La présente invention concerne un dispositif de chargement d'une cartouche d'encre pour imprimante à jet d'encre.
Les imprimantes prévues pour imprimer à l'aide d'encre liquide, particulièrement les imprimantes à jet d'encre, utilisent une cartouche d'encre telle que décrite dans les documents JP-5.270.001 et JP-7.125.238.
Une cartouche d'encre de ce type est généralement formée de polystyrène ayant un degré approprié de propriété de tenue de forme, de l'encre étant chargée dans cette cartouche sous pression réduite. Puisque le polystyrène est facilement perméable à la vapeur d'eau, lorsque la cartouche d'encre a été stockée pour une longue période, la viscosité de l'encre a augmenté vu l'évaporation d'eau, ce qui amène à un défaut d'éjection des gouttes d'encre des buses, ce qui diminue l'efficacité. De plus, si une encre dont la tension de surface est faible est utilisée pour permettre l'éjection des gouttes d'encre par de petites buses, des bulles sont produites durant le chargement de l'encre sous pression réduite et la liaison du film, ce qui cause l'inconvénient que l'encre jaillit hors de la cartouche.
Pour ceci, une cartouche d'encre utilisée pour une imprimante à jet d'encre de type série, nécessite qu'une aiguille d'alimentation d'encre se projetant depuis le dos d'une tête d'impression doit être correctement alignée avec un orifice d'alimentation d'encre, indépendamment de son chargement sur un chariot.
Afin d'obtenir un tel objet, un dispositif de chargement pour monter une cartouche sur un chariot proposé dans le document JP-7.32.049 est caractérisé par une poussée d'une projection s'engageant vers la tête d'impression, tout en engageant la projection avec une rainure formée dans une surface latérale de la cartouche en tournant un levier, la projection se projetant depuis une surface interne latérale du levier.
Un tel dispositif présente les inconvénients suivants: puisque la projection tourne autour du pivot avec le levier, une composante de force dirigée perpendiculairement depuis la tête d'impression est appliquée à la cartouche d'encre par la friction avec la projection. Il en résulte qu'une telle composante de force est capable de briser l'aiguille d'alimentation se projetant depuis le dos de la tête d'impression.
La présente invention se propose de résoudre ce problème. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de chargement d'une cartouche d'encre pouvant monter et démonter correctement la cartouche parallèlement à l'axe central de l'aiguille d'alimentation.
Le dispositif de chargement pour une cartouche d'encre est caractérisé en ce qu'il comprend un élément de chargement de cartouche possédant une aiguille d'alimentation d'encre reliée à une tête d'impression, en saillie vers l'intérieur, une portion de guidage sur une face d'une surface interne dudit élément de chargement de cartouche, ladite portion de guidage s'étendant parallèlement à un axe central de l'aiguille d'alimentation d'encre, un corps de couvercle fixé de manière pivotante à une ouverture dudit élément de chargement de cartouche, un élévateur supporté par un corps de couvercle, l'élévateur étant mobile, une extrémité libre de celui-ci étant guidée par la portion de guidage,
une barre support sur une portion d'extrémité libre dudit élévateur supportant la cartouche d'encre lors de son engagement avec une entaille formée sur une surface de fond de ladite cartouche d'encre.
La description qui suit est à lire en regard du dessin annexé comportant les figures où:
la fig. 1 est une vue en coupe d'une cartouche d'encre,
les fig. 2a et 2b sont des vues par le fond montrant des formes de cartouches,
les fig. 3a et 3b représentent respectivement une surface interne et une coupe d'un corps de couvercle de la cartouche,
la fig. 4 est une vue par-dessus du corps de couvercle,
la fig. 5 est une coupe agrandie montrant une portion principale de la cartouche et du corps de couvercle,
la fig. 6 est une vue en perspective montrant l'aspect extérieur de la cartouche,
la fig. 7 est une vue en perspective d'un chariot ayant un dispositif de chargement d'une cartouche, correspondant à une forme d'exécution de l'invention,
les fig. 8a à 8d montrent différentes étapes du chargement d'une cartouche, et
la fig.
9 représente une cartouche montée de telle manière que des surfaces de la cartouche font face selon une mauvaise direction.
Les fig. 1 à 6 montrent une forme d'exécution d'une cartouche pouvant être chargée et déchargée à l'aide du dispositif selon l'invention. Sur ces figures, la référence 1 représente un corps principal de cartouche d'encre, fait de polypropylène, correspondant essentiellement à une structure solide rectangulaire d'une cartouche d'encre 120. Les deux parois d'extrémités 2, 2 selon la direction longitudinale de la paroi périphérique du corps principal 1 sont plus épaisses que les parois latérales 3 et une bordure d'ouverture 4 sur le sommet est aussi plus épaisse, faisant saillie vers l'extérieur. Par cette construction, on obtient un corps principal 1 de cartouche d'encre de rigidité suffisante.
De plus, des nervures verticales 6, formées en une pièce avec le corps principal 1, font saillie de part et d'autre à chaque coin du corps principal 1 (voir aussi la fig. 6). Ces nervures 6 servent non seulement à positionner le corps principal 1 de la cartouche d'encre relativement à un chariot support non représenté, mais servent aussi à maintenir la forme du corps principal 1 de cartouche.
Un orifice d'alimentation d'encre 10 ayant une forme cylindrique, comme représentée sur la fig. 2a, est formé d'un côté de la surface de fond 8 du corps principal 1, de manière à faire saillie depuis la surface de fond. Cette forme d'exécution est particulièrement caractérisée en ce que l'orifice d'alimentation 10 est formé de manière à se projeter en saillie sur la surface de fond de telle manière que la portion cylindrique 11 de la face interne soit comprise dans une portion prismatique carrée 12 sur la face extérieure, comme on le voit à la fig. 2b.
Il résulte de cette construction que non seulement les portions de coin d'un film ne sont plus coupées lors d'une pression ou autre lors du scellement de l'orifice d'alimentation d'encre 10, mais aussi des espaces 13, entre la portion cylindrique 11 et la portion prismatique carrée 12 permettent un dégagement avantageux de l'air restant lors de la liaison du film. De plus, en disposant plusieurs portions d'entailles 14 sur les bordures supérieures de la portion prismatique carrée 12, ces entailles permettent l'évacuation de l'air lors de la liaison du film.
Dans cet orifice d'alimentation en encre 10, plusieurs nervures longitudinales 10a ou rainures sont formées sur une surface périphérique externe, de manière à s'étendre selon une direction de fixation de cartouche, afin que l'orifice d'alimentation 10 puisse être utilisé avec plusieurs types d'imprimantes, et en amenant quelques unes des nervures 10a ou rainures en contact avec des surfaces de contact correspondantes de la tête d'impression, l'axe central de l'orifice d'alimentation 10 peut être aligné correctement relativement à l'aiguille d'alimentation.
Une entaille 15 s'étendant au travers de la largeur du corps principal 1 de la cartouche est formée dans la surface de fond 8 du corps principal 1, l'entaille 15 étant située adjacente à l'orifice d'alimentation 10. En engageant l'entaille 15 avec une barre support a d'un élévateur disposé sur le support de cartouche, on puisse éviter un positionnement faux du corps principal sur le support de cartouche. De plus, une portion étagée 16 se projetant vers l'intérieur, ne venant pas en contact avec une mousse 18 chargée dans le corps principal 1 de cartouche d'encre est formée en arrière de l'entaille 15, afin que la quantité d'encre non absorbée par la mousse 18 soit réduite. La portion étagée 16 permet non seulement que l'encre soit consommée jusqu'à la dernière goutte, mais fournit un espace pour évacuer l'encre lors d'un emballage sous aluminium.
A l'opposé de cette portion, la référence 20 sur les fig. 1 à 6 montre un corps de couvercle qui scelle l'ouverture du corps principal 1. Comme on le voit à la fig. 3, deux rangées de nervures longitudinales 21 espacées sont formées afin de se projeter sur la surface interne du corps de couvercle 20. Les nervures longitudinales 21, servant à presser la mousse 18 contenue dans le corps principal 1, sont suffisamment longues pour recouvrir une certaine portion de la longueur du corps de couvercle 20. De plus, en augmentant la hauteur de ces nervures 21 à proximité de l'orifice d'alimentation 10, la mousse 18 est plus fortement comprimée et les pores vides de la mousse 18 sont diminués, afin d'obtenir une force de capillarité plus élevée.
Cette force de capillarité plus élevée permet à l'encre à l'intérieur de la mousse 18 d'être ramassée vers l'orifice d'alimentation d'encre 10. De plus, entre les nervures longitudinales 21, plusieurs nervures transversales 22 sont disposées perpendiculairement aux précédentes, une extrémité de chacune des nervures transversales 22 étant espacée d'une nervure longitudinale 21 de manière alternée, afin de former un passage en zigzag. Par cette construction, les bulles d'encre produites lors de l'évacuation peuvent être séparées en encre et air durant le guidage des bulles vers un trou d'évacuation 31 par un long trajet, faisant que seul l'air est évacué à l'extérieur.
D'autre part, comme on le voit à la fig. 3, plusieurs nervures de renforcement 23 sont formées, se projetant vers l'extérieur à partir des nervures longitudinales 21 afin de venir en contact avec la surface latérale interne de la bordure d'extrémité 4 du corps principal 1. Les nervures de renforcement 23, servant à supprimer la flexion vers l'intérieur de la bordure d'extrémité 4, s'étendent perpendiculairement à la direction longitudinale. De plus, comme on le voit à la fig. 5, une forme élargie, extérieure aux nervures de renforcement 23, forme une surface de soudure 24 à souder avec une marge de soudure 5 se projetant depuis la surface supérieure de la bordure d'ouverture 4, une bordure périphérique extérieure 26 étant formée à l'extérieur de la surface de soudure 24 par une rainure mince 25 recevant les bavures produites lors de la soudure.
D'autre part, comme on le voit à la fig. 4, un trou de chargement d'encre 30 et un trou d'évacuation d'air 31 sont formés de manière à passer à travers la portion centrale d'une portion de la surface supérieure du corps de couvercle 20, la portion étant proche de l'orifice d'alimentation d'encre 10. De plus une rainure 32 est formée dans cette surface supérieure pour relier les deux trous 30 et 31. La rainure 32 est exécutée selon un parcours aussi long que possible, ayant la forme d'un serpent qui définit un genre de labyrinthe. La tête de la rainure en serpent 32 communique avec le trou d'évacuation d'air 31 et l'extrémité de queue de celle-ci forme une portion de trou de passage 33 communiquant avec un film 35. La rainure 32 est prévue en serpent pour minimiser l'évaporation de l'encre à l'intérieur de la cartouche lors de l'usage de celle-ci.
Lorsque l'extrémité de queue du film 35 a été pelée, et que le corps principal 1 a été ouvert à l'air ambiant par la rainure en serpent 32, la rainure en serpent 32 qui est longue, évite l'évaporation de l'encre. Ainsi, la forme de la rainure en serpent 32 est toujours la même d'une cartouche à une autre, indépendamment du type de cartouche d'encre 120; par exemple, des cartouches d'encre ayant différents types de corps de couvercle 20 comme on le voit aux fig. 2a et 2b et des quantités d'encre pouvant être chargée différentes. Ainsi un film 35 ayant la même largeur peut être utilisé pour couvrir la rainure en serpent 32.
Dans la forme d'exécution ainsi construite, lorsque le corps de couvercle 20 est placé sur la bordure d'ouverture 4 à parois épaisses de façon à recouvrir l'ouverture du corps principal 1 de la cartouche et coulisse sur la longueur (direction de la flèche A sur la fig. 6, direction des vibrations de fusion pour intégrer le corps de couvercle 20 au corps principal 1 de cartouche), la bordure d'ouverture 4 du corps principal 1 permet aux marges de soudure 5 d'être soudées sur les surfaces de soudage 24 de la surface interne du corps de couvercle 20, sans déformation puisqu'il est supporté par les nervures de renforcement 23 se projetant à l'extérieur des nervures longitudinales 21.
Au même moment, la bordure d'ouverture 4 et le corps de couvercle 20 sont intégrés en une seule pièce tout en laissant un espace delta d'environ 0,2 mm entre eux et permettant aux bavures produites durant la soudure d'être regroupées dans la rainure mince 25 formée sur la surface interne du corps de couvercle 20.
Ainsi, une encre avec une faible tension de surface est chargée dans le corps principal 1 par le trou de chargement d'encre 30 disposé sur le corps de couvercle 20, et ensuite pour l'évacuation la cartouche est tenue inclinée d'environ 30 DEG de manière à ce que le trou d'évacuation d'air 31 soit positionné en position supérieure, puis le film est fixé sur la surface supérieure du corps de couvercle 20. Les bulles produites à l'intérieur de la mousse 18 sont séparées de l'encre en passant par le long passage en zigzag formé par les nervures transversales 22, seul l'air s'échappant de la surface supérieure du corps de couvercle 20 par le trou d'évacuation d'air 31, s'écoulant ensuite dans la portion de trou de passage 33 en contact avec le film 35 par la rainure en serpent 32.
Bien qu'un exemple de cartouche d'encre moulée en polypropylène ait été décrit, dans les formes d'exécution précédentes, on peut également prévoir des cartouches d'encre formées à partir d'autres résines synthétiques tendres imperméables à l'humidité, telle qu'un polyéthylène à haute densité.
Les fig. 7 à 9 montrent une forme d'exécution d'un dispositif de chargement selon l'invention, capable de monter une cartouche sur le chariot d'une imprimante couleur.
Sur les fig. 7 à 9, la référence 101 montre un chariot servant aussi d'élément de chargement d'une cartouche d'encre. Le chariot 101 se déplace selon les directions de balayage étant guidé par une barre de guidage 102. Le chariot 101 est prévu pour porter deux cartouches d'encre, une pour l'encre noire et l'autre pour les encres de couleur. Une tête d'impression 118 est fixée de manière ajustable à la face de fond 103 de la section de chargement de la cartouche avec une aiguille d'alimentation d'encre 119 se projetant à l'intérieur de celle-ci, la surface de fond 103 étant opposée à une ouverture 104 de fixation de la cartouche 120.
Le chariot 101 possède une rainure de guidage 106 sur une face latérale de chaque ouverture de fixation 104, la rainure de guidage 106 servant à guider l'extrémité inférieure d'un élévateur 115 qui sera décrit plus loin. Une portion de verrouillage 106a formée à l'extrémité supérieure de la rainure de guidage 106 permet de maintenir le corps de couvercle 110 en position ouverte par l'élévateur 115. Une portion verticale 106b formée dans la moitié inférieure de la rainure de guidage 196 permet d'abaisser et d'élever verticalement la cartouche 120, relativement à la tête d'impression 118. La portion verticale 106b s'étend parallèlement à l'axe central de l'aiguille d'alimentation d'encre 119.
Le corps de couvercle de chariot 110 est fixé de manière pivotante autour d'un axe 111 sur la portion supérieure du chariot 101, du côté de la barre de guidage 102 de l'ouverture 104. Le corps de couvercle de chariot 110 est prévu pour être ouvert ou fermé en dégageant et engageant une pièce de fermeture 112 d'une pièce de retenue 105. La pièce de fermeture 112, formée en U, est formée en une pièce avec la portion d'extrémité libre du corps de couvercle de chariot 110, et la pièce de retenue 105 est formée sur l'autre face de l'ouverture 104.
Une pièce de pression de cartouche 113 en saillie est formée en une pièce avec le corps de couvercle de chariot 110. La pièce de pression de cartouche 113 est formée en coupant les trois faces d'une portion du corps de couvercle de chariot 110 sur la face de l'axe 111 éloignée du corps de couvercle de chariot 110, en laissant une face de celui-ci non coupée. Une portion d'extrémité libre 113a de la pièce de pression de cartouche 113 se projetant vers le bas lorsque le corps de couvercle de chariot 110 est fermé, est pressée sur la surface supérieure de la cartouche d'encre 120, afin que l'aiguille d'alimentation d'encre 119 du côté de la tête d'impression 118, puisse s'insérer dans un orifice d'alimentation d'encre 121 disposé sur la face de fond 8 de la cartouche 120.
L'extrémité de base de l'élévateur 115 est fixée de manière pivotante à une portion du corps de couvercle de chariot 110, la portion étant légèrement plus proche du côté de la portion d'extrémité libre 113a que l'axe 111. De plus, une projection 116, en saillie sur l'autre extrémité de l'élévateur 115 est prévue pour coulisser dans la rainure de guidage 106.
Lorsque le corps de couvercle de chariot 110 est complètement ouvert, le corps de couvercle de chariot est retenu en position ouverte par la portion de verrouillage 106a à l'extrémité supérieure de la rainure de guidage 106, alors que lorsque le corps de couvercle de chariot 110 est placé en position immédiatement avant fermeture, la cartouche d'encre sur l'élévateur 105 peut descendre verticalement sur la tête d'impression 118 le long de la portion verticale 106b s'étendant parallèlement à l'axe central de l'aiguille d'alimentation d'encre 119.
On doit remarquer que la référence 107 montre des leviers d'ajustage angulaires, ajustant l'orientation des têtes d'impression couleur et noir 118 autour de pivots non représentés et que la référence 108 montre un levier d'ajustage de position de l'aiguille ajustant la tête d'impression couleur selon une direction d'avance de feuille, la tête d'impression noir 118 servant de référence.
Lorsque la cartouche d'encre 120 mentionnée précédemment est montée sur le chariot 110, l'entaille 15 du corps principal 1 de la cartouche peut être engagée avec une barre support 117 placée entre les extrémités inférieures des élévateurs 115, de manière à traverser l'intérieur du corps principal 1 de cartouche d'encre, seulement en descendant la cartouche d'encre 120 dans l'ouverture 104, la résistance transversale de la cartouche d'encre 120 pouvant être augmentée en augmentant le module de la section de la face de fond 8.
Dans cette forme d'exécution, la cartouche d'encre 120 peut être montée sur le chariot 101 de la manière suivante. Comme on le voit à la fig. 8a, premièrement le corps de couvercle de chariot 110 est ouvert et est maintenu en position ouverte par la projection 116 de l'extrémité inférieure de l'élévateur 115 retenue dans la portion de verrouillage 106a de la rainure de guidage 106. Ensuite, la cartouche d'encre 120 est descendue par l'ouverture 104 du chariot 101 et est positionnée de telle manière que l'orifice d'alimentation d'encre 121 rencontre l'aiguille d'alimentation 119.
On voit à la fig. 8b que l'entaille 15 disposée près de l'orifice d'alimentation d'encre 10 s'engage avec la projection 116 de l'élévateur 15, afin que la cartouche 120 soit maintenue pour être inclinée en sens inverse horaire comme on le voit à la fig. 8b, avec une portion plus lourde de celle-ci disposée à l'opposé de l'orifice d'alimentation d'encre 10 disposé vers le bas.
Lorsque le corps de couvercle de chariot 110 est fermé avec ces conditions, la cartouche d'encre 120 descend étant guidée par une surface interne 104a de l'ouverture 104 la plus proche de la portion de retenue 105, comme on le voit à la fig. 8c. Ensuite, lorsque la barre support 116 sur l'extrémité inférieure de l'élévateur 115 atteint la portion verticale 106b de l'extrémité inférieure de la rainure de guidage 106, lui permettant ainsi de descendre verticalement, la cartouche d'encre 120 change graduellement de position pour être horizontale avec l'extrémité supérieure de la face interne 104a de la portion de retenue 105 faisant levier.
Finalement, lorsque la projection 116 sur l'extrémité inférieure de l'élévateur 115 approche l'extrémité inférieure de la rainure de guidage 106, la projection 116 permet de descendre la cartouche 120 avec l'extrémité libre 113a de la pièce de pression 113 sur le corps de couvercle de chariot 110 pressant sur la surface supérieure de la cartouche 120, comme on le voit à la fig. 8d, afin que l'aiguille d'alimentation d'encre 119 disposée immédiatement sous la cartouche 120 puisse passer à travers l'orifice d'alimentation d'encre 10. Ainsi, la tête d'impression 118 est intégrée avec la cartouche 120 afin de communiquer avec chacune des autres.
D'autre part, si une nouvelle cartouche d'encre 120 doit remplacer une ancienne cartouche 120 dont l'encre est épuisée par une longue durée d'impression, la pièce de fermeture 112 est pressée pour libérer le corps de couvercle de chariot 110 de la portion de retenue 105.
Le corps de couvercle de chariot 110 est éjecté vers le haut par l'élasticité de la pièce de pression de cartouche 113. Lorsque le corps de couvercle de chariot 110 est complètement ouvert, la projection 116 qui a été guidée par la portion verticale 106b de la rainure de guidage 106 élève la cartouche d'encre 120 en même temps que l'élévateur 115, la position de la cartouche 120 restant inchangée. Ensuite, l'orifice d'alimentation d'encre 10 est retiré de l'aiguille d'alimentation d'encre 119 sans endommager l'aiguille d'alimentation d'encre 119. Ensuite la cartouche 120 est prête à être retirée.
Ainsi la cartouche d'encre 120 est retirée en la saisissant avec les doigts en faisant monter la cartouche 120 vers l'ouverture 104 en effectuant inversement les opérations des fig. 8c à 8a.
A l'opposé, si la cartouche d'encre 120 est descendue avec ses faces latérales mal orientées, c'est-à-dire selon une position où l'orifice d'alimentation d'encre 10 n'est pas en face de l'aiguille d'alimentation d'encre 119, la cartouche 120 descend avec l'entaille 15 non engagée dans la barre de support 116 de l'élévateur 115, comme on le voit à la fig. 9. Ainsi, l'orifice d'alimentation d'encre 10 vient en contact avec la surface de fond 103 du chariot 101.
Cependant, puisque dans ces conditions la surface supérieure de la cartouche d'encre 120 fait toujours saillie hors de l'ouverture 104, non seulement le corps de couvercle de chariot 110 ne peut être refermé sans endommager la surface supérieure de la cartouche 120, mais aussi la cartouche d'encre 120 ne peut être introduite plus loin. Ainsi, l'utilisateur est immédiatement avisé de ces conditions anormales de chargement afin d'empêcher que l'aiguille d'alimentation d'encre 119 ne soit brisée par le forçage de la cartouche d'encre 120 dans le chariot.
La présente invention a été décrite sous forme d'un exemple de cartouche d'encre à charger dans le chariot d'une imprimante couleur ainsi que d'un exemple d'un dispositif de chargement d'une telle cartouche. Il va sans dire que l'invention s'applique non seulement aux imprimantes monochromes, mais aussi aux imprimantes des types ayant une cartouche d'encre sur un côté ou sur les deux côtés du corps principal d'imprimante.
Non seulement une portion de guidage s'étendant parallèlement à l'aiguille d'alimentation d'encre d'une tête d'impression est disposée sur une face de l'élément de chargement de la cartouche, mais aussi l'élévateur qui supporte une portion de la cartouche du côté de l'orifice d'alimentation d'encre peut être mobile sur la portion de guidage lors des opérations d'ouverture et de fermeture d'un corps de couvercle de chariot. Ainsi, seulement par l'ouverture ou la fermeture du corps de couvercle, la cartouche d'encre qui est supportée par l'élévateur peut être chargée ou déchargée directement sur l'aiguille d'alimentation d'encre.
Ainsi, non seulement on évite de briser l'aiguille d'alimentation d'encre, mais aussi si la cartouche d'encre est introduite selon une mauvaise orientation, la cartouche d'encre ne peut s'engager sur une portion de support, ce qui en fait empêche d'ouvrir ou fermer le corps de couvercle. Ainsi, l'utilisateur est immédiatement avisé de cette erreur de chargement.
Ensuite, la cartouche d'encre peut être chargée ou déchargée avec une portion de sa surface de fond, du côté de l'orifice d'alimentation d'encre, et non une surface latérale, qui est supportée. Ainsi la portion en saillie sur la surface latérale du chariot peut être diminuée afin d'augmenter la capacité d'encre, les dimensions de l'élément de chargement de la cartouche, c'est-à-dire la largeur du chariot est diminuée, ce qui en fait contribue à diminuer les dimensions de l'imprimante elle-même.