EP3256322A2 - Procede et dispositif de nettoyage et de protection d'une connexion hydraulique - Google Patents

Procede et dispositif de nettoyage et de protection d'une connexion hydraulique

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EP3256322A2
EP3256322A2 EP16705098.8A EP16705098A EP3256322A2 EP 3256322 A2 EP3256322 A2 EP 3256322A2 EP 16705098 A EP16705098 A EP 16705098A EP 3256322 A2 EP3256322 A2 EP 3256322A2
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EP
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ink
solvent
cartridge
reservoir
circuit
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Francis Pourtier
Jean-Pierre ARPIN
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Dover Europe SARL
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to the field of printers, in particular the continuous ink jet type (CIJ).
  • CIJ continuous ink jet type
  • It also relates to the architecture (the arrangement of the ink circuit) of a printer, for example of the CIJ type, in particular to prevent situations in which certain channels used by the ink can be plugged during their use. .
  • Continuous inkjet (CIJ) printers are well known in the field of coding and industrial marking of various products, for example to mark barcodes, the expiry date on food products, or references or distance marks on the cables or pipes directly on the production line and at high speed. This type of printer is also found in some areas of decoration where the graphic printing capabilities of the technology are exploited.
  • a print head 1 generally remote from the body of the printer 3, is connected thereto by a flexible umbilicus 19 gathering the hydraulic and electrical connections necessary for the operation of the head by giving it flexibility that facilitates integration on the production line.
  • the body of the printer 3 (also called desk or cabinet) usually contains three subsets:
  • a controller situated at the top of the console (zone 5 '), capable of managing the sequencing of actions and of carrying out the processes enabling activation of the various functions of the ink circuit and the head.
  • An interface 6 which gives the operator the means to implement the printer and to be informed about its operation.
  • the cabinet has 2 sub-assemblies: in the upper part, the electronics, the power supply and the operator interface, and in the lower part an ink circuit supplying the ink, of nominal quality, under pressure at head and vacuum recovery of ink not used by the head.
  • FIG. 2 schematically represents a printing head 1 of a printer Cl J. It comprises a drop generator 60 supplied with electrically conductive ink pressurized by the ink circuit 4.
  • This generator is capable of emitting at least one continuous jet through a small orifice called a nozzle.
  • the jet is transformed into a regular succession of drops of identical size under the action of a periodic stimulation system (not shown) located upstream of the outlet of the nozzle.
  • a periodic stimulation system not shown
  • the drops 7 are not intended for printing, they go to a gutter 62 which recovers them to recycle the unused ink and send them back into the ink circuit 4.
  • Devices 61 placed along the jet charge and deflection electrodes) make it possible, on command, to electrically charge the drops and to deflect them in an electric field Ed. These are then deviated from their natural ejection path of the drop generator.
  • the drops 9 intended for printing escape the gutter and will be deposited on the print medium 8.
  • each drop of a jet can be oriented only to 2 paths: printing or recovery.
  • each drop of a single jet (or few jets spaced) can be deflected on various trajectories corresponding to different load commands from one drop to another, thereby performing a scan of the print area in a direction which is the direction of deflection, the other direction of The scanning of the area to be printed is covered by relative movement of the print head and the print medium 8.
  • the elements are arranged such that these two directions are substantially perpendicular.
  • An ink circuit of a continuous inkjet printer first makes it possible to supply ink under controlled pressure, and possibly solvent, to the drop generator of the head 1 and to create a depression to recover the unused fluids for back printing of the head.
  • pigments for example titanium oxide (rutilous TiO 2 or anatase), in the form of sub-micron-sized particles, are particularly interesting for their whiteness and opacity. They are called pigment inks and are used for marking and identifying black or dark media.
  • the dense particles of pigments have a natural tendency to sediment, especially in the ink supply ducts, when the ink is at rest.
  • the consequences of this sedimentation may be the formation, in these conduits, of solid plugs which can block them, in part or even completely.
  • the venting of the connector, in the presence of ink can form dry ink plugs.
  • the same problem also relates to the cannula for connecting ink cartridges to the ink circuit: the ink is supplied to the circuit from a cartridge, consumable element that the user replaces when empty.
  • the connection to the ink circuit is made by a cannula which fits into a suitable opening of the cartridge and which is also a zone of sedimentation of the ink and formation of solid plugs.
  • the consumables used in this type of device and in particular the ink and the solvent, are expensive elements.
  • the invention firstly relates to a method for cleaning an ink circuit of an inkjet printer, comprising at least one reservoir, said main reservoir, at least one ink cartridge, a pump for pumping the cartridge ink and fluid connection means between the ink cartridge and the reservoir, and printer control means, the method comprising at least:
  • step a) a step of pumping at least a portion of the solvent, sent during step a) to the main tank.
  • the fluidic connection means between the ink cartridge and the reservoir make it possible to supply a fluid (or a liquid, generally ink, but here also solvent), from the ink cartridge to the main reservoir.
  • a method according to the invention may comprise a step of detecting the clogged state of at least a portion of the fluid connection means between the ink cartridge and the reservoir, for example by measuring of the variation of ink level in the main tank, when pumping ink from the ink cartridge to the main tank.
  • the solvent can be sent to the cartridge by a part of the fluid connection means between the ink cartridge and the reservoir, the solvent flowing in the opposite direction of the flow direction of the ink, when it is sent from the ink cartridge to the reservoir.
  • Step b) can be performed using said pump for pumping ink from said ink cartridge to the main reservoir.
  • Steps a) and b) can be repeated.
  • the pressure PI can be between 1 and 10 bar.
  • a method according to the invention may also include a step of sending solvent into the cartridge and into at least a portion of the fluidic connection means, without pumping step of at least a portion of the solvent thus sent to the main reservoir.
  • a method according to the invention may comprise a step, prior to step a), of detecting the presence of the ink cartridge, for example by exchanging at least one datum, between an electronic circuit or electrical associated with the cartridge and the control means of the printer.
  • the solvent sent in step a) can be taken from a part of the main tank.
  • a step of detecting the level of solvent in the main reservoir can be performed prior to step a).
  • the solvent can be taken from a removable cartridge.
  • the solvent can be sent by means of pumping or pressurization, by a circuit which may be partly different from that used in step b).
  • a method according to the invention may comprise a step, prior to step a), of detecting the empty state of the ink cartridge, produced for example from at least one measurement of a level of ink in the main tank.
  • step b) at least a portion of the solvent can be transferred to an intermediate reservoir, separate from the main reservoir.
  • the solvent thus stored in the intermediate tank can then be transferred to the so-called main tank.
  • the solvent can be maintained under pressure P1, a measurement of the variation of the solvent pressure or the level or volume of the solvent being carried out. If a decrease in the pressure of the solvent, or the level or the volume of the solvent, for example greater than a threshold value, is measured, it can be concluded that a plug or a plugged state of a part of the circuit.
  • a decrease in the pressure of the solvent, or the level or the volume of the solvent, greater than a threshold value is not measured, which may reflect the maintenance of a plugging situation, one or more variations of pressure of solvent. According to one embodiment, it is therefore possible to temporarily increase the pressure in the circuit, for example by several jolts (or variations or pulses) of pressure.
  • the duration of the cleaning or unclogging operations is greater than a predetermined duration ⁇ , then it may be decided to stop the cleaning and, for example, to proceed with a change of the ink module. Otherwise, as long as the predetermined duration has not been reached, it can be proceeded, a test again on the closure of the circuit and the unblocking operations.
  • the measurement of variation of the pressure of the solvent or the level or the volume of the solvent makes it possible to check the effectiveness of the release, and, possibly if it is not the case, to make or to repeat one or more pressure variations. solvent.
  • the solvent can be sent to the cartridge without passing through the pump to pump ink from the cartridge, or through said pump.
  • the invention also relates to an ink circuit of a continuous inkjet printer, comprising at least one reservoir, called the main reservoir, and means for controlling the printer, the latter being programmed to implement a process according to the invention.
  • the invention also relates to an ink circuit of a continuous inkjet printer, comprising a reservoir, said main reservoir, a pump for pumping ink towards the reservoir, means for connecting an ink cartridge to the circuit, means for fluid connection between said means for connecting an ink cartridge to the circuit and the reservoir, and means for controlling the printer, these means being provided for:
  • the fluid connection means between the ink cartridge and the reservoir allows a fluid (generally ink) to be supplied from the ink cartridge to the reservoir.
  • the control means of the printer may further be provided to detect, prior to the sending of solvent, the clogged state of at least a portion of the fluid connection means between the ink cartridge and the reservoir.
  • These means comprise, for example, means for measuring the variation of a fluid level (for example of ink) in the main reservoir, for example following a, or during an ink pumping of a cartridge. ink to the main tank.
  • a fluid level for example of ink
  • Means may be provided for maintaining a fluid (or a liquid, for example a solvent) under pressure in the circuit, as well as means for measuring a variation in fluid pressure (for example of solvent) or a level or a volume of this fluid.
  • Such means can make it possible to carry out one or more pressure variations of the liquid (or of the solvent), in particular, in the case where the means for measuring a variation in pressure do not detect a decrease in the pressure of the fluid, or the level or fluid volume, greater than a threshold value.
  • a circuit according to the invention comprises means for effecting or reiterating one or more fluid pressure variations in the circuit, for example if a variation in fluid pressure (or a liquid, for example a solvent) or a level or volume of this fluid is not detected.
  • Said fluidic connection means may be connected to means for injecting a solvent therein.
  • An ink circuit according to the invention may comprise means for measuring an ink level in the main reservoir, said printer control means making it possible to calculate, for example from a measurement of a level of ink in the main reservoir, a residual ink level in an ink cartridge connected to the fluidic connection means.
  • An ink circuit according to the invention may further comprise an intermediate reservoir, separated from the main reservoir and means for transferring, to said intermediate reservoir, at least a portion of a fluid (or a liquid, in particular solvent), present in said means for connecting an ink cartridge to the circuit and in at least a portion of said fluid connection means.
  • An ink circuit according to the invention may further comprise:
  • Means may be provided for selecting one or the other of the circulation paths of such a fluid, and therefore by the pump for pumping the ink, or not.
  • the invention also relates to an ink jet printer, comprising:
  • hydraulic connecting means for bringing an ink to be printed from the ink tank to the print head and sending, to said ink circuit, an ink to be recovered from the print head,
  • the ink jet printer implemented in a method according to the invention, or in a device according to the invention may be a continuous jet printer (CIJ), in particular of the binary type, or a multi continuous jet printer. -défléchi. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 represents a known printer structure
  • FIG. 2 represents a known structure of a printer head of a CIJ type printer
  • FIG. 3A is an example of a fluid circuit according to the present invention.
  • FIG. 3B is a variant of an example of a fluid circuit according to the present invention.
  • FIG. 4 represents an ink cartridge and the controller means of a printing machine
  • FIG. 5 represents steps of carrying out a cleaning method according to the present invention
  • FIG. 6A is another example of a fluid circuit structure using a circuit according to the present invention.
  • FIG. 6B represents a variant of an example of a fluid circuit structure using a circuit according to the present invention.
  • Fig. 3A shows a removable ink cartridge 30 and an example of a portion of the ink circuit of the machine, between the cartridge 30, the main reservoir 10 and the solvent cartridge 40, also removable.
  • the reference 300 designates the cannula (or any equivalent means), which will make it possible to connect, from the fluidic point of view, the cartridge 30 to the rest of the circuit.
  • ink can be pumped, by means of pumping means 31, towards the main reservoir 10 via fluidic connection means, comprising conduits 320, 340, 341, 343, 344 and valves (or solenoid valves) 32, 33, 34, 35, which may be "3-way" type valves.
  • the pump 31 pumps ink, from the cartridge 30, which passes successively via the valves 32 and 34, through the conduits 320, 340, 341, 343, 344, then via the valve 33, to be sent to the main reservoir 10 (path I in Figure 3A).
  • Means 35, 345 make it possible to introduce solvent under pressure, for example at a pressure of between 1 and 10 bar, or between 1 bar and 5 bar, into these fluidic connection means.
  • these means comprise, on the one hand, the valve 35, and, on the other hand, a conduit 345 disposed upstream of the valve 35. After opening this valve 35 (in position NC in FIG. 3A ), and depending on the open or closed state of the valves 32 and 34 (in position NC in FIG. 3A), this solvent can be directed successively by the conduits 341, 340, and 320, up to the cartridge 30 (see circulation path II in FIG.
  • the solvent can be passed through the path III, successively through the conduits 341, 343, 344, 320, to the cartridge 30 which also allows to clean the pump 31.
  • the solvent will therefore circulate in parts of the circuit which, as explained above, have been previously used to inject, in a reverse direction of circulation of the solvent, ink in the main tank 10. This is the case of the conduits 341, 340, 320 and the cannula 300.
  • a pressure sensor 47 may be arranged, in the diagram of Figure 3A, upstream of the valve 35, in the path of the solvent.
  • This solvent under pressure will make it possible to dissolve or destroy the ink residue plugs that may have formed in the conduits 341, 340, 320, or in the valves 35, 34, 32, or in the cannula 300.
  • this is done after detecting a clogged state of a portion of the circuit, in the ink path. It is thus possible to carry out a cleaning of the fluidic connections, which is particularly advantageous to implement after detecting a clogged state of a part of the circuit and / or after the cartridge 30 has been emptied, but before it is removed for be replaced by a full cartridge.
  • the reservoir said main reservoir 10, can be structured in several compartments 11-14, including a compartment 14 containing solvent.
  • the solvent may come from a removable cartridge 40 of solvent (shown in broken lines in FIG. 3A), connected by fluidic connection means 400 (shown schematically by dashed lines in FIG. 3A) to the main reservoir, these means 400 including a pump (not shown in Figure 3A).
  • the main tank 10 may be provided with means 15 for detecting the level of the ink that it contains. In the main tank, the solvent is mixed with ink (the mixture itself being called "ink").
  • the solvent under pressure sent during the cleaning described above may come from the compartment 14 of solvent tank 10. Means may be provided to detect a level of solvent in this compartment. Alternatively, the solvent can come directly from the cartridge 40. In all cases it is pressurized by the pump dedicated to pumping the solvent.
  • part of the path (FIG. 3A, path I) taken by the ink, at the outlet of the cartridge 30 and towards the main reservoir 10, can then be borrowed, according to a reverse flow direction (FIG. 3A, path II), by solvent, from the solvent cartridge 40 or part 14 of the solvent-containing main reservoir.
  • the solvent under pressure, sent to the cartridge 30, can then be pumped to the main tank 10.
  • the solvent path is then the one usually used by the ink (FIG. 3A, path I), from the cartridge 30 to the main tank 10: after cleaning, the valve 35 is closed (in the NO position in FIG. 3A) and the pump 31 is activated to send the cleaning solvent to the tank 10.
  • the solvent thus makes it possible to clean the ducts in which it will circulate as well as the cannula 300; then it can be kept in the circuit without being lost.
  • this can be done when the cartridge 30 is empty, which can be detected, in particular, via the level measurement variations in the main reservoir 10: this is the case, for example, if the ink level variation is less than a threshold value (for example 5/10 mm) for a predetermined duration (for example 20 s), even though the pump 31 operates to inject ink into the main tank 10.
  • a threshold value for example 5/10 mm
  • a predetermined duration for example 20 s
  • An example of a cleaning sequence may be the following: a) 1st rinsing of the conduits 341, 340, 320, the valves 35, 34, 32 and the cannula 300 with solvent under pressure (FIG. 3A, path II), then recovery of the solvent in the reservoir 10 (FIG. 3A , path I);
  • control means of the printer are made in the form of an electrical or electronic circuit, or a processor or a microprocessor, programmed to implement a cleaning method according to the invention, for example as described above. It is this controller that controls the opening and closing of the valves, as well as the activation of the pumping means, in order to circulate the solvent as described above.
  • the controller is also programmed to handle non-cleaning operations, including print operations.
  • the detection, prior to the cleaning operations described above, of the "empty" state of the cartridge 30, is carried out from the ink level measurements, for example level measurements made in the main reservoir 10 to using the means 15, and using the controller.
  • the latter also makes the decision, and sends the instructions, to circulate solvent under pressure towards the cartridge 30, then to pump it towards the main reservoir 10.
  • a cartridge 30 provided with a circuit 30a (hereinafter called a "tag"), for example made in the form of a processor or a microprocessor.
  • This circuit 30a is for example applied against a wall of the cartridge 30. It may further comprise communication means, for example an RFID type interface, which will allow dialogue with the controller of the printer, in particular to provide it one or more data that can be interpreted as reflecting the presence of the cartridge.
  • the controller is also provided with communication means 3a, for example an RFID type interface, which will allow to receive the data transmitted by the tag of the cartridge.
  • communication means 3a for example an RFID type interface, which will allow to receive the data transmitted by the tag of the cartridge.
  • the communication between the body 3 of the printer and the cartridge 30 may be of contact type.
  • contacts are provided, on the one hand on the cartridge, on the other hand on the printer, to ensure the transmission of data between the cartridge 30 and the printer. Sending an RFID signal, from the tag to the controller, or reading by the latter, the presence of tag contacts, to detect the presence of the cartridge. This verification can be performed periodically, and / or after detection of an empty state of the cartridge.
  • both the detection of the "empty" state of the cartridge 30 and the cleaning steps that follow this detection are triggered by the machine itself, without the intervention of an operator. and without stopping the machine. The latter can simultaneously continue to print.
  • Another application of the invention concerns the case where the cartridge 30 is not empty, and in which a stoppage is detected in the ink path, from the cartridge 30 to the main reservoir 10.
  • Detection of a plugging situation of one of the ink flow conduits, or cannula 300 can be performed from the pressure or solvent level measurements. This diagnosis can be made by the controller, who processes the pressure measurements, estimates the variation in the level of the ink in the tank for a given duration and pumping power and compares it with what is normally expected under these conditions. duration and power of pumping. According to one embodiment, at the start of the printer, it is checked whether there is clogging of the connectors. For this, the following tests can be performed, for example by the controller:
  • the pressure Ps of solvent decreases to a value P2 ⁇ P1.
  • the solvent can then be reinjected into the main tank 10, as explained above.
  • the pressure Ps of solvent remains stable, a plugging situation is still diagnosed by the controller.
  • the pressure PI is then maintained for a certain duration Atl, for example a few seconds, in order to remove the obstacle.
  • This can be optionally combined with one or more "jerks" (or variations or pulses) of pressure, for example by opening and closing cycles of the solenoid valve 35, to reach a pressure P3> P1, each of these For example, "spurts" being generated for a short period, of duration ⁇ 2 ⁇ .
  • the pressure Ps decreases, the value P2 ⁇ P1 is that the obstacle has been eliminated, and the solvent can be reinjected into the main tank 10, as explained above.
  • one solution is to carry out a manual intervention and / or change the cannula 300 or the module itself (which includes some of the fluidic connections between the cartridge 30 and the main reservoir).
  • the solvent under pressure, sent to the cartridge 30, can then be pumped to the main tank 10.
  • the circuit is then that usually used by the ink, from the cartridge to the main tank
  • the set of valves 32-35 is reconfigured to send the cleaning solvent to the main tank 10.
  • the solvent thus makes it possible to clean the ducts in which it will circulate, as well as the cannula 300, and then to be maintained. in the circuit, without being lost.
  • the detection of a plugging situation of one of the ducts or the cannula can be performed using the controller of the machine.
  • This step can also be performed in the case of cleaning after detection of the empty state of the cartridge, explained above.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of this method is illustrated in FIG.
  • a first step the level of solvent is monitored in the solvent reservoir 14.
  • this level is lower than a predetermined threshold value, then the printing machine is immediately stopped, so that it does not work without solvent. This step can also be performed in the case of cleaning after detection of the empty state of the cartridge.
  • step S2 the solvent can be pressurized (step S2), for example at a pressure P1 between 1 bar and 10 bar, or between 1 bar and 5 bar. If it is not possible to reach this pressure, then a fault is detected. If this pressure can be reached, then one proceeds (step S3) to sending solvent to the ink cartridge 30, as described above, by opening the valves 35, 34, 32.
  • step S4 it is then possible (step S4) to carry out a test on maintaining or decreasing the solvent pressure for a certain time Atl. For example, it is tested whether, at the expiration of this duration, the pressure has decreased by a predetermined value, for example between 1% ⁇ 1 and 50% xP1 or (by measurement of solvent in the tank 14) if the level or the volume of solvent has decreased by a predetermined value Ahl or AVI: if it is answered in the affirmative to one of these questions, then it is considered that the circuit is open, and the standard sequence of operation of the machine can to be resumed.
  • a predetermined value for example between 1% ⁇ 1 and 50% xP1 or (by measurement of solvent in the tank 14) if the level or the volume of solvent has decreased by a predetermined value Ahl or AVI: if it is answered in the affirmative to one of these questions, then it is considered that the circuit is open, and the standard sequence of operation of the machine can to be resumed.
  • step S5 it is then possible to try (step S5) to temporarily increase the pressure, for example by jerks (or variations or pulses) of pressure (as already explained above), which can be generated by one or more opening cycles. and closing the valve 35.
  • a test can also be performed on the duration of the cleaning or unclogging operations (step S6): if the cycle has a duration greater than a predetermined duration ⁇ , then it can be decided to stop the cleaning and, for example, to proceed to a change of the ink module. Otherwise, as long as the predetermined duration has not been reached, the test of the previous step S4 can be resumed.
  • both the diagnosis of a plugging situation and the remedy provided can be formulated and triggered by the machine itself. same, without intervention of an operator, and without stopping the machine.
  • the machine can simultaneously continue to print.
  • FIG. 3B An alternative of a circuit described above is shown in Figure 3B; it is identical to that of FIG. 3A, except for the presence of an intermediate tank 110, in which the solvent that allowed the cleaning, as explained above, can be recovered temporarily before being sent to the main tank 10.
  • a 3-way valve 36 allows directing the solvent either directly to the main tank 10 (along the path I) or to the intermediate reservoir 110 (along the path 1a).
  • a pump 31a subsequently makes it possible to pump the contents of this reservoir to the main reservoir 10.
  • the reservoir 110 is thus placed in parallel with the circuit that the ink follows when it is pumped from the cartridge 30 to the reservoir 10.
  • valve 36 is actuated so as to guide the solvent to the valve 33, along this path I which remains unmodified compared to the case of Figure 3A.
  • the solvent used to clean the connection of the ink cartridge can be used to add solvent to the main ink tank 10 and thus maintain the quality of the ink, without suddenly adding solvent in this main tank 10 after such cleaning.
  • the additional reservoir is preferably placed at atmospheric pressure (PA) in order to avoid overpressure, this can be done by connecting, via a conduit 111, the top of this reservoir to the top of the main reservoir 10.
  • PA atmospheric pressure
  • valve 36 and the pump 31a can be actuated by the controller of the machine, programmed for this purpose.
  • FIG. 6A An ink circuit in which the circuit, described above in connection with FIG. 3A, can be used, is illustrated in FIG. 6A.
  • the structure of this circuit is close to that described in document WO 2011/076810.
  • the main tank is here divided into compartments 11, 12, 13, 14.
  • the compartment 11 forms an intermediate reservoir: it constitutes a buffer storage tank in which the ink is stored in a part of the fluid circuit which is intermediate between the ink cartridges 30 and the solvent cartridge 40 (removable consumable cartridges) and the print head 1 itself. The fluids back from the head are recovered by this same intermediate reservoir 11.
  • the reference 19 which designates the umbilicus, which combines the communication channels for bringing the various fluids to the print head, as well as the electrical connections for bringing the electrical signals for the operation of the head.
  • the ink contained in the tank 11 is maintained with the quality required for optimum printing performance, in particular adjusted in viscosity, as described later by the system according to the invention.
  • the ink taken from the intermediate reservoir 11 arrives at the inlet of the pump 20, for example a gear pump, which pressurizes it.
  • This pump 20 is driven by a motor controlled in speed (power) by the controller.
  • the pump 20 can be short-circuited by an adjustable bypass 21 to adjust its operating range (pressure / flow rate or pressure / rotation speed characteristic).
  • Downstream of the pump 20 is an anti-pulse device 23, for the reasons explained in the document WO 2011/076810.
  • a pressure sensor 24, and possibly a temperature sensor, may be provided downstream of the anti-pulsation device 23: the data it supplies serves the controller to control the pressure of the ink at a setpoint, generally when the Ink jet speed in the head is not available (eg when jet ejection is stopped, or the jet speed is not measurable).
  • the ink is filtered by the main filter 25 downstream of the sensor 24 before being sent to the head 1.
  • the container 10 is partially partitioned thus defining the four functional reservoirs 11, 12, 13, 14 connected to each other and to the two removable reserve consumable cartridges (ink cartridge 30 and solvent cartridge 40) by conduits or passages and some active hydraulic components (controlled by the controller) such as four 3-way solenoid valves (18, 32, 33, 42), a 2-way solenoid valve 43 and both pumps, for example, low capacity 31, 41 diaphragm pumps .
  • the ink cartridge 30 and the solvent cartridge 40 make it possible to replace the fluids consumed by the printer during its operation.
  • These cartridges generally have no means of measuring or detecting the volume of fluid they contain, the contents of the cartridge being evaluable as described above.
  • the cartridges are connected to bases connected to the corresponding solenoid valves 32, 42.
  • the single container 10 whose bottom is flat and horizontal, comprises internal partitions present on only part of its height, dividing it into four tanks 11, 12, 13, 14 opening on top in a common volume .
  • the four tanks 11, 12, 13, 14 are therefore equilibrated at the same gas pressure.
  • the common internal volume of the container 10 is in communication with the outside air through a vent 111. Thanks to this vent, the air is charged with solvent vapor coming from the discharge of the hydro-ejector 26 which has sucked the fluids (mixture of ink and air entering the gutter 62 of the print head 1), to escape to the outside.
  • this solvent vapor-laden air passes into a passive condenser 16 consisting of a cavity provided with baffles which multiplies the contact surface between the charged air and the walls of the condenser.
  • a passive condenser 16 consisting of a cavity provided with baffles which multiplies the contact surface between the charged air and the walls of the condenser.
  • Each reservoir 11, 12, 13, 14 is more or less filled with fluid (or liquid). Because the partition walls are not made up to the top of the container 10, a full tank may overflow into the adjacent tank. Thus, the tank 13 can be used as a constant level tank by overflow in the intermediate tank.
  • the intermediate reservoir 11 is the one that contains the ink intended to pressurize the printing head 1 and to recover the fluids resulting from the return of the latter by the gutter 62.
  • the second tank 12 is the measuring tank because it is in the latter that the actual measurements of ink level and solvent are carried out by means of a preferably continuous level sensor 15 which equips it.
  • the third tank 13 is fed, in a closed circuit, with ink from the intermediate tank 11 to constitute a constant level tank by overflow to the intermediate tank 11. More exactly, the ink is pumped through the pump. supply 20 of the intermediate tank 11 and arrives at the reservoir 13 by discharge through the filter grid 28 and the solenoid valve 18 in the NC position (1-2). Thus, filled to a constant level, the reservoir 13 supplies ink with a constant static pressure.
  • the constant level tank 13 is in permanent hydraulic communication with the measuring chamber 12 using a conduit L3 connecting their bottom, equipped with a calibrated leak 17, for example a viscous leak with a length much greater than its diameter.
  • the fourth reservoir 14 is a reservoir of solvent for rinsing the head during the start and stop operations of the jet.
  • This reservoir 14 also makes it possible to prolong the operation of the printer when the cartridge of solvent 40 is empty, providing the solvent necessary for the viscosity correction and thus gives the user the possibility of deferring the replacement of the empty cartridge.
  • This tank 14 may overflow into the measuring tank 12. This tank may also provide solvent for the cleaning operations according to the invention.
  • sub-assemblies each consisting of a pump associated with two solenoid valves constituting a subset dedicated to the transfer of one of the fluids.
  • a subassembly comprises the pump 31 associated with the solenoid valves 32 - 35. On the one hand, it transfers new ink from the cartridge 30 to the intermediate reservoir 11 and on the other hand, to empty the measuring tank 12 towards the intermediate tank 11.
  • another subassembly comprises the pump 41 associated with the solenoid valves 42, 43.
  • This allows one hand to transfer specific amounts of solvent to the measuring tank 12, or from the cartridge of solvent 40 to the solvent reservoir 14 by overflow into the tank 12, or from the solvent tank 14 to the measuring tank 12 and secondly, to pressurize the solvent from the solvent tank 14, for rinsing the head during jet stops and starts.
  • the pump 41 also makes it possible to put solvent under pressure for the cleaning operations according to the invention.
  • the fluid, taken from the compartment 14 is sent to the ink cartridge 30 through the conduit 345, the valve 35, and then the conduits 341, 340 and 320.
  • the hydraulic lines L1, L2, L3 are connected to the container 10 at its flat bottom. and horizontal, which is the one of the four tanks 11, 12, 13 and 14, which allows communication of fluid by communicating vessel.
  • the sensor 15 may be a continuous level sensor, capable of measuring, at least in a given range of levels, any level of the fluid present in the measuring tank 12. Thus, it is possible, by performing level measurements , for example cyclically, to know the evolution of the level in time.
  • the level sensor 15 further includes a pressure sensor 151 sealingly connected to one end of a tube 150, the other end of the tube being open.
  • the tube 150 is arranged vertically in the measuring tank 12 so that the opening of the tube opens near the bottom.
  • There are other devices for measuring a level especially continuously, for example ultrasonic sensors, capacitive or otherwise.
  • the pressure sensor 151 measures the static pressure of the column of fluid present in the measuring tank 12.
  • the pressure of the gas above the liquid surfaces in the container 10 is for this reason identical to the outside air pressure where there is the sensor 151, which functions as a relative pressure sensor with external pressure reference. From the knowledge of the density of the fluid, the controller deduces the height of the column and the level of the fluid.
  • the sensor 151 may be calibrated more or less periodically: the offset of the sensor, which determines the zero level, is measured after complete emptying of the measuring tank 12, that is to say after emptying to below the level of the opening of the tube 150.
  • the complete emptying of the measuring tank 12 can be carried out using the solenoid valves 32, 33 and the ink transfer pump 31, as explained in WO 2011/076810.
  • the measuring tank 12 and the intermediate tank 11 are placed in hydraulic communication by their bottom by switching the solenoid valve 33 to the NC position (1-2).
  • the ink taken at the outlet of the pump 20 for pressurizing the ink is directed towards the intermediate reservoir (solenoid valve 18 in the NO position (2-3)).
  • the constant level tank 13 is in permanent communication with the measuring tank 12, through the calibrated leak 17 via the line L3, the levels of the volumes considered in the tanks 11, 12, 13 tend, after equilibrium, to unique value that is measured by the sensor 15. Knowing the surface of the sections of the three tanks 11, 12, 13, the controller deduces the exact volume of available ink; it is ink ready for printing that is to say of quality (viscosity) adequate.
  • the level measurement can be used, as already explained above, to estimate whether a cartridge 30 is empty, or not.
  • FIG. 6B An alternative of the circuit described above in connection with Figure 6A is shown in Figure 6B; this circuit is identical to that of FIG. 6A, but uses an intermediate reservoir 110, as in FIG. 3B, with the same advantages as those described above in connection with FIG. 3B: the 3-way valve 36 allows direct the solvent either directly to the main tank 10 (according to the path I), or to the intermediate reservoir 110 (according to the path la).
  • the additional pump 31a makes it possible later to pump the contents of this reservoir to the main reservoir 10.
  • the valve 36 and the pump 31a can be actuated by the controller of the machine, programmed for this purpose.
  • the invention is of particular interest in the case of an ink containing dispersions of dense particles such as metals or metal oxide pigments.
  • dense particles such as metals or metal oxide pigments.
  • metals or metal oxide pigments For example, titanium, zinc, chromium, cobalt or iron (such as TiO 2 , ZnO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , etc.) in the form of micron or submicron particles.
  • a pigment ink may, for example based on Ti0 2 , be used for the marking and identification of black or dark supports.

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de nettoyage d'un circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre, comportant au moins un réservoir (10), dit réservoir principal, au moins une cartouche d'encre (30), une pompe (31) pour pomper l'encre de la cartouche et des moyens (32 -35, 320, 340, 341, 343, 344) de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir, et des moyens (3) de contrôle de l'imprimante, ce procédé comportant au moins: a)une étape d'envoi de solvant, à une pression P1, vers la cartouche (30), par au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre (30) et le réservoir (10), b)une étape de pompage d'au moins une partie du solvant, envoyé lors de l'étape a), vers le réservoir principal (10).

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE NETTOYAGE ET DE PROTECTION D'UNE CONNEXION
HYDRAULIQUE
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR
L'invention concerne le domaine des imprimantes, notamment du type à jet d'encre continu (CIJ).
Elle concerne également l'architecture (l'agencement du Circuit d'encre) d'une imprimante, par exemple de type CIJ, en particulier afin de prévenir les situations dans lesquelles certains canaux empruntés par l'encre peuvent être bouchés lors de leur utilisation.
Les imprimantes à jet d'encre continu (CIJ) sont bien connues dans le domaine du codage et du marquage industriel de produits divers, par exemple pour marquer des codes barre, la date de péremption sur des produits alimentaires, ou encore des références ou des repères de distance sur les câbles ou les tuyaux directement sur la chaîne de production et à grande cadence. Ce type d'imprimante se trouve également dans certains domaines de la décoration où les possibilités d'impression graphique de la technologie sont exploitées.
Ces imprimantes possèdent plusieurs sous-ensembles type comme le montre la figure 1.
Tout d'abord, une tête d'impression 1, généralement déportée par rapport au corps de l'imprimante 3, est reliée à celui-ci par un ombilic 19 souple rassemblant les liaisons hydrauliques et électriques nécessaires au fonctionnement de la tête en lui donnant une souplesse qui facilite l'intégration sur la ligne de production.
Le corps de l'imprimante 3 (encore appelé pupitre ou cabinet) contient habituellement trois sous-ensembles :
- un circuit d'encre dans la partie basse du pupitre (zone 4'), qui permet d'une part, de fournir de l'encre à la tête à une pression stable et d'une qualité adéquate, et d'autre part de prendre en charge l'encre des jets non utilisée pour l'impression,
- un contrôleur situé dans le haut du pupitre (zone 5'), capable de gérer les séquencements d'actions et de réaliser les traitements permettant l'activation des différentes fonctions du circuit d'encre et de la tête.
- une interface 6 qui donne à l'opérateur le moyen de mettre l'imprimante en œuvre et d'être informé sur son fonctionnement.
Autrement dit, le cabinet comporte 2 sous-ensembles : en partie haute, l'électronique, l'alimentation électrique et l'interface opérateur, et en partie basse un circuit d'encre fournissant l'encre, de qualité nominale, sous pression à la tête et la dépression de récupération de l'encre non utilisée par la tête.
La figure 2 représente schématiquement une tête 1 d'impression d'une imprimante Cl J . Elle comporte un générateur de gouttes 60 alimenté en encre électriquement conductrice mise sous pression par le circuit d'encre 4.
Ce générateur est capable d'émettre au moins un jet continu au travers d'un orifice de petite dimension appelé buse. Le jet est transformé en une succession régulière de gouttes de taille identique sous l'action d'un système de stimulation périodique (non représenté) situé en amont de la sortie de la buse. Lorsque les gouttes 7 ne sont pas destinées à l'impression, elles se dirigent vers une gouttière 62 qui les récupère afin de recycler l'encre non utilisée et de les renvoyer dans le circuit d'encre 4. Des dispositifs 61 placés le long du jet (électrodes de charges et de déflexion) permettent, sur commande, de charger électriquement les gouttes et de les défléchir dans un champ électrique Ed. Celles-ci sont alors déviées de leur trajectoire naturelle d'éjection du générateur de gouttes. Les gouttes 9 destinées à l'impression échappent à la gouttière et vont se déposer sur le support à imprimer 8.
Cette description peut s'appliquer aux imprimantes jets continus (Cl J ) dites binaires ou jet continu multi-défléchi. Les imprimantes CIJ binaires sont équipées d'une tête dont le générateur de gouttes possède une multitude de jets, chaque goutte d'un jet ne peut être orientée que vers 2 trajectoires : impression ou récupération. Dans les imprimantes à jet continu multi-défléchi, chaque goutte d'un jet unique (ou de quelques jets espacés) peut être défléchie sur diverses trajectoires correspondant à des commandes de charge différentes d'une goutte à l'autre, réalisant ainsi un balayage de la zone à imprimer suivant une direction qui est la direction de déflexion, l'autre direction de balayage de la zone à imprimer est couverte par déplacement relatif de la tête d'impression et du support à imprimer 8. Généralement les éléments sont agencés de telle sorte que ces 2 directions soient sensiblement perpendiculaires.
Un circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre continu permet d'abord de fournir de l'encre sous pression régulée, et éventuellement du solvant, au générateur de gouttes de la tête 1 et de créer une dépression pour récupérer les fluides non-utilisés pour l'impression en retour de la tête.
Il permet également la gestion des consommables (distribution d'encre et de solvant à partir d'une réserve) et le contrôle et le maintien de la qualité de l'encre (viscosité/concentration).
Enfin, d'autres fonctions sont liées au confort de l'utilisateur et à la prise en charge automatique de certaines opérations de maintenance afin de garantir un fonctionnement identique quelles que soient les conditions d'utilisation. Parmi ces fonctions on trouve le rinçage en solvant de la tête (générateur de gouttes, buse, gouttière), l'aide à la maintenance préventive comme le remplacement de composants à durée de vie limité (filtres, pompes).
Ces différentes fonctions ont des finalités et des exigences techniques très différentes. Elles sont activées et séquencées par le contrôleur 5' de l'imprimante qui sera d'autant plus complexe que le nombre et la sophistication des fonctions seront grands.
En ce qui concerne les encres utilisées, celles contenant des pigments, par exemple de l'oxyde de titane (Ti02 rutile ou anatase), sous forme de particules de dimension sub-micronique, sont particulièrement intéressantes pour leur blancheur et leur opacité. Elles sont appelées encres pigmentaires et sont utilisées pour le marquage et l'identification de supports noirs ou foncés.
Mais les particules denses de pigments ont une tendance naturelle à sédimenter, notamment dans les conduits d'alimentation en encre, lorsque l'encre est au repos. Les conséquences de cette sédimentation peuvent être la formation, dans ces conduits, de bouchons solides qui peuvent les boucher, en partie ou même complètement. En outre, lors des opérations indispensables de maintenance, la mise à l'air de la connectique, en présence d'encre, peut former des bouchons d'encre sèche. Le même problème concerne également la canule de connexion de cartouches d'encre au circuit d'encre : l'encre est fournie au circuit à partir d'une cartouche, élément consommable que l'utilisateur remplace lorsqu'elle est vide. La connexion au circuit d'encre est réalisée par une canule qui vient s'ajuster dans une ouverture adaptée de la cartouche et qui constitue, également, une zone de sédimentation de l'encre et de formation de bouchons solides.
Il peut en résulter, en particulier, des difficultés d'alimentation en encre ainsi qu'une perte d'opacité des marquages.
Ces problèmes sont critiques et, puisque l'encre ne peut pas être brassée lorsqu'elle est dans les conduits et moyens de connexion, imposent l'intervention d'un technicien : l'imprimante est alors bloquée, la production est arrêtée, ce qui génère une insatisfaction de l'utilisateur ainsi qu'une perte de temps et des coûts.
Dans le domaine spécifique des imprimantes à jet d'encre, on ne connaît pas de technique permettant de résoudre ces problèmes de bouchage des connexions, en particulier les conduits ou tuyaux ou de la canule, dans lesquels l'encre est amenée à circuler, notamment depuis la cartouche d'encre vers le réservoir d'encre principal.
Il se pose donc le problème de réaliser un circuit d'encre, et un procédé de fonctionnement d'un circuit d'encre, qui permette le nettoyage de la connectique hydraulique, au moins entre une cartouche d'encre et un circuit d'encre, en particulier dans le cas d'une encre pigmentaire.
En outre, d'une manière générale, les consommables utilisés dans ce type de dispositif, et notamment l'encre et le solvant, sont des éléments coûteux.
On cherche donc à minimiser leur consommation tout en supprimant le blocage des conduits et connexions du circuit d'encre. Ce même problème se pose dans le cas d'une encre quelconque, même non pigmentaire, qui peut sécher et former des dépôts de matière sèche dans les conduits et connexions du circuit d'encre.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention concerne d'abord un procédé de nettoyage d'un circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre, comportant au moins un réservoir, dit réservoir principal, au moins une cartouche d'encre, une pompe pour pomper l'encre de la cartouche et des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir, et des moyens de contrôle de l'imprimante, ce procédé comportant au moins :
- a) une étape d'envoi de solvant, à une pression PI, vers la cartouche, par au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir,
- b) une étape de pompage d'au moins une partie du solvant, envoyé lors de l'étape a), vers le réservoir principal.
Les moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir permettent d'amener un fluide (ou un liquide, en général de l'encre, mais ici également du solvant), de la cartouche d'encre au réservoir principal.
Préalablement à l'étape a), un procédé selon l'invention peut comporter une étape de détection de l'état bouché d'au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir, par exemple par mesure de la variation de niveau d'encre dans le réservoir principal, lors d'un pompage d'encre de la cartouche d'encre vers le réservoir principal.
Au cours de l'étape a), le solvant peut être envoyé vers la cartouche par une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir, le solvant circulant en sens inverse du sens de circulation de l'encre, lorsque celle-ci est envoyée de la cartouche d'encre vers le réservoir.
L'étape b) peut être réalisée à l'aide de ladite pompe pour pomper l'encre, depuis ladite cartouche d'encre vers le réservoir principal.
Les étapes a) et b) peuvent être réitérées. La pression PI peut être comprise entre 1 et 10 bars .
Un procédé selon l'invention peut aussi comporter une étape d'envoi de solvant dans la cartouche et dans au moins une partie des moyens de connexion fluidique, sans étape de pompage d'au moins une partie du solvant ainsi envoyé vers le réservoir principal.
Selon une réalisation, un procédé selon l'invention peut comporter une étape, préalable à l'étape a), de détection de la présence de la cartouche d'encre, par exemple par échange d'au moins une donnée, entre un circuit électronique ou électrique associé à la cartouche et les moyens de contrôle de l'imprimante.
Le solvant envoyé lors de l'étape a) peut être prélevé dans une partie du réservoir principal. Préalablement à l'étape a), une étape de détection du niveau de solvant dans le réservoir principal peut être réalisée. En variante le solvant peut être prélevé dans une cartouche amovible. Le solvant peut être envoyé à l'aide de moyens de pompage ou de mise sous pression, par un circuit qui peut être en partie différent de celui utilisé lors de l'étape b).
Un procédé selon l'invention peut comporter une étape, préalable à l'étape a), de détection de l'état vide de la cartouche d'encre, réalisée par exemple à partir d'au moins une mesure d'un niveau d'encre dans le réservoir principal.
Au cours de l'étape b), au moins une partie du solvant peut être transférée vers un réservoir intermédiaire, séparé du réservoir principal. Le solvant ainsi stocké dans le réservoir intermédiaire peut ensuite être transféré vers le réservoir dit principal.
Après l'étape a), le solvant peut être maintenu sous pression PI, une mesure de la variation de pression du solvant ou du niveau ou du volume du solvant étant réalisée. Si une diminution de pression du solvant, ou du niveau ou du volume du solvant, par exemple supérieure à une valeur seuil, est mesurée, il peut être conclu à une élimination d'un bouchon ou d'un état bouché d'une partie du circuit.
Si une diminution de pression du solvant, ou du niveau ou du volume du solvant, supérieure à une valeur seuil, n'est pas mesurée, ce qui peut traduire le maintien d'une situation de bouchage, on peut effectuer une ou plusieurs variations de pression du solvant. Selon une réalisation on peut donc augmenter temporairement la pression dans le circuit, par exemple par plusieurs à-coups (ou variations ou impulsions) de pression.
Si la durée des opérations nettoyage ou de débouchage est supérieure à une durée Δΐ prédéterminée, alors il peut être décidé d'arrêter le nettoyage et, par exemple, de procéder à un changement du module d'encre. Sinon, tant que la durée prédéterminée n'a pas été atteinte, il peut être procédé, de nouveau, à un test sur le bouchage du circuit et aux opérations de débouchage.
Avantageusement, la mesure de variation de pression du solvant ou du niveau ou du volume du solvant permet de vérifier l'efficacité du déblocage, et, éventuellement si ce n'est pas le cas, d'effectuer ou réitérer une ou plusieurs variations de pression du solvant.
Lors de l'étape a), le solvant peut être envoyé vers la cartouche sans passer par la pompe pour pomper l'encre de la cartouche, ou en passant par ladite pompe.
L'invention concerne également un circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre continu, comportant au moins un réservoir, dit réservoir principal, et des moyens de contrôle de l'imprimante, ces derniers étant programmés pour mettre en œuvre un procédé selon l'invention.
L'invention concerne également un circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre continu, comportant un réservoir, dit réservoir principal, une pompe pour pomper de l'encre vers le réservoir, des moyens pour relier une cartouche d'encre au circuit, des moyens de connexion fluidique entre lesdits moyens pour relier une cartouche d'encre au circuit et le réservoir, et des moyens de contrôle de l'imprimante, ces moyens étant prévus pour :
- a) envoyer du solvant, à une pression PI, jusque dans lesdits moyens pour relier une cartouche d'encre au dispositif, par au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique,
- b) pomper au moins une partie d'un solvant, présent dans lesdits moyens pour relier une cartouche d'encre au dispositif et dans au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique. Les moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir permettent d'amener un fluide (en général de l'encre), de la cartouche d'encre au réservoir.
Les moyens de contrôle de l'imprimante peuvent en outre être prévus pour détecter, préalablement à l'envoi de solvant, l'état bouché d'au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir.
Ces moyens comportent par exemple des moyens pour mesurer la variation d'un niveau de fluide (par exemple de l'encre) dans le réservoir principal, par exemple suite à un, ou lors d'un, pompage d'encre d'une cartouche d'encre vers le réservoir principal.
Des moyens peuvent être prévus pour maintenir un fluide (ou un liquide, par exemple de solvant) sous pression dans le circuit, ainsi que des moyens pour mesurer une variation de pression de fluide (par exemple de solvant) ou d'un niveau ou d'un volume de ce fluide.
De tels moyens peuvent permettre d'effectuer une ou plusieurs variations de pression du liquide (ou du solvant), notamment, dans le cas où les moyens pour mesurer une variation de pression ne détectent pas une diminution de pression du fluide, ou du niveau ou du volume du fluide, supérieure à une valeur seuil.
Avantageusement, un circuit selon l'invention comporte des moyens pour effectuer ou réitérer une ou plusieurs variations de pression de fluide dans le circuit, par exemple si une variation de pression de fluide (ou un liquide, par exemple de solvant) ou d'un niveau ou d'un volume de ce fluide n'est pas détectée.
Lesdits moyens de connexion fluidique peuvent être reliés à des moyens permettant d'y injecter un solvant.
Un circuit d'encre selon l'invention peut comporter des moyens pour mesurer un niveau d'encre dans le réservoir principal, lesdits moyens de contrôle de l'imprimante permettant de calculer, par exemple à partir d'une mesure d'un niveau d'encre dans le réservoir principal, un niveau d'encre résiduelle dans une cartouche d'encre reliée aux moyens de connexion fluidique. Un circuit d'encre selon l'invention peut comporter en outre un réservoir intermédiaire, séparé du réservoir principal et des moyens pour transférer, vers ledit réservoir intermédiaire, au moins une partie d'un fluide (ou un liquide, notamment du solvant), présent dans lesdits moyens pour relier une cartouche d'encre au circuit et dans au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique.
Un circuit d'encre selon l'invention peut comporter en outre :
- des moyens pour envoyer un fluide (ou un liquide, par exemple du solvant), vers, ou jusque dans, lesdits moyens pour relier une cartouche d'encre au circuit, par au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique, mais sans faire circuler ce fluide par la pompe pour pomper l'encre de la cartouche ;
- et/ou des moyens pour envoyer un fluide (ou un liquide, par exemple du solvant) vers, ou jusque dans, lesdits moyens pour relier une cartouche d'encre au circuit, par au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique, en faisant circuler ce fluide par la pompe qui permet de pomper l'encre de la cartouche.
Des moyens peuvent être prévus pour sélectionner l'un ou l'autre des trajets de circulation d'un tel fluide, et donc par la pompe pour pomper l'encre, ou pas.
L'invention concerne également une imprimante à jet d'encre, comportant :
- un circuit d'encre selon l'invention,
- une tête d'impression,
- des moyens de liaison hydraulique, pour amener, depuis le réservoir d'encre, une encre à imprimer à la tête d'impression et envoyer, vers ledit circuit d'encre, une encre à récupérer à partir de la tête d'impression,
- des moyens de liaison électrique pour alimenter électriquement ladite tête d'impression.
L'imprimante à jet d'encre mise en œuvre dans un procédé selon l'invention, ou dans un dispositif selon l'invention peut être une imprimante à jet continu (CIJ), notamment de type binaire, ou une imprimante à jet continu multi-défléchi. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
- La figure 1 représente une structure connue d'imprimante,
- la figure 2 représente une structure connue d'une tête d'impression d'une imprimante de type CIJ,
- la figure 3A est un exemple d'un circuit fluidique selon la présente invention,
- la figure 3B est une variante d'un exemple d'un circuit fluidique selon la présente invention,
- la figure 4 représente une cartouche d'encre et les moyens formant contrôleur d'une machine d'impression,
- la figure 5 représente des étapes de réalisation d'un procédé de nettoyage selon la présente invention,
- la figure 6A représente encore un exemple de structure de circuit fluidique utilisant un circuit selon la présente invention.
- la figure 6B représente une variante d'un exemple de structure de circuit fluidique utilisant un circuit selon la présente invention.
EXPOSE DETAILLE D'UN MODE DE REALISATION
La figure 3A représente une cartouche d'encre amovible 30 et un exemple d'une partie du circuit d'encre de la machine, entre la cartouche 30, le réservoir principal 10 et la cartouche 40 de solvant, également amovible.
La référence 300 désigne la canule (ou tout moyen équivalent), qui va permettre de relier, du point de vue fluidique, la cartouche 30 au reste du circuit.
Lorsque la cartouche 30 est en place, de l'encre peut être pompée, à l'aide de moyens de pompage 31, en direction du réservoir principal 10 via des moyens de connexion fluidique, comportant des conduits 320, 340, 341, 343, 344 et des vannes (ou des électrovannes) 32, 33, 34, 35, qui peuvent être des vannes de type « 3 voies ». Ainsi, la pompe 31 pompe de l'encre, depuis la cartouche 30, qui passe successivement, via les vannes 32 et 34, par les conduits 320, 340, 341, 343, 344, pour ensuite, via la vanne 33, être envoyé vers le réservoir principal 10 (trajet I sur la figure 3A).
Des moyens 35, 345 permettent d'introduire du solvant sous pression, par exemple à pression comprise entre 1 et 10 bars, ou entre 1 bar et 5 bar, dans ces moyens de connexion fluidique. Selon la réalisation illustrée, ces moyens comportent, d'une part, la vanne 35, et, d'autre part, un conduit 345 disposé en amont de la vanne 35. Après ouverture de cette vanne 35 (en position NC sur la figure 3A), et en fonction de l'état d'ouverture ou de fermeture des vannes 32 et 34 (en position NC sur la figure 3A), ce solvant peut être dirigé, successivement par les conduits 341, 340, et 320, jusqu'à la cartouche 30 (voir trajet de circulation II en figure 3A) ; en variante, on peut faire passer le solvant par le chemin III, successivement par les conduits 341, 343, 344, 320, jusqu'à la cartouche 30 ce qui permet également de nettoyer la pompe 31. Le solvant va donc circuler dans des parties du circuit qui, comme expliqué ci-dessus, ont été préalablement utilisées pour injecter, selon un sens de circulation inverse de celui du solvant, de l'encre dans le réservoir principal 10. C'est le cas des conduits 341, 340, 320 et de la canule 300.
Un capteur de pression 47 peut être disposé, dans le schéma de la figure 3A, en amont de la vanne 35, sur le trajet du solvant.
Ce solvant sous pression va permettre de dissoudre ou de détruire les bouchons de résidus d'encre qui peuvent s'être formés dans les conduits 341, 340, 320, ou dans les vannes 35, 34, 32, ou dans la canule 300. Avantageusement, et comme décrit plus loin de manière plus précise, ceci est effectué après détection d'un état bouché d'une partie du circuit, sur le trajet de l'encre. On peut effectuer ainsi un nettoyage des connexions fluidiques, particulièrement intéressant à mettre en œuvre après détection d'un état bouché d'une partie du circuit et/ou après que la cartouche 30 ait été vidée, mais avant qu'elle ne soit enlevée pour être remplacée par une cartouche pleine.
Le réservoir, dit réservoir principal 10, peut être structuré en plusieurs compartiments 11-14, dont un compartiment 14 contenant du solvant.
Le solvant peut provenir d'une cartouche amovible 40 de solvant (représenté en traits interrompus en figure 3A), reliée par des moyens 400 de connexion fluidique (schématisés par des traits interrompus en figure 3A) au réservoir principal, ces moyens 400 comportant notamment une pompe (non représentée sur la figure 3A). Le réservoir principal 10 peut être muni de moyens 15 de détection du niveau de l'encre qu'il contient. Dans le réservoir principal, le solvant est mélangé avec de l'encre (le mélange lui-même étant appelé « encre »).
Le solvant sous pression envoyé lors du nettoyage décrit ci-dessus peut provenir du compartiment 14 de solvant du réservoir 10. Des moyens peuvent être prévus pour détecter un niveau de solvant dans ce compartiment. En variante, le solvant peut provenir directement de la cartouche 40. Dans tous les cas il est mis sous pression par la pompe dédiée au pompage du solvant.
Comme expliqué ci-dessus dans le cas d'un exemple, une partie du trajet (figure 3A, trajet I) emprunté par l'encre, en sortie de la cartouche 30 et vers le réservoir principal 10, peut ensuite être emprunté, selon un sens de circulation inverse (figure 3A, trajet II), par du solvant, en provenance de la cartouche 40 de solvant ou de la partie 14 du réservoir principal 10 contenant du solvant.
Le solvant sous pression, envoyé vers la cartouche 30, peut, ensuite, être pompé vers le réservoir principal 10. Le trajet du solvant est alors celui utilisé habituellement par l'encre (figure 3A, trajet I), de la cartouche 30 vers le réservoir principal 10 : après nettoyage, on ferme la vanne 35 (en position NO en figure 3A) et on active la pompe 31 pour envoyer le solvant de nettoyage vers le réservoir 10. Le solvant permet donc de nettoyer les conduits dans lesquels il va circuler, ainsi que la canule 300 ; puis il peut être maintenu dans le circuit, sans être perdu.
Comme déjà indiqué ci-dessus, on peut procéder ainsi lorsque la cartouche 30 est vide, ce qui peut être détecté, notamment, via les variations de mesure de niveau dans le réservoir principal 10 : c'est le cas, par exemple, si la variation de niveau d'encre est inférieure à une valeur seuil (par exemple 5/10 mm) pendant une durée prédéterminée (par exemple 20 s), alors même que la pompe 31 fonctionne pour injecter de l'encre dans le réservoir principal 10.
Un exemple d'une séquence de nettoyage, mettant en œuvre le procédé décrit ci-dessus, peut-être la suivante : - a) 1er rinçage des conduits 341, 340, 320, des vannes 35, 34, 32 et de la canule 300 par du solvant sous pression (figure 3A, trajet II), puis récupération du solvant dans le réservoir 10 (figure 3A, trajet I) ;
- b) 2ème rinçage des conduits 341, 340, 320 et de la canule 300 par du solvant sous pression (figure 3A, trajet II), puis récupération du solvant dans le réservoir 10 (figure 3A, trajet I) ;
- c) rinçage final des conduits 341, 340, 320 et de la canule 300 par du solvant sous pression (figure 3A, trajet II), sans récupération vers le réservoir 10 ; le fait de maintenir le solvant lors de cette étape permet d'éviter tout bouchage ultérieur en maintenant du solvant dans la cartouche, ce qui évite tout séchage.
Les moyens de contrôle de l'imprimante (encore appelés « contrôleur ») sont réalisés sous forme d'un circuit électrique ou électronique, ou d'un processeur ou d'un microprocesseur, programmé pour mettre en œuvre un procédé de nettoyage selon l'invention, par exemple tel que décrit ci-dessus. C'est ce contrôleur qui pilote l'ouverture et la fermeture des vannes, ainsi que l'activation des moyens de pompage, afin de faire circuler le solvant selon ce qui vient d'être décrit. Le contrôleur est également programmé pour gérer les opérations autres que celles de nettoyage, notamment les opérations d'impression.
La détection, préalable aux opérations de nettoyage décrites ci-dessus, de l'état « vide » de la cartouche 30, est effectuée à partir des mesures de niveau d'encre, par exemple des mesures de niveau réalisées dans le réservoir principal 10 à l'aide des moyens 15, et à l'aide du contrôleur. Celui-ci prend également la décision, et envoie les instructions, pour faire circuler du solvant sous pression en direction de la cartouche 30, puis de pomper de celui-ci en direction du réservoir principal 10.
Par sécurité, on peut s'assurer, préalablement à tout envoi de solvant sous pression vers la cartouche 30, que celle-ci est encore en place.
Cette vérification, comme d'ailleurs le procédé de nettoyage, peut être elle aussi réalisée à l'aide du contrôleur.
A cette fin, comme illustré en figure 4, on peut utiliser une cartouche 30 munie d'un circuit 30a (par la suite appelé « tag »), par exemple réalisé sous la forme d'un processeur ou d'un microprocesseur. Ce circuit 30a est par exemple appliqué contre une paroi de la cartouche 30. Il peut comporter en outre des moyens de communication, par exemple une interface de type RFID, qui vont permettre de dialoguer avec le contrôleur de l'imprimante, notamment de lui fournir une ou des données qui vont pouvoir être interprétées comme traduisant la présence de la cartouche.
De son côté, le contrôleur est, lui aussi, muni de moyens 3a de communication, par exemple une interface de type RFID, qui vont permettre de recevoir les données transmises par le tag de la cartouche.
En variante, la communication entre le corps 3 de l'imprimante et la cartouche 30 peut être de type par contact. Dans ce cas, des contacts sont prévus, d'une part sur la cartouche, d'autre part sur l'imprimante, pour assurer la transmission des données entre la cartouche 30 et l'imprimante. L'envoi d'un signal RFID, depuis le tag vers le contrôleur, ou la lecture, par ce dernier, de la présence des contacts du tag, permet de détecter la présence de la cartouche. Cette vérification peut être réalisée périodiquement, et/ou encore après détection d'un état vide de la cartouche.
Après exécution des phases de nettoyage, on peut procéder au remplacement de la cartouche 30 par une cartouche pleine.
De la description ci-dessus, on comprend que, tant la détection de l'état « vide » de la cartouche 30 que les étapes nettoyage qui suivent cette détection, sont déclenchés par la machine elle-même, sans intervention d'un opérateur, et sans arrêt de la machine. Cette dernière peut, simultanément, continuer à imprimer.
Une autre application de l'invention concerne le cas où la cartouche 30 n'est pas vide, et où on détecte un bouchage sur le trajet de l'encre, depuis la cartouche 30 vers le réservoir principal 10.
La détection d'une situation de bouchage de l'un des conduits de circulation de l'encre, ou de la canule 300, peut être effectuée, à partir des mesures de pression ou de niveau de solvant. Ce diagnostic peut être effectué par le contrôleur, qui traite les mesures de pression, estime la variation de niveau de l'encre dans le réservoir pour une durée et une puissance de pompage données et la compare à ce qui est normalement attendu dans ces conditions de durée et de puissance de pompage. Selon une réalisation, au démarrage de l'imprimante, on vérifie s'il y a bouchage de la connectique. Pour cela les tests suivants peuvent être effectués, par exemple par le contrôleur :
- mesure de variation de pression lorsque l'on ouvre le circuit (par exemple les vannes 32, 34 et 35 de la figure 3A, la mesure étant réalisée par le capteur
47) ; si il n'y a pas de variation, alors on conclue au bouchage ;
- et/ou mesure du niveau de solvant de la réserve 14 lorsque l'on ouvre le circuit (par exemple les vannes 32, 34 et 35 de la figure 3A) : si il ne varie pas, alors on conclue au bouchage.
II est alors possible, selon ce qui a été décrit ci-dessus, notamment selon le trajet II dans le cas du circuit de la figure 3A, d'injecter du solvant sous pression Ps=Pl, par exemple comprise entre 1 et 10 bars, en direction de la cartouche 30. La pression Ps peut être détectée par le capteur 47. Cette injection peut être réalisée de manière périodique.
Si il n'y a pas de bouchage, ou si un obstacle sur le trajet emprunté par le solvant est éliminé par celui-ci, alors la pression Ps de solvant diminue, à une valeur P2<P1. Le solvant peut alors être réinjecté dans le réservoir principal 10, comme cela a été expliqué ci-dessus.
Au contraire, si la pression Ps de solvant reste stable, une situation de bouchage est encore diagnostiquée par le contrôleur. La pression PI est alors maintenue, pendant une certaine durée Atl, par exemple quelques secondes, afin de faire disparaître l'obstacle. Ceci peut être éventuellement combiné avec un ou plusieurs « à-coups » (ou variations ou impulsions) de pression, par exemple par des cycles d'ouverture et fermeture de l'électrovanne 35, pour atteindre une pression P3>P1, chacun de ces « à- coups » étant généré par exemple pendant une courte période, de durée Δΐ2 < Δΐΐ. A la suite de cela, si la pression Ps diminue, à la valeur P2<P1, c'est que l'obstacle a été éliminé, et le solvant peut être réinjecté dans le réservoir principal 10, comme expliqué ci-dessus. Si la pression Ps ne diminue toujours pas, par exemple au bout d'une certaine durée qui peut être de l'ordre de quelques dizaines de secondes, une solution est de procéder à une intervention manuelle et/ou de changer la canule 300 ou le module d'encre lui-même (qui comporte une partie des connexions fluidiques entre la cartouche 30 et le réservoir principal).
Dans les cas présentés ci-dessus, le solvant sous pression, envoyé vers la cartouche 30, peut, ensuite, être pompé vers le réservoir principal 10. Le circuit est alors celui utilisé habituellement par l'encre, de la cartouche vers le réservoir principal : après nettoyage, on reconfigure le jeu des vannes 32-35 pour envoyer le solvant de nettoyage vers le réservoir principal 10. Le solvant permet donc de nettoyer les conduits dans lesquels il va circuler, ainsi que la canule 300, puis d'être maintenu dans le circuit, sans être perdu.
Comme indiqué ci-dessus, la détection d'une situation de bouchage de l'un des conduits ou de la canule peut être effectuée à l'aide du contrôleur de la machine.
C'est ce même contrôleur qui va :
- prendre la décision, et envoyer l'instruction, de faire circuler du solvant sous pression en direction de la cartouche 30 ;
- traiter l'information en provenance du capteur 47, pour qu'il procède au pompage du solvant, en direction du réservoir principal 10, ou au maintien de la pression de celui-ci dans les conduits considérés comme bouchés.
Comme dans le cas d'une cartouche expliqué ci-dessus, par sécurité, on peut s'assurer, préalablement à tout envoi de solvant sous pression vers la cartouche 30, que celle-ci est encore en place. Les moyens utilisés pour cela peuvent être ceux déjà expliqués ci-dessus (tag 30a et contrôleur).
Préalablement à ce procédé, il peut être vérifié si le niveau de solvant est suffisant, ou encore supérieur à une valeur limite inférieure. Cette étape peut être aussi réalisé dans le cas du nettoyage après détection de l'état vide de la cartouche, expliqué ci-dessus.
Un exemple de réalisation de ce procédé est illustré en figure 5.
Dans une première étape (SI), il est procédé au contrôle du niveau de solvant dans la réserve 14 de solvant.
Si ce niveau est inférieur à une valeur à de seuil prédéterminée, alors on arrête immédiatement la machine d'impression, afin que celle-ci ne fonctionne pas sans solvant. Cette étape peut être aussi réalisée dans le cas du nettoyage après détection de l'état vide de la cartouche.
S'il est supérieur à cette valeur seuil, alors le solvant peut être mis sous pression (étape S2), par exemple à une pression PI comprise entre 1 bar et 10 bars, ou entre 1 bar et 5 bars. S'il n'est pas possible d'atteindre cette pression, alors un défaut est détecté. Si cette pression peut être atteinte, alors on procède (étape S3) à un envoi de solvant en direction de la cartouche d'encre 30, selon ce qui a été décrit ci-dessus, par ouverture des vannes 35, 34, 32.
On peut ensuite (étape S4) procéder à un test sur le maintien, ou la diminution, de la pression de solvant pendant une certaine durée Atl. Par exemple, on teste si, à l'expiration de cette durée, la pression a diminué d'une valeur prédéterminée, par exemple comprise entre 1%χΡ1 et 50%xPl ou bien (par mesure de solvant dans le réservoir 14) si le niveau ou le volume de solvant a diminué d'une valeur prédéterminée Ahl ou AVI : s'il est répondu affirmativement à l'une de ces questions, alors on considère que le circuit est débouché, et la séquence standard de fonctionnement de la machine peut être reprise.
Sinon, on considère que le circuit d'encre est bouché ; on peut alors essayer (étape S5) d'augmenter temporairement la pression, par exemple par à-coups (ou variations ou impulsions) de pression (comme déjà expliqué ci-dessus), qui peuvent être générés par un ou plusieurs cycles d'ouverture et de fermeture de la vanne 35.
Un test peut également être réalisé sur la durée des opérations nettoyage ou de débouchage (étape S6) : si le cycle a une durée supérieure à une durée Δΐ prédéterminée, alors il peut être décidé d'arrêter le nettoyage et, par exemple, de procéder à un changement du module d'encre. Sinon, tant que la durée prédéterminée n'a pas été atteinte, il peut être procédé, de nouveau, au test de l'étape précédente S4.
Toutes les opérations décrites ci-dessus peuvent être mises en œuvre par le contrôleur de la machine, programmé à cet effet.
Autrement dit, tant le diagnostic concernant une situation de bouchage que le remède qui y est apporté peuvent être formulés et déclenchés par la machine elle- même, sans intervention d'un opérateur, et sans arrêt de la machine. La machine peut, simultanément, continuer à imprimer.
Une variante d'un circuit décrit ci-dessus est représenté en figure 3B ; il est identique à celui de la figure 3A, sauf pour la présence d'un réservoir intermédiaire 110, dans lequel le solvant qui a permis le nettoyage, comme expliqué ci-dessus, peut être récupéré provisoirement avant d'être envoyé vers le réservoir principal 10.
Une vanne 36 à 3 voies permet de diriger le solvant soit directement vers le réservoir principal 10 (selon le trajet I), soit vers le réservoir intermédiaire 110 (selon le trajet la). Une pompe 31a permet, ultérieurement, de pomper le contenu de ce réservoir vers le réservoir principal 10. Le réservoir 110 est donc placé en parallèle du circuit que suit l'encre lorsqu'elle est pompée de la cartouche 30 vers le réservoir 10.
Lors d'un nettoyage par le trajet de circulation I, la vanne 36 est actionnée de manière à guider le solvant vers la vanne 33, selon ce trajet I qui reste donc non modifié par rapport au cas de la figure 3A.
Dans cette variante, le solvant qui a servi à nettoyer la connectique de la cartouche d'encre pourra être utilisé pour faire les ajouts de solvant dans le réservoir principal 10 d'encre et maintenir ainsi la qualité de l'encre, sans ajout soudain de solvant dans ce réservoir principal 10 après un tel nettoyage.
Le réservoir additionnel est de préférence mis à la pression atmosphérique (PA) afin d'éviter toute surpression, ceci peut être réalisé en reliant, par un conduit 111, le haut de ce réservoir au haut du réservoir principal 10.
La vanne 36 et la pompe 31a peuvent être actionnées par le contrôleur de la machine, programmé à cet effet.
Un circuit d'encre dans lequel le circuit, décrit ci-dessus en lien avec la figure 3A, peut être utilisé, est illustré en figure 6A. La structure de ce circuit est proche de celle décrite dans le document WO 2011/076810.
Sur cette figure, des références numériques identiques à celles des figures précédentes y désignent des éléments identiques ou correspondants.
Le réservoir principal est ici divisé en compartiments 11, 12, 13, 14. Le compartiment 11 forme un réservoir intermédiaire : il constitue un réservoir de stockage-tampon dans lequel l'encre est stockée dans une partie du circuit de fluides qui est intermédiaire entre les cartouches d'encre 30 et de solvant 40 (cartouches de consommables amovibles) et la tête d'impression 1 proprement dite. Les fluides en retour de la tête sont récupérés par ce même réservoir intermédiaire 11.
La référence 19, qui désigne l'ombilic, qui réunit les canaux de communication permettant d'amener les divers fluides vers la tête d'impression, ainsi que les connexions électriques permettant d'amener les signaux électriques pour le fonctionnement de la tête.
L'encre contenue dans le réservoir 11 est entretenue avec la qualité requise pour un fonctionnement optimal de l'impression, en particulier ajustée en viscosité, comme décrit par la suite grâce au système selon l'invention.
Après être filtrée grossièrement par la grille-filtre 22, l'encre prélevée dans le réservoir intermédiaire 11 arrive en entrée de la pompe 20, par exemple une pompe à engrenages, qui la met sous pression. Cette pompe 20 est entraînée par un moteur commandé en vitesse (puissance) par le contrôleur. La pompe 20 peut être court- circuitée par un by-pass 21 réglable pour ajuster sa plage de fonctionnement (caractéristique pression/débit ou pression/vitesse de rotation). En aval de la pompe 20, est disposé un dispositif anti-pulse 23, pour les raisons expliquées dans le document WO 2011/076810.
Un capteur de pression 24, et, éventuellement, de température, peut être prévu, en aval du dispositif anti-pulsatoire 23 : les données qu'il fournit servent au contrôleur pour asservir la pression de l'encre à une consigne, généralement lorsque la vitesse de jet d'encre dans la tête n'est pas disponible (par exemple lorsque l'éjection du jet est arrêtée, ou la vitesse de jet n'est pas mesurable).
L'encre est filtrée par le filtre principal 25 en aval du capteur 24 avant d'être envoyée à la tête 1.
En ce qui concerne le retour des fluides non utilisés pour l'impression, ceux-ci sont aspirés au niveau de la tête (récupérés par la gouttière ou en retour de purge) au travers de l'ombilic 19 à l'aide d'un hydro-éjecteur 26 qui, par exemple, utilise une partie du débit de la pompe 20 en tant qu'énergie motrice pour créer une dépression par effet Venturi.
Le déroulement général de ces opérations dans le circuit peut être le suivant :
- à l'arrêt du jet, on envoie du solvant pour nettoyer le générateur de gouttes 2 et la buse, puis on rince les circuits de purge et de gouttière 3 (y compris leurs électrovannes 7 et 8) et, pour finir, on aspire le solvant du générateur de gouttes 2 et de la gouttière 3 avant de fermer toutes les électrovannes de tête ;
- au démarrage du jet, après ouverture de la gouttière 62 (figure 2) on alimente le générateur de gouttes 2 en solvant sous pression puis on fait passer progressivement l'alimentation du solvant à l'encre.
Le récipient 10 est partiellement cloisonné définissant ainsi les quatre réservoirs fonctionnels 11, 12, 13, 14 raccordés entre eux et aux deux cartouches de consommable de réserve amovibles (cartouche d'encre 30 et cartouche de solvant 40) par des conduits ou passages et quelques composants hydrauliques actifs (commandés par le contrôleur) tels que quatre électrovannes à 3 voies (18, 32, 33, 42), une électrovanne à 2 voies 43 et les deux pompes, par exemple des pompes à membranes, 31, 41 de faible capacité. La cartouche d'encre 30 et la cartouche de solvant 40 permettent de remplacer les fluides consommés par l'imprimante pendant son fonctionnement. Ces cartouches ne disposent en général d'aucun moyen propre pour mesurer ou détecter le volume de fluide qu'elles contiennent, le contenu de la cartouche 30 pouvant être évalué de la manière décrite ci-dessus. Les cartouches se connectent sur des embases raccordées aux électrovannes correspondantes 32, 42.
Plus précisément, l'unique récipient 10, dont le fond est plat et horizontal, comprend des cloisons internes présentes sur une partie seulement de sa hauteur, le divisant en quatre réservoirs 11, 12, 13, 14 débouchant sur le haut dans un volume commun. Les quatre réservoirs 11, 12, 13, 14 sont donc équilibrés à une pression gazeuse identique. Le volume commun interne au récipient 10 est en communication avec l'air extérieur au travers d'un évent 111. Grâce à cet évent, on permet à l'air chargé de vapeur de solvant venant du refoulement de l'hydro-éjecteur 26 qui a aspiré les fluides (mélange d'encre et d'air entrant dans la gouttière 62 de la tête d'impression 1), de s'échapper vers l'extérieur. Avant d'atteindre l'air libre, cet air chargé de vapeur de solvant passe dans un condenseur passif 16 constitué d'une cavité munie de chicanes qui multiplie la surface de contact entre l'air chargé et les parois du condenseur. Un tel condenseur 16 permet de condenser, sur ses parois, une partie des vapeurs du solvant qui retourne par gravité dans le réservoir intermédiaire 11.
Chaque réservoir 11, 12, 13, 14 est plus ou moins rempli de fluide (ou de liquide). Du fait que les cloisons de séparations ne sont pas réalisées jusqu'en haut du récipient 10, un réservoir plein peut déborder dans le réservoir adjacent. Ainsi, le réservoir 13 peut être utilisé comme réservoir à niveau constant par débordement dans le réservoir intermédiaire.
Comme expliqué précédemment, le réservoir intermédiaire 11, est celui qui contient l'encre destinée à alimenter sous pression la tête d'impression 1 et à récupérer les fluides issus du retour de celle-ci par la gouttière 62.
Le deuxième réservoir 12 est le réservoir de mesure car c'est dans celui- ci que les mesures proprement dites de niveau d'encre et de solvant sont réalisées grâce à un capteur de niveau 15 de préférence continu, qui l'équipe.
Le troisième réservoir 13 est alimenté, en circuit fermé, avec de l'encre provenant du réservoir intermédiaire 11 pour constituer un réservoir à niveau constant par débordement vers le réservoir intermédiaire 11. Plus exactement, l'encre est pompée grâce à la pompe d'alimentation 20 du réservoir intermédiaire 11 et parvient au réservoir 13 par refoulement à travers la grille-filtre 28 et l'électrovanne 18 en position NC (1-2). Ainsi, rempli à niveau constant, le réservoir 13 fournit de l'encre avec une pression statique constante. Le réservoir à niveau constant 13 est en communication hydraulique permanente avec la chambre de mesure 12 à l'aide d'un conduit L3 reliant leur fond, équipé d'une fuite calibrée 17, par exemple une fuite visqueuse avec une longueur très supérieure à son diamètre.
Le quatrième réservoir 14 constitue un réservoir de solvant servant au rinçage de la tête pendant les opérations de démarrage et d'arrêt du jet. Ce réservoir 14 permet en outre de prolonger le fonctionnement de l'imprimante lorsque la cartouche de solvant 40 est vide, en fournissant le solvant nécessaire à la correction de viscosité et donne ainsi à l'utilisateur la possibilité de différer le remplacement de la cartouche vide. Ce réservoir 14 peut déborder dans le réservoir de mesure 12. Ce réservoir peut aussi fournir du solvant en vue des opérations de nettoyage selon l'invention.
Pour transférer de l'encre ou du solvant au réservoir intermédiaire 11, on prévoit deux sous-ensembles constitués chacun d'une pompe associée à deux électrovannes constituant un sous-ensemble dédié au transfert d'un des fluides.
Ainsi pour le transfert de l'encre, un sous-ensemble comprend la pompe 31 associée aux électrovannes 32 - 35. Celui-ci permet d'une part, de transférer de l'encre neuve de la cartouche 30 vers le réservoir intermédiaire 11 et d'autre part, de vidanger le réservoir de mesure 12 vers le réservoir intermédiaire 11.
Pour le transfert de solvant, un autre sous-ensemble comprend la pompe 41 associée aux électrovannes 42, 43. Celui-ci permet d'une part de transférer des quantités déterminées de solvant vers le réservoir de mesure 12, soit à partir de la cartouche de solvant 40 vers le réservoir de solvant 14 par débordement dans le réservoir 12, soit à partir du réservoir de solvant 14 vers le réservoir de mesure 12 et d'autre part, de mettre en pression du solvant, provenant du réservoir de solvant 14, pour le rinçage de la tête au cours des arrêts et démarrages du jet. La pompe 41 permet également de mettre du solvant sous pression en vue des opérations de nettoyage selon l'invention. Dans ce cas, le fluide, prélevé dans le compartiment 14, est envoyé vers la cartouche d'encre 30 par le conduit 345, la vanne 35, puis les conduits 341, 340 et 320.
Dans cet exemple de réalisation, à l'exception de l'alimentation en solvant (ligne hydraulique L4) venant de la pompe de transfert du solvant 41, les lignes hydrauliques Ll, L2, L3 sont raccordées au récipient 10 au niveau de son fond plat et horizontal, qui est celui des quatre réservoirs 11, 12, 13 et 14, ce qui autorise des communications de fluide par vase communicant.
Le capteur 15 peut être un capteur de niveau continu, pouvant mesurer, au moins dans une gamme de niveaux donnée, n'importe quel niveau du fluide présent dans le réservoir de mesure 12. Ainsi, il est possible, en réalisant des mesures de niveau, par exemple cycliquement, de connaître l'évolution du niveau dans le temps. Tel que représenté, le capteur de niveau continu 15 comporte en outre un capteur de pression 151 connecté de manière étanche à une extrémité d'un tube 150, l'autre extrémité du tube étant ouvert. Le tube 150 est agencé verticalement dans le réservoir de mesure 12 de manière à ce que l'ouverture du tube débouche à proximité du fond. Il existe d'autres dispositifs permettant de mesurer un niveau, notamment de manière continue, par exemple les capteurs à ultrason, capacitifs ou autre.
Le capteur de pression 151 mesure la pression statique de la colonne de fluide présente dans le réservoir de mesure 12. La pression du gaz au-dessus des surfaces de liquide dans le récipient 10 est pour cela identique à la pression de l'air extérieur où se trouve le capteur 151, qui fonctionne en tant que capteur de pression relatif avec référence de pression extérieure. A partir de la connaissance de la densité du fluide, le contrôleur en déduit la hauteur de la colonne donc le niveau du fluide.
Le capteur 151 peut être calibré plus ou moins périodiquement : l'offset du capteur, qui détermine le niveau zéro, est mesuré après vidange complète du réservoir de mesure 12, c'est-à-dire après vidange jusqu'en dessous du niveau de l'ouverture du tube 150. La vidange complète du réservoir de mesure 12 peut être réalisée à l'aide des électrovannes 32, 33 et de la pompe de transfert d'encre 31, comme expliqué dans WO 2011/076810.
Selon un exemple, le réservoir de mesure 12 et le réservoir intermédiaire 11 sont mis en communication hydraulique par leur fond en commutant l'électrovanne 33 en position NC (1-2). L'encre prélevée en sortie de la pompe 20 de mise sous pression de l'encre est dirigée vers le réservoir intermédiaire (électrovanne 18 en position NO (2-3)). Comme le réservoir à niveau constant 13 est en communication permanente avec le réservoir de mesure 12, au travers de la fuite calibrée 17 par la ligne L3, les niveaux des volumes considérés dans les réservoirs 11, 12, 13 tendent, après équilibre, vers une valeur unique qui est mesurée par le capteur 15. Connaissant la surface des sections des trois réservoirs 11, 12, 13, le contrôleur en déduit le volume exact d'encre disponible ; il s'agit d'encre prête pour l'impression c'est-à-dire de qualité (viscosité) adéquate. La mesure de niveau peut être utilisée, comme déjà expliqué ci-dessus, pour estimer si une cartouche 30 est vide, ou non.
Une variante du circuit décrit ci-dessus en lien avec la figure 6A est représentée en figure 6B ; ce circuit est identique à celui de la figure 6A, mais met en oeuvre un réservoir intermédiaire 110, comme en figure 3B, avec les mêmes avantages que ceux exposés ci-dessus en liaison avec cette figure 3B : la vanne 36 à 3 voies permet de diriger le solvant soit directement vers le réservoir principal 10 (selon le trajet I), soit vers le réservoir intermédiaire 110 (selon le trajet la). La pompe additionnelle 31a permet, ultérieurement, de pomper le contenu de ce réservoir vers le réservoir principal 10. La vanne 36 et la pompe 31a peuvent être actionnées par le contrôleur de la machine, programmé à cet effet.
L'invention est d'application particulièrement intéressante dans le cas d'une encre contenant des dispersions de particules denses telles que des métaux ou des pigments d'oxydes métalliques. Par exemple, de Titane, de Zinc, de chrome, de cobalt ou de Fer, (tels que Ti02, ZnO, Fe203, Fe3Û4, ...) sous forme de particules microniques ou sub- microniques. Une telle encre pigmentaire peut, par exemple à base de Ti02, être utilisée pour le marquage et l'identification de supports noirs ou foncés.
Mais elle est également intéressante dans le cas d'une encre quelconque, non pigmentaire, qui, comme déjà expliqué, peut sécher et former des dépôts de matière sèche dans les conduits et connexions du circuit d'encre.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de nettoyage d'un circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre, comportant au moins un réservoir (10), dit réservoir principal, au moins une cartouche d'encre (30) amovible, une pompe (31) pour pomper l'encre de la cartouche et des moyens (32 - 35, 320, 340, 341, 343, 344) de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir, et des moyens (3) de contrôle de l'imprimante, ce procédé comportant au moins :
- a) une étape d'envoi de solvant, à une pression PI, vers la cartouche
(30), par au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre (30) et le réservoir (10),
- b) une étape de pompage d'au moins une partie du solvant, envoyé lors de l'étape a), vers le réservoir principal (10).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, au cours de l'étape a) , le solvant est envoyé vers la cartouche (30) par une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre (30) et le réservoir (10), le solvant circulant en sens (II) inverse du sens (I) de circulation de l'encre, lorsque celle-ci est envoyée de la cartouche d'encre (30) vers le réservoir (10).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel, l'étape b) est réalisée à l'aide de ladite pompe (31) pour pomper l'encre, depuis ladite cartouche d'encre (30) vers le réservoir principal (10).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comportant en outre au moins une réitération des étapes a) et b).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la pression PI est comprise entre 1 bar et 10 bars
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comportant en outre une étape d'envoi de solvant dans la cartouche (30) et dans au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir principal (10), sans étape de pompage d'au moins une partie du solvant ainsi envoyé vers le réservoir principal.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comportant une étape, préalable à l'étape a), de détection de la présence de la cartouche d'encre.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la détection de la présence de la cartouche d'encre est réalisée par échange d'au moins une donnée, entre un circuit (30a) associé à la cartouche et les moyens (3, 3a) de contrôle de l'imprimante.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, le solvant envoyé lors de l'étape a) étant prélevé dans le réservoir principal (10).
10. Procédé selon la revendication 9, comportant une étape, préalable à l'étape a), de détection du niveau de solvant dans le réservoir principal (10).
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, comportant une étape, préalable à l'étape a), de détection de l'état vide de la cartouche d'encre.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la détection de l'état vide de la cartouche d'encre est réalisée à partir d'au moins une mesure d'un niveau d'encre dans le réservoir principal (10).
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, comportant une étape, préalable à l'étape a), de détection de l'état bouché d'au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la détection de l'état bouché d'au moins une partie des moyens de connexion fluidique est réalisée par mesure de la variation de niveau d'encre dans le réservoir principal, suite à un, ou lors d'un, pompage d'encre de la cartouche d'encre (30) vers le réservoir principal (10).
15. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, dans lequel, après l'étape a), le solvant est maintenu sous pression PI et on mesure une variation de pression du solvant ou du niveau ou du volume du solvant
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel, si on ne mesure pas une diminution de variation de pression du solvant, ou du niveau ou du volume du solvant, supérieure à une valeur seuil, on effectue une ou plusieurs variations de pression du solvant.
17. Procédé selon l'une des revendications 15 ou 16, dans lequel on itère la mesure de variation de pression du solvant ou du niveau ou du volume du solvant, et, éventuellement, on effectue une ou plusieurs variations de pression du solvant.
18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, dans lequel, au cours de l'étape b), au moins une partie du solvant est transféré vers un réservoir intermédiaire (110), séparé du réservoir principal (10).
19. Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, dans lequel lors de l'étape b), le solvant est envoyé (II) vers la cartouche (30) sans passer par la pompe (31) pour pomper l'encre de la cartouche, ou (III) en passant par ladite pompe (31).
20. Circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre continu, comportant au moins un réservoir (10), dit réservoir principal, des moyens (300) pour connecter au moins une cartouche d'encre (30) audit circuit, une pompe (31) pour pomper l'encre de la cartouche, des moyens (32 - 35, 320, 340, 341, 343, 344) de connexion fluidique entre les moyens (300) pour connecter au moins une cartouche d'encre et le réservoir, et des moyens (3) de contrôle de l'imprimante, ces derniers étant programmés pour mettre en œuvre un procédé selon l'une des revendications 1 à 19.
21. Circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre continu, comportant un réservoir (10), dit réservoir principal, une pompe (31) pour pomper de l'encre vers le réservoir (10), des moyens (300) pour relier une cartouche d'encre (30) audit circuit, des moyens (32 - 35, 320, 340, 341, 343, 344) de connexion fluidique entre lesdits moyens (300) pour relier une cartouche d'encre (30) au circuit et le réservoir (10), et des moyens (3) de contrôle de l'imprimante, ces moyens étant prévus pour :
- a) envoyer du solvant, à une pression PI, jusque dans lesdits moyens (300) pour relier une cartouche d'encre (30) au dispositif, par au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique,
- b) pomper au moins une partie d'un solvant, présent dans lesdits moyens (300) pour relier une cartouche d'encre (30) au dispositif et dans au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique.
22. Circuit d'encre selon l'une des revendications 20 ou 21, lesdits moyens de connexion fluidique étant reliés à des moyens (35, 345) permettant d'y injecter un solvant.
23. Circuit d'encre selon l'une des revendications 20 à 22, comportant des moyens (15) pour mesurer un niveau d'encre dans le réservoir principal, lesdits moyens (3) de contrôle de l'imprimante permettant de calculer un niveau d'encre résiduelle dans une cartouche d'encre reliée aux moyens de connexion fluidique.
24. Circuit d'encre selon l'une des revendications 20 à 23, comportant en outre un réservoir intermédiaire (110), séparé du réservoir principal (10) et des moyens (36, 31a) pour transférer au moins une partie d'un fluide, présent dans lesdits moyens (300) pour relier une cartouche d'encre (30) au circuit et dans au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique, vers ledit réservoir intermédiaire (110).
25. Circuit d'encre selon l'une des revendications 20 à 24, comportant en outre :
- des moyens (345, 35, 340, 32, 320) pour envoyer du solvant jusque dans lesdits moyens (300) pour relier une cartouche d'encre (30) au circuit, par au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique, mais sans faire circuler le solvant par la pompe pour pomper l'encre de la cartouche ;
- et/ou des moyens (345, 35, 343, 320) pour envoyer du solvant jusque dans lesdits moyens (300) pour relier une cartouche d'encre (30) au circuit, par au moins une partie desdits moyens de connexion fluidique, en faisant circuler le solvant par la pompe pour pomper l'encre de la cartouche.
26. Circuit d'encre selon l'une des revendications 20 à 25, comportant en outre des moyens pour détecter l'état bouché d'au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir.
27. Circuit d'encre selon la revendication 26, les moyens pour détecter l'état bouché d'au moins une partie des moyens de connexion fluidique entre la cartouche d'encre et le réservoir, comportant des moyens pour mesurer la variation de niveau d'un fluide dans le réservoir principal.
28. Circuit d'encre selon l'une des revendications 26 ou 27, comportant des moyens pour maintenir un fluide sous pression dans le circuit, ainsi que des moyens pour mesurer une variation de pression de fluide ou d'un niveau ou d'un volume de ce fluide.
29. Circuit d'encre selon la revendication 28, comportant des moyens pour effectuer une ou plusieurs variations de pression du solvant, notamment dans le cas où les moyens pour mesurer une variation de pression ne détectent pas une diminution de pression du fluide, ou du niveau ou du volume du fluide, supérieure à une valeur seuil.
30. Circuit d'encre selon l'une des revendications 28 ou 29, comportant des moyens pour effectuer ou réitérer une ou plusieurs variations de pression de fluide dans le circuit, par exemple si une variation de pression de fluide ou d'un niveau ou d'un volume de ce fluide n'est pas détectée.
31. Imprimante à jet d'encre continu, comportant :
- un circuit d'encre selon l'une des revendications 19 à 30,
- une tête d'impression (1),
- des moyens de liaison hydraulique, pour amener, depuis le réservoir d'encre, une encre à imprimer à la tête d'impression (1) et envoyer, vers ledit circuit d'encre, une encre à récupérer à partir de la tête d'impression (1),
- des moyens de liaison électrique pour alimenter électriquement ladite tête d'impression.
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