Brevet FR2873324A1 — publié le 20060127

Unité d'alimentation en liquide pour instrument de projection de liquide et instrument de projection de liquide comprenant une telle alimentation en liquide. La présente invention se rapporte aux unités d'alimentation en liquide destinées à être montées dans des instruments de projection de liquide et aux instruments de projection de liquide comprenant de telles alimentations. Plus particulièrement, l'invention vise une unité d'alimentation en liquide qui est destinée à être montée dans un instrument de projection de liquide, et qui comprend une cartouche de liquide et une tête de projection de liquide reliée à la cartouche de liquide. Une telle unité d'alimentation en liquide est notamment décrite dans la demande de brevet FR 2 841 498. Dans cette unité d'alimentation en liquide, la tête de projection de liquide est directement reliée de manière fixe à la cartouche de liquide en formant ainsi une unité destinée à être directement rapportée à l'intérieur de l'instrument. Cet instrument de projection de liquide peut, à titre d'exemple, être formé par un stylo destiné à être tenu dans la main d'un utilisateur. L'instrument d'écriture comprend également une source d'alimentation en énergie embarquée qui est indépendante et distincte de la cartouche de liquide ainsi que de la tête de projection de liquide, cette source d'alimentation en énergie étant donc destinée à être montée également à l'intérieur du stylo formant l'instrument de projection de liquide. Bien que l'instrument de projection de liquide décrit dans la demande de brevet FR 2 841 498 donne entière satisfaction, on peut comprendre que lors du montage de cet instrument, l'utilisateur doit nécessairement procéder à plusieurs étapes de montage ou de démontage lorsqu'il souhaite notamment changer la cartouche de liquide et/ou la source d'alimentation en énergie. Par ailleurs, l'utilisateur peut éventuellement être amené à mal orienter la source d'alimentation en énergie à l'intérieur de l'instrument si bien que ce dernier ne pourra pas alors refonctionner. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet une unité d'alimentation en liquide destinée à être montée dans un instrument de projection de liquide, ladite unité comprenant: - une cartouche de liquide, et - une tête de projection de liquide reliée à la cartouche de liquide, caractérisée en ce que ladite unité d'alimentation en liquide comprend en outre une source d'alimentation en énergie solidaire de la cartouche de liquide pour former une unité d'alimentation pré-assemblée destinée à être directement montée dans l'instrument de projection de liquide. Dans des formes de réalisation préférées de l'invention, on a recours, en outre, à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - la cartouche de liquide comprend un boîtier délimitant un réservoir interne de liquide qui s'étend entre une première extrémité et une deuxième extrémité se prolongeant par un tube apte à permettre la circulation du liquide depuis le réservoir vers la tête de projection; - le tube loge un élément capillaire pour permettre l'acheminement du liquide depuis le réservoir vers la tête de projection; - la source d'alimentation en énergie est rapportée de manière fixe autour du boîtier de la cartouche de liquide; la source d'alimentation en énergie est rapportée 35 de manière fixe sur la première extrémité du boîtier de la cartouche de liquide; - la source d'alimentation en énergie est rapportée de manière fixe autour du tube qui s'étend à partir de la deuxième extrémité du boîtier de la cartouche de liquide; - la source d'alimentation en énergie est formée par une source d'alimentation électrique qui présente une paroi externe sur laquelle sont réalisées des connexions électriques pour connecter électriquement ladite source d'alimentation électrique à au moins un composant électrique de l'instrument de projection, lorsque ladite unité d'alimentation en liquide est montée dans l'instrument de projection; - la source d'alimentation en énergie est formée par une enceinte à combustible destinée à être reliée à une pile à combustible disposée dans l'instrument de projection, lorsque ladite unité d'alimentation en liquide est montée dans l'instrument de projection; - l'unité d'alimentation en liquide comprend des moyens pour remplir le niveau de liquide dans la cartouche 20 de liquide; et - l'unité d'alimentation en liquide comprend des moyens pour recharger le niveau d'énergie de la source d'alimentation en énergie. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un instrument de projection de liquide comprenant une unité d'alimentation en liquide telle que définie ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de plusieurs de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints. Sur les dessins. - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un instrument de projection de liquide qui est équipé 35 d'une unité d'alimentation en liquide conforme à l'invention; - les figures 2 à 4 représentent différentes formes de réalisation de l'unité d'alimentation en liquide conforme à l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale montrant en détail un système de fixation d'une tête de projection de liquide sur la cartouche de liquide de l'unité d'alimentation en liquide conforme à l'invention; - la figure 6 est une vue en coupe transversale de l'unité d'alimentation en liquide montrant en détail ses connexions électriques destinées à coopérer avec des connexions électriques de forme complémentaire disposées dans l'instrument de projection de liquide; - la figure 7 est une vue longitudinale d'une 15 portion de l'unité d'alimentation en liquide avec ses connexions électriques; - la figure 8 est un schéma bloc des différents éléments constituant l'unité d'alimentation en liquide et l'instrument de projection; - la figure 9 est une vue en coupe partielle et en perspective éclatée d'une partie de l'unité d'alimentation en liquide avant assemblage avec des composants de l'instrument de projection; - la figure 10 est une vue en coupe partielle et en perspective d'une partie de l'unité d'alimentation en liquide après assemblage avec des composants de l'instrument de projection; - la figure 11 est une vue en coupe longitudinale de l'unité d'alimentation en liquide selon encore une autre forme de réalisation de l'invention; et - la figure 12 représente une vue en coupe longitudinale de l'unité d'alimentation en liquide conforme à la figure 11, lorsque l'unité d'alimentation est assemblée avec des composants de l'instrument de projection. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un instrument de projection de liquide tel qu'un instrument d'écriture 1 présentant une forme extérieure correspondant sensiblement à celle d'un stylo, et qui comprend principalement: - un manche 2 qui peut être composé de deux parties 2a, 2b destinées à être fixées l'une par rapport à l'autre 10 par exemple par vissage, - une unité d'alimentation en liquide 3 destinée à être montée à l'intérieur du manche 2, - une unité de gestion 4 destinée à coopérer avec l'unité d'alimentation en liquide 3 et qui est également destinée à être logée à l'intérieur du manche 2, et - un capuchon 5 destiné à venir s'emmancher sur la partie 2b du manche 2 de l'instrument d'écriture 1. L'unité d'alimentation en liquide 3 destinée à être montée dans le manche 2, comprend principalement: - une cartouche de liquide 6, une tête de projection de liquide 7 reliée de manière fixe à la cartouche de liquide 6, et - une source d'alimentation en énergie 8 solidaire de la cartouche de liquide 6, cette source d'alimentation en énergie électrique 8 pouvant être formée par au moins une pile électrique ou une batterie d'accumulateurs. Cette source d'alimentation électrique 8 peut être rechargeable ou non. Ainsi, la cartouche de liquide 6, la tête de projection de liquide 7 et la source d'alimentation électrique 8 forment une unité d'alimentation préassemblée qui est destinée à être directement montée à l'intérieur du manche 2 de l'instrument d'écriture 1 à jet de liquide. La figure 2 représente un premier mode de réalisation de l'unité d'alimentation en liquide 3. Selon ce premier mode de réalisation, la cartouche de liquide 6 comprend un boîtier allongé 9 de forme sensiblement tubulaire qui s'étend entre une première extrémité ouverte 9a et une deuxième extrémité 9b qui se prolonge par un tube 9c réalisé d'une seule pièce avec la deuxième extrémité 9b. Ce boîtier 9 délimite un réservoir interne à l'intérieur duquel est disposé du liquide. A cet effet, le réservoir interne peut contenir une matière absorbante 10 destinée à retenir le liquide qui suivant les cas d'utilisation de l'instrument, peut être formé par de l'encre destinée à être projetée sur un support quelconque. La première extrémité 9a du boîtier peut en outre être refermée par un bouchon 11 pouvant présenter un orifice traversant permettant une communication du réservoir interne avec la pression atmosphérique. Le boîtier 9 peut également comprendre des moyens pour remplir le niveau de liquide du réservoir. Ces moyens de remplissage peuvent par exemple se situer au niveau du bouchon 11. L'extrémité libre du tube 9c de la cartouche de liquide 6 est quant à elle destinée à supporter de manière fixe la tête de projection de liquide 7. A titre d'exemple et comme représenté sur la figure 5, la tête de projection de liquide 7 peut par exemple être rapportée de manière fixe sur un élément de support 12 qui présente un conduit 12a directement emmanché dans l'extrémité du tube 9c. Le conduit 12a de l'élément de support 12 est également adapté pour loger un élément capillaire 13 qui s'étend entre une première extrémité en contact avec le matériau absorbant 10 et une deuxième extrémité qui est associée à la tête de projection 7 de manière à acheminer le liquide depuis le réservoir interne de la cartouche 6 vers la tête de projection 7. A titre d'exemple, la tête de projection 7 de 35 liquide tel que de l'encre peut être formée par une tête de projection à effet piézoélectrique ou par une tête de projection thermorésistive qui comporte une ou plusieurs buses de projection destinée(s) à projeter du liquide sur un support d'écriture. Dans ce premier mode de réalisation représenté sur la figure 2, la source d'alimentation électrique ou pile électrique 8 présente une forme sensiblement tubulaire et elle entoure directement le boîtier 9 de la cartouche 6 de liquide. Cette source d'alimentation électrique 8 qui s'étend entre les première et deuxième extrémités 9a, 9b du boîtier 9 de la cartouche 6 peut par exemple être directement fixée par collage sur la paroi externe du boîtier 9. Cet ensemble formé par la cartouche 6, la tête de projection 7 et la source d'alimentation électrique 8 forment ainsi une unité d'alimentation préassemblée qui peut être directement montée à l'intérieur de l'instrument d'écriture. A cet effet, la source d'alimentation électrique 8 comprend également, comme on peut le voir sur les figures 6 et 7, des connexions électriques 8a, 8b adaptées pour être connectées électriquement à au moins un composant électrique de l'instrument d'écriture, lorsque ladite unité d'alimentation en liquide 3 est montée à l'intérieur du manche 2 de l'instrument d'écriture 1. Ces connexions électriques 8a, 8b sont formées par des éléments électriquement conducteurs partiellement logés dans une rainure 14 pratiquée sur la paroi externe de la source d'alimentation électrique 8. Ces éléments électriquement conducteurs 8a, 8b présentent des extrémités qui s'étendent au-delà de la rainure 14 pour venir en contact avec des connexions électriques complémentaires d'au moins un composant électrique de l'instrument d'écriture 1. La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'unité d'alimentation en liquide 3. Selon ce second mode de réalisation, le boîtier 9 présente une longueur plus petite que celle du boîtier représenté sur la figure 2. A l'inverse, le tube 9c qui s'étend à partir de la seconde extrémité 9b du boîtier 9 présente une longueur supérieure à celle du tube 9c représenté sur la figure 2. Dans ce second mode de réalisation, la source d'alimentation électrique 8 est directement rapportée autour du tube 9c tout en étant en appui contre la second extrémité 9b du boîtier 9. Bien entendu comme on peut le voir sur la figure 3, l'élément capillaire 13 destiné à acheminer le liquide depuis le réservoir vers la tête de projection 7 présente une longueur appropriée en fonction de la longueur du tube 9c. La figure 4 représente un troisième mode de réalisation de l'unité d'alimentation. Selon ce troisième mode de réalisation, la source d'alimentation électrique 8 est rapportée de manière fixe sur la première extrémité 9a du boîtier 9 de la cartouche 6. Plus exactement, la source d'alimentation électrique 8 est rapportée de manière fixe sur le bouchon 11 qui autorise une communication d'air entre le réservoir interne formé par le boîtier 9 et l'air ambiant. Bien entendu on comprend que suivant le type d'instrument de projection de liquide utilisé, l'unité d'alimentation 3 en liquide peut présenter une forme quelconque adaptée pour venir se loger dans un logement de forme appropriée ménagé à l'intérieur de l'instrument. A titre d'exemple, cet instrument de projection de liquide peut également être formé par tout instrument destiné à être pris en main par un utilisateur et qui comporte une cartouche de liquide, une tête de projection de liquide ainsi qu'une source d'alimentation en énergie embarquée. Par ailleurs, les dimensions et l'autonomie de la source d'alimentation électrique 8 seront fonction de la quantité d'énergie à fournir aux différents composants électriques de l'instrument pour projeter sur un support approprié l'ensemble de la quantité de liquide contenu dans la cartouche 6. Suivant les différents modes de réalisation représentés sur les figures 2 à 4, le tube 9c présente au moins une partie courante sur laquelle est destinée à venir s'emmancher une unité de gestion 4 adaptée pour activer ou non la tête de projection de liquide 7 (voir figures 9 et 10). Cette unité de gestion 4 peut par exemple être disposée à demeure dans la partie 2b de l'instrument 1 et venir coopérer avec l'unité d'alimentation en liquide 3 lors de son montage dans l'instrument. Dans l'exemple considéré ici, cette unité de gestion 4 de la projection de liquide présente une forme extérieure sensiblement tronconique avec un conduit 15 dans lequel est destiné à être logée la partie courante du tube 9c de la cartouche 6. De manière schématique et comme on peut le voir sur la figure 8, cette unité de gestion 4 de la projection de liquide comprend principalement: - une unité de gestion d'énergie 16 reliée électriquement aux connexions 8a, 8b de la source d'alimentation électrique 8 de l'unité d'alimentation en liquide 3, - un dispositif de détection et de mesure 17 adapté pour détecter et mesurer des paramètres d'utilisation de l'instrument d'écriture 1, ce dispositif de détection et de mesure étant relié électriquement à l'unité de gestion d'énergie 16, et - une unité de traitement 18 adaptée pour commander ou non l'activation de la tête de projection 7 en fonction de paramètres détectés et/ou mesurés par le dispositif de détection et de mesure 17. A titre d'exemple, le dispositif de détection et de mesure 17 peut comprendre des moyens de mesure pour mesurer, sans contact physique de l'instrument d'écriture avec le support, la distance entre la tête de projection 7 et un support sur lequel des gouttelettes de liquide sont destinées à être apposées. Le dispositif de détection et de mesure 17 peut en outre comporter des moyens de détection de mouvement adaptés pour détecter le moindre mouvement de l'instrument d'écriture pendant son utilisation lorsque ce dernier est tenu en main par un utilisateur. A titre d'exemple, les moyens de mesure de la distance entre la tête de projection 7 et le support ainsi que les moyens de détection de mouvement formant le dispositif de détection et de mesure 17 peuvent être identiques à ceux déjà décrits dans la demande de brevet FR 2 841 498. De même, la logique d'activation ou non de la tête de projection opérée par l'unité de traitement 18 peut être identique à celle déjà précédemment décrite dans la demande de brevet FR 2 841 498. Les figures 9 et 10 représentent un exemple de réalisation de cette unité de gestion 4 de la projection de liquide. Comme on l'a déjà vu précédemment, cette unité de gestion 4 présente une forme sensiblement tronconique avec un conduit 15 dans lequel est destiné à être logée la partie courante du tube 9c qui porte la tête de projection 7 de liquide. Le corps tronconique de l'unité de gestion 4 présente une extrémité 41 à partir de laquelle s'étend un élément en saillie 42 sur lequel sont disposées, de part et d'autre, des connexions électriques 42a, 42b destinées à venir en contact électrique avec les connexions électriques 8a, 8b de la source d'alimentation électrique 8. Les connexions électriques 42a, 42b permettent d'alimenter l'unité de gestion d'énergie 16 située à l'intérieur de l'unité de gestion 4 de forme tronconique. L'autre extrémité 43 de l'unité de gestion 4 est adaptée pour recevoir une pastille 44 qui présente des connexions électriques 45a, 45b qui relient électriquement l'unité de traitement 18 aux connexions électriques 7a, 7b de la tête de projection 7. L'unité d'alimentation 3 ou plus exactement le tube 9c vient directement s'emmancher dans l'unité de gestion 4 de telle sorte que les connexions électriques 7a, 7b de la tête de projection 7 viennent au contact des connexions 45a, 45b de la pastille 44 solidaire de l'unité de gestion 4. Par ailleurs, la pastille 44 qui est destinée à être rapportée de manière fixe sur l'extrémité 43 de l'unité de gestion 4 peut également présenter des trous traversants qui débouchent directement sur sa face 44a destinés à être disposés en regard du support sur lequel sont destinées à être projetés les gouttelettes de liquide. Ces trous traversants pourront notamment servir à loger une LED infrarouge envoyant un faisceau de lumière incidant en direction du support d'écriture de manière à créer un spot lumineux qui sera ensuite analyse par une photodiode elle- même disposée dans un trou traversant de la pastille 44. Le principe de mesure d'une distance au moyen d'une LED infrarouge et d'une photodiode est notamment décrit dans la demande de brevet FR 2 841 498. Les figures 11 et 12 représentent un autre mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, la source d'alimentation en énergie est formée par une enceinte de combustible 23 destinée à fournir du combustible à une pile à combustible 24 qui peut être, par exemple, disposée à l'intérieur de l'unité de gestion 4. A cet effet, l'enceinte du combustible 23 comprend un raccord 25 pour acheminer le combustible, par exemple du méthanol ou autre, vers la pile à combustible 24. Bien entendu, dans ce mode de réalisation, l'unité de gestion 4 de l'instrument d'écriture 1 peut également être pourvue d'une unité de gestion d'énergie 16, d'un 2873324 12 dispositif de détection et de mesure 17 et d'une unité de traitement 18 tels que décrits précédemment. L'unité de gestion 4 peut également être fixée à l'intérieur de la partie 2B de l'instrument 1 dont une portion est représentée sur la figure 12. De plus, l'enceinte de combustible 23 peut également comprendre des moyens pour remplir le niveau de combustible contenu dans l'enceinte 23, ces moyens de remplissage peuvent, par exemple, être formés par le raccord 25 ou une valve appropriée permettant un remplissage de l'enceinte en combustible. REVENDICATIONS 1. Unité d'alimentation en liquide (3) destinée à être montée dans un instrument de projection de liquide (1), ladite unité comprenant: - une cartouche de liquide (6), et - une tête de projection de liquide (7) reliée à la cartouche de liquide (3), caractérisée en ce que ladite unité d'alimentation en liquide (3) comprend en outre une source d'alimentation en énergie (8; 23) solidaire de la cartouche de liquide (6) pour former une unité d'alimentation (3) pré-assemblée destinée à être directement montée dans l'instrument de projection de liquide (1). 2. Unité d'alimentation selon la revendication 1, dans laquelle la cartouche de liquide (6) comprend un boîtier (9) délimitant un réservoir interne de liquide qui s'étend entre une première extrémité (9a) et une deuxième extrémité (9b) se prolongeant par un tube (9c) apte à permettre la circulation du liquide depuis le réservoir vers la tête de projection (7). 3. Unité d'alimentation selon la revendication 2, dans laquelle le tube (9c) loge un élément capillaire (13) pour permettre l'acheminement du liquide depuis le réservoir vers la tête de projection (7) ; 4. Unité d'alimentation électrique selon l'une ou l'autre des revendications précédentes 2 et 3, dans laquelle la source d'alimentation en énergie (8; 23) est rapportée de manière fixe autour du boîtier (9) de la cartouche de liquide (6). 5. Unité d'alimentation selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, dans laquelle la source d'alimentation en énergie (8; 23) est rapportée de manière fixe sur la première extrémité (9a) du boîtier (9) de la cartouche de liquide. 2873324 14 6. Unité d'alimentation selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, dans laquelle la source d'alimentation en énergie (8; 23) est rapportée de manière fixe autour du tube (9c) qui s'étend à partir de la deuxième extrémité (9b) du boîtier (9)de la cartouche de liquide. 7. Unité d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la source d'alimentation en énergie est formée par une source d'alimentation électrique (8) qui présente une paroi externe sur laquelle sont réalisées des connexions électriques (8a,8b) pour connecter électriquement ladite source d'alimentation électrique (8) à au moins un composant électrique (4) de l'instrument de projection (1), lorsque ladite unité d'alimentation en liquide (3) est montée dans l'instrument de projection (1). 8. Unité d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la source d'alimentation en énergie est formée par une enceinte à combustible (23) destinée à être reliée à une pile à combustible (24) disposée dans l'instrument de projection (1), lorsque ladite unité d'alimentation en liquide (3) est montée dans l'instrument de projection (1). 9. Unité d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens (19, 20) pour remplir le niveau de liquide dans la cartouche de liquide (6). 10.Unité d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens pour recharger le niveau d'énergie de la source d'alimentation en énergie (8; 23). 11. Instrument de projection de liquide (1) comprenant une unité d'alimentation en liquide (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes.