Brevet FR2460787A1 — publié le 19810130

La présente invention est relative à l'impression par jet d'encre, et plus particulièrement à la collecte de l'encre inutilisée pendant l'impression par jet d'encre. L'impression par jet d'encre implique la projection d'encre depuis une buse ou un tube sur un support. Les systèmes de projection d'encre se divisent en deux grandes catégories en termes de pourcentage de gouttes d'encre fournies qui finalement percutent le support. Selon une première catégorie de dispositifs de projection d'encre, appeles "goutte à goutte", les gouttes d'encre sont formées en reponse à un signal vidéo et sont toutes utilisées. Deux exemples de cette approche sont divulgues par les brevets US 2 143 376 et US 3 341 859. Dans ces dispositifs, un conducteur électrique est disposé derrière le support.et l'encre est projetée de la buse en réponse à une pulsation de tension de polarité opposee. Selon la seconde categorie de dispositifs, appelés "jet continu", la projection d'encre se fait depuis une buse vibrante. Les gouttes d'encre passent à travers un tunnel de charge dans lequel elles sont sélectivement chargées en accord avec un signal vidéo. De plus, le long de la trajectoire, un ensemble de déflecteurs ou électrodes devient les gouttes chargées en réponse à une différence de potentiel. Ces dispositifs sont différents dans la mesure où des gouttes peuvent être chargées ou non, mais ils présentent tous la caracteristique que seul un faible pourcentage de gouttes d'encre projetées par la buse soient finalement retrouvé sur le support. Dans tout dispositif à flux continu, il est important de collecter l'encre inutilisée et de l'éloigner de la vicinité du jet d'encre afin d'assurer un jet continu d'encre et une déviation efficace des gouttes d'encre chargées. Ceci a posé des problèmes dans la conception de tels dispositifs. Une approche qui est sous-jacente au dispositif de collecte, objet de la présente invention, consiste à dévier les gouttes chargees sur une lame constituant une electrode de collecte associée à une electrode de déviation. Les gouttes sont alors aspires par un dispositif à vide par l'intermédiaire de la surface poreuse de l'électrode de collecte en acier inoxydable comme divulgué par le brevet US 3 916 421 (HERTZ). Un dispositif de collecte d'encre selon l'art antérieur est uniquement capable d'évacuer les gouttes qui touchent la lame. Les gouttes perdues qui sont prématurément déviées et qui ne touchent jamais la lame, comme les gouttes qui rebondissent sur elle, adherent et sèchent sur les surfaces des électrodes de déviation et de collecte. Un dispositif d'aspiration sous vide est incapable de récupérer la totalité de ces gouttes d'encre perdues. L'utilisation d'un second dispositif à vide pour retirer les gouttes d'encre de l'électrode de déviation réduit le nombre de gouttes d'encre qui adhèrent à la surface de l'électrode de déviation. Cet élément supplementaire n'a, cependant, aucun effet sur les gouttes qui adhèrent à la surface de l'électrode de collecte entre la lame et le tunnel de charge. L'accumulation de gouttes d'encre sechées sur la surface de l'électrode de collecte interfère avec le jet de gouttes d'encre nécessaire pour une impression par projection à jet continu. Une accumulation de gouttes d'encre séchées sur la surface de l'électrode de collecte, particulièrement dans la zone où le canal entre les électrodes de collecte et de déviation est rétréci par la présence d'un seuil de déviation (une zone étroite de déviation accrue), interrompt physiquement le flux de gouttes d'encre à travers les électrodes. L'accumulation de gouttes d'encre sur la surface des électrodes de collecte et de déviation interdit une deviation effective des gouttes d'encre indésirables. La distance limité entre les deux electrodes encourage la formation d'un arc électrique entre elles, en produisant une baisse momentanée de potentiel dans les deux électrodes, baisses qui interdisent une déviation continue et empêchent l'impression du code désiré. De plus, des gouttes d'encre séchées sur les surfaces des electrodes de collecte et de deviation peuvent s'accumuler au point de construire un pont entre les electrodes qui sont alors en court-circuit, ce qui interrompt complètement le processus d'impression. Les problemes poses par le séchage des gouttes d'encre sur les électrodes sont particulièrement serieux lorsqu'une encre à base de solvant est utilisée. Pour l'impression sur du papier ou d'autres surfaces poreuses, il est possible d'utiliser une encre à l'eau avec des inhibiteurs de séchage tandis que l'impression sur des surfaces telles que des métaux, rend necessaire l'utilisation d'une encre à base de solvant qui a tendance à sécher dès lors que son contenu en solvant n'est pas maintenu. Par conséquent, la présente invention a pour objet la réalisation d'un jet d'encre continu, sans interruption possible, à travers des électrodes pendant une impression par jet d'encre, en évitant l'accumulation de gouttes d'encre séchées sur la surface de l'électrode de-collecte, notamment par la collecte et l'évacuation des gouttes d'encre perdues avant qu'elles ne sé- chent sur la surface de l'électrode de collecte. Un autre objet de l'invention est d'obtenir une deviation systématique des gouttes d'encre non nécessaires à l'impression. Il est aussi envisagé de reduire les baisses sporadiques de potentiel du fait d'arcs électriques. L'invention a, en outre, pour objet d'éviter la formation de ponts de gouttes d'encre séchées entre les électrodes de collecte et de déviation, notamment en evitant qu'elles y adhèrent. A cet effet, la presente invention propose la réalisation d'un dispositif de collecte d'encre pour l'impression par jet d'encre, comportant des électrodes, une pompe à vide, un réservoir de collecte, des tubes et des embouchures en matière plastique et un filtre. Les gouttes d'encre perdues sont conduites d'une électrodes de collecte poreuse à un reservoir de collecte ou un composant de l'encre est séparé. Ce composant est un solvant qui s'évapore dans le reservoir de collecte pour s'y mélanger à l'air et être conduit au mur interieur poreux d'une électrode de déviation protegeant une embouchure raccordee au tube d'evacuation de la pompe a vide.Un filtre pour la retenue des particules d'encre contenues dans le mélange air/solvant peut être utilement introduit dans le circuit pompe à vide / embouchure. En outre, les gouttes d'encre sont conduites d'une embouchure dans l'électrode de collecte à un réservoir de collecte. La pompe à vide est disposée de preference dans le circuit du mélange air/solvant entre le réservoir de collecte et l'électrode de déviation. L'invention a aussi pour objet le procedé d'utilisation du dispositif pré- cédemment decrit. Le procédé d'impression par jet d'encre consiste en l'interception des gouttes d'encre selon leur déviation, l'aspiration des gouttes interceptées par une électrode de déviation, la séparation d'un composant de l'encre collectée de ladite encre. Lorsque le composant est un solvant, il est vaporisé pour obtenir un mélange air/solvant force a travers l'électrode de déviation vers une zone situee entre les électrodes de déviation et de collecte. Ce mélange est filtre pour retenir les particules d'encre restantes qui sont rassemblees dans un receptacle d'ou elles sont periodiquement enlevées. L'invention sera explicitée de façon purement indicative à l'aide des dessins annexés donnés à titre indicatif. La figure 1 est une vue en perspective du dispositif de collecte, objet de l'invention. La figure 2 est une vue schématique en plan des electrodes présentées à la figure 1. L'on trouvera in fine une nomenclature des différents reperes utilisés au cours de la description qui embrasse simultanément les figures 1 et 2. Le dispositif de collecte de l'encre est indiqué par le repère!5lsur la figure 1. I1 comprend une pompe à vide (10) avec aspiration et évacuation, un réservoir de collecte (20), des tubes de raccordement en matière plastique (30), (31), (32), des embouchures en matiere plastique (35c) et (35d) et un filtre (40). Des gouttes d'encre projetées d'une buse (non représentée) pé nètrent les électrodes (15) par un tunnel de charge (65) où elles reçoivent sélectivement une charge électrique en accord avec un signal vidéo transmis depuis un générateur de caractères (non représenté). Les gouttes chargées sont déviées par le champ électrique formé entre les .électrodes de collecte (50) et de déviation (60), sur une lame (57) qui est disposée sur l'électrode de collecte (50) à son arête la plus éloignée de la buse.Les gouttes d'encre sans charge passent entre les électrodes (15), sans être déviées, pour former l'image désirée. Le processus de déviation est sujet à des erreurs du fait des différentes tolérances introduites dans le système,comme montré à la figure 2. Le jet d'encre (70), après avoir pénétré dans le tunnel de charge (65) se divise en gouttes d'encre qui sont sélectivement chargées. Les gouttes sans charge continuent leur trajectoire (75), sans déviation, vers le support A. Idéalement, les gouttes chargees doivent être déviées selon la trajectoire (80) de telle façon qu'elles frappent la lame (57). Ces gouttes d'encre sécheraient et s'accumuleraient si l'on n'y portait attention. D'autres gouttes peuvent se dévier vers la barrière de potentiel (61), comme montré par la trajectoire (90).La bar rière de potentiel (61) détermine un passage étroit qui accroit le champ élec- trique tout en accroissant les chances d'accumulation de gouttes d'encre sé chées et d'arc électrique. Finalement, l'impact du jet d'encre sur la lame (57) crée un brouillard qui avance dans la direction B vers le mur intérieur de l'électrode de déviation (60). Les gouttes qui frappent directement la lame (57) sont aspirées dans le mur intérieur poreux de l'électrode de collecte (50) par l'effet de la pompe à vide (10). L'électrode est avantageusement en acier inoxydable poreux.Ces gouttes d'encre pénètrent alors dans une embouchure (35c) de l'électrode de collecte, puis sont évacuées par un tube de matière plastique (30) vers un réservoir de collecte (20) qui possède une très bonne étanchéité à l'air comme tous les autres éléments du dispositif. Dans ce réservoir, le solvant d'encre se vaporise et se mélange à l'air qui y est contenu pour donner un mélange (27) évacué par la pompe à vide (10) via un tunnel (31) à travers un filtre (40) qui arrête les particules d'encre restantes. Les particules d'encre retenues par le réservoir de collecte (20) et le filtre (40) sont périodiquement éloignées du dispositif lors de son nettoyage. Le mélange air/solvant (27) penètre dans la pompe à vide (10) et en est rejete à l'extrémité d'un tube en matiere plastique (32) dans l'électrode de déviation (60). Le mélange (27) passe alors dans une embouchure (35d) de l'électrode de déviation (60) qui est masquée par un mur intérieur poreux en acier inoxydable (non représenté). Le mélange rejeté forme alors une barriere (dans la zone (95) de la figure 2) qui empêche des gouttes d'encre perdues (non représentees) d'adhérer et de sécher sur la surface de l'électrode de deviation (60). Cette solution est efficace pour toutes les gouttes sauf pour les grosses gouttes.De plus, le mélange (27) empêche le séchage des gouttes d'encre qui ont atteint la surface de l'électrode de collecte avant la lame (57); ces gouttes sont alors aspirées par le mur intérieur (50c) de l'électrode de collecte (50). Dans certaines hypothèses, il peut être utile d'introduire une seconde pompe a vide (non représentée) avec une buse dans la vicinité des electrodes (15) positionnée de façon a ne pas interférer avec le jet d'encre (25). Cette pompe est utilisée pour conserver le dispositif hors poussière ou éloigner d'autres particules non désirables. NOMENCLATURE 5 dispositif de collecte d'encre 10 pompe à vide 15 électrodes 20 réservoir de collecte 27 mélange air / solvant de l'encre 30,31 ,32 tubes de raccordement 35c embouchure de l'électrode de collecte 35d embouchure de l'électrode de déviation 40 filtre 50 électrode de collecte 57 lame 60 électrode de déviation 61 barrière de potentiel 65 tunnel de charge 70 jet d'encre 75 trajectoire des gouttes sans charge 80,90 trajectoire des gouttes chargées A support à imprimer B direction d'avance du brouillard REVENDICATIONS 1. Dispositif d'impression par jet d'encre caractârise en ce que les gout tes d'encre perdues sont conduites d'une électrode de collecte poreuse à un réservoir de collecte où un composant de l'encre est séparé. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le composant de l'encre est un solvant qui s'evapore dans le réservoir de collecte. 3. Dispositif selon la revendication 2 caracterisé en ee que le solvant évaporé est mélangé à de l'air dans le réservoir de collecte et conduit au mur intérieur poreux d'une électrode de déviation protégeant une em bouchure raccordée au tube d'évacuation de la pompe à vide. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par un filtre pour la retenue des particules d'encre contenues dans le mélange air/solvant dans le circuit pompe à vide/embouchure. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les gouttes d'encre sont conduites d'une embouchure dans l'électrode de collecte à un reservoir de collecte. 6. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par une pompe à vide à aspiration et évacuation dans le circuit du mélange air/solvant entre le réservoir de collecte et l'électrode de déviation. 7. Procédé d'impression par jet d'encre caractérisé par : - l'interception des gouttes d'encre selon leur déviation, - l'aspiration des gouttes interceptées par une électrode de déviation, - la séparation d'un composant de l'encre collectee de ladite encre. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que le composant est un solvant qui est vaporise pour obtenir un mélange air/solvant, et en ce que ledit melange est forcé à travers l'électrode de déviation vers une zone située entre les électrodes de déviation et de collecte. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8 caractérisé en ce que le mélange air/solvant est filtré pour retenir les particules d'encre res tantes qui sont rassemblées dans un réceptacle d'où elles sont périodi quement enlevées.