Brevet FR2724593A1 — publié le 19960322

La présente invention concerne de façon générale les encres en couleurs pour imprimante et, plus précisément, une configuration particulière des bâtonnets d'encre solide à changement de phase utilisés dans les goulottes d'alimenta- tion en encre d'une imprimante en couleurs à encre à change- ment de phase. La configuration particulière de l'encre réduit au minimum le collage des bâtonnets d'encre solide sur les côtés des goulottes lors de la descente le long des goulottes vers la région formant réservoir dans laquelle l'encre est fondue et conservée sous forme liquide avant éjection par la tête d'impression sur un support récepteur. Les imprimantes à jets d'encre solide ont été d'abord mises sur le marché au milieu des années 1980. L'une des premières de ces imprimantes a été mise en vente par Howtek Inc. et utilisait des pastilles d'encre de couleurs cyan, jaune, magenta et noire qui avançaient dans des ouvertures codées par leur configuration et permettant l'avance verticale de façon générale dans l'ensemble à organes de chauffage de l'imprimante dans lequel l'encre était mise à l'état liquide avant projection sur le support récepteur. Les granulés avançaient en direction générale verticale descendante sous l'action de la pesanteur, vers l'impri- mante. Ces granulés étaient allongés et s'effilaient à leurs extrémités, et ils avaient des configurations séparées circulaire, à cinq, six et sept côtés, chacune correspondant à une couleur particulière. Ensuite, des imprimantes à encre solide donnant plus satisfaction, telles que "Tektronix Phaser III" et l'impri- mante "Jolt" mise en vente par Dataproducts Corporation, ont utilisé des bâtonnets d'encre solide de configurations différentes qui avançaient sous l'action de la pesanteur ou étaient rappelés élastiquement vers une goulotte d'alimen- tation et repoussés contre une plaque chauffante afin que l'encre solide fonde sous forme liquide. Ces bâtonnets d'encre étaient codés par leur configuration et avaient une dimension petite de manière générale. Comme les imprimantes en couleurs à encre à changement de phase ont présenté une augmentation de vitesse d'impression, il est devenu néces- saire de réaliser des bâtonnets d'encre de plus grande dimension afin que le remplissage du réservoir dans la tête d'impression soit moins fréquent et qu'un plus grand nombre d'épreuves ou d'impressions puissent être réalisées entre les renouvellements. Dans les réalisations dans lesquelles il n'existe pas de trajet vertical de façon générale ou très incliné d'alimentation vers la plaque chauffante, des précautions doivent être prises pour que les masses solides d'encre ayant une configuration particulière ne collent pas aux côtés des goulottes d'alimentation, de manière que l'avance des bâtonnets d'encre vers la plaque chauffante de fusion s'effectue sans restriction avec remplissage des réservoirs individuels d'encres colorées habituellement placés dans la tête d'impression. Des bâtonnets d'encre de plus grande dimension ont particulièrement tendance à être suspendus ou retenus à l'intérieur des goulottes d'alimen- tation lorsqu'il n'existe pas de trajet très incliné d'ali- mentation, surtout à cause de la nature collante des surfaces externes cireuses des bâtonnets d'encre. Ce problème est résolu par réalisation des masses collantes d'encre selon l'invention à l'aide d'une configuration étirée ou effilée qui ne présente qu'une petite section de contact du bâtonnet d'encre avec la paroi adjacente de la goulotte d'alimentation. Les côtés opposés des bâtonnets d'encre sont placés entre les surfaces supérieure et inférieure, en direction inclinée. La présente invention a pour objet la réalisation d'une configuration de bâtonnet d'encre solide qui présente une surface minimale de contact avec les parois de la goulotte d'alimentation en encre solide sous forme d'un bâtonnet. La présente invention a aussi pour objet la réalisation d'une configuration de bâtonnet d'encre solide qui n'a pas tendance à se coincer ou à former un obstacle dans la goulotte d'avance des bâtonnets d'encre solide. Une caractéristique de l'invention est que les bâton- nets d'encre solide selon l'invention sont inclinés de bas en haut ou à dépouille. Une autre propriété de la présente invention est que les bâtonnets d'encre solide selon l'invention ont un nez en saillie partielle au centre de chaque extrémité afin qu'un blocage par coincement le long des côtés de la goulotte d'alimentation soit empêché ou réduit au minimum. Selon une autre propriété de l'invention, les bâtonnets individuels d'encre ont des fronts de fusion, qui sont au contact des plaques chauffantes ou de fusion de la tête d'impression, qui varient lorsque l'encre fond et ont des angles avant et arrière qui changent très lentement la section au contact de la plaque de fusion. Une autre propriété de l'invention est que les angles et la profondeur des caractéristiques d'indexage ainsi que les angles de dépouille des bâtonnets d'encre solide de la configuration selon l'invention ont été réalisés afin que la fissuration et le refroidissement irréguliers en cours de fabrication soient réduits au minimum. Une autre propriété de la présente invention est le fait que les bâtonnets d'encre solide sont symétriques dans leur configuration de haut en bas si bien que la surface supérieure ou la surface inférieure peut être introduite vers la surface inférieure de la goulotte d'alimentation. Un avantage de la présente invention est que des barbes ou ailes d'encre non fondue ne se forment pas sur les côtés des bâtonnets d'encre et ne peuvent pas boucher les gou- lottes ou gêner l'avance des bâtonnets d'encre solide le long des goulottes vers les plaques chauffantes. Un autre avantage de l'invention est que l'avance des bâtonnets d'encre solide le long de la goulotte d'alimen- tation est rectiligne et fiable. Un autre avantage de l'invention est que la dépouille ou la convergence de haut en bas des bâtonnets d'encre suffit pour que seule une petite ligne de contact soit présente aux parois latérales adjacentes de la goulotte d'alimentation. Un autre avantage de la présente invention est que la configuration de base des bâtonnets d'encre solide comporte des rayons et des coins nets minimaux tout autour du bâtonnet d'encre afin que la formation d'éclats soit réduite au minimum. Ces objets, caractéristiques et avantages de l'inven- tion sont obtenus grâce à une réalisation de bâtonnets d'encre solide de forme convergente ou à dépouille sur les côtés opposés, de la surface supérieure à la surface inférieure, si bien que les bâtonnets d'encre solide se déplacent le long de la goulotte d'alimentation dans l'imprimante vers la plaque chauffante sans former d'éclats ni se coincer contre les parois latérales de la goulotte d'alimentation. Ainsi, l'invention a pour objet un bâtonnet d'encre destiné à être utilisé dans une imprimante, caractérisé en ce qu'il a, en combinaison: (a) une surface supérieure et une surface inférieure opposée, et (b) un premier côté et un second côté opposé reliant la surface supérieure à la surface inférieure opposée à des emplacements de jonction, le premier côté et le second côté opposé étant inclinés au moins partiellement par rapport à une droite verticale passant par l'un au moins des emplacements de jonction afin qu'une première région située entre la surface supérieure et la surface inférieure soit à une plus grande distance de la droite verticale que l'un au moins des emplacements de jonctions. Ce bâtonnet peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - il comprend une surface avant et une surface arrière opposée raccordant la surface supérieure à la surface inférieure, chacune des surfaces avant et arrière opposée ayant une région en saillie destinée à être au contact de bâtonnets adjacents d'encre lorsque les bâtonnets sont alignés bout à bout; - la région en saillie est inclinée par rapport à la verticale; - la région en saillie s'étend entre la surface supérieure et la surface inférieure opposée; - la région en saillie s'étend sur une partie plus petite que toute la partie comprise entre la surface supérieure et la surface inférieure opposée; - la région en saillie se trouve au centre entre la surface supérieure et la surface inférieure opposée; - ladite première région située entre la surface supérieure et la surface inférieure opposée se trouve à mi- distance entre ces surfaces; - ladite première région située entre la surface supérieure et la surface inférieure opposée est adjacente à la surface inférieure. - ladite première région située entre la surface supérieure et la surface inférieure opposée est adjacente à la surface supérieure; - le bâtonnet d'encre a une longueur déterminée entre une surface avant et une surface arrière opposée, et le premier côté et le second côté opposé ont en outre chacun au moins une partie plate telle que la partie plate de chacun des premier côté et second côté opposés forme moins de 50 % environ de la longueur du bâtonnet d'encre L'invention a également pour objet un ensemble à bâtonnet d'encre et goulotte pour bâtonnet d'encre, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: (a) un fond de goulotte d'alimentation en bâtonnet d'encre raccordé à des parois latérales opposées de goulotte et à un recouvrement supérieur partiellement ouvert, (b) une surface supérieure et une surface inférieure opposée de bâtonnet d'encre, et (c) un premier côté et un second côté opposé de bâtonnet d'encre raccordant la surface supérieure et la surface inférieure opposée du bâtonnet d'encre à des emplacements de jonction, le premier côté et le second côté opposé du bâtonnet d'encre étant inclinés au moins partiel- lement par rapport à une ligne verticale passant par l'un au moins des emplacements de jonction de manière qu'une région située entre la surface supérieure et la surface inférieure soit à une plus grande distance de la ligne verticale que l'un au moins des emplacements de jonction afin que le contact du premier côté et du second côté opposé du bâtonnet d'encre avec les parois latérales opposées de la goulotte soit minimal. Dans un mode de réalisation d'un tel ensemble, l'ouverture du recouvrement supérieur de la goulotte d'alimentation de bâtonnet d'encre est couplée à une configuration propre du bâtonnet d'encre afin que seul un bâtonnet d'encre de forme convenable puisse avancer dans la goulotte. Ces objets, caractéristiques et avantages de l'inven- tion ainsi que d'autres ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un bâtonnet d'encre qui est un exemple de réalisation selon l'invention; la figure 2 est une vue de bout d'un bâtonnet d'encre qui représente un exemple de réalisation selon l'invention ayant un nez partiellement en saillie au centre de l'extré- mité sur toute la hauteur du bâtonnet d'encre; la figure 2a est une vue partielle de bout d'un bâtonnet d'encre représentant une réalisation selon l'inven- tion dans laquelle la partie centrale du bâtonnet d'encre est arrachée; la figure 3 est une vue de bout d'une extrémité d'un bâtonnet d'encre qui est un exemple de réalisation de l'invention ayant un autre nez en saillie partielle au centre d'une extrémité du bâtonnet d'encre; la figure 4 est une vue en plan de plusieurs bâtonnets d'encre solide alignés bout à bout dans une goulotte d'alimentation dans une imprimante en couleurs, représentant les parois latérales de la goulotte d'alimentation et les côtés opposés des bâtonnets d'encre; la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4, représentant la ligne de contact limitée sur les côtés opposés des bâtonnets d'encre solide entre les côtés adjacents de la goulotte d'alimentation, grâce aux angles de dépouille ou d'inclinaison des côtés opposés des bâtonnets d'encre solide; et la figure 6 est une coupe suivant la même ligne 5-5 de la figure 4, représentant une autre réalisation de bâtonnet d'encre solide ayant une ligne ou bande centrale de contact le long des côtés opposés du bâtonnet d'encre. La figure 1 est une vue en plan d'un exemple repré- sentatif de configuration de bâtonnet d'encre solide portant la référence générale 10. Le bâtonnet 10 d'encre a une extrémité avant 11 et une extrémité arrière opposée 12 ayant chacune une partie 14 de nez en saillie partielle, avec des parties adjacentes évidées 13 d'extrémité. Le bâtonnet 10 a un exemple de configuration comprenant les parties latérales inclinées 20 qui convergent de l'avant vers l'arrière suivant l'axe central du bâtonnet d'encre, à partir de la première face 16 et de la seconde face opposée 18. Des parties de face plane 19 sont entourées par les parties latérales inclinées 20. Ces parties 20 peuvent avoir toute configuration particulière et il faut noter que, dans le cadre général de l'invention, toute configuration géométrique convenable peut être utilisée du moment qu'elle met en oeuvre les propriétés de l'invention qui sont la formation de côtés convergents ou en dépouille. Les parties latérales plates 19 recouvrent moins de 50 % environ de la longueur totale du bâtonnet 10. Le bâtonnet 10 a une surface supérieure 17' qui est plane de façon générale et une surface inférieure correspondante 17, comme indiqué sur les figures 2 et 3. Les figures 2 et 3 représentent deux possibilités d'utilisation de la partie 14 de nez en saillie partielle, la figure 2 ayant une partie 14 de nez qui est placée sur toute la hauteur entre la partie supérieure 17' et la partie inférieure 17. Sur la figure 3, la partie de nez en saillie partielle n'est formée que dans la partie centrale 15, les régions placées au-dessus et au-dessous 15' étant évidées. La figure 4 représente l'alignement bout à bout de bâtonnets 10 à l'intérieur de la goulotte 21 d'alimentation de l'imprimante. La goulotte 21 a des parois latérales opposées ayant des surfaces latérales internes 22 contre lesquelles une petite partie des bâtonnets 10 est en contact, sur les côtés opposés 16 et 18. La goulotte 21 peut avoir des lèvres 24 en surplomb qui recouvrent une partie de la goulotte ou du canal d'alimentation et empêchent la sortie des bâtonnets 10 le long de la goulotte. La lèvre 24 peut avoir une configuration ou un dessin distinct pour le bâtonnet 10 d'encre de la couleur particulière placé entre les lèvres afin que seule la couleur convenable puisse avancer à partir du haut dans la goulotte 21. Les bâtonnets d'encre 10 peuvent être introduits dans la goulotte 21 avec la surface 17 ou 17' vers le haut si bien que la convergence est placée à partir du haut ou du bas, étant donné la configuration symétrique des bâtonnets. Un seul bâtonnet 10 d'encre colorée se loge dans la goulotte correspondante 21, si bien qu'il existe en général quatre goulottes 21 alignées côte à côte pour la transmission des bâtonnets d'encres différentes cyan, jaune, magenta et noire vers une plaque de chauffage sur laquelle l'encre est fondue et pénètre dans un réservoir formé dans la tête d'impression (non représentée) pour la projection sur un support récepteur à partir d'une chambre de pression avec création d'une image imprimée. Un exemple représentatif des têtes d'impression convenant aux bâtonnets d'encre ayant la composition selon l'invention est représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 087 930 délivré le 11 février 1992 à Roy et al. et cédé au cessionnaire de la présente invention. Les figures 5 et 6 représentent deux modes de réalisation possibles pour l'avance des bâtonnets d'encre 10 dans la goulotte 21, suivant la ligne de coupe 5-5 de la figure 4. Les figures 2 et 5 représentent le léger angle de dépouille ou la légère inclinaison par rapport à la verticale des côtés opposés 16 et 18 des bâtonnets 10 entre les surfaces supérieure et inférieure 17 et 17'. L'inclinaison du V vertical (voir figures 2, 2a et 3) peut avoir une faible valeur comprise entre environ 0,5 et 10 et de préférence entre environ 3 et 7 , très avantageusement d'environ 5 de haut en bas, afin que seule une étroite ligne ou région de contact se forme et réduise au minium le bouchage ou le frottement superficiel ou la traînée contre les parois latérales internes 22 de la goulotte 21. Sur la figure 5, la zone de contact 27 est représentée près de la partie inférieure de la goulotte 21. De préférence, les bâtonnets 10 ne sont pas du tout au contact des parois latérales internes 22 de la goulotte 21. Cette configuration donne une région des côtés opposés 16 et 18 adjacente à la surface supérieure 17 qui se trouve à une plus grande distance du V vertical passant par le point auquel la surface inférieure 17', par exemple, recoupe les côtés opposés 16 et 18 ou les rejoint. Indépendamment de la configuration géométrique particulière utilisée, le pourcentage de longueur des côtés du bâtonnet 10 disponible sous forme plate pour former la ligne ou région de contact avec les parois latérales internes 22 de la goulotte 21 est inférieur à 50 % environ de la longueur totale du bâtonnet d'encre. La figure 6 représente un autre mode de réalisation dans lequel il existe une bande ou région centrale 28 de contact de chaque côté opposé du bâtonnet 10 d'encre. Un côté convergent 26 qui s'écarte des parois latérales internes opposées 22 de la goulotte 21 est placé au-dessus et au-dessous de la région centrale de contact 28 afin que la surface de contact 28 du bâtonnet 10 avec les parois latérales internes de la goulotte 21 en 22, soit réduite au minimum. Cette configuration donne une région des côtés opposés 16 et 18 entre les surfaces supérieure et inférieure 17 et 17' qui est à une plus grande distance du V vertical passant par le point auquel la surface supérieure 17, par exemple, recoupe les côtés opposés 16 et 18 ou se raccorde à eux. Les parois latérales internes 22 peuvent être droites comme indiqué sur la figure 5 ou inclinées par rapport à la verticale, du bas en haut de la goulotte. Lorsque les parois latérales internes 22 de la goulotte 21 sont inclinées, l'inclinaison des bâtonnets 10 d'encre doit être telle que l'angle des parois latérales du bâtonnet 10 est supérieur à l'angle des parois latérales de la goulotte 21. Bien que les bâtonnets 10 puissent être introduits dans la goulotte 21 avec la surface 17 ou 17' vers le haut, il est préférable que la convergence des bâtonnets soit telle que les régions qui sont à la plus grande distance du plan horizontal sont adjacentes à l'extrémité inférieure rétrécie de la goulotte 21. Il faut noter que l'encre solide à changement de phase utilisée dans les bâtonnets 10 selon l'invention peut être formée de toute encre convenable à changement de phase qui contient une matière convenable de coloration, telle qu'un colorant, et une composition formant un véhicule d'encre compatible avec le colorant. Une telle composition conve- nable est décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 07/981 677 déposée le 25 novembre 1992 et dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 889 560 délivré le 26 décembre 1989, cédés au cessionnaire de la présente invention. L'encre à changement de phase de cette compo- sition a une composition de véhicule à base d'une matière contenant une amide grasse qui peut être tout composé d'amide convenable, par exemple un composé de tétramide et/ou de triamide et/ou de monoamide ou d'autres amides convenables, et leur combinaison. Comme décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique, la matière convenable de coloration peut être utilisée pour l'obtention des couleurs cyan, magenta, jaune et noire pour les applications d'impression en couleurs par des jets d'encre. guration de bâtonnets d'encre solide selon l'invention, les bâtonnets 10 peuvent être formés par toute opération convenable, par exemple par moulage, par extrusion ou par coulée dans un récipient utilisé pour l'expédition et dans lequel l'encre se refroidit et se solidifie. Les surfaces planes supérieure et inférieure opposées 17 et 17' peuvent avoir une configuration quelconque, par exemple arrondie ou ayant des sommets, et elles ont de préférence une forme générale plane qui réduit au minimum le frottement avec le fond de la goulotte 21. Le fond de goulotte 21 peut être formé de tout matériau convenable, par exemple de fibre avec un tissage de "Nylon"/"Teflon" fixé à sa surface interne en bandes ou sur tout le fond afin que le frottement soit réduit au minimum. La matière doit avoir un coefficient de frottement statique inférieur à environ 1,3 à 50 C environ, à la fois à la température des bâtonnets 10 d'encre et de la matière fibreuse. I1 est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVEND I CATIONS 1. Bâtonnet d'encre destiné à être utilisé dans une imprimante, caractérisé en ce qu'il a, en combinaison: (a) une surface supérieure (17') et une surface infé- rieure opposée (17), et (b) un premier côté (16) et un second côté opposé (18) reliant la surface supérieure (17') à la surface inférieure opposée (17) à des emplacements de jonction, le premier côté (16) et le second côté opposé (18) étant inclinés au moins partiellement par rapport à une droite verticale passant par l'un au moins des emplacements de jonction afin qu'une première région située entre la surface supérieure (17') et la surface inférieure (17) soit à une plus grande distance de la droite verticale que l'un au moins des emplacements de jonctions. 2. Bâtonnet d'encre selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend une surface avant (11) et une surface arrière opposée (12) raccordant la surface supérieure (17') à la surface inférieure (17), chacune des surfaces avant et arrière opposée ayant une région en saillie (14) destinée à être au contact de bâtonnets adjacents d'encre lorsque les bâtonnets sont alignés bout à bout. 3. Bâtonnet d'encre selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la région en saillie (14) est inclinée par rapport à la verticale. 4. Bâtonnet d'encre selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la région en saillie (14) s'étend entre la surface supérieure (17') et la surface inférieure opposée (17). 5. Bâtonnet d'encre selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la région en saillie (14) s'étend sur une partie plus petite que toute la partie comprise entre la surface supérieure (17') et la surface inférieure opposée (17). 6. Bâtonnet d'encre selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la région en saillie (14) se trouve au centre entre la surface supérieure (17') et la surface inférieure opposée (17). 7. Bâtonnet d'encre selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite première région située entre la surface supérieure (17') et la surface inférieure opposée (17) se trouve à mi-distance entre ces surfaces. 8. Bâtonnet d'encre selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite première région située entre la surface supérieure (17') et la surface inférieure opposée (17) est adjacente à la surface inférieure (17). 9. Bâtonnet d'encre selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite première région située entre la surface supérieure (17') et la surface inférieure opposée (17) est adjacente à la surface supérieure (17'). 10. Bâtonnet d'encre selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le bâtonnet d'encre a une longueur déterminée entre une surface avant (11) et une surface arrière opposée (12), et le premier côté (16) et le second côté opposé (18) ont en outre chacun au moins une partie plate telle que la partie plate de chacun des premier côté (16) et second côté (18) opposés forme moins de 50 % environ de la longueur du bâtonnet d'encre. 11. Ensemble à bâtonnet d'encre et goulotte pour bâton- net d'encre, caractérisé en ce qu'il comprend en combi- naison: (a) un fond de goulotte (21) d'alimentation en bâtonnet d'encre raccordé à des parois latérales opposées de goulotte (21) et à un recouvrement supérieur partiellement ouvert (24), (b) une surface supérieure (17') et une surface inférieure opposée (17) de bâtonnet d'encre, et (c) un premier côté (16) et un second côté opposé (18) de bâtonnet d'encre raccordant la surface supérieure (17') et la surface inférieure opposée (17) du bâtonnet d'encre à des emplacements de jonction, le premier côté (16) et le second côté opposé (18) du bâtonnet d'encre étant inclinés au moins partiellement par rapport à une ligne verticale passant par l'un au moins des emplacements de jonction de manière qu'une région située entre la surface supérieure (17') et la surface inférieure (17) soit à une plus grande distance de la ligne verticale que l'un au moins des emplacements de jonction afin que le contact du premier côté (16) et du second côté opposé (18) du bâtonnet d'encre avec les parois latérales opposées de la goulotte (21) soit minimal. 12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ouverture du recouvrement supérieur (24) de la goulotte (21) d'alimentation de bâtonnet d'encre est couplée à une configuration propre du bâtonnet d'encre afin que seul un bâtonnet d'encre de forme convenable puisse avancer dans la goulotte (21).