et en permettant le relâchement de tension du tube flexible 160 à l'extérieur.
Selon un autre mode de réalisation, comme indiqué dans la fig. 1, le système de connection par tuyau 116 comprend un tube 162 façonnable mais rigide, le tube flexible 160 et le joint 166. Le tube rigide 162 est inséré dans le conteneur d'alimentation d'encre 124 à travers la partie supérieure 126 adjacente à la partie arrière 132 de la cartouche et une des faces opposées 134 et s'étend vers le bas dans le conteneur d'alimentation d'encre 124. Le tube rigide 162 est solidaire de la partie supérieure de la cartouche 216 par un joint hermétique et le relâchement de tension approprié est ainsi assuré. Le tube rigide 162 comprend un segment supérieur 164 s'étendant vers le haut et généralement horizontalement au dessus de la partie supérieure 126 de la cartouche.
Dans ce mode de réalisation, le tube flexible 160 est solidaire du segment supérieur 164 du tube rigide 162 au moyen du joint 166.
Dans ce cas, le joint 166 est un cylindre creux de diamètre légèrement supérieur à celui du tube 162 et du tube
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flexible 160 qui comprend et recouvre l'extrémité supérieure 164 du tube 162 et du tube flexible 160 pour former un joint hermétique permanent.
Le tube flexible 160 présente une extrémité de réservoir 172. Dans le mode de réalisation préféré, le tube flexible 160 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 172 s'étend dans la poche d'encre 148 par une ouverture 171 et est attachée à la poche d'encre 148 le long d'une surface interne du fond à proximité de l'extrémité large 144 du réservoir. Comme avec le conteneur d'alimentation d'encre 124, l'extrémité de réservoir 172 dans le réservoir 114 est munie d'un moyen de 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 172 autour de la circonférence d'un petit disque 173 ayant un diamètre supérieur à celui de l'ouverture 171 qui est placé à l'intérieur du réservoir d'encre 114, mais hors de la poche d'encre 148, au niveau de la plus petite extrémité 142 près de l'ouverture 171.
Dans le mode de réalisation préféré, l'élément de régulation 118 du flux d'encre est un robinet 174. Comme l'homme de l'art le comprendra, le robinet 174 peut être de n'importe quel type commutable d'une position ouverte à une position fermée, par exemple un robinet tournant à quart de tour, de telle manière que l'encre peut couler dans le système de tube 116 quand le robinet 174 est ouvert et le flux d'encre est arrêté quand le robinet 174 est en position fermée. Dans le mode de réalisation de la fig. 1,
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le robinet 174 comprend une structure définissant un canal ou une gorge pour tube 176 et une roue de pression 178. La gorge pour tube 176 présente un fond incliné 180 et des parois latérales opposées 182.
Le fond de la gorge 180 est incliné vers le haut depuis une première extrémité 184 du canal 176 jusqu'à une seconde extrémité 186. La gorge 176 est de largeur et profondeur suffisante au niveau de la première extrémité 184 pour recevoir le tube flexible 60 et au moins la moitié de la roue de pression 178. A la seconde extrémité 186, la profondeur de la gorge 176 est moindre que la profondeur à la première extrémité 184 et est suffisante pour recevoir la roue de pression 178 de telle manière que la roue de pression 178 écrase le tube flexible 160 contre le fond de la gorge 180 pour empêcher l'écoulement de l'encre dans le tube flexible 160. Un des avantages du robinet 174 par rapport à d'autres sortes de robinet est que le robinet 174 n'exige pas la coupure du tube pour l'adaptation du robinet.
En se référant à la fig. 4, on illustre un clapet de non-retour 190 optionnel pour utilisation avec un réservoir 114. Le clapet de non-retour 190 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 192 et d'une partie inférieure 194, entre lesquelles la bille 196 flotte à l'intérieur de la chambre 198. Dans ce mode de réalisation la bille 196 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 190 est très faible. Durant le fonctionnement normal, la bille 196 flottera dans le siège de la moitié supérieure 192 et sera poussée vers le bas par un flux d'encre en
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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 116, la bille 196 s'enfoncera sur le siège de la moitié inférieure 194 et empêchera l'introduction d'air dans la cartouche à jet d'encre 112. Le clapet de non-retour 190 peut être placé soit interne au réservoir d'encre 114, ou externe au réservoir d'encre, mais précédant le robinet 174. Selon un autre mode de réalisation, le siège de la moitié inférieure 194 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 148 doit elle-même être hermétique pour empêcher la perte de vide à l'intérieur de la cartouche 112.
Pour la mise en opération, le système de remplissage passif 110 selon ce mode de réalisation est amorcé en réglant le composant 118 de régulation de flux d'encre en position ouverte et en remplissant la poche d'encre 148 à partir d'une source extérieure. L'air est ensuite purgé du système de tube 116. La cartouche à jet d'encre jetable 112 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 148 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 118 est alors mis en position fermée.
L'amorcage du système de remplissage passif 110 minimise la présence d'air indésirable dans le système de remplissage passif d'encre 110 et l'isole de toute contamination.
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L'utilisateur reçoit un système de remplissage passif d'encre 110 prêt à être installé dans une imprimante à jet d'encre 102.
En se référant aux figs. 2 et 3, l'imprimante à jet d'encre 102 comprend un chariot d'impression 104 avec une pluralité de supports de cartouche 105, un support de réservoir 107, un logement de conduits 108 pour le système l'arrivée d'encre et un cylindre d'impression 109. Une cartouche à jet d'encre jetable 112 est installée dans un support de cartouche 105 et alignée avec d'autres cartouches à jet d'encre 112 similaires de telle manière que chaque tête d'impression 122 est positionnée au dessus et adjacente au cylindre d'impression 109 et est alignée avec les autres têtes d'impression 122. Le réservoir d'encre 114 de la cartouche à jet d'encre jetable 112 est placé dans un emplacement cloisonné du support de réservoir 107.
L'arrangement de tube 116 s'étend entre le réservoir 124 de la cartouche à jet d'encre jetable 112 et le réservoir 114 via la logement de la ligne d'arrivée d'encre 108. Le cylindre d'impression 109 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 107 est positionné de telle manière que le fond du réservoir d'encre 114 se situe à environ 5,08 cm à 7,62 cm (2 à 3 inches) en dessous du fond du réservoir d'alimentation 124 de la cartouche à jet d'encre jetable 112. Ceci maintient efficacement une pression négative identique à celle du système de remplissage passif 110 tel qu'il a été
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initialisé. Selon un autre mode dans lequel l'effet de capillarité est utilisé pour créer la pression différentielle entre le réservoir d'encre 114 et le conteneur d'alimentation d'encre 124, le support de réservoir est positionné de telle manière que le fond du réservoir 114 est essentiellement au même niveau que le fond du conteneur d'alimentation 124 de la cartouche à jet d'encre jetable 112.
Ceci est possible parce que la chute de pression résultant de l'effet de capillarité de la mousse sera suffisante pour maintenir une pression négative dans la cartouche à jet d'encre 112. Pour les deux modes de réalisation du système d'alimentation passif 110, une pression différentielle passive est utilisée pour amener l'encre du réservoir d'encre 114 au conteneur d'encre 124 sans aucune assistance mécanique sous forme de pompes etc..
Pour amorcer le flux d'encre du réservoir d'encre 114 à travers le système de tube 116 jusqu'au conteneur 124, l'utilisateur règle le composant de régulation de flux 118 en position ouverte. L'encre s'écoule du réservoir d'encre 114 jusqu'au conteneur d'encre 124 à cause de la pression différentielle entre le réservoir d'encre 114 et le conteneur d'encre 124, en se déplacant dans le vide créé dans le système de tube 116 durant le processus d'amorçage. Selon le mode de réalisation préféré, l'encre s'échappe du système de remplissage en continu 110 par les éléments 136 de tête d'impression 122 quand ils sont activés de manière bien connue dans l'art antérieur.
La structure autonome, étanche et hermétique du système de remplissage 110 assure le remplissage continu de l'encre aussi longtemps que le composant de régulation 118 est en position ouverte. La base inclinée 138 du réservoir d'encre 114 permet d'assurer
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que l'effet de gravité maintiendra l'encre en contact avec l'extrémité de réservoir 172 du tube 160 lorsque la poche 148 se vide.
L'absence de composants mécaniques en mouvement, p. e. une pompe ou un organe mécanique, rend le système de remplissage selon le mode de réalisation passif 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 passif d'encre 110 permet un écoulement régulier et fiable d'encre vers la tête d'impression 122 de telle manière que le temps de vie utile des cartouches conventionnelles à jets d'encre jetables 112 est étendu au delà du temps de vie prévu à l'origine.
Dans un mode de réalisation actif de la présente invention, l'encre est transférée d'un réservoir d'encre externe 114 à une cartouche à jet d'encre 112 par une pompe mécanique ou un moyen équivalent, se substituant à l'effet de pression différentielle passive. Deux modes de mises en oeuvre du système actif de remplissage 110 seront décrits. Les deux mises en oeuvre utilisent un corps en mousse pour maintenir l'état de pression négative hydrodynamique de la cartouche d'encre 112 : cependant, dans une première mise en oeuvre, le corps en mousse est externe à la cartouche à jet d'encre 112, alors que dans le second cas le corps en mousse est présent dans la cartouche à jet d'encre 112.
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En se référant maintenant à la fig. 6 une premier mode actif de mise en oeuvre d'un système de remplissage 110 automatique et sur demande pour cartouches à jet d'encre utilisées avec une imprimante à jet d'encre comprend de manière générale une cartouche à jet d'encre 112 ayant une caractéristique de pression hydrodynamique négative, un réservoir tampon 113, un réservoir d'encre extérieur 114, un mécanisme à pompe 115, une connexion par tube 116, un détecteur de niveau d'encre 117, un composant de régulation de flux 118 et un appareil de contrôle et de détection de niveau d'encre 119.
Comme dans le cas de la réalisation sous forme passive, la cartouche à jet d'encre 112 comprend de manière générale une tête d'impression 122 et un conteneur d'alimentation d'encre 124 faisant partie d'une unité autonome jetable qui présente une face supérieure 126, une base 128, une face avant 130, une face arrière 132 et des côtés opposés 134.
Dans cette forme de réalisation de la mise en oeuvre du système de remplissage actif 110, la cartouche à jet d'encre 112 est une cartouche HP High Capacity de la société Hewlet-Packard Company, ou une cartouche à jet d'encre jetable équivalente avec un conteneur d'encre contenant au moins 40 cm3 d'une première quantité d'encre.
La cartouche à jet d'encre jetable 112 est montée sur une imprimante à jet d'encre de manière similaire à celle décrite précédemment pour les figs. 2 et 3 Le réservoir tampon 113 constitue un système de tampon de pression liquide monté extérieurement à la cartouche à jet d'encre jetable 112 faisant partie d'une unité autonome qui présente de manière générale une face supérieure 101, un
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fond 202, des côtés opposés 203, une extrémité avant 204, et une extrémité arrière 205, avec un petit orifice 206 à travers laquelle la seconde quantité d'encre peut être aspirée dans le tube flexible 210 pour remplir la cartouche à jet d'encre 112 d'une première quantité d'encre.
Le conteneur d'alimentation d'encre 200 présente un volume suffisant pour contenir une quantité de mousse capillaire 207 de propriétés hydrodynamiques connues et une seconde quantité d'encre. L'action de la mousse capillaire 207 crée une petite différence de pression dans le conteneur d'alimentation d'encre 200 qui est suffisante pour maintenir une pression négative dans la cartouche à jet d'encre 112 durant l'opération de remplissage.
Le réservoir d'encre externe 114 est monté extérieurement au chariot d'impression sur lequel la cartouche à jet d'encre jetable et le réservoir tampon sont montés et incorpore de manière générale un conteneur d'alimentation d'encre 220 en tant qu'unité autonome, ou unité composée de composants hermétiquement solidaires, ou encore unité fermable, qui présente un fond 222, une partie supérieure 224, des côtés opposés 226, une extrémité avant 228, et une extrémité arrière 230, et comprend un petit orifice 232 à travers laquelle une troisième quantité d'encre peut être aspirée dans un tube flexible 212 pour remplir d'une seconde quantité d'encre le réservoir tampon 113.
Le réservoir d'encre extérieur 114 comprend une ouverture plus large 149 pour le réapprovisionner manuellement d'une troisième quantité d'encre et peut comprendre une ouverture 147 à l'atmosphère. Dans le mode de réalisation préféré, le réservoir d'encre 114 comprend un conteneur d'alimentation d'encre 148 comprenant un sac plastique plié, résilient,
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résistant au déchirement et repliable, qui a un volume suffisant pour contenir la troisième quantité d'encre. Dans le mode préféré, il n'est pas nécessaire d'avoir une large ouverture 149 pour réapprovisionner la troisième quantité d'encre ou une aération 147 vers l'atmosphère.
Selon un autre mode de réalisation, le réservoir externe d'encre 114 comprend une enveloppe rigide pour contenir la seconde quantité d'encre, faite en verre, en plastique ou autre matériau façonnable approprié. Dans ce mode de réalisation, une large ouverture 149 pour réapprovisionner la troisième quantité d'encre et une ouverture 147 à l'atmosphère est nécessaire.
La pompe 115 est constituée par n'importe quel mécanisme par déplacement de volume, d'origine et de fabrication classique, qui fournit des moyens suffisants pour le transport de l'encre à travers le système de tube 116 d'un réservoir d'encre externe 114 à un réservoir d'encre 113.
L'arrangement de connexion de tube 116 comprend trois pièces ou plus de tube 210,211 et 212 s'étendant de la cartouche à jet d'encre jetable 112, au réservoir tampon 113, à la pompe 115, et au réservoir externe d'encre 114. Dans le mode de réalisation préféré, les tubes flexibles 210,211 et 212 sont très élastiques et présentent un diamètre extérieur d'environ 0,3175 cm (0,125 inches) et un diamètre intérieur compatible avec le standard NPT 0,1588 cm (1/126 inch) pour connexion de tubes. Dans une autre réalisation, une partie ou l'ensemble des tubes 210,211 et 212 peut être rigide.
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Le détecteur de niveau d'encre 117 comprend de manière générale une tête de détection localisée dans le conteneur d'alimentation d'encre 200 du réservoir tampon 113 et s'étendant dars la cavité supérieure 208 et couplé en service pour transmettre un signal à un appareil 119 de contrôle et de mesure de niveau d'encre. Dans le mode de réalisation préféré, la tête de détection 117 comprend une paire d'électrodes de continuité montée dans un des côtés 203,204 ou 205 du réservoir tampon 113. Dans un autre mode de réalisation, la tête de détection 117 comprend une paire d'électrode de continuité montées dans un des côtés 130,132 ou 134 de la cartouche d'encre 112.
Bien qu'une paire d'électrodes de continuité est utilisée comme détecteurs de la tête de détection 117, on comprendra que plusieurs types différents de tête de détection pour détecter la présence ou l'absence d'encre peut être utilisée.
Comme l'homme de l'art le comprendra, l'appareil 119 de contrôle et de mesure de niveau d'encre emploie de manière générale des moyens suffisants et efficaces pour surveiller l'état de niveau d'encre instantané sous forme de résultat direct de l'absence ou de la présence d'encre dans le conteneur d'alimentation 200 ou le conteneur d'alimentation 124 à la position du détecteur. Dans le mode de réalisation préféré, un état de continuité électrique ou de résistance relativement basse est obtenu pour les électrodes de continuité 117'et 117" quand l'encre est présent au niveau du détecteur. Inversément, un état de discontinuité électrique ou de résistance relativement importante est obtenu pour les électrodes 117'et 117" quand l'encre est absente à la position du détecteur.
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L'appareil 119 de contrôle et de mesure de niveau d'encre emploie de manière générale des moyens suffisants et efficaces pour commander des opérations selon l'état du détecteur de niveau d'encre 117. Dans le mode de réalisation préféré de cette seconde mise en oeuvre, l'appareil 119 de mesure de niveau et de contrôle active une pompe 115 quand un état de discontinuité électrique ou une résistance importante est observée, indiquant l'absence d'encre à la position du détecteur. Inversément, l'appareil de contrôle et de mesure de niveau d'encre désactive la pompe 115 lorsqu'un état de continuité électrique ou de résistance faible est détecté, indiquant la présence d'encre au niveau du détecteur.
En fonctionnement, lorsque le niveau d'encre dans le conteneur d'alimentation d'encre 200 ou le conteneur d'alimentation d'encre 124 descend en dessous de la
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position de détection des électrodes de continuité 117'et 117", la continuité électrique est interrompue par l'absence d'encre. Ce changement d'état est détecter par l'appareil 119 de contrôle et de mesure de niveau d'encre, qui active la pompe 115 pour faire démarrer le flux d'encre. L'encre est alimenté de la seconde quantité d'encre à partir le réservoir externe 114 pour remplir avec la première quantité d'encre le conteneur d'alimentation d'encre 200 ou le conteneur d'alimentation d'encre 124.
Inversément, si le niveau d'encre dans le conteneur d'alimentation d'encre 200 ou le conteneur d'alimentation d'encre 124 monte jusqu'à l'emplacement de détection des électrodes de continuité 117'et 117", ceci comme suite à l'action de la pompe 115, la continuité électrique est
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ré-établie par la présence d'encre. Ce changement d'état est détecté par l'appareil 119 de contrôle et de mesure de niveau d'encre qui désactive la pompe 115 et arrête le flux d'encre.
Toujours en se référant à la fig. 6, dans le mode de réalisation préféré, la connexion par tube 116 comprend un tube rigide mais façonnable 162, un tube flexible 210, un joint 166 pour la connexion à la cartouche jetable à jet d'encre 112. Le tube rigide 162 est inséré dans le conteneur d'alimentation d'encre 124 par la partie supérieure 126 de la cartouche adjacente à la face arrière
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132 de la cartouche et un des côtés opposés 134 et s'étend .') vers le bas dans le conteneur d'alimentation d'encre 124. Le tube rigide 2162 est joint à la partie supérieure 126 de la cartouche au niveau de l'ouverture 127 de façon hermétique à l'air et comprend un moyen de relâchement de tension approprié.
Le tube rigide 162 comprend une partie supérieure 164 s'étendant vers le haut puis approximativement horizontalement au dessus de la partie supérieure 126 de la cartouche. L'extrémité rapprochée 210'du tube flexible 210 est solidaire à la partie supérieure 164 du tube rigide 162 via le/joint 166. Le joint 166 est un accouplement de diamètre légèrement supérieur à celui du tube rigide 162 et du tube flexible 210, qui enferme et dépasse la partie supérieure 164 du tube rigide 162 et l'extrémité rapprochée 210'du tube flexible 210 pour former un joint non-permanent mais hermétique à l'air.
Dans un autre mode de réalisation, l'extrémité rapprochée 210'du tube flexible 210 est insérée directement à travers l'ouverture 127 dans la partie supérieure 126 de la cartouche et s'étend vers le
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bas dans le conteneur d'alimentation d'encre 124 jusqu'à un point où l'extrémité rapprochée 210'est située approximativement au fond du conteneur d'alimentation d'encre 124. Dans ce mode de réalisation, le tube flexible 210 est collé à l'ouverture 127, par ce moyen fermant la cartouche à jet d'encre jetable et fournissant le relâchement de tension extérieur approprié.
Le tube flexible 210 présente une extrémité éloignée 210".
Dans le mode de réalisation préféré, l'extrémité éloignée 210" s'étend dans le réservoir tampon 113 à travers l'ouverture 206 de la partie supérieure 201, adjacente à la face frontale 204 et à un des côté opposés 203, et s'étend vers le bas et est attaché au réservoir tampon 113 le long d'une surface de fond interne. Le tube flexible 210 est collé à l'ouverture 206, fermant ainsi hermétiquement le réservoir 213 en procurant également un moyen de relâchement de tension approprié. Dans un autre mode de réalisation montré dans la fig. 7, le tube rigide 162'est inséré dans un réservoir tampon 113 à travers une partie supérieure 201 adjacente à l'extrémité frontale 204 et un des côté opposés 203 et s'étend vers le bas dans le réservoir tampon 113.
Le tube rigide 162'est raccordé au sommet 201 à l'ouverture 206 par un joint hermétique et comprend des moyens appropriés de relâchement de tension.
L'extrémité éloignée 210"est solidaire au tube 162'par le joint 209. Le joint 209 est un connecteur qui forme un joint non-permanent hermétique à l'air.
En se référant de nouveau à la fig. 6, le tube flexible 211 présente une extrémité rapprochée. Dans le mode de réalisation préféré, l'extrémité rapprochée 2114 s'étend
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dans le réservoir tampon 113 par une ouverture 230 dans le sommet 201, adjacent à l'extrémité arrière 205 et un des côtés opposés 203 et s'étend dans la cavité 208. Le tube flexible 211 est collé à l'ouverture 230, en scellant ainsi le réservoir tampon 113 et en procurant un relâchement approprié de tension.
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Le tube flexible 211 présente une extrémité éloignée 211". Dans le mode de réalisation préféré, l'extrémité éloignée 211"est connecté à la pompe 115 à la sortie 115". De manière similaire le tube flexible 212 présente une extrémité rapprochée 212'connectée à la pompe 15 à l'entrée 115'. Dans un autre mode de réalisation illustrée à la fig. 8, le tube flexible 211 et le tube flexible 212 forment une seule unité de tube flexible 211"', et l'encre est transportée au moyen d'une pompe péristaltique 115.
Dans cette forme de réalisation, comme le comprendra l'homme de l'art, la pompe péristaltique 115'" injecte de l'encre dans le tube flexible 211'" par des contractions et dilatations successives des parois élastiques du tube, un type de fonctionnement pour pareilles pompes bien connu dans la littérature.
En se référant de nouveau à la fig. 6, le tube flexible 212 présente une extrémité éloignée 172. Dans le mode de réalisation préféré, l'extrémité éloignée 172 du tube flexible 212 est insérée à travers l'ouverture 173 dans le conteneur d'alimentation d'encre 148 et s'étend jusqu'à un point où l'extrémité éloignée 172 se situe approximativement au fond du conteneur d'alimentation d'encre 148. Le tube flexible 212 est collé ou attaché autrement de manière permanente à l'ouverture 173.
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Les électrodes de continuité 117'et 117" passent à travers l'ouverture 231 et l'ouverture 232 à l'extrémité arrière 205 du réservoir tampon 113 et s'étendent dans la cavité 208 Les électrodes de continuité 117'et 117" sont localisées de manière à créer une interruption entre la paire d'électrodes, interruption qui crée la discontinuité électrique comme état électrique normatif et située de telle manière à empêcher une interférence avec le flux d'encre durant l'opération de remplissage. Il est évident que les positions des ouvertures 231 et 232 à l'arrière 205 du réservoir tampon 113 sont seulement déterminées par des critères de convenance au niveau de la conception, et ne constitue pas des critères de fonctionnement des électrodes de continuité.
Le système d'approvisionnement et de remplissage automatique "sur demande" est d'abord connecté de manière amovible à une cartouche à jet d'encre jetable 112 à la partie supérieure 164 du tube rigide 162 par l'extrémité rapprochée 210'du tube flexible 210 et est rendu solidaire en fonctionnement, mais de manière non-permanente, par un joint hermétique à l'air 166. L'alimentation électrique est alors fournie à l'appareil de détection de niveau d'encre et de contrôle 119 pour mise en fonctionnement du système d'approvisionnement et de remplissage automatique 110.
On comprendra que, sous tension et en fonctionnement, l'appareil de contrôle et de détection de niveau d'encre 119 surveille en permanence l'état instantané du détecteur
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de niveau d'encre 117, comprenant les électrodes de continuité 117'et 117", et détecte le changement d'état électrique qui se produit en fonction de l'absence ou de la présence d'encre dans le conteneur d'alimentation d'encre 200 du réservoir tampon 113 à la position du détecteur. En d'autres mots, lorsque l'encre est initialement absente à la position du détecteur étant donné que le réservoir tampon 13 nta pas été amorcé, l'état résultant des électrodes de continuité 117'et 117" consiste en une discontinuité électrique.
En fonctionnement initial du mode de réalisation préféré, le système d'approvisionnement d'encre et de remplissage automatique et"sur demande"est amorcé lorsque, étant donné l'absence d'encre dans le réservoir tampon 113, un état électrique de discontinuité en résulte et est détecté par l'appareil de détection de niveau d'encre et de contrôle 119, qui active la pompe 115 pour fournir la seconde quantité d'encre.
Une différence de pression active est provoquée dans le système d'approvisionnement et de remplissage 110 par action de déplacement de volume de la pompe 115 qui soustrait librement de l'encre de la troisième quantité d'encre dans le réservoir externe 114 et le transporte par les canaux intérieurs des tubes de connections 116 vers le réservoir tampon 113, où il passe par les ouvertures 230 de la partie supérieure 201 dans le conteneur d'alimentation d'encre 200 en causant ainsi le remplissage du réservoir tampon 113 pour remplissage avec une seconde quantité d'encre.
Lorsque le niveau d'encre dans le conteneur d'alimentation d'encre 200 du réservoir tampon 113 s'élève jusqu'à la position du détecteur des électrodes de discontinuité 117'et 117", par action de la
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pompe 115, un état de continuité électrique est établi entre les électrodes de continuité 117'et 117"et est détecté par l'appareil de détection de niveau d'encre et de contrôle 119, qui désactive la pompe 115 et arrête le flux d'encre. L'approvisionnement en encre a été effectué, le système est amorcé et est maintenant prêt pour l'opération de remplissage automatique sur demande.
En fonctionnement normal selon le mode préféré de réalisation, l'encre s'échappe de la cartouche à jet d'encre 112 à travers la tête d'impression 12 quand les éléments d'impression 136 sont activés de manière connue dans l'art antérieur. L'action d'expulsion au niveau de la tête d'impression 122 pendant l'opération d'impression soustrait une partie de la première quantité d'encre du conteneur d'alimentation d'encre 124, en y réduisant le volume d'encre et en causant, par l'effet de pression négative y créée, le retrait libre d'encre de la seconde quantité d'encre dans le réservoir d'encre 113 à travers le tube flexible 210 pour alimenter la première quantité d'encre sur une base continue à partir de la seconde quantité d'encre.
A un certain moment, une partie de la seconde quantité d'encre du réservoir tampon 113 est épuisée à un degré suffisant pour que le niveau d'encre du réservoir tampon 113 tombe sous le niveau de la position du détecteur des
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électrodes de continuité 117'et 117". La continuité électrique entre les électrodes de continuité 117'et 117" est interrompue et ce changement d'état est détecté par l'appareil de détection de niveau d'encre et de contrôle 119, qui active la pompe 115 pour l'alimentation de
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l'encre.
Comme avant, lorsque le niveau de l'encre dans le conteneur d'alimentation d'encre 200 s'élève jusqu'à la
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position du détecteur des électrodes de continuité 117'et 117"par effet de la pompe 115, un état de continuité électrique est à nouveau établi entre la paire d'électrodes et est détecté par l'appareil de détection de niveau d'encre et de contrôle 119, qui désactive la pompe 115 et arrête le flux d'encre.
En se référant maintenant à la fig. 9, un autre mode de mise en oeuvre du mode de réalisation actif et sur demande du système de remplissage d'encre 110 pour des cartouches à jet d'encre jetables à utiliser dans des imprimantes à jet d'encre, comprend de manière générale une cartouche à jet d'encre jetable 112 du type à mousse capillaire qui est ouvert à l'atmosphère, un réservoir d'encre externe 114, une pompe 115, un tube de connection 116, un détecteur de niveau d'encre 117, un régulateur de flux d'encre 118 et un appareil de détection de niveau d'encre et de contrôle 119.
La cartouche à jet d'encre jetable 112 comprend de manière générale une tête d'impression 122 et un conteneur d'alimentation d'encre comme élément d'une unité jetable et autonome qui présente une partie supérieure de cartouche 126, une base 128, une face avant 130, une face arrière 132 et des côtés opposés 134. conteneur d'alimentation d'encre présente un volume suffisant pour contenir une quantité de mousse capillaire 123 avec des propriétés hydrodynamiques connues et une première quantité d'encre. L'action capillaire de la mousse 123 provoque une petite différence de pression dans le conteneur d'alimentation d'encre entre
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la première quantité d'encre directement disponible à la tête d'impression 122 et l'atmosphère, différence qui est suffisante pour empêcher le suintement de l'encre à travers les orifices de la tête.
Dans le mode de réalisation préféré, la cartouche a jet d'encre jetable est une cartouche à jet d'encre HP Low Capacity commercialisée par Hewlett-Packard Company, ou une cartouche à jet d'encre jetable équivalente avec un conteneur d'alimentation d'encre qui peut contenir au moins 24 cm3 d'une première quantité d'encre. La cartouche à jet d'encre jetable est introduite dans une imprimante à jet d'encre de manière similaire à celle illustrée en détail aux figs. 2 et 3 et décrit précédemment.
Le réservoir extérieur 114 est similaire pour les détails descriptifs à celui de la première forme de mise en oeuvre préférée, aussi bien dans son mode de réalisation préféré que pour d'autres formes de réalisation, comme indiqué à la fig. 6 et décrit précédemment.
La pompe 115 est similaire pour les détails descriptifs à celle de la première forme de mise en oeuvre préférée, aussi bien dans son mode de réalisation préféré que pour d'autres formes de réalisation, comme indiqué à la fig. 6 et décrit précédemment.
Le tube de connexion 116 est similaire pour les détails descriptifs à celui de la première forme de mise en oeuvre préférée, aussi bien dans son mode de réalisation préféré que pour d'autres formes de réalisation, comme indiqué à la fig. 6 et décrit précédemment.
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Le détecteur de niveau d'encre 117 est similaire pour les détails descriptifs à celui de la première forme de mise en oeuvre préférée, aussi bien dans son mode de réalisation préféré que pour d'autres formes de réalisation, sauf que le détecteur d'encre 117 est situé dans le conteneur d'alimentation d'encre 124 de la cartouche à jet d'encre jetable, comme indiqué à la fig. 9 et décrit dans la présente description.
L'appareil de détection de niveau d'encre et de contrôle 119 est similaire pour les détails descriptifs à celui de la première forme de mise en oeuvre préférée, aussi bien dans son mode de réalisation préféré que pour d'autres formes de réalisation, comme indiqué à la fig. 6 et décrite précédemment.
En se référant à la fig. 9, dans le mode de réalisation préféré, l'extrémité rapprochée 162'du tube flexible 162 est insérée directement à travers l'ouverture 127 dans la partie supérieure 126 de la cartouche et s'étend jusque dans le conteneur d'alimentation d'encre seulement dans la mesure ou l'encre peut s'écouler librement dans la cavité 124'de manière à maintenir la différence de pression induite par l'action de la mousse capillaire 123. Le tube flexible 162 est attaché à la cartouche à jet d'encre jetable de manière appropriée pour obtenir un relâchement approprié de tension.
En se référant maintenant à la fig. 10, dans un autre mode de réalisation de la seconde forme de mise en oeuvre préférée, le connecteur 240 du détecteur comprend un tube 241 en acier inoxidable qui fournit le premier élément
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d'une paire d'électrodes de continuité, surmonté par un gaine d'isolation 242 en matériau électriquement isolant, surmonté par un tube en acier inoxydable 243 qui fournit un second élément de la paire d'électrode de continuité, avec lequel est prévu une bride 244. Le connecteur détecteur 240 comprend une partie supérieure 245 s'étendant vers le haut et généralement au dessus du sommet 126 de la cartouche.
Les tubes 241 et 243 sont électriquement isolés et opérationnellement solidaires des conducteurs électriques 246. Le tube 241 est exposé seulement à l'extrémité éloignée du connecteur-détecteur 240 à un point situé sous l'extrémité éloignée du tube 243. Dans ce mode de réalisation, le connecteur-détecteur 240 est inséré dans la cartouche à jet d'encre jetable 112 par l'ouverture 127 de la partie supérieure 126 de la cartouche et s'étend vers le bas dans le conteneur d'alimentation d'encre 124 pour pénétrer légèrement dans la mousse capillaire 128 à une profondeur limitée par la bride 244. Les tubes 241 et 243 sont ainsi exposés dans le conteneur d'alimentation d'encre à une position du détecteur juste sous la surface supérieure de la mousse capillaire 128.
Le connecteur-détecteur 240 est fixé à la cartouche à jet d'encre jetable de manière telle qu'elle permette un relâchement approprié de la tension.
En se référant de nouveau à la fig. 9, l'extrémité rapprochée 162'du tube flexible 162 est opérationnellement solidaire de la partie supérieure 245 du connecteur-détecteur 240 par le joint 165 d'une manière similaire pour les détails descriptifs à celle de la première forme de mise en oeuvre, montrée à la fig. 6 et décrite précédemment. Un limitateur de débit volumétrique
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(non montré) dans le tube flexible 162 limite l'écoulement de l'encre à travers le connecteur-détecteur 240 à un degré qui ne permet pas de neutraliser la différence de pression induite dans le conteneur d'alimentation d'encre par action de la mousse capillaire 123.
Le tube flexible 162 présente une extrémité éloignée 162" qui se connecte opérationnellement à la pompe 115 à la sortie 115"d'une manière similaire pour les détails descriptifs à celle de la première forme de mise en oeuvre, aussi bien pour la forme de réalisation préférée que pour les autres formes de réalisation, montrée à la fig. 6 et décrite précédemment.
Le tube flexible 164 présente une extrémité rapprochée 164' qui se connecte opérationnellement à la pompe 115 à la sortie 115'd'une manière similaire pour les détails descriptifs à celle de la première forme de mise en oeuvre, aussi bien pour la forme de réalisation préférée que pour les autres formes de réalisation, montrée à la fig. 6 et décrite précédemment.
Le tube flexible 164 présente une extrémité éloignée 172 qui se connecte opérationnellement au réservoir extérieur 114 d'une manière similaire pour les détails descriptifs à celle de la première forme de mise en oeuvre, aussi bien pour la forme de réalisation préférée que pour les autres formes de réalisation, montrée à la fig. 6 et décrite précédemment.
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En fonctionnement, les caractéristiques opérationnelles du second mode de réalisation, aussi bien dans sa forme de réalisation préférée que dans d'autres formes de réalisation, sont similaires pour les détails descriptifs à celles du mode de mise en oeuvre préféré, montré à la fig. 6 et décrite précédemment, excepté que le mode de réalisation préféré ne comprend pas un réservoir tampon.
On comprendra que le réservoir extérieur 114 tel qu'indiqué à la fig. 9 contient la seconde quantité d'encre qui est soustraite librement par action de la pompe 115 pour amorcer initialement ou réamorcer par après la première quantité d'encre contenue dans le conteneur d'alimentation d'encre de la cartouche à jet d'encre jetable, ou pour réapprovisionner la première quantité d'encre durant l'opération d'impression. Pour les autres aspects, le fonctionnement automatique et sur demande du second mode de réalisation préféré de la présente invention est similaire pour les détails descriptifs à celle du premier mode de mise en oeuvre préféré, aussi bien dans son mode de réalisation préféré que dans les autres modes de réalisation, comme décrit précédemment.