Brevet FR2464754A1 — publié le 19810320

1. La présente invention concerne un système de four- niture de liquide pressurisé à une tête et, plus particuliè- rement, un système qui permet une terminaison rapide et nette d'un courant de liquide se dirigeant vers la tête, tout en utilisant une valve qui est située à une certaine distance de celle-ci. Les systèmes d'impression par jet d'encre, objets de la présente invention, utilisent des têtes d'impression comportant un ou plusieurs orifices qui permettent la sortie du matériau de marquage sous pression vers un certain support et le marquage de celui-ci. Ces systèmes font l'objet du bre- vet des Etats-Unis d'Amérique n0 3.596.275 au nom de Sweet, ainsi que du brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3.416.153 au nom de Hertz. Il est souhaitable dans les systèmes d'impres- sion à jet d'encre qui utilisent la pression pour expulser un courant ou train de gouttelettes d'éliminer les bavures qui se produisent lors de l'arrêt du système. Une solution de ce problème comprend le positionnement d'une valve de commande très près de la tête d'impression. La valve doit normalement avoir une réalisation spéciale de façon à satisfaire les condi- tions de taille et de configuration nécessaires à son montage à proximité de la tête d'impression. On a trouvé que les ba- vures à la tête d'impression étaient causées essentiellement par la contraction du conduit élastique entre la tête d'im- pression et la valve de fermeture située à distance. Un conduit 2. élastique est généralement utilisé pour faciliter le posi- tionnement et le mouvement de la tête d'impression. La présente invention a pour objet de prévoir un moyen permettant de limiter la dilatation et la contraction ultérieure du conduit flexible entre la valve de commande et la tête à laquelle le conduit achemine le liquide pressurisé, de façon que, lors de la fermeture de la valve, le liquide cesse immédiatement de s'écouler à la tête et ne bave pas. Dans ce but, le système est actionné de façon que le conduit ne se trouve pas à l'état dilaté ou étiré lorsque la valve située à distance est actionnée pour faire cesser le débit de liquide. En conséquence, aucune pression n'est exercée sur le liquide du conduit en aval de la valve de commande après que celle-ci ait été actionnée pour prendre la position de fermeture. Cela assure l'arrêt du débit de liquide à la tête presque simultanément à la fermeture de la valve, bien que celle-ci puisse se trouver située à une certaine distance de la tête. La présente invention permet d'éliminer la nécessité d'avoir une valve qui constitue une partie de l'ensemble for- mant la tête, ce qui permet l'utilisation d'une valve standard, et de Séduire aussi les dimensions hors-tout et les limitations de fonctionnement de la tête. Le système selon la présente invention comprend un premier conduit en matériau élastique qui achemine le fluide de marquage ou encre entre une source de liquide pressurisé et une tête d'impression. Une valve de commande est prévue dans le conduit de façon à provoquer la circulation ou l'arrêt de cet écoulement dans le conduit et par conséquent l'alimenta- tion de la tête d'impression. Un second conduit est prévu qui est coaxial au premier et qui s'étend entre la valve de comman- de et la tête d'impression. Ce second conduit est relié au premier, de préférence à ses extrémités opposées, de façon à constituer une chemise s'étendant sur leur longueur commune qui peut être pressurisée. Une ouverture est pratiquée dans le second conduit de façon à permettre le raccordement d'une sour- ce de pression, par l'intermédiaire d'une autre valve de com- mande,à la chemise, tout d'abord dans le but d'appliquer une 3. pression sensiblement égale à la pression régnant à l'inté- rieur du premier conduit, et ensuite pour libérer la pression s'exerçant sur l'extérieur du premier conduit alors que la pression est éliminée à l'intérieur du conduit de façon à stop- per le système. En conséquence, lors de l'actionnement simultané des deux valves de commande pour les amener à leurs positions respectives de coupure, les parois du premier conduit ne se contractent pas, car des pressions sensiblement égales sont maintenues à l'extérieur du conduit-et à l'intérieur de celui- ci. Ainsi, lorsque les valves respectives de commande sont actionnées, la première pour arrêter le débit d'encre dans le premier conduit et l'autre pour libérer la pression appliquée à l'extérieur du premier conduit, toute la pression exercée sur l'encre est éliminée entre la valve et la tête et le dé- bit du liquide à la tête d'impression est stoppé simultanément à l'actionnement des valves. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec le dessin ci- joint dans lequel La figure unique est une représentation schématique d'une partie d'un système d'écriture par gouttes selon la présente invention, des parties d'un premier et d'un second conduit étant en coupe. Dans la figure, on a représenté une partie d'alimen- tation en encre 10 d'un système typique d'écriture par gout- tes. Le matériau de marquage ou encre est fourni à une tête d'impression 11 pour être projetée par exemple sous forme de gouttelettes, vers un support d'enregistrement (non représen- té). Une source de liquide sous pression 12 est reliée à la tête d'impression 11, par l'intermédiaire d'un ensemble 14 com- portant un conduit. L'ensemble 14 comprend un raccord pour valve de commande 15,par exemple, du type courant à solénoide, un conduit flexible 16 en matériau plastique, par exemple en matériau dit Cobothane (marque déposée de la société dite Cobon Plastics Co.) et un bec 18 de jet d'encre du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3.972. 474 au nom 4. de Keur et de la société dite A. B. Dick Company, bec qui comprend un orifice 19. Pour marquer la surface, le liquide peut être une encre ou un matériau de marquage du type géné- ralement utilisé dans les dispositifs d'impression à jet d'en- cre, par exemple, et le liquide est introduit sous pression depuis la source 12 jusqu'à la tête 11 par ouverture de la valve 15. Selon la présente invention, le conduit 16 d'ache- minement du liquide sous pression jusqu'à la tête 11 est mainte- nu dans un état virtuellement stable, ne s'étendant ni ne se contractant sur sensiblement la totalité de sa longueur en- tre la valve 15 et la tête 11, de sorte que lors de l'arrêt du système, le liquide ne bave pas à la tête. Dans le cas pré- sent, une zone pressurisable, ou chemise 20, est formée au moyen d'un second conduit 21, qui est coaxial au premier con- duit 16 et l'entoure. Le second conduit 21 a un diamètre supé- rieur à celui du premier, de sorte qu'un espace se trouve créé entre eux. Le conduit 21 est relié par un joint étanche 22 au premier conduit 16, à l'extrémité adjacente à la-valve 15, et il est de même relié par un joint étanche 24 au conduit 16 à l'autre extrémité qui est adjacente à la tête 11. Pour pressuriser la zone 20 entourant le premier conduit 16 et éviter sensiblement sa dilatation, dans le mode particulier de réalisation de la présente invention, le se- cond conduit 21 comporte une ouverture 25 qui permet le rac- cordement d'une source de presson 26 par l'intermédiaire d'un conduit 28 et d'une valve à trois directions 29. La valve 29 est actionnée par un contrôleur 30 qui actionne également la valve 15 de façon à assurer que les pressions régnant à l'in- térieur et à l'extérieur du conduit d'acheminement de liquide 16 sont égales. Pour libérer la pression régnant à l'inté- rieur de la chemise 20- lors de-la fermeture du système, la val- ve 29 comporte un évent 31 qui peut déboucher dans l'atmos- phère si le fluide de pressurisation est de l'air ou sur un récipient approprié si un liquide, par exemple de l'encre, sert de milieu de pressurisation. La source de pression 26 et le dispositif d'alimentation en liquide pressurisé 12 peuvent 5. constituer un même ensemble, et employer des raccords bien connus de l'homme de l'art. Dans un mode de réalisation par- ticulier de la présente invention, la source de pression 26 est pneumatique et se trouve sous une pression de 4,2 kg/cm2 de façon à égaliser la pression qui est appliquée à l'encre à l'intérieur du conduit 16 alors que le système fonctionne en dispositif d'impression à jet d'encre. Etant donné que, comme cela a été décrit précédem- ment, la pression exercée sur l'extérieur du conduit 16 est maintenue sensiblement égale à la pression régnant à l'inté- rieur du conduit, la pression exercée sur l'encre dans le conduit 16 entre la valve 15 et la tête 11 est libérée immé- diatement dès que la valve 15 se ferme. Il est courant, dans les systèmes d'impression à jet d'encre, que le conduit acheminant le liquide puisse se dilater normalement lorsque le système est sous pression; par conséquent,lorsque la valve est fermée, bien que la plus grande partie de la pression s'exerçant sur le liquide soit éliminée par suite de l'isole- ment de la source pressurisée de liquide, une pression tran- sitoire décroissante continue à être appliquée à l'encre par suite de la contraction des parois élastiques du conduit 16. Cela provoque la bavure de l'encre au bec, bien que la valve ait été fermée, et la quantité de liquide augmente avec la longueur du conduit en aval de la valve 15. La fuite de li- quide de cette partie de conduit, en particulier d'encre dans le cas d'un système d'impression à jet d'encre, peut contami- ner la zone de l'environnement d'impression o se trouvent si- tuées les structures de commande de débit; de telles struc- tures peuvent comprendre, par exemple, des bagues de charge et des plaques de déflexion d'un système d'impression à jet d'encre. De plus, le liquide qui a bavé peut s'accumuler au- tour de l'orifice 19 et provoquer éventuellement un fonction- nement irrégulier du système d'impression. Un système d'im- pression à jet d'encre selon la présente invention peut fonc- tionner sans que le liquide bave à la tête d'impression même si une longueur de conduit atteignant 7,50 mètres est utili- sée pour relier la tête d'impression 11 à la valve 15 située 6. à distance. Bien qu'une structure de conduit coaxiale et une paire de valves fonctionnant simultanément aient été repré- sentées pour permettre l'égalisation de la pression à l'inté- rieur et à l'extérieur du premier conduit de façon à éviter un écoulement incontrôlé de liquide à l'orifice de la tête lors de l'arrêt du système, d'autres structures équivalentes qui apparaîtront à l'homme de l'art peuvent être utilisées et de telles structures entrent dans le cadre de la présente invention. L'appréciation de certaines des valeurs de mesure indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles pro- viennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente inventionn'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifiations qui alpparaitront à l'homme de l'art. 7. REVENDICATIONS 1 - Système (10) d'écoulement de liquide d'un type qui comprend une source de liquide sous pression (12), une tête (11) permettant la libération sélective du liquide, un moyen de valve de commande (15) pour acheminer ou non le li- quide sous pression jusqu'à la tête (11) et un conduit élas- tique (16) pour l'acheminement du liquide, conduit qui est capable de se dilater lorsqu'il est pressurisé intérieurement et de se contracter lorsqu'il est dépressurisé, ce conduit étant relié entre le moyen de valve de conmande et la tête et le système étant enclin à ce qu'il y ait formation de bavures d'une certaine quantité de liquidé à la tête lorsque le moyen de valve cesse d'acheminer le liquide sous pression jusqu'à la tête par l'intermédiaire du conduit, de telles bavures pro- venant de la contraction du conduit, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un moyen de pressurisation et de dépressurisa- tion (21, 28, 29, 26) prévu pour fournir une certaine pression au système d'écoulement en aval du moyen de valve de commande (15), le moyen de pressurisation et de dépressurisation étant actionné sensiblement en même temps que le moyen de valve de commande, et ayant pour effet de combattre la formation de bavures d'une certaine quantité de liquide à la tête lorsque le moyen de valve cesse de provoquer l'acheminement du liqui- de sous pression jusqu'au conduit. 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de pressurisation et de dépressurisation comprend en outre une chemise (21) enfermant sensiblement le conduit (16), chemise qui est pressurisée et dépressurisée en même temps que le conduit de façon à sensiblement combattre la dilatation et la contraction du conduit qui se produiraient par ailleurs lors de l'acheminement et de l'arrêt de cet ache- minement du liquide sous pression. 3 - Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit (16) est à la fois flexible et de forme tubulaire, et en ce que la chemise (21)est également flexi- ble et de forme tubulaire, le conduit (16) traversant la che- mise (21) et la chemise entourant et s'étendant sur sensible- 8. ment la totalité-de la longueur du conduit. 4 - Système selon la revendication 3 pour système d'impression à jet d'encre, o le liquide est de l'encre, caractérisé en ce que le moyen de pressurisation et de dé- pressurisation comprend en outre une source (26) de fluide sous pression et un moyen de contrôle de pression (29) qui est relié entre la source de fluide (26) et la chemise (21) pour permettre l'acheminement et la cessation de cet acheminement dufluide sous pression jusqu'à la chemise à partir de la source, un contrôleur (30) accouplé au moyen de valve et au moyen de contrôle de pression pour qu'il y ait simultanément cessation de l'écoulement d'encre dans le conduit et libéra- tion de la pression dans la chemise. - Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend comme moyen de contrôle de la pression (29) une valve à trois voies (29), reliée à la chemise (21) par un conduit (28), le système comprenant en outre un bassin (31),la valve à trois voies (29) pouvant être actionnée pour contrôler sélectivement le débit de fluide pressurisé entre la source de fluide (26) et la chemise (21) et entre la chemi- se (21) et le bassin (31), le contrôleur (30) pouvant fonc- tionner pour qu'il y ait simultanément cessation de l'écoule- ment d'encre dans le conduit (16) et ouverture de la valve à trois voies (29) entre la chemise (21) et le bassin (31).