Brevet FR2164941A1 — publié le 19730803

La présente invention concerne les dispositifs d'enregistrement et plus particulièrement, les marqueurs comprenant une alimentation d'encre. Les distributeurs d'encre de l'art antérieur contenant des poches défor- mables remplies d'encre, comprennent une sortie au bas du distributeur corrr portant une aiguille creuse à introduire dans une ouverture d'une unité d'alimentation d'encre. Cependant, étant donné que la poche peut s'aplatir complètement, la pression à l'aiguille varie en fonction de la quantité de fluide contenu dans l'enveloppe. Lorsque l'on utilise un stylo ordinaire, une telle variation de la pression d'alimentation d'encre est acceptable. On a constaté que la fluctuation de la pression d'alimentation d'encre associée à certains types de dispositifs d'écriture à encre tels que les systèmes à éjection d'encre, qui nécessitent une commande grécisa de la pression de l'encre pour assurer une impression précise, peut créer un pro blème de commande de la qualité de l'impression délivrée. La présente invention permet de réaliser un distributeur d'encre. Une poche flexible déformable et remplie d'encre est scellée à un élément de sortie qui comprend un passage entre l'intérieur et l'extérieur de la poche. On a prévu dans l'enveloppe un support évitant à une partie de la poche de s'décrasser verticalement. Un objet de la présente invention est de réaliser une source d'alimentation d'encre non récupérable étanche à l'air, dans laquelle la pression de l'encre est pratiquement maintenue à un niveau constant. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un réceptacle pour une cartouche d'alimentation d'encre permettant le raccordement de la cartouche et la protection de l'utilisateur contre des blessures éventuelles provoquées par le mécanisme utilisé. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent des modes de réalisation préféré de celleci. La figure 1 est une vue en perspective d'une tête d'enregistreur à plusieurs orifices, d'une alimentation déformable et d'un collecteur d'encre, des éléments complémentaires étant supprimés pour faciliter la représentation. La figure 2 est une vue en coupe partielle de l'enregistreur de la figure 1 prise selon les lignes 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe d'une autre forme possible de la tête avec un collecteur ou réservoir intérieur. La figure 4 représente une vue en coupe d'une autre forme possible de couplage entre la cartouche d'encre et la ligne d'alimentation d'encre. A la figure 1, une cartouche d'encre 10 est couplée par une ligne d'alimentation d'encre 11, à un collecteur d'alimentation d'encre 12 comprenant un réservoir d'encre pour plusieurs buses 13 d'une tte d'impression 14. La tête d'impression 14 comprend plusieurs transducteurs piézo-électriques 15, les chambres 18, et les passages 19. Les transducteurs 15 comprennent des cristaux céramiques 20, les diaphragmes 17 et les conducteurs électriques 16 détachés pour la simplification de la représentation. Chaque transducteur 15 composé d'un matériau céramique, est fixé par collage à un diaphragme en disque de laiton 17 afin de réduire le volume des chambres 18 dans la tête 14 en réponse à l'application d'impulsions d'excitation électriques de courant continu sur les lignes 16. Chaque chambre 18 est une partie cônique d'une cavité 21 et débouche dans un passage 19 qui se termine dans une buse 13 présentant le diamètre intérieur le plus faible. De préférence, approximativement 7 à 13 buses 13 séparées verticalement, et si possible étagées horizontalement, peuvent être séparées verticalement d'une distance de 2,54avec un léger décalage latéral et présentent des diamètres de l'ordre de 0,025 à 0,15mm. Les chambres 18 sont alimentées en encre par les tubes 22 assurant la communication entre l'intérieur et l'extérieur de la tête et se raccordant aux lignes 23 conduisant au collecteur 12. Les lignes 23 et le collecteur 12 assurent la délivranche d'une encre propre et sans bulle à la tête 14. Les cavités 21 comprenant les chambres 18, les passages 19 et les buses 13 sont remplies d'une encre d'une viscosité appropriée, et la tension superficielle est maintenue à une pression de fluide constante si faible que lorsque les transducteurs 15 sont inactifs, l'encre ne s'échappe pas par les buses 13. D'autre part, lorsqu'un transducteur 15 est excité électriquement, il génère une onde de fluide qui se propage dans la chambre 18 de la cavité, dans le passage 19 et dans sa buse 13 ainsi que dans le tube 22 se raccordant à la cavité 21. Il en résulte que lorsqu'un court signal électrique carré excite le transducteur, l'onde de fluide résultante éjecte une certaine quantité d'encre par la buse 13. L'encre est poussée contre le moyen d'impression qui est dans ce cas le papier 25, humidifiant ainsi ledit papier.De préférence, le papier est disposé entre 0,049 et 0,2mm des buses 13. Lorsque l'impulsion de tension d'excitation est retirée du cristal 20, le diaphragme 17 revient à sa forme normale, augmentant ainsi le volume de la chambre 18 à son volume normal et attirant l'encre vers la chambre 18 à partir du tube 22, du passage 19 -et de la buse 13. La succion dans la buse 13 provoque la séparation de la goutte d'encre en contact avec le papier 25, tandis que le reste de l'encre se retire vers le passage 19. Cette goutte laisse un point d'encre déposé sur le papier 25. Une rangée de ces points (par exemple 7 buses) peut être utilisée pour l'impressionùe points par matrice. Alternativement, l'encre peut être envoyée de la buse 13 à un papier disposé d'une manière plus éloignée.Dans ce dernier cas, on doit provoquer une vitesse plus élevée du fluide Le tube d'alimentation 22 complète le plein d'encre la cavité 21. il est à noter que les passages 19 sont incurvées pour être convergent afin d'assurer un espace pour les transducteurs 15 à une extrémité des passages 19 et de maintenir une petite distance entre les buses 13. Bien que la tête 14 ne comprenne que deux cavités 21 dans les dessins pour simplifier l'illustration, cette tête 14 sera considérée comme représentant une application pratique de l'invention, pouvant comporter sept ou huit cavités 21, ou plus ou moins. Dans ce cas, un système de distribution d'encre divisé entre toutes les cavités devient une nécessité pratique. Cependant, on a constaté qu'une alimentation d'encre commune pour une imprimante à fluide pose des problèmes en raison du fait que les ondes générées par les transducteurs 15 sont transmises par les tubes 22, les lignes 23 et les tubes 24 dans le collecteur 12. Un système d'alimentation d'encre direct pourrait servir occasionnellement à coupler ces ondes par les lignes 23, etc. aux autres cavités, ce qui pourrait provoquer l'éjection de l'encre par une buse 13 dont le transducteur 15 ne serait pas actionné. Une telle opération accidentelle est appelée dans la suite du texte une interférence. Le système des figures I et 2 comprend des lignes longues dont le diamè- tre intérieur 23, varie de 0,5 à 1,5mm, interdisant l'écoulement de volumes d'encre significatifs par les lignes 23, et réduisant celui-ci à une faible valeur, tendant à réduire au minimum l'énergie transmise dans le collecteur 12. Les tubes 24 présentent un diamètre intérieur de l'ordre de 0,3 à 0,76mm, ce qui ajoute une résistance à ltécoulement. De plus, le collecteur 12 comprend un dispositif d'élimination de bulles d'air 26 à sa partie haute, qui fonctionne pour régulariser les fluctuations de pression dans le collecteur 12. Ainsi, les ondes de pression de liquide incompressible peuvent être absorbées par la compression du volume dbir dans le dispositif 26, Oe plus, la ligne 45 présente un diamètre intérieur relativement important de 3,20mm et est connectée à une source d'encre à pression constante et à relativement faible impédance contenue dans une poche d'encre en plastique déformable 30. L'encre supplémentaire contenu dans la poche 30 ne renvoit pas les ondes, mais accroit simplement le volume d'une manière temporaire. Ainsi, l'onde de liquide diminuera en intensité ou en amplitude en cas de réflexion à partir de la bulle d'air dans le dispositif 26 et lors de l'écoulement d'encre vers île haut dans la poche 30, de façon qu'une énergie moindre soit renvoyée aux lignes 23. En général, si le collecteur 12 comprend un moyen offrant un volume ou permettant le dégagement de l'encre en excès pour l'éloigner vers & haut des lignes 23 sans admission d'air, les ondes ne provoqueront pas d'interférence. Il en résulte que l'interférence est effectivement évitée sans utilisation d'aucune valve anti-retour. Une autre fonction du dispositif 26 est d'accumuler et d'emprisonner les bulles d'air et d'éviter leur passage dans l'encre, les lignes ou le collecteur au travers du système et dans la tête 14. L'air accumulé-dans le dispositif 26 lorsque son volume est excessif, peut être purgé manuellement, en dévissant partiellement le chapeau 27 vissé à l'extrémité côté dispositif 26 du collecteur 12 et rendu étanche par un joint tonique 28 fermant normalement le dispositif 26. Alternativement, une soupape à flotteur pourrait être utilisée pour commander le volume -d'air dans le dispositif 26. -La figure 3 représente une autre forme possible d'un système de distribution d'encre dans lequel un collecteur 30 est contenu dans la tête 114. Le collecteur 30 est connecté par des tubes 160 très petits d'un diamètre de 0,13mm et d'une longueur de 3,17mm ou d'une autre longueur appropriée. De préférence, le rapport diamètre-longueur doit être de k = (diamètre)4/ (longueur). Les tubes 160 sont raccordés aux chambres 118 des cavités 121, chacune d'elle comportant un orifice 119 et une buse 113. A la grande extrémité de cheque chambre 118, est inclus un transducteur 115. De plus, le tube 122 court à grand diamètre de 3,17mm est à raccorder à partir du collecteur 30 à une cartouche d'alimentation d'encre à pression constante 10 (non représentée) qui assurera la régulation de la pression. Ce qui est important est que la résistance à l'écoulement des lignes 160 soit relativement plus importante que la résistance du tube 122. La tête 14 ou 114 peut se déplacer (c'est-à-dire traverser le papier 25 pour l'impression) lorsque la platine porte-papier ou le rouleau ne se déplacent pas suivant un mouvement de va-et-vient à l'avant de la tdte d'im- pression. La tète 114 ne nécessite que le raccordement d'une tuyauterie flexible au tube 122 plutôt que plusieurs tuyauteries flexibles 23 connectées à plusieurs tubes 22 comme dans les figures 1 et 2. Dans le système présenté ci-dessus, il est nécessaire que la pression d'alimentation d'encre statique soit maintenue proche d'une valeur constante malgré la variation de la quantité d'encre disponible à partir de la source d'alimentation de façon que la pression statique à la buse 13 soit indépendante de la quantité d'encre disponible. Dans les figures 1 et 2, une cartouche non récupérable 10 comprend une poche d'encre flexible 30 complètement remplie d'encre et hermétiquement étanche pour interdire toute entrée d'air ou de saletés. Un support central 31 est disposé à l'intérieur de la poche 30 et comprend, disposé sous sa base 32, un raccord fileté 33, traversant la poche 30. La base 32 du support 31 comprend une joue annulaire associée au joint 34, sous la poche 30 et à la plaque 35 sous le Joint 34, ainsi que le bouchon 36 qui se vises sur le raccord 33 et applique la plaque 35 vers le haut contre la base 32 afin d'assurer l'étanchéité de la joue, de la poche, du joint et de la plaque. Le raccord 33 traverse un trou dans la poche 30. Le support 31 est généralement cylindrique et creux en 40, pour assurer un passage pour l'encre et l'aiguille 41. Des découpes verticales 37, permettent à l'encre entre la poche 30 et le support 31 d'atteindre le creux 40, mme après que la poche 30 se soit vidée d'une manière substantielle et déformée sur les parois extérieures du support 31. Le support 31 est conçu pour éviter à la poche 30 de s'écraser verticalement afin de maintenir une tête de pression. constante d'encre dans le collecteur 12 ainsi que dans le reste du système. Entre le bouchon 36 et le bord inférieur du raccord 33, on trouve une membrane d'étanchéité en élastomère pharmaceutique ou médical 42, adaptée pour assurer l'auto-étanchéité avec une aiguille creuse du type hypodermique 41 qui est fixée dans l'embase 38 sur laquelle la cartouche est montée, le bouchon 36 étant introduit dans le réceptacle 43 de l'embase 38. L'aiguille 41 traverse un tube de raccordement cylindrique 44. Une ligne tubulaire 45 est connectée hermétiquement sur l'extrémité du tube de raccordement 44. La ligne tubulaire 45 est connectée à son extrémité opposée avec sa surface intérieure s'étendant sur la surface extérieure du tube d'entrée 46 du collecteur 12. L'extrémité supérieure 47 de l'aiguille creuse 41 est dirigée vers le haut dans le réceptacle 43 mais est suffisamment encastrée pour réduire au minimum les possibilités de blessure aux doigts des utilisateurs lors de l'installation ou du retrait d'une cartouche 10 ou lorsqu'une cartouche est absente de l'embase 38 pendant l'entretien de la machine. Manifestement, avec ce système, le maintien d'une pression d'alimentation d'encre statique constante nécessite l'utilisation d'aucune pièce mobile autre que la poche remplacable. après l'installation de la cartouche 10. Un botiier transparent 48 (avec une mise à l'air libre 49 pour l'égali- sation de la pression dans le boitier] permet la détermination visisuelle de la nécessité de remplacer la cartouche 10. Un filtre peut être disposé sur le support 31 pour assurer une filtration avant l'entrée de l'encre dans le passage 40. Alternativement, le support 31 peut étire remplacé par un filtre. Un bouchon est placé sur l'aiguille 47 lorsque la cartouche 10 est retirée pour une période relativement longue afin d'éviter à l'air ou à la saleté de pénétrer dans l'aiguille. La figure 4 représente une autre méthode possible de raccordement. Le support 131 porte l'aiguille 141 avec son embase 50 à l'intérieur du creux 140 du raccord 133 et les aiguilles sont orientées vers le bas pour leur introduction dans le connecteur étanche et flexible sur l'extrémité du tube flexible 1 De préférence, une encre à base d'eau est utilisée. représentant une tension superficielle moyenne de 30 à 35 dynes par centimètre. La viscosité est faible de l'ordre de 1 à 2 centipoises. Par exemple, le boitier 48 peut entre rigide et en plexiglasse, la poche 30 peut etre en mylar mince de faible perméabilité et de haute flexibilité. L'aiguille peut etre en acier inoxydable. Le collecteur et le bouchon peuvent etre en matière plastique. Les tuyauteries flexibles 23 peuvent être en fluoride de polyvinyl plastifié. Le haut de la poche d'encre 30 peut & re approximativement plus haut de 38mm que la buse. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à-des modes de réalisation préférés de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge - utiles. sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. REVENDICATIONS 1.- Réservoir d'encre caractérisé en ce qu'il comporte: une poche déformable prévue pour être remplie d'encre, connectée et scellée à des moyens de sortie fournissant un passage d'écoulement de l'encre à partir de ladite poche, des moyens de support contenus dans ladite poche pour en éviter l'écrasement et assurer une hauteur d'encre constante au niveau dudit passage de sortie. 2.- Réservoir selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de support sont connectés auxdits moyens de sortie, lesdits moyens de support comportant en outre des passages de communication entre ledit passage de sortie et ladite poche. 3.- Réservoir selon la revendication I caractérisé en ce que lesdits moyens de sortie sont constitués par un diaphragme élastique, un réceptacle permettant de recevoir lesdits moyens de sortie, ledit réceptable comportant une aiguille creuse prévue pour sntrer dans lesdits moyens de sortie, la pointe de ladite aiguille creuse étant suffisomment en retrait à l'intérieur dudit réceptable pour ne pas risquer de blesser l'opérateur. 4.- Dispositif d'alimentation d'un produit liquide caractérisé en ce qu'il comporte: un réservoir et un conduit d'alimentation dudit produit liquide, ledit réservoir comportant une poche flexible et déformable formant réserve, un élément central s'étendant longitudinalement à l'intérieur de ladite poche, des moyens de sortis pour coupler ladite poche et ledit conduit d'alimentation, lesdits moyens de sortie étant scellés à ladite poche pour réaliser une cavité étanche, des passages interconnectant ladite poche et ledit conduit d'alimentation dans ledit élément central et au travers des dits moyens de sortie. 5.- Appareil prévu pour être alimenté en encre à partir d'un réservoir caractérisé en ce qu'il comporte un réceptacle comprenant une aiguille creuse dont une partie fait saillie et est prévue pour recevoir ancre à partir d'une source par pénétration à travers une membrane élastique d'étanch & té, un évidement formé dans ledit réceptacle, prévu pour recevoir ladite aiguille creuse et dont les parois s'étendent au-delà de la pointe de ladite aiguille.