FR2707920A1 - Système de remplissage automatique d'encre pour des cartouches jetables à jet d'encre. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de remplissage d'encre pour une imprimante à jet d'encre. Le système (110) comprend une cartouche jetable autonome (112) à jet d'encre qui comprend une tête d'impression (122) et un récipient (124) d'alimentation en encre qui contient une quantité d'encre sous une pression négative donnée. Un réservoir d'encre (114) emmagasine une seconde quantité d'encre et est relié au récipient (124) par un tube (116). Le réapprovisionnement en encre du récipient (124) s'effectue par des moyens préservant la pression négative dans la cartouche (112). Domaine d'application: Imprimantes à jet d'encre, etc.

Description

L'invention concerne de manière générale les imprimantes à jet d'encre.

L'invention concerne plus par-

ticulièrement un système de remplissage automatique d'encre pour des cartouches jetables à jet d'encre, qui remplit les5 cartouches à jet d'encre d'une manière préservant les propriétés hydrodynamiques de la cartouche.

Les imprimantes et traceurs à jet d'encre sont bien connus. La qualité de l'impression de ces imprimantes

dépend du fonctionnement constant et satisfaisant des têtes10 d'impression à jet d'encre qui sont sujettes à l'engorgement et aux défaillances avec le temps. Pour résoudre les pro-

blèmes de détérioration des têtes d'impression à jet d'encre avec le temps, il est nécessaire de remplacer périodiquement les têtes d'impression. Les solutions anciennes de ce15 problème consistaient à remplacer uniquement la tête d'im- pression comme montré, par exemple, dans le brevet des Etats-

Unis d'Amérique n 4 074 284. Plus récemment, on a développé des cartouches jetables à jet d'encre pour résoudre ce problème comme décrit, par exemple, dans les brevets des20 Etats-Unis d'Amérique n 4 500 895, 4 921 811, 4 931 812 et

182 579.

Des cartouches jetables à jet d'encre de ce type sont conçues pour fonctionner pendant une durée de vie utile telle que les éléments de tête fonctionnent pendant un pourcentage très élevé du temps (par exemple 99 % du temps) de vie de la cartouche jetable. Pour assurer le maintien de ce niveau de comportement exigeant, les cartouches jetables classiques à jet d'encre contiennent une quantité d'encre prédéterminée pouvant être utilisée pour être distribuée au moyen de la tête d'impression. La quantité d'encre maximale contenue dans la cartouche jetable dépend de la quantité d'impressions réalisées par les éléments de la tête d'impression avant une défaillance pour fonctionner au taux très élevé de performance. Une fois que la quantité d'encre prédéterminée de la cartouche est utilisée, la cartouche

entière à jet d'encre est jetée.

Bien que l'utilisation de cartouches jetables ait

garanti efficacement la qualité de l'impression des impri-

mantes à jet d'encre au taux de défaillance imposé par la cartouche jetable particulière, il existe de nombreuses applications d'impression pouvant tolérer un taux potentiel plus élevé de défaillance en échange d'une période de fonctionnement prolongée de la tête d'impression à jet d'encre. Malheureusement, lorsque l'encre des cartouches jetables existantes à jet d'encre est épuisée, la tête d'impression fonctionne encore convenablement dans la grande majorité des cas. Le fait de jeter des cartouches à jet d'encre dont les têtes d'impression fonctionnent encore

convenablement gaspille les ressources. De plus, le remplace-

ment fréquent des cartouches à jet d'encre demande du temps

et du travail pour des applications à de grandes impressions.

Par conséquent, de nombreux utilisateurs ont fait appel à un remplissage des cartouches à jet d'encre pour prolonger la

durée de vie utile des têtes d'impression.

Le remplissage manuel des cartouches à jet d'encre peut être une opération salissante et dangereuse qui demande une habileté mécanique importante. Pour remplir manuellement une cartouche à jet d'encre, l'utilisateur doit accéder au récipient d'alimentation en encre d'origine se trouvant dans la cartouche à jet d'encre et doit pomper, verser ou autrement introduire à force de l'encre dans ce35 récipient d'alimentation. L'accès à l'un quelconque des raccords d'encre expose l'utilisateur à l'encre et l'encre à une contamination. De plus, l'utilisateur peut introduire par inadvertance des bulles d'air dans le système, ce qui affecte l'écoulement de l'encre et son aptitude à produire une impression nette et régulière.5 Des systèmes automatiques d'alimentation et de remplissage d'encre pour des imprimantes à jet d'encre qui n'utilisent pas de cartouches jetables à jet d'encre sont

habituellement connus. Des systèmes automatiques d'alimenta-

tion et de remplissage d'encre peuvent être classés soit en systèmes passifs de remplissage qui font appel à la pesanteur ou à des différences de pression pour faire circuler l'encre dans le système, soit en systèmes actifs qui utilisent un certain type de pompe ou d'assistance mécanique pour déplacer

l'encre dans le système.

Les systèmes actifs de remplissage d'encre ont été utilisés soit avec un système d'alimentation continu en

encre, par exemple comme décrit dans les brevets des Etats-

Unis d'Amérique n 4 399 466, n 4 462 037 et n 4 680 696, soit dans un système d'alimentation en encre à la demande, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 074 284 et n 4 432 005. La raison principale pour laquelle ces types de systèmes actifs de remplissage d'encre ne sont pas utiles pour le remplissage d'une cartouche jetable à jet d'encre est que ces systèmes ont des têtes d'impression qui font appel à des conditions hydrodynamiques atmosphériques ou à pression positive pour fournir de l'encre aux buses

d'impression. Il est donc habituel que le système de remplis-

sage d'encre comporte un orifice de rétroaction ou de sortie sur la tête d'impression pour empêcher l'état ou la condition hydrodynamique de la tête d'impression de tomber au-dessous

de la pression atmosphérique.

Les systèmes passifs de remplissage d'encre utilisaient la pesanteur pour l'alimentation en encre sous la commande d'une valve à trois voies pour amener de l'encre d'un réservoir d'encre à un récipient d'alimentation en encre faisant partie d'une unité remplaçable unique portée par le chariot d'impression comme décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 959 667. Des versions anciennes de ce type de système de distribution d'encre pour une unité remplaçable simple sont montrées, par exemple, dans5 les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 714 937 et 4 885 595. Ce procédé peut être utile lorsque les têtes d'impression impriment verticalement et que le réservoir d'encre peut être placé en arrière des têtes d'impression et au-dessus du récipient d'alimentation en encre. Lorsque les

têtes d'impression impriment sur une grande surface horizon-

tale, la performance des têtes d'impression est cependant fortement diminuée si le poids et le volume d'un grand réservoir d'encre nécessitent que ce dernier soit supporté par le chariot d'impression pendant qu'il se déplace devant

le support d'impression.

Pour toutes ces raisons, pratiquement tous les systèmes existants de remplissage d'encre à utiliser avec des cartouches jetables à jet d'encre impliquent un certain type de station-service qui remplit la cartouche à jet d'encre uniquement lorsque le chariot d'impression est à l'une ou l'autre des extrémités de l'axe d'impression de manière que les cartouches à jet d'encre puissent être garées à la station-service. Une fois la cartouche garée, le réservoir d'encre de la cartouche à jet d'encre est rapidement remplie et le chariot d'impression peut retourner vers son opération d'impression. Divers exemples de systèmes de remplissage d'encre du type à station-service pour cartouches jetables à jet d'encre sont montrés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 967 286, n 4 831 389, n 4 967 207, n

4 968 998, n 4 999 652 et n 5 136 305.

Deux problèmes fondamentaux se posent avec les

systèmes de remplissage d'encre du type à station-service.

Premièrement, la vitesse d'impression de l'imprimante à jet d'encre est diminuée par le temps demandé pour effectuer l'opération de garage et de remplissage. Deuxièmement et surtout, pour minimiser le temps de l'opération de garage et de remplissage, l'encre est rapidement transférée à la cartouche à jet d'encre sous une pression qui dépasse habituellement les propriétés hydrodynamiques nominales de la cartouche à jet d'encre. En conséquence, les têtes d'impres-5 sion peuvent présenter des fuites ou des suintements pendant l'opération de remplissage. Des problèmes de fuite ou de suintement de l'encre sont décrits, par exemple, par Ertuk E. et collaborateurs dans "Ink Retention in a Color Thermal

Inkjet Printer", Hewlett-Packard Journal, août 1988, pp. 41-

44. Bien que l'utilisation de cartouches jetables à jet d'encre ait notablement augmenté la qualité d'impression des imprimantes à jet d'encre, cette amélioration de la qualité d'impression a été obtenue au prix d'un gaspillage important des ressources sous la forme de cartouches à jet d'encre vides dont les têtes d'impression disposent encore de longues- périodes de vie utile. Les techniques actuelles pour remplir les cartouches jetables à jet d'encre sont affectées de nombreux inconvénients. Par conséquent, un système de remplissage automatique d'encre pour des cartouches jetables à jet d'encre, améliorant les techniques actuelles de remplissage des cartouches jetables à jet d'encre, serait

très apprécié.

L'invention concerne un système de remplissage d'encre en continu pour une imprimante à jet d'encre qui utilise des cartouches jetables à jet d'encre ayant une première capacité prédéterminée en encre. Un réservoir d'encre qui est extérieur à un chariot d'impression sur lequel sont montées des cartouches jetables à jet d'encre, contient une seconde capacité prédéterminée en encre qui remplit en continu un récipient d'encre à l'intérieur de la cartouche jetable à jet d'encre au moyen d'une différence de pression passive entre le récipient d'encre et le réservoir d'encre, qui aspire une quantité d'encre nécessaire à partir

du réservoir d'encre. Cette cartouche jetable à jet d'encre peut être montée de façon amovible dans le chariot d'impres-

sion et constitue une unité autonome ayant une tête d'impres-

sion et un récipient d'alimentation en encre maintenu à une pression négative, qui fournit la première quantité d'encre à la tête d'impression. Le réservoir d'encre emmagasinant la seconde quantité d'encre qui réapprovisionne le récipient d'alimentation en encre est limité à un certain multiple de la première quantité d'encre au-dessus du duquel ladite tête d'impression ne fonctionne pas de façon fiable. Un tube raccorde le récipient d'alimentation en encre au réservoir10 d'encre pour transporter de l'encre entre les deux au moyen de la différence de pression entre le récipient d'encre et le réservoir d'encre. Un régulateur, pouvant être manoeuvré entre une position ouverte et une position fermée, est placé dans le tube pour commander l'écoulement d'encre depuis le réservoir d'encre vers le récipient d'alimentation en encre

lorsque le régulateur est dans la position ouverte.

Dans une forme préférée de réalisation, la seconde quantité d'encre emmagasinée dans le réservoir d'encre est un volume prédéterminé basé sur une viabilité choisie des têtes d'impression, qui est inférieure à la viabilité à très haute performance établie par la première quantité d'encre dans le récipient d'encre faisant partie de la cartouche à jet d'encre. En choisissant la capacité du réservoir d'encre en fonction de ces conditions, on peut prolonger la durée de vie utile des têtes d'impression jusqu'à 8 à 12 fois (par exemple 400 cm3) de ce que serait autrement la durée de vie de la cartouche jetable (par exemple 40 cm3). Dans une autre forme de réalisation, l'utilisateur peut sélectionner entre plusieurs secondes quantités d'encre (par exemple 200 à 600 cm3) pour choisir efficacement le niveau de viabilité pour une application

d'impression donnée.

Le réservoir d'encre de la forme préférée de réalisation est un récipient globalement rectangulaire ayant des côtés de forme trapézoïdale avec une grande extrémité qui est plus basse et plus profonde qu'une petite extrémité. Un sachet d'encre est fixé à l'intérieur du récipient et un tube est inséré dans le sachet d'encre pour aspirer de l'encre depuis le sachet vers le récipient d'alimentation en encre dans la cartouche jetable à jet d'encre. Le tube est égale-5 ment fixé à l'intérieur du fond du sachet d'encre à proximité de la grande extrémité. De cette manière, l'air n'entre pas dans le tube lorsque le sachet d'encre est presque vide. La cartouche jetable à jet d'encre de la forme préférée de réalisation peut être montée de façon amovible dans un chariot d'impression d'une imprimante à jet d'encre, lequel chariot se déplace latéralement par rapport à un support d'impression globalement horizontal. La cartouche

jetable à jet d'encre comporte un boîtier autonome, compre-

nant une tête d'impression ayant plusieurs jets d'encre et un récipient d'alimentation en encre maintenu à une pression négative qui fournit une première quantité d'encre à la tête d'impression. Le tube passe dans une ouverture située dans une surface supérieure du boîtier pour être raccordée à un

système de réservoir d'encre extérieur au chariot d'impres-

sion, qui fournit une seconde quantité d'encre au récipient d'alimentation en encre au moyen de la différence de pression entre le récipient d'encre et le réservoir d'encre, la seconde quantité d'encre étant plus grande que la première

quantité d'encre.

Pendant le fonctionnement de l'imprimante à jet d'encre, la différence de pression entre le récipient d'encre se trouvant dans la cartouche à jet d'encre et le réservoir d'encre est maintenue pendant que les têtes d'impression situées au voisinage du bas de la cartouche à jet d'encre expulsent un débit d'écoulement d'encre volumétrique. Il est apparu que l'action des buses à jet d'encre dans les têtes d'impression est capable d'aspirer une hauteur de fluide de ,08 à 7,62 cm sans que la qualité de l'image n'en soit

affectée. Dans une première forme de réalisation, le réci-

pient d'encre dans la cartouche à jet d'encre est réalisé sous la forme d'un récipient étanche et la différence de pression engendre une dépression qui aspire l'encre du réservoir d'encre vers le récipient d'encre dans la cartouche à jet d'encre. Dans une autre forme de réalisation, le récipient d'encre se trouvant dans la cartouche à jet d'encre n'est pas étanche, mais contient un élément en mousse qui établit la différence de pression par l'action capillaire de

la mousse.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un système passif de remplissage d'encre en continu pour des cartouches jetables à jet d'encre selon une première forme de l'invention, diverses parties étant représentées en traits tiretés; la figure 2 est une vue en perspective du système passif de remplissage d'encre montré sur la figure 1, installé dans une imprimante à jet d'encre; la figure 3 est une vue de dessous d'un système actif de remplissage d'encre fonctionnant à la demande, montré sur la figure 6 et installé dans une imprimante à jet d'encre; la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un clapet de retenue à utiliser avec le système passif de remplissage d'encre montré sur la figure 1; la figure 5 est une vue en perspective d'un récipient-réservoir d'encre pour le système passif de remplissage d'encre montré sur la figure 1; la figure 6 est une vue schématique d'un premier mode d'exécution d'un système actif de remplissage d'encre fonctionnant à la demande pour des cartouches jetables à jet

d'encre selon une deuxième forme de réalisation de l'inven-

tion; la figure 7 est une vue en élévation avec coupe partielle d'une variante de réalisation d'un récipient réservoir tampon du système actif de remplissage d'encre montré sur la figure 6; la figure 8 est une vue partielle en coupe d'une variante de réalisation d'un mécanisme de pompage du système actif de remplissage d'encre montré sur la figure 6;5 La figure 9 est une vue schématique d'un second mode d'exécution d'un système actif de remplissage d'encre fonctionnant à la demande pour des cartouches jetables à jet d'encre selon une deuxième forme de réalisation de l'invention;10 la figure 10 est une vue en élévation avec

arrachement partiel d'une variante de réalisation du méca-

nisme capteur du système actif de remplissage d'encre montré sur la figure 9; et la figure 10A est une vue à échelle agrandie d'un

détail de la variante de réalisation de la figure 10.

La forme préférée de réalisation de l'invention comprend la forme de réalisation pour un système actif de remplissage d'encre et une forme de réalisation pour un système passif de remplissage d'encre. Bien qu'il existe des différences concernant les détails du mode d'exécution des deux formes de réalisation, on comprendra que chaque forme de réalisation comporte un mécanisme destiné à remplir un récipient d'alimentation en encre dans une cartouche jetable à jet d'encre à partir d'une réserve d'encre située à l'extérieur d'un chariot d'impression de l'imprimante à jet

d'encre. A la différence des systèmes de remplissage exis-

tants, du type à station-service, le remplissage de la cartouche jetable à jet d'encre selon l'invention a lieu pendant le fonctionnement de l'imprimante à jet d'encre, alors que le chariot d'impression se déplace devant le support d'impression. A la différence des systèmes de remplissage d'encre existants pour imprimantes à jet d'encre qui n'utilisent pas de cartouche jetable à jet d'encre, le remplissage du récipient d'alimentation en encre dans la cartouche à jet d'encre est réalisé d'une manière préservant les propriétés hydrodynamiques particulières de la cartouche

à jet d'encre.

On se réfère à présent aux dessins sur lesquels les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments sur les diverses vues. En référence à la figure 1, une première forme avantageuse de réalisation d'un système 110 de remplissage d'encre pour une imprimante à jet d'encre comprend de façon générale une cartouche jetable 112 à jet d'encre, un récipient réservoir d'encre 114, un système 116 de tubes de raccordement et un élément 118 de régulation

d'écoulement d'encre.

La cartouche jetable 112 à jet d'encre comprend de façon générale une tête d'impression 122 et un récipient 124 d'alimentation en encre faisant partie d'une unité autonome jetable qui présente une partie supérieure 126, une base 128, une face avant 130, une face arrière 132 et des côtés opposés 134 de cartouche. Comme décrit plus en détail

en association avec la description des figures 2 et 3, la

cartouche jetable 112 à jet d'encre est chargée dans une imprimante 102 à jet d'encre par montage de la cartouche 112 dans un chariot 104 d'impression qui se déplace latéralement par rapport à un support d'impression 106 orienté à peu près horizontalement. La tête d'impression 122 comprend plusieurs éléments 136 de tête qui sont connectés électriquement à une

unité de commande (non représentée) à l'intérieur de l'impri-

mante 102 à jet d'encre. Le récipient 124 d'alimentation en

encre est raccordé fonctionnellement à la tête 122 d'impres-

sion. Des procédés pour raccorder le récipient 124 d'alimen-

tation en encre à la tête 122 d'impression sont bien connus dans la technique comme montré, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 500 895, n 4 921 811 et n

4 931 812.

La cartouche jetable 112 à jet d'encre est une cartouche à jet d'encre à haute capacité, HP, n de produit 51626A, disponible auprès de HewlettPackard Company, ou une cartouche jetable équivalente à jet d'encre, comprenant des cartouches à jet d'encre à basse capacité HP comportant des blocs de mousse rapportés, telle que la cartouche n de produit 51608A. Dans une forme de réalisation à haute capacité, le récipient 124 d'alimentation en encre peut contenir au moins 40 cm3 d'encre. Dans une forme de réalisa-5 tion à faible capacité, le récipient 124 d'alimentation en encre contient environ 24 cm3 d'encre. Dans les deux formes

de réalisation, la cartouche 112 à jet d'encre a une pro-

priété hydrodynamique donnée telle qu'une pression négative

doit être maintenue entre la partie du récipient 124 d'ali-

mentation en encre en contact de fluide avec la tête 122 d'impression et l'atmosphère pour empêcher l'encre de fuir ou

de suinter des orifices des éléments 136 de la tête d'impres-

sion. Bien que cette propriété hydrodynamique de pression négative puisse varier entre différents types de cartouches à jet d'encre, il est habituel que la pression négative entre la partie du récipient 124 d'alimentation en encre en contact de fluide avec la tête d'impression 122 et l'atmosphère-soit d'au moins environ 11,5.103 Pa. On comprendra aussi que la propriété hydrodynamique de pression négative peut être maintenue soit au moyen d'une cartouche étanche, telle que la cartouche à haute capacité HP, soit en utilisant un élément rapporté en mousse ou en une matière analogue à de la mousse à l'intérieur du récipient 124 d'alimentation en encre, telle

que la cartouche à faible capacité HP.

En référence à présent à la figure 5, le réci-

pient-réservoir d'encre 114 est une boîte approximativement rectangulaire présentant une base 138, un dessus 140, une petite extrémité 142, une grande extrémité 144 et des côtés opposés 146 de réservoir. Les côtés du réservoir sont de forme trapézoïdale, car la base 138 du réservoir s'élève de la grande extrémité 144 jusqu'à la petite extrémité 142 du réservoir. Dans la forme préférée de réalisation, la base 138 du réservoir s'élève d'un angle de 5 à 15 par rapport à un plan horizontal et le récipient-réservoir d'encre 114 présente une longueur caractéristique de 12,7 à 17,78 cm, une largeur caractéristique de 5,04 à 10,16 cm, une petite extrémité ayant une hauteur caractéristique de 1,27 à

6,35 cm, et une grande extrémité ayant une hauteur caracté-

ristique de 3,81 à 8,85 cm. Le récipient-réservoir d'encre 114 présente une structure définissant un espace d'un volume suffisant pour contenir un sachet d'encre 148. On comprendra que les dimensions du récipient réservoir d'encre 114

puissent changer suivant la taille du sachet d'encre 148.

Dans la forme préférée de réalisation, le récipient réservoir d'encre 114 est formé d'un carton fort et rigide collé

fermement à la forme souhaitée.

Le sachet d'encre 148 est une enveloppe flexible et tissée montée par collage sur une surface intérieure inférieure de la base 138 du réservoir à proximité immédiate de la grande extrémité 144. Dans la forme préférée de réalisation, le sachet d'encre 148 est formé d'un polymère flexible et élastique ayant l'aspect d'une mince feuille métallique. Le sachet d'encre 148 est d'une taille suffisante

pour contenir un volume d'encre prédéterminé qui est plu-

sieurs fois supérieur au volume d'encre contenu dans le récipient 124 d'alimentation en encre. Dans la forme préférée de réalisation, les volumes d'encre prédéterminés sont des valeurs qui sont des multiples du volume d'encre emmagasiné dans le récipient 124 d'alimentation en encre, pouvant atteindre environ 400 à 600 cm3 d'encre pour un volume

d'encre de 40 cm3 contenu dans le récipient 124 d'alimenta-

tion en encre. On comprendra que le sachet d'encre 148 est utilisé principalement pour empêcher tout déversement d'encre pendant la manipulation du système 110 par l'utilisateur et qu'il n'est pas demandé au sachet d'encre 148 de produire la différence de pression nécessaire au fonctionnement du système. En référence de nouveau à la figure 1, le système 116 de canalisation de raccordement comprend un ou plusieurs tronçons d'un tube très souple 160 s'étendant du récipient 124 d'alimentation en encre jusqu'au récipient-réservoir d'encre 114. Dans une forme préférée de réalisation, le tube flexible 160 est inséré dans une ouverture 127 du dessus 126 de la cartouche et est avancé jusqu'à un point o une extrémité distale 161 du tube flexible 160 est placée approximativement au fond du récipient 124 d'alimentation en5 encre. Le tube flexible 160 est collé à l'ouverture 127,

fermant ainsi de façon étanche le récipient 124 d'alimenta-

tion en encre et protégeant des contraintes le tube flexible 160. Dans une autre forme de réalisation comme montré sur la figure 1, le système 116 de tubes de raccordement comprend un tube façonnable mais rigide 162, un tube flexible et un raccord étanche 166. Le tube rigide 162 est inséré dans le récipient 124 d'alimentation en encre à travers le dessus 126 de la cartouche, à proximité immédiate de la face arrière 132 de la cartouche et de l'un des côtés opposés 134 de la cartouche, et il descend à l'intérieur du récipient 124

d'alimentation en encre. Le tube rigide 162 est relié au-

dessus 126 de la cartouche par un joint étanche à l'air et il

comprend un dispositif approprié de soulagement de contrain-

te. Le tube rigide 162 comprend un tronçon supérieur 164

s'étendant vers le haut et à peu près horizontalement au-

dessus de la partie supérieure 126 de la cartouche. Dans

cette forme de réalisation, le tube 160 est relié fonction-

nellement au tronçon supérieur 164 du tube rigide 162 par le raccord étanche 166. Dans cette forme de réalisation, le raccord étanche 166 est un cylindre creux d'un diamètre légèrement supérieur à celui du tube 162 et du tube 160, qui renferme et recouvre l'extrémité supérieure 164 du tube 162 et celle du tube 160 pour former un joint permanent étanche

à l'air.

Le tube flexible 160 présente une extrémité 172 située du côté du réservoir. Dans la forme préférée de réalisation, le tube 160 présente un diamètre extérieur d'environ 0,3175 cm et un diamètre intérieur compatible avec des raccords de tube de 0,1588 cm. L'extrémité réservoir 172 pénètre dans le sachet d'encre 148 à travers une ouverture 171 et est reliée au sachet d'encre 148 le long d'une surface inférieure intérieure à proximité de la grande extrémité 144 du réservoir. De même qu'avec le récipient 124 d'alimentation en encre, l'extrémité réservoir 172 dans le récipient réservoir d'encre 114 est pourvue d'un dispositif approprié de soulagement de contrainte. Dans une forme préférée de réalisation, le soulagement de contrainte est réalisé par la fixation d'une partie de l'extrémité réservoir 172 autour de la circonférence d'un petit disque 173 ayant un diamètre10 supérieur à celui de l'ouverture 171, qui est placé à l'intérieur du réservoir d'encre 114, mais à l'extérieur du sachet d'encre 148, sur la petite extrémité 142 à proximité

de l'ouverture 171, par exemple.

Dans la forme préférée de réalisation, l'élément 118 de régulation de l'écoulement d'encre est un robinet d'arrêt 174. Comme le comprendra l'homme de l'art, le robinet d'arrêt 174 peut être de tout type pouvant être manoeuvré entre une position ouverte et une position fermée de manière que de l'encre puisse s'écouler dans le système 116 de tubes lorsque le robinet d'arrêt 174 est dans la position ouverte et que l'encre ne s'écoule pas dans le système 116 de tubes lorsque le robinet d'arrêt 174 est dans la position fermée, par exemple un robinet d'arrêt sphérique quart de tour classique. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 1, le robinet d'arrêt 174 comprend une structure définissant unegouttière 167 pour tube et une roue de pression 178. La gouttière 176 pour tube comporte un fond incliné 180 et des parois latérales opposées 182. Le fond 180 de la gouttière s'élève d'une première extrémité 184 de la gouttière 176 jusqu'à une seconde extrémité opposée 186. La gouttière 176 est d'une largeur et d'une profondeur suffisantes, à la première extrémité 184, pour supporter le tube 160 et au moins la moitié de la roue 178 de pression. A la seconde

extrémité 186, la profondeur de la gouttière 176 est in-

férieure à celle présente à la première extrémité 184 et est suffisante pour supporter la roue 178 de pression de manière que cette dernière pince le tube 160 contre le fond 180 de la gouttière pour empêcher l'encre de s'écouler dans le tube 160. Un avantage du robinet d'arrêt 174 par rapport à certains autres types de robinet d'arrêt est que ce robinet d'arrêt 174 ne nécessite pas de couper le tube 160 pour sa mise en place. En référence à la figure 4, un clapet de retenue optionnel 190, à utiliser avec le réservoir d'encre 114, est représenté. Le clapet de retenue 190 est destiné à être inséré dans un tube d'un diamètre extérieur de 0,3175 cm et est formé d'une moitié supérieure 192 et d'une moitié inférieure 194 entre lesquelles une bille 196 peut flotter

dans une chambre intérieure 198. Dans cette forme de réalisa-

tion, la bille 196 a un diamètre de 0,3175 cm et est réalisée en polypropylène de manière que la pression demandée pour actionner le clapet de retenue 190 soit très faible. En fonctionnement normal, la bille 196 flotte vers le siège de la moitié supérieure 192 et est poussée vers le bas par un écoulement d'encre en réponse à une variation de pression engendrée par la mise en marche des têtes d'impression, par exemple. Dans le cas o le récipient réservoir d'encre se vide, et o une bulle d'air pénètre dans les tubes 116, la bille 196 descend jusqu'au siège de la moitié inférieure 194 et empêche l'introduction d'air dans la cartouche 112 à jet d'encre. Le clapet de retenue 190 peut être placé soit à l'intérieur du réservoir d'encre 114, soit à l'extérieur du

réservoir d'encre 114, mais en amont du robinet d'arrêt 174.

Dans une variante de réalisation, le siège de la moitié inférieure 194 ne réalise pas une obturation étanche et le clapet de retenue ne s'oppose à aucun écoulement d'encre vers l'avant. Dans cette forme de réalisation, le sachet d'encre 148 doit lui-même être fermé de façon étanche pour éviter une

perte de dépression à l'intérieur de la cartouche 112.

En fonctionnement, la forme de réalisation passive du système de remplissage d'encre 110 est amorcée par un positionnement de l'élément 118 de régulation d'écoulement d'encre en position ouverte et un remplissage du sachet d'encre 148 à partir d'une source extérieure. Ensuite, le système de tubes 116 est purgé de la totalité de l'air. Puis une cartouche jetable 112 à jet d'encre est élevée ver-5 ticalement jusqu'à un niveau situé à au moins 5 à 7,5 cm au- dessus du niveau de l'encre dans le sachet d'encre 148 pour permettre le développement d'une pression négative suffisante à l'intérieur de la cartouche jetable à jet d'encre pour empêcher l'encre de fuir. Puis on place l'élément 118 de régulation d'écoulement en position fermée. L'amorçage du système passif 110 de remplissage d'encre minimise la présence d'air indésirable dans le système 110 de remplissage d'encre en continu et le ferme de façon étanche à toute contamination. L'utilisateur reçoit le système passif 110 de remplissage d'encre prêt à être installé dans l'imprimante

102 à jet d'encre.

En référence aux figures 2 et 3, l'imprimante 102 à jet d'encre comprend un chariot 104 d'impression pourvu de plusieurs supports 105 de cartouche, un support 107 de réservoir, un bâti 108 de ligne d'encre et une platine 109 d'impression. Une cartouche jetable 112 à jet d'encre est installée dans un support 105 de cartouche et est alignée avec d'autres cartouches jetables analogues 112 à jet d'encre

de manière que chaque tête d'impression 122 soit placée au-

dessus et à proximité immédiate de la platine 109 d'impres-

sion et qu'elle soit alignée avec chaque autre tête d'impres-

sion 122. Le récipient réservoir d'encre 114 pour la car-

touche jetable 112 à jet d'encre est placé dans une cloison correspondante dans le support 107 de réservoir. Le système 116 de tubes s'étend entre le récipient 124 d'alimentation en encre de la cartouche 112 jetable à jet d'encre et le récipient réservoir d'encre 114 en passant dans le bâti 108 de ligne d'encre. La platine 109 d'impression supporte du papier ou d'autres supports d'impression 106 sur lesquels un motif prédéterminé doit être imprimé sous la commande d'une

unité de cormande (non représentée).

Dans une forme de réalisation, le support 107 de réservoir est placé de manière que le fond du récipient réservoir d'encre 114 soit à une distance d'environ 5,08 cm à 7,62 cm au-dessous du fond du récipient 124 d'alimentation en encre dans la cartouche jetable 112 à jet d'encre. Ceci maintient efficacement la même pression passive que celle que la forme de réalisation passive du système de remplissage d'encre 110 avait lorsqu'elle a été chargée initialement. Dans une variante de réalisation dans laquelle une action10 capillaire est utilisée pour engendrer la différence de pression entre le récipient réservoir d'encre 114 et le récipient 124 d'alimentation en encre, le support 107 de réservoir est placé de façon que le fond du récipient réservoir d'encre 114 soit essentiellement au niveau du fond15 du récipient 124 d'alimentation en encre dans la cartouche jetable 112 à jet d'encre. Ceci est possible car l'action capillaire de la mousse engendre une chute de pression suffisante pour maintenir une pression négative dans la

cartouche 112 à jet d'encre. Dans les deux formes de réalisa-

tion passives du système 110 de remplissage d'encre, une pression différentielle passive est utilisée pour faire

passer l'encre du récipient réservoir d'encre 114 au réci-

pient 124 d'alimentation en encre sans aide mécanique quelconque sous la forme de pompes, etc. Pour amorcer l'écoulement d'encre depuis le récipient réservoir d'encre 114 jusqu'au récipient 124 d'alimentation en encre en passant par le système 116 de tubes, l'utilisateur place l'élément 118 de régulation d'écoulement d'encre en position ouverte. De l'encre s'écoule du récipient réservoir d'encre 114 vers le récipient 124 d'alimentation en encre sous l'effet de la différence de pression entre le récipient d'encre 124 et le réservoir d'encre 114 avançant dans la dépression engendrée dans le système 116 de tubes pendant le processus d'amorçage. Dans la forme préférée de réalisation, l'encre sort du système 110 de remplissage d'encre en continu à travers la tête d'impression 122 lorsque les éléments d'impression 136 sont excités d'une manière bien connue dans la technique. La structure étanche,

hermétique au liquide et autonome du système 110 de remplis-

sage pour jet d'encre maintient le réapprovisionnement continu en encre tant que l'élément 118 de régulation d'écoulement est dans la position ouverte. Le fond incliné 138 du récipient-réservoir d'encre 114 utilise la pesanteur pour maintenir l'encre en contact avec l'extrémité réservoir

172 du tube 160 pendant que le sachet 148 se vide.

L'absence de pièces mécaniques mobiles, telles qu'une pompe ou des soupapes mécaniques, rend la forme de réalisation passive du système 110 de remplissage pour jet

d'encre moins sujette aux défaillances mécaniques. La struc-

ture autonome de la forme de réalisation passive du système 110 de remplissage pour jet d'encre permet au système d'être aisé à utiliser et à mettre en place et minimise le risque de déversement ou de contamination de l'encre. Le système passif de remplissage pour jet d'encre fournit un écoulement d'encre constant et fiable à la tête d'impression 122, en sorte que la durée de vie utile des cartouches jetables

classiques 112 d'impression à jet d'encre est prolongée au-

delà de leur date d'expiration prévue initialement.

Dans une forme de réalisation active de la présente invention, de l'encre est transférée d'un récipient réservoir d'encre 114 extérieur 114 à une cartouche 112 à jet d'encre par une pompe mécanique ou analogue, et non par une pression différentielle passive. Deux exécutions différentes

du système actif 110 de remplissage d'encre seront décrites.

Les deux formes de réalisation utilisent un corps en mousse pour maintenir l'état hydrodynamique à pression négative de la cartouche 112 à jet d'encre; cependant, dans une première forme de réalisation, le corps en mousse est extérieur à la cartouche 112 à jet d'encre, alors que dans une seconde forme de réalisation, le corps en mousse est à l'intérieur de la

cartouche 112 à jet d'encre.

En référence à présent à la figure 6, une première exécution d'une forme de réalisation active d'un système automatique 110 de remplissage d'encre fonctionnant à la demande pour des cartouches jetables à jet d'encre utilisées avec une imprimante à jet d'encre comprend globale- ment une cartouche jetable 112 à jet d'encre ayant une propriété hydrodynamique à pression négative, un réservoir tampon 113, un récipient réservoir extérieur d'encre 114, un mécanisme à pompe 115, et un système de tubes 116 de raccor-10 dement, un capteur 117 de niveau d'encre, un élément 118 de régulation d'écoulement d'encre et un dispositif 119 de

détection et de réglage du niveau de l'encre.

De même qu'avec la forme de réalisation passive, la cartouche jetable 112 à jet d'encre comprend globalement une tête d'impression 122 et un récipient 124 d'alimentation en encre faisant partie d'un bloc autonome jetable qui présente un dessus 126, une base 128, un côté avant 130, un côté arrière 132 et des côtés opposés 134 de cartouche. Dans cette exécution de la forme de réalisation active du système 110 de remplissage d'encre, la cartouche jetable 112 à jet d'encre est une cartouche d'impression à haute capacité H-P disponible auprès de la firme Hewlett-Packard Company, ou une cartouche à jet d'encre jetable équivalente pourvue d'un récipient d'alimentation en encre pouvant contenir au moins 40 cm3 d'une première quantité d'encre. La cartouche jetable 112 à jet d'encre est chargée dans une imprimante à jet d'encre d'une manière similaire, en détail, à celle montrée

sur les figures 2 et 3 et décrite précédemment.

Le réservoir tampon 113 est un dispositif tampon à pression de fluide monté extérieurement à la cartouche jetable 112 à jet d'encre, en tant qu'unité autonome qui comprend de façon générale un récipient 200 d'alimentation en encre présentant un dessus 201, un fond 202, des côtés opposés 203, une extrémité avant 204 et une extrémité arrière 205, avec une petite ouverture 206 à travers laquelle la seconde quantité d'encre peut être aspirée dans un tube flexible 210 pour réapprovisionner la première quantité d'encre dans la cartouche 112 à jet d'encre. Le récipient 200 d'alimentation en encre a un volume suffisant pour contenir une quantité de mousse capillaire 207 ayant des propriétés5 hydrodynamiques connues et une seconde quantité d'encre. L'action induite par la mousse capillaire 207 engendre une

petite différence de pression à l'intérieur du récipient 200 d'alimentation en encre, laquelle différence est suffisante pour préserver la pression négative dans la cartouche jetable10 112 à jet d'encre pendant l'opération de réapprovisionnement.

Le réservoir d'encre extérieur 114 est monté

extérieurement au chariot d'impression sur lequel la car-

touche jetable 112 à jet d'encre et le réservoir tampon 113 sont montés et il comprend de façon générale un récipient 220 d'alimentation en encre sous la forme d'une unité autonome ou d'une unité pouvant être obturée de façon étanche et pourvue de pièces constitutives ou d'une unité pouvant être fermée, qui présente un fond 222, un dessus 224, des côtés opposés 226, une extrémité avant 228 et une extrémité arrière 230, et présente une petite ouverture 232 à travers laquelle une troisième quantité d'encre peut être aspirée dans un tube flexible 212 pour réapprovisionner la deuxième quantité d'encre dans le réservoir tampon 113. Le réservoir d'encre extérieur 114 présente une ouverture plus grande 149 pour réapprovisionner manuellement la troisième quantité d'encre

et il peut comporter un évent 147 de mise à l'atmosphère.

Dans la forme préférée de réalisation, le réservoir d'encre 114 comprend un récipient 148 d'alimentation en encre comportant un sachet en matière plastique plissé, élastique, résistant au déchirement et repliable, qui présente un volume suffisant pour contenir la troisième quantité d'encre. Dans la forme préférée de réalisation, aucune ouverture 149 de grande dimension pour réapprovisionner la troisième quantité d'encre ni aucun évent 147 de mise à l'atmosphère ne sont

nécessaires. Dans une autre forme de réalisation, le réser-

voir d'encre extérieur 114 comporte une coque rigide destinée à contenir la deuxième quantité d'encre, réalisée en verre, en matière plastique ou en une autre matière pouvant être

convenablement façonnée. Dans cette forme de réalisation, une grande ouverture 149 pour réapprovisionner la troisième5 quantité d'encre et un évent 147 de mise à l'atmosphère sont nécessaires.

La pompe 115 est un mécanisme volumétrique quelconque de fabrication habituelle qui constitue un moyen suffisant et manoeuvrable pour transporter de l'encre dans le système de tubes 116 de raccordement, depuis le réservoir

d'encre extérieur 114 jusqu'au réservoir tampon 113.

Le système de tubes 116 de raccordement comporte trois ou plus de trois tronçons de tube 210, 211 et 212 s'étendant depuis la cartouche jetable 112 à jet d'encre jusqu'au réservoir tampon 113, jusqu'à la pompe 115 et jusqu'au réservoir extérieur d'encre 114. Dans la forme préférée de réalisation, les tubes flexibles 210, 211 et-212 sont très élastiques et présentent un diamètre extérieur d'environ 0,3175 cm et un diamètre intérieur compatible avec des raccords pour tube de 0,1588 cm, de norme NPT. Dans une autre forme de réalisation, certains ou la totalité des tubes

210, 211 et 212 peuvent être rigides.

Le capteur 117 de niveau d'encre comprend de

façon générale une tête de capteur pdsitionnée fonctionnelle-

ment à l'intérieur du récipient 200 d'alimentation en encre

du réservoir tampon 113, pénétrant dans une qualité supé-

rieure 208 et couplé fonctionnellement pour transmettre un signal à un dispositif 119 de détection et de réglage de niveau d'encre. Dans la forme préférée de réalisation, la tête 117 du capteur comporte deux électrodes à continuité montées dans l'un des côtés 203, 204 ou 205 du réservoir tampon 113. Dans une autre forme de réalisation, la tête 117 du capteur comporte deux électrodes à continuité montées dans l'un des côtés 130, 132 ou 134 de la cartouche 112 à jet d'encre. Bien que deux électrodes à continuité soient utilisées en tant que capteurs de la tête 117 de capteur, on comprendra que de nombreux types différents de têtes de capteur pour la détection de la présence ou de l'absence

d'encre peuvent être utilisés.

Comme l'homme de l'art le comprendra, le disposi-

tif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre utilise de façon générale des moyens suffisants et fonctionnels pour contrôler en continu l'état en cours du capteur 117 de niveau d'encre et pour détecter l'apparition d'un changement d'état résultant directement de la présence ou de l'absence d'encre dans le récipient 200 d'alimentation en encre ou dans le récipient 124 d'alimentation en encre, à la position du capteur. Dans la forme préférée de réalisation, un état de continuité électrique ou de résistance relativement faible est établie pour des électrodes 117' et 117" à continuité

lorsque de l'encre est présente à la position du capteur.

Inversement, un état de discontinuité électrique ou de résistance relativement élevée est établi pour les électrodes 117' et 117"I à continuité lorsque de l'encre est absente à la

position du capteur. -

Le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre utilise des moyens suffisants et fonctionnels pour amorcer des actions conformément à l'état en cours du capteur 117 de niveau d'encre. Dans la forme préférée de cette seconde forme de réalisation, le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre met en marche une pompe 115 lorsqu'un état de discontinuité électrique ou de résistance élevée est détecté, indiquant l'absence d'encre à la position du capteur. Inversement, le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre arrête la pompe 115

lorsqu'un état de continuité électrique ou de faible résis-

tance est détecté, indiquant la présence d'encre à la-

position du capteur.

En fonctionnement, lorsque le niveau de l'encre dans le récipient 200 d'alimentation en encre ou dans le récipient 121 d'alimentation en encre tombe au-dessous de la position des électrodes 117' et 117" à continuité du capteur, la continuité électrique est rompue par l'absence d'encre. Ce changement d'état est détecté par le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre, lequel dispositif met en marche la pompe 115 pour déclencher l'écoulement d'encre. De l'encre est amenée depuis la seconde quantité

d'encre dans le réservoir extérieur 114 d'encre pour réappro-

visionner la première quantité d'encre dans le récipient 200

d'alimentation en encre ou dans le récipient 124 d'alimenta-

tion en encre. Inversement, lorsque le niveau de l'encre dans le récipient 200 ou 124 d'alimentation en encre s'élève jusqu'à la position des électrodes 117' et 117" à continuité du capteur sous l'action de la pompe 115, la continuité électrique est rétablie par la présence de l'encre. Ce changement d'état est détecté par le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre, lequel dispositif

arrête la pompe 115 et fait cesser l'écoulement d'encre.

En référence toujours à la figure 6, dans la forme préférée de réalisation, le système de tubes 116 de raccordement comprend un tube façonnable mais rigide 162, un

tube flexible 210 et un raccord étanche 166 pour le raccorde-

ment sur la cartouche jetable 112 à jet d'encre. Le tube rigide 162 est inséré dans le récipient 124 d'alimentation en encre à travers le dessus 126 de la cartouche, à proximité immédiate du côté arrière 132 et de l'un des côtés opposés 134 de la cartouche, et il descend dans le récipient 124

d'alimentation en encre. Le tube rigide 162 est fixé au-

dessus 126 de la cartouche dans une ouverture 127 au moyen d'un joint hermétique à l'air et il comprend un dispositif approprié de soulagement de contrainte. Le tube rigide 162 comprend un tronçon supérieur 164 s'étendant vers le haut et à peu près horizontalement au-dessus de la partie supérieure 126 de la cartouche. Une extrémité proximale 210' du tube flexible 210 est reliée fonctionnellement à un tronçon

supérieur 164 du tube rigide 162 par le raccord étanche 166.

Le raccord étanche 166 est un raccord d'un diamètre légère- ment supérieur à celui du tube rigide 162 et du tube flexible 210, qui renferme et recouvre le tronçon supérieur 164 du tube rigide 162 et l'extrémité proximale 210' du tube flexible 210 pour former un raccord étanche non permanent, mais hermétique à l'air. Dans une autre forme de réalisation, l'extrémité proximale 210' du tube flexible 210 est intro- duite directement dans l'ouverture 127 du dessus 126 de la cartouche et est descendue à l'intérieur du récipient 124 d'alimentation en encre jusqu'à un point o l'extrémité proximale 210' est située approximativement au fond du récipient 124 d'alimentation en encre. Pour cette forme de réalisation, le tube flexible 210 est collé à l'ouverture 127, obturant de façon étanche la cartouche jetable 112 à jet

d'encre et réalisant un soulagement de contrainte approprié.

Le tube flexible 210 présente une extrémité

distale 210". Dans la forme préférée de réalisation, l'extré-

mité distale 210" pénètre dans le réservoir tampon 113 à travers une ouverture 206 dans le dessus 210, à proximité immédiate de l'extrémité avant 204 et de l'un des côtés opposés 203, s'étend vers le bas et est fixée au réservoir tampon 113 le long d'une surface intérieure du fond. Le tube flexible 210 est collé à l'ouverture 206, obturant ainsi de façon étanche le réservoir tampon 2013 et réalisant un soulagement de contrainte approprié. Dans une autre forme de réalisation montrée sur la figure 7, le tube rigide 162' est inséré dans le réservoir tampon 113 à travers le dessus 201 à proximité immédiate de l'extrémité avant 204 et de l'un des côtés opposés 203 et il s'étend vers le bas dans le réservoir tampon 113. Le tube rigide 162' est fixé au-dessus 201, à l'ouverture 206, d'une manière étanche à l'air et il comprend

un dispositif approprié de soulagement de contrainte.

L'extrémité distale 210" est reliée fonctionnellement au tube rigide 162' par un raccord étanche 209. Le raccord étanche 209 est un raccord qui forme un joint étanche non permanent,

hermétique à l'air.

En référence de nouveau à la figure 6, le tube flexible 211 présente une extrémité proximale 211'. Dans la forme préférée de réalisation, l'extrémité proximale 211' pénètre dans le réservoir tampon 113 à travers une ouverture 230 du dessus 201, à proximité immédiate de l'extrémité arrière 205 et de l'un des côtés opposés 203, et il s'étend à l'intérieur de la cavité 208 seulement dans la mesure demandée pour que de l'encre puisse pénétrer en s'écoulant librement dans la cavité 208. Le tube flexible 211 est collé à l'ouverture 230, obturant ainsi de façon étanche le réservoir tampon 113 et assurant un soulagement approprié des

contraintes.

Le tube flexible 211 présente une extrémité

distale 211"'. Dans la forme préférée de réalisation, l'extré-

mité distale 211" est raccordée fonctionnellement à un orifice 115" de sortie de la pompe 115. Similairement, le tube flexible 212 présente une extrémité proximale 212' raccordée fonctionnellement à l'orifice d'entrée 115' de la pompe 115. Dans une autre forme de réalisation montrée sur la figure 8, le tube flexible 211 et le tube flexible 212 sont constitués par un élément unique de tube flexible 211"', et de l'encre est transportée au moyen d'une pompe péristaltique "'. Dans cette forme de réalisation et comme l'homme de l'art le comprendra, la pompe péristaltique 115"' propulse l'encre par le tube flexible 211"' par des étranglements et des dilatations alternés des parois flexibles du tube, l'action liée à de telles pompes étant largement décrite dans

la littérature.

En référence de nouveau à la figure 6, le tube flexible 212 présente une extrémité distale 172. Dans la forme préférée de réalisation, l'extrémité distale 172 du tube flexible 212 est insérée dans une ouverture 173 du récipient 148 d'alimentation en encre et s'étend jusqu'à un point o l'extrémité distale 172 est située approximativement au fond du récipient 148 d'alimentation en encre. Le tube flexible 212 est collé ou autrement fixé de façon permanente à l'ouverture 173, assurant un soulagement approprié des contraintes. Des électrodes 117' et 117" à continuité passent dans une ouverture 231 et une ouverture 232 à l'extrémité arrière 205 du réservoir tampon 113 et pénètrent dans la cavité 208. Les électrodes 117' et 117" à continuité sont5 situées de façon à engendrer un intervalle entre les deux

électrodes, lequel intervalle produit une discontinuité élec-

trique en tant qu'état électrique normal et est situé de façon à ne pas faire obstacle à l'écoulement d'encre pendant une opération de réapprovisionnement. Il est évident que les positions des ouvertures 231 et 232 à l'extrémité arrière 205 du réservoir tampon 113 sont simplement établies pour des raisons de commodité lors de la conception et peuvent être

indépendantes des électrodes à continuité.

Le système de distribution et de remplissage automatique d'encre, fonctionnant à la demande, est d'abord raccordé de façon amovible à une cartouche jetable 112 à jet d'encre, au tronçon supérieur 164 du tube rigide 162 par l'extrémité proximale 210' du tube flexible 210, et il est relié de façon non permanente mais fonctionnelle, en un couplage hermétique à l'air, par le raccord étanche 166. Le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre est ensuite mis sous tension pour déclencher l'action du système automatique 110 de distribution et de remplissage

d'encre fonctionnant à la demande.

On comprendra que, lorsqu'il fonctionne sous tension, le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre contrôle en continu l'état en cours du capteur 117 de niveau d'encre, comprenant les électrodes 117' et 117" à continuité, et détecte l'apparition d'un changement d'état électrique par la suite de la présence ou de l'absence d'encre dans le récipient 200 d'alimentation en encre du réservoir tampon 113, à la position du capteur. En d'autres termes, lorsque de l'encre est initialement absente à la position du capteur par suite de l'état non amorcé du réservoir tampon 113, l'état résultant des électrodes 117' et

117" à continuité est celui d'une discontinuité électrique.

Dans la mise en marche de la forme préférée de réalisation, le système automatique de distribution et de remplissage d'encre fonctionnant à la demande est amorcé lorsque, par suite de l'absence d'encre à l'intérieur du5 réservoir tampon 113, un état de discontinuité électrique en résulte qui est détecté par le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre, lequel dispositif met en marche la pompe 115 pour fournir la deuxième quantité d'encre. Une pression différentielle active est induite à l'intérieur du10 système 110 de distribution et de réapprovisionnement en encre par l'action volumétrique de la pompe 115 qui aspire librement de l'encre depuis la troisième quantité d'encre dans le réservoir d'encre extérieur 114 et la transporte le

long des canaux intérieurs du système de tubes 116 de raccor-

dement jusqu'au réservoir tampon 113 o elle pénètre, par l'ouverture 230 dans le dessus 201, dans le récipient 200 d'alimentation en encre, amenant le réservoir tampon -113 à se remplir de la seconde quantité d'encre. Lorsque le niveau de l'encre dans le récipient 200 d'alimentation en encre du

réservoir tampon 113 s'élève jusqu'à la position des élec-

trodes 117' et 117" à continuité du capteur sous l'action de la pompe 115, un état de continuité électrique est établi entre les électrodes 117' et 117" à continuité et est détecté par le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre, lequel dispositif arrête la pompe 115 et l'écoule- ment de l'encre. La distribution d'encre est réalisée, le système est amorcé et il est à présent prêt pour une opéra- tionautomatique de réapprovisionnement à la demande. Lorsque la forme préférée de réalisation continue de fonctionner, de l'encre sort de la cartouche jetable 112 à jet d'encre à travers la tête 122 d'impression au moment o les éléments d'impression 136 sont excités d'une manière bien connue dans la technique. L'action d'éjection de la tête d'impression 122 pendant une opération d'impression élimine une certaine partie de la première quantité d'encre dans le récipient 124 d'alimentation en encre, réduisant le volume d'encre dans ce dernier et amenant, sous l'effet de la pression négative engendrée dans ce récipient, de l'encre à être soutirée librement depuis la seconde quantité d'encre dans le réservoir tampon 113 par l'intermédiaire du tube flexible 210 pour réapprovisionner la première quantité d'encre sur une base continue à partir de la seconde quantité d'encre. En un certain point, une partie de la seconde quantité d'encre dans le réservoir tampon 113 est épuisée à un degré suffisant pour amener le niveau de l'encre dans le réservoir tampon 113 à descendre au-dessous de la position des électrodes 117' et 117" à continuité du capteur. La continuité décrite entre les électrodes 117' et 117" à continuité est rompue et ce changement d'état est détecté par le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre, lequel dispositif met en marche la pompe 115 pour l'alimentation en encre. Comme précédemment, lorsque le niveau de l'encre dans le récipient 200 d'alimentation en encre s'élève jusqu'à la position des électrodes 117' et 117" à continuité du capteur sous l'effet de l'action de la pompe , un état de continuité électrique est rétabli entre les deux électrodes et est détecté par le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre, lequel dispositif

arrête la pompe 115 et l'écoulement de l'encre.

En référence à présent à la figure 9, un second

mode d'exécution de la forme de réalisation active, fonction-

nant à la demande, du système 110 de remplissage d'encre pour des cartouches jetables à jet d'encre à utiliser avec une imprimante à jet d'encre comprend de façon générale une

cartouche jetable 112 à jet d'encre du type à mousse capil-

laire qui est ventilée à l'atmosphère, un réservoir d'encre extérieur 114, une pompe 115, un système de tubes 116 de raccordement, un capteur 117 de niveau d'encre, un régulateur 118 d'écoulement d'encre et un dispositif 119 de détection et

de réglage du niveau d'encre.

La cartouche jetable 112 à jet d'encre comprend de façon générale une tête d'impression 122 et un récipient 124 d'alimentation en encre faisant partie d'une unité autonome jetable qui présente un dessus 126, un fond 128, un côté avant 130, un côté arrière 132 et des côtés opposés 134 de cartouche. Le récipient 124 d'alimentation en encre a un volume suffisant pour contenir une quantité de mousse capillaire 123 ayant des propriétés hydrodynamiques connues et une première quantité d'encre. Sous l'action induite par10 la mousse capillaire 123, une petite différence de pression est engendrée à l'intérieur du récipient 124 d'alimentation en encre entre la première quantité d'encre directement disponible pour la tête d'impression 122 et l'atmosphère, laquelle différence de pression est suffisante pour empêcher l'encre de suinter à travers les orifices de la tête. Dans la forme préférée de réalisation, la cartouche jetable 112 à jet

d'encre est une cartouche à jet d'encre à faible capacité H-

P, disponible auprès de la firme Hewlett-Packard Company, ou bien une cartouche jetable équivalente à jet d'encre ayant un récipient d'alimentation en encre pouvant contenir une première quantité d'encre d'au moins 24 cm3. La cartouche jetable 112 à jet d'encre est chargée dans une imprimante à jet d'encre d'une manière similaire à celle décrite en détail

et montrée sur les figures 2 et 3, décrites précédemment.

Le réservoir d'encre extérieur 114 est similaire, en détail, à celui du premier mode avantageux d'exécution, à la fois dans la forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation comme montré sur la figure 6

et décrit précédemment.

La pompe 115 est similaire, en détail, à celle du premier mode avantageux d'exécution, à la fois dans la forme

préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisa-

tion, comme montré sur la figure 6 et décrit précédemment.

* Le système de tubes 116 de raccordement est simi-

laire, en détail, à celui du premier mode avantageux d'exécu-

tion, à la fois dans la forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation, comme montré sur la figure 6 et décrit précédemment. Le capteur 117 de niveau d'encre est similaire, en détail, à celui du premier mode avantageux d'exécution, à la fois dans la forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation, sauf que le capteur 117 de niveau d'encre est placé dans le récipient 124 d'alimentation en encre de la cartouche jetable 112 à jet d'encre, comme montré sur la figure 9 et décrit ici. 10 Le dispositif 119 de détection et de réglage du niveau d'encre est similaire, en détail, à celui du premier avantageux d'exécution, à la fois dans la forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation, comme

montré sur la figure 6 et décrit précédemment.

En référence à la figure 9, dans la forme préférée de réalisation, l'extrémité proximale 162' du tube flexible 162 est insérée directement dans une ouverture 127 du dessus 126 de la cartouche et est avancée à l'intérieur du récipient 124 d'alimentation en encre uniquement sur la distance demandée pour que de l'encre puisse entrer en s'écoulant librement dans la cavité 124' afin de préserver la différence de pression induite par l'action de la mousse capillaire 123. Le tube flexible 162 est fixé à la cartouche jetable 112 à jet d'encre d'une manière convenable pour

assurer un soulagement approprié des contraintes.

En référence à la figure 10, dans une autre forme de réalisation du second mode avantageux d'exécution, un

raccord 240 de capteur comprend un tube 241 en acier inoxy-

dable qui constitue un premier élément de deux électrodes à continuité, surmonté d'une gaine isolante 242 en matière électriquement isolante, surmonté d'un tube 243 en acier inoxydable qui constitue le second élément de deux électrodes à continuité, tube dans lequel est formé une bride 244. Le raccord 240 de capteur comprend une partie supérieure 245 s'étendant vers le haut et globalement au-dessus de la partie supérieure 126 de la cartouche. Les tubes 241 et 243 sont isolés électriquement et reliés fonctionnellement à des conducteurs électriques 246. Le tube 241 est mis à découvert uniquement à l'extrémité distale du raccord 240 du capteur en un point au-dessous de l'extrémité distale du tube 243. Dans cette forme de réalisation, le raccord 240 du capteur est introduit dans la cartouche jetable 112 à jet d'encre à travers l'ouverture 127 du dessus 126 de la cartouche et descend à l'intérieur du récipient 124 d'alimentation en encre pour pénétrer sur une faible profondeur dans la mousse capillaire 128, jusqu'à une profondeur limitée par la bride 244. Les tubes 241 et 243 sont ainsi exposés à l'intérieur du récipient 124 d'alimentation en encre dans une position de capteur juste au-dessous de la surface supérieure de la mousse capillaire 128. Le raccord 240 du capteur est fixé à

la cartouche jetable 112 à jet d'encre d'une manière conve-

nable pour assurer un soulagement approprié des contraintes.

En référence de nouveau à la figure 9, l'extré- mité proximale 162' du tube flexible 162 est relié fonction-

nellement à une partie supérieure 245 du raccord 240 de20 capteur par un raccord étanche 165 d'une manière similaire, en détail, à celle du premier mode avantageux d'exécution, montré sur la figure 6 et décrit précédemment. Un étrangleur de débit d'écoulement volumétrique (non représenté) à l'intérieur du tube flexible 162 limite l'écoulement de l'encre dans le raccord 230 du capteur à un degré n'affectant pas la différence de pression induite dans le récipient 124 d'alimentation en encre par l'action de la mousse capillaire 123. Le tube flexible 162 présente une extrémité distale 162" qui est raccordée fonctionnellement à l'orifice " de sortie de la pompe 115 d'une manière similaire à celle décrite en détail pour le premier mode avantageux d'exécution, à la fois dans la forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation comme montré sur la

figure 6 et décrit précédemment.

Le tube flexible 164 présente une extrémité proximale 164' qui est raccordée fonctionnellement à l'ori-

fice d'entrée 115' de la pompe 115 d'une manière similaire, en détail, à celle du premier mode avantageux d'exécution, à5 la fois dans la forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation, comme montré sur la figure 6

et décrit précédemment.

Le tube flexible 164 présente une extrémité distale 172 qui est raccordée fonctionnellement au récipient réservoir d'encre extérieur 114 d'une manière similaire, en détail, à celle du premier mode avantageux d'exécution, à la fois dans la forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation, comme montré sur la figure 6 et décrit précédemment. Dans la mise en oeuvre, les caractéristiques de

fonctionnement de la seconde forme avantageuse de réalisa-

tion, à la fois dans sa forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation, sont similaires, en détail, à celles du premier mode avantageux d'exécution, comme montré sur la figure 6 et décrit précédemment, sauf que la seconde forme avantageuse de réalisation ne comporte pas de réservoir tampon. On comprendra que le réservoir d'encre extérieur 114 tel que montré sur la figure 9 contient la seconde quantité d'encre qui est soutirée librement par l'action de la pompe 115 pour amorcer initialement ou réamorcer ensuite la première quantité d'encre contenue dans le récipient 124 d'alimentation en encre de la cartouche jetable 112 à jet d'encre, ou pour réapprovisionner la première quantité d'encre pendant une opération d'impression. En ce qui concerne les autres points, le fonctionnement automatique à la demande de la seconde forme avantageuse de réalisation de l'invention est similaire, en détail, à celui du premier mode avantageux d'exécution, à la fois dans la forme préférée de réalisation et dans d'autres formes de réalisation, comme

décrit précédemment.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système (110) de remplissage d'encre pour une imprimante à jet d'encre ayant un chariot d'impression qui se déplace devant un support d'impression et qui est destiné à recevoir une ou plusieurs cartouches (112) à jet d'encre, le système (110) de remplissage d'encre étant du type comportant une cartouche jetable (112) à jet d'encre pouvant être montée de façon amovible dans le chariot d'impression et réalisée sous la forme d'une unité autonome qui comprend une tête d'impression (122) et un récipient (124) d'alimentation en encre qui emmagasine une première quantité d'encre liquide dans des conditions hydrodynamiques à pression négative donnée, un réservoir d'encre (114) qui emmagasine une deuxième quantité d'encre pour réapprovisionner la première quantité d'encre dans le récipient (124) d'alimentation en encre, et un moyen à tubes (116) relié fonctionnellement au réservoir d'encre (114) et au récipient (124) d'alimentation en encre, pour amener de l'encre de la deuxième quantité d'encre à la première quantité d'encre, le système étant caractérisé par le fait que le moyen à tubes (116) amène de l'encre de la deuxième quantité d'encre à la première quantité d'encre pendant le fonctionnement de l'imprimante à jet d'encre alors que le chariot d'impression se déplace

devant le support d'impression, et par des moyens de remplis-

sage pouvant agir sur le moyen à tubes (116) pour remplir le récipient (124) d'alimentation en encre à partir du réservoir d'encre (114) pendant le fonctionnement de l'imprimante à jet d'encre alors que le chariot d'impression se déplace devant le support d'impression afin que le remplissage du récipient (124) d'alimentation en encre soit réalisé d'une manière qui préserve la condition hydrodynamique à pression négative de

la cartouche (112) à jet d'encre.

2. Système (110) de remplissage d'encre selon la

revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de remplis-

sage comprennent un système actif fonctionnant à la demande qui remplit périodiquement le récipient (124) d'alimentation en encre, et comportent des moyens (119) destinés à détecter le moment o la première quantité d'encre dans le récipient (124) d'alimentation en encre est au-dessous d'un seuil prédéterminé, des moyens (115) destinés à pomper une partie de la deuxième quantité d'encre depuis le réservoir d'encre (114) vers le récipient (124) d'alimentation en encre dans la

cartouche (112) à jet d'encre en réponse aux moyens de détec-

tion (119), et un corps en mousse (113) ayant au moins une

première surface reliée fonctionnellement à la tête d'impres-

sion (122) et une seconde surface sur laquelle la partie de la seconde quantité d'encre est pompée à partir du moyen à

tubes (116).

3. Système de remplissage d'encre (110) selon la

revendication 2, caractérisé en ce que la condition hydro-

dynamique à pression négative de la cartouche (112) à jet d'encre est maintenue à une légère pression négative et l'encre est pompée du moyen à tubes (116) jusque sur le corps

en mousse (113) à un débit inférieur à 5 ml/minute.

4. Système de remplissage d'encre (110) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cartouche (112) à jet d'encre est une cartouche à faible capacité, la première

quantité d'encre emmagasinée dans le récipient (124) d'ali-

mentation en encre de la cartouche (112) à jet d'encre étant inférieure à 30 cm3 et le corps en mousse (113, 123) étant

contenu dans la cartouche (112) à jet d'encre.

5. Système de remplissage d'encre (110) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cartouche (112) à jet d'encre était une cartouche à haute capacité, la première

quantité d'encre emmagasinée dans le récipient (124) d'ali-

mentation en encre de la cartouche (112) à jet d'encre étant supérieure à 30 cm3 et le corps en mousse (113, 207) étant à

l'extérieur de la cartouche (112) à jet d'encre.

6. Système de remplissage d'encre selon la

revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de détec-

tion (119) comprennent un capteur (117) de niveau d'encre ayant au moins deux contacts électriques (117', 117") montés chacun dans une ouverture d'une surface latérale de la cartouche (112) à jet d'encre et pénétrant dans le corps en mousse (113, 123) et un moyen à circuit (119) destiné à contrôler une variation de l'état du capteur (117) de niveau d'encre et à mettre en marche le moyen de pompage (115) en

réponse à cette variation.

7. Système de remplissage d'encre (110) selon

l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé

en ce que les moyens de remplissage comprennent un système

passif qui remplit en continu le récipient (124) d'alimenta-

tion en encre en maintenant une pression différentielle passive entre le réservoir d'encre (114) et le récipient (124) d'alimentation en encre de la cartouche (112) à jet d'encre, le réservoir d'encre (114) comportant un récipient étanche, et le moyen à tube (116) étant raccordé fixement à la fois au réservoir d'encre (114) et au récipient (124)

d'alimentation en encre sur la cartouche (112) à jet d'encre.

8. Système de remplissage d'encre (110) selon

l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé

en ce qu'il comporte en outre un moyen de régulation (118) pouvant être manoeuvré entre une position ouverte et une position fermée et relié fonctionnellement au moyen à tubes (116) pour commander l'écoulement d'encre depuis le réservoir d'encre (114) vers le récipient (124) d'alimentation en encre, lorsque cela est nécessaire, pour réapprovisionner en continu le récipient (124) d'alimentation en encre de la cartouche (112) à jet d'encre lorsque le moyen (118) de

régulation est dans la position ouverte.

9. Système de remplissage d'encre (110) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de régulation (118) comporte un robinet d'arrêt (174) en ligne, avec une roue de pression (118) destinée à pincer le moyen à tube (116) pour le fermer lorsque le robinet d'arrêt (174) est

dans une position fermée.

10. Système de remplissage d'encre (110) selon

l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé

en ce que le réservoir d'encre (114) est à l'extérieur de la cartouche d'impression et le moyen à tube (116) comprend un

tube flexible.