FR2965215A1 - BINARY CONTINUOUS INK JET PRINTING DEVICE WITH REDUCED CONSUMPTION OF VOLATILE COMPOUNDS, SUCH AS SOLVENTS - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une solution pour limiter la consommation des composés volatils, tels que les solvants, initialement présents dans l'encre lors de l'éjection de celle-ci dans une imprimante à jet d'encre continu binaire. Selon l'invention : - on choisit une encre dont les composés volatils présentent un nombre de Schmidt Sc égal sensiblement à un ou supérieur, - on positionne judicieusement la gouttière (7) de récupération et de collecte de l'encre issue d'un rideau de jets non destiné à l'impression pour avaler le flux d'air chargé des vapeurs de composés volatils entraîné par le rideau de jet d'encre, - on met un niveau de dépression dans la gouttière pour évacuer le débit volumique du flux d'air avalé - on injecte de l'air à proximité de la plaque à buses de la tête d'impression pour compenser le débit volumique du flux d'air avalé.The invention relates to a solution for limiting the consumption of volatile compounds, such as solvents, initially present in the ink when ejecting it into a continuous ink jet printer. According to the invention: - an ink is chosen whose volatile compounds have a Schmidt Sc number substantially equal to one or higher, - the gutter (7) for recovering and collecting ink from a curtain is judiciously positioned; jets not intended for printing to swallow the flow of air laden with vapors of volatile compounds driven by the ink jet curtain, - one puts a level of depression in the gutter to evacuate the volume flow of the flow of air swallowed - air is injected near the nozzle plate of the printhead to compensate for the volume flow of the airflow swallowed.
Description
1 DISPOSITIF D'IMPRESSION A JET D'ENCRE CONTINU BINAIRE, A CONSOMMATION REDUITE DE COMPOSES VOLATILS, TELS QUE LES SOLVANTS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un dispositif d'impression à jet d'encre continu binaire. Elle a trait à une solution permettant de réduire la consommation de composés volatils, tels que les solvants présents initialement dans l'encre. Elle concerne plus particulièrement les imprimantes comprenant ce type de dispositifs d'impression et utilisés dans le domaine de l'impression industrielle. ART ANTÉRIEUR Le principe fondamental d'une imprimante à jet d'encre est de forcer le passage de liquide au travers d'orifices calibrés. Le liquide est généralement, de l'encre constituée de plusieurs espèces (résines, colorants, sels, -.) et principalement d'un ou plusieurs solvants qui, par nature, sont volatils. Deux grandes familles de technologies d'impression sont basées sur ce concept : - la technologie de la goutte à la demande selon laquelle l'encre est stockée dans un circuit hydraulique appelé circuit d'encre et au contact de l'air ambiant uniquement au niveau des buses 2 d'éjection. Le liquide est directement éjecté au travers des buses sous formes de gouttes. De fait, la surface d'échange entre les gouttes de liquide et l'air environnant est généralement très faible. Aussi, de fait, dans cette technologie on ne s'intéresse pas à la problématique des pertes en espèces volatiles, de la dénaturation de l'encre ou de la pollution/contamination de l'environnement ; - la technologie du jet continu consiste à maintenir sous pression un réservoir d'encre de sorte que le liquide (essentiellement de l'encre) forme un ou plusieurs jets continus en aval de la plaque à buse(s) (plaque dans laquelle sont formés le(s) orifice(s) calibré(s)). Pour permettre l'impression, le(s) jet(s) continu(s) est (sont) ensuite brisé(s) en gouttes de façon continue ou intermittente. Les gouttes destinées à l'impression sont dirigées vers le média à imprimer, le reste du liquide est collecté par une gouttière de récupération généralement mise en dépression pour aspirer le liquide collecté via un ombilic vers le circuit d'encre de l'imprimante (à des fins de recyclage, retraitement, _). La technologie du jet continu doit faire face à la problématique de gestion des produits de l'évaporation du liquide afin de garantir la composition et les proportions des composés de l'encre mais aussi pour limiter la production de espèces volatiles vers l'environnement et également les moyens de retraitement. Cette problématique est effectivement présente dans la technologie du jet continu dévié (généralement basée sur quelques jets) mais, elle devient primordiale dans la technologie du 3 jet continu binaire (multitude, généralement plusieurs dizaines, de jets). En effet, le phénomène d'évaporation des espèces volatiles est amplifié dans cette technologie à jet continu binaire du fait de la grande productivité de cette dernière : pour garantir un séchage rapide de l'impression réalisée, on choisit des encres qui, bien que de composition très variée, sont généralement à base de solvants volatils (et autres composés volatils). BINARY CONTINUOUS INKJET PRINTING DEVICE WITH REDUCED CONSUMPTION OF VOLATILE COMPOUNDS, SUCH AS SOLVENTS DESCRIPTION TECHNICAL FIELD The invention relates to a binary continuous inkjet printing device. It relates to a solution for reducing the consumption of volatile compounds, such as the solvents initially present in the ink. It relates more particularly to printers comprising this type of printing devices and used in the field of industrial printing. PRIOR ART The fundamental principle of an ink jet printer is to force the passage of liquid through calibrated orifices. The liquid is generally, ink consisting of several species (resins, dyes, salts, -.) And mainly one or more solvents which, by nature, are volatile. Two major families of printing technologies are based on this concept: - the technology of the on-demand drip according to which the ink is stored in a hydraulic circuit called ink circuit and in contact with the ambient air only at the level nozzles 2 ejection. The liquid is directly ejected through the nozzles in the form of drops. In fact, the exchange surface between the drops of liquid and the surrounding air is generally very low. Also, in fact, in this technology we are not interested in the problem of losses of volatile species, the denaturation of ink or pollution / contamination of the environment; - Continuous jet technology consists in maintaining under pressure an ink tank so that the liquid (essentially ink) forms one or more continuous jets downstream of the nozzle plate (s) (plate in which are formed the calibrated orifice (s). To enable printing, the continuous jet (s) is (are) then broken into drops either continuously or intermittently. The drops intended for printing are directed towards the media to be printed, the remainder of the liquid is collected by a recovery gutter generally placed under vacuum to suck up the collected liquid via an umbilicus towards the ink circuit of the printer (at recycling purposes, reprocessing, _). The continuous jet technology must deal with the problem of managing the products of the evaporation of the liquid in order to guarantee the composition and the proportions of the compounds of the ink but also to limit the production of volatile species towards the environment and also the reprocessing means. This problem is actually present in the deviated continuous jet technology (generally based on a few jets) but, it becomes essential in the technology of the 3 continuous stream binary (multitude, usually several tens of jets). Indeed, the phenomenon of evaporation of volatile species is amplified in this binary continuous jet technology because of the high productivity of the latter: to ensure rapid drying of the impression made, we choose inks which, although of very varied composition, are generally based on volatile solvents (and other volatile compounds).
Dans la technologie du jet continu, l'évaporation des espèces volatiles (solvants ou autres composés) mélangés à l'encre a lieu principalement dans deux zones . - à l'intérieur de la tête d'impression où les pertes par évaporation sont importantes. Dans cette première zone, l'encre éjectée est constamment renouvelée et animée d'une vitesse de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres par seconde, ce qui génère un fort effet de ventilation de la surface libre du(es) jet (s) ; - à l'intérieur de la gouttière de récupération et de l'ombilic (nom usuellement donné à la connectique flexible qui regroupe les câbles d'amenée électrique et conduit de liquide et qui relie le corps de l'imprimante à la tête d'impression : le terme « ombilic » employé dans le cadre de l'invention fait donc référence au conduit de liquide de la connectique flexible). Dans cette deuxième zone, le mélange diphasique (encre air) est collecté et aspiré dans la gouttière et il subit un brassage dans l'ombilic qui favorise l'évaporation jusqu'à la 4 saturation de l'air (aspiré) en espèces volatiles provenant de l'encre liquide. L'art antérieur propose uniquement des techniques de recyclage de l'air en provenance de la gouttière via l'ombilic le circuit d'encre de l'imprimante est conçu de sorte à séparer le liquide du gaz (air chargé de vapeur) en provenance de l'ombilic. Le gaz chargé d'espèces volatiles est renvoyé vers la tête d'impression, soit juste en amont de la gouttière de récupération de l'encre (comme proposé dans le brevet EP 0 123 523 de la société WILLETT INTERNATIONAL) ou dans la tête d'impression (comme proposé dans le brevet EP 0 560 332 de la société HITACHI LTD). La solution technique commune à ces brevets consiste donc à recycler le gaz pour former un circuit presque fermé constitué de la tête, de l'ombilic et du circuit d'encre. Ces brevets n'abordent pas le problème des pertes en solvants (ou autres composés volatils) par évacuation à la sortie de la tête d'impression. En effet, comme mentionné ci-dessus il se produit des pertes (ou consommation) de composés volatils par évaporation à l'intérieur de la tête d'impression par effet de ventilation du (des) jet(s) continu(s), pertes encore plus importantes dans la technologie du jet continu binaire selon laquelle le débit volumique d'air mis en mouvement par la multitude de jets est plus important. Or, idéalement pour limiter voire annuler les pertes par évacuation des solvants (ou autres composés volatils) déjà évaporés à l'intérieur de la tête d'impression, il faudrait mettre en adéquation les deux nécessités de conception contradictoires suivantes . - pour permettre le passage des gouttes 5 destinées à être imprimées sur le média, la tête d'impression doit être munie d'une ouverture vers le milieu extérieur, dans l'alignement du ou des jets continus il s'agit d'un chemin privilégié d'évacuation de l'air entraîné par le ou les jets continus ; - pour minimiser les échanges entre l'intérieur de la tête et le milieu extérieur où se trouve le média à imprimer, le confinement de la tête (tête fermée et étanche) est à priori indispensable. In continuous jet technology, the evaporation of volatile species (solvents or other compounds) mixed with the ink takes place mainly in two zones. - inside the print head where the evaporation losses are important. In this first zone, the ink ejected is constantly renewed and animated with a speed of a few meters to several tens of meters per second, which generates a strong effect of ventilation of the free surface of the jet (s); - Inside the recovery gutter and the umbilicus (name usually given to the flexible connections that includes the electrical supply cables and liquid duct and which connects the body of the printer to the print head the term "umbilicus" used in the context of the invention therefore refers to the liquid conduit of the flexible connections). In this second zone, the diphasic mixture (air ink) is collected and sucked into the gutter and it undergoes a stirring in the umbilicus which favors the evaporation until the saturation of the (sucked) air with volatile species coming from liquid ink. The prior art only proposes air recycling techniques from the gutter via the umbilicus. The ink circuit of the printer is designed to separate the liquid from the gas (vapor-laden air) from of the umbilicus. The volatile species-laden gas is returned to the print head, just upstream of the ink recovery channel (as proposed in the patent EP 0 123 523 from the company WILLETT INTERNATIONAL) or in the head of the printer. printing (as proposed in EP 0 560 332 from HITACHI LTD). The technical solution common to these patents is therefore to recycle the gas to form an almost closed circuit consisting of the head, the umbilicus and the ink circuit. These patents do not address the problem of losses of solvents (or other volatile compounds) by evacuation at the output of the print head. Indeed, as mentioned above there are losses (or consumption) of volatile compounds by evaporation inside the print head by the effect of ventilation of the continuous jet (s), losses even more important in the technology of the continuous jet stream in which the volume flow rate of air set in motion by the multitude of jets is greater. However, ideally to limit or even eliminate losses by evacuation of solvents (or other volatile compounds) already evaporated inside the print head, it would be necessary to match the following two conflicting design requirements. - To allow the passage of the drops 5 to be printed on the media, the print head must be provided with an opening to the outside environment, in the alignment of the continuous jets or it is a path preferred evacuation of the air driven by the continuous jet or jets; - To minimize exchanges between the inside of the head and the outside environment where the media to be printed, the confinement of the head (closed and sealed head) is a priori essential.
A ce jour, aucune solution ne maîtrise les échanges entre l'intérieur et l'extérieur de la tête d'impression via l'ouverture ou fente de sortie qui laisse passer les gouttes finalement imprimées au point de limiter voire annuler la consommation des solvants déjà évaporés à l'intérieur de la tête d'impression. L'inventeur a donc cherché une solution pour tenter de récupérer les solvants (ou autres composés volatils) à l'intérieur de la tête d'impression. Il est parvenu à la conclusion qu'une solution ne pouvait être mise en oeuvre pour une tête selon la technologie à jet d'encre continu dévié : en effet, une telle tête comprend nécessairement, à l'intérieur de sa cavité à travers laquelle le jet d'encre éjectée passe, des électrodes avec un certain encombrement (électrodes de charge et de déflexion en aval des électrodes de charge). Or la présence de ces 6 électrodes provoque de fait des turbulences de l'air contenant le(s) solvant(s) ou autres espèces volatils autour du jet d'encre. Autrement dit, le(s) solvant(s) ou autres espèces volatils ne peuvent qu'être brassés de manière aléatoire, ce qui rend donc leur récupération impossible. Le but général de l'invention est donc de proposer une solution de récupération de composés volatils, tels que les solvants, présents initialement dans l'encre, lors de l'éjection des jets (rideau) de celle-ci et à l'intérieur d'une tête d'impression d'une imprimante à jet continu binaire. Un but particulier est de proposer une telle solution qui soit simple et efficace. To date, no solution controls the exchanges between the inside and the outside of the print head via the opening or exit slot that lets the drops finally printed to the point of limiting or even canceling the consumption of solvents already evaporated inside the print head. The inventor has therefore sought a solution to try to recover the solvents (or other volatile compounds) inside the print head. He came to the conclusion that a solution could not be implemented for a head according to continuous deviated inkjet technology: indeed, such a head necessarily comprises, inside its cavity through which the ejected inkjet passes, electrodes with a certain size (charge and deflection electrodes downstream of the charging electrodes). However, the presence of these 6 electrodes causes air turbulence containing the solvent (s) or other volatile species around the ink jet. In other words, the solvent (s) or other volatile species can only be stirred randomly, which makes their recovery impossible. The general object of the invention is therefore to provide a solution for recovering volatile compounds, such as the solvents, initially present in the ink, during the ejection of the jets (curtain) thereof and inside. of a print head of a binary continuous jet printer. A particular goal is to propose such a solution that is simple and effective.
EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de récupération des composés volatils présents initialement dans de l'encre éjectée sous forme d'un rideau de jets d'une tête d'impression d'une imprimante à jet continu binaire comprenant : - un générateur de gouttes d'encre dont le bord inférieur comprend une plaque à buses comprenant une pluralité de buses adaptées pour éjecter un rideau de jets simultanés à la fois selon une première direction Z et une deuxième direction X perpendiculaire à la première direction Z, - un bloc de tri, agencé en aval de la plaque à buse(s) et décalé par rapport à la (aux) buse(s), selon une troisième direction Y perpendiculaire à la première direction Z, et à chaque 7 jet, le bloc de tri comportant des moyens de déviation sélectifs des gouttes issues de la brisure du (des) jet (s) , - une gouttière comprenant un unique bac de récupération et dont l'entrée comprend un bec, agencé en aval et décalé du bloc de tri selon la troisième direction Y, agencé à une hauteur L déterminée du bord inférieur de la plaque à buse(s) selon la première direction Z et qui s'étend selon la deuxième direction X pour récupérer l'encre issue d'un rideau de jets non destiné à l'impression. Selon l'invention, on réalise les étapes suivantes . a/ on choisit une encre dont les composés 15 volatils présentent un nombre de Schmidt Sc égal sensiblement à un ou supérieur, b/ on ajuste la distance entre un rideau de jets non destiné à l'impression et le bec de gouttière selon la troisième direction Y de sorte à ce qu'elle 20 soit égale à au moins l'épaisseur de la couche d'air b2 entraînée par le rideau de jets, l'épaisseur b2 vérifiant l'équation b2= oc wa Lv où Vj est la vitesse V 1 du rideau de jet(s), a est un coefficient numérique compris entre 3 et 5, typiquement 3 va est la 25 viscosité cinématique de l'air égale à 2.10-5 m2. s-1 ; c/ on ajuste la dépression régnant à l'intérieur de la gouttière lors de l'éjection d'un rideau de jet non destiné à l'impression à une valeur permettant d'évacuer à la fois les gouttes issues de ce 8 dernier et le débit volumique d'air entraîné par le rideau de jets d'encre en entrée de gouttière, d/ on injecte de l'air à proximité de la plaque à buse(s) pour compenser le débit volumique d'air récupéré et évacué par la gouttière, les étapes c/ et d/ étant telles que lorsque la distance, selon la troisième direction Y, entre le rideau de jets et le bloc de tri est : - au moins égale à b2 sur la hauteur L, alors le débit volumique d'air entraîné par le rideau de jets et évacué par la gouttière, est, par unité de largeur de tête d'impression selon la deuxième direction X égal à au moins QVT =V x b2; _ inférieure à b2 sur la hauteur L, alors le débit volumique d'air entraîné par le rideau de jets et évacué par la gouttière, est, par unité de largeur de tête d'impression selon la deuxième direction X, égal à au moins QVT = [ (81+82) /2] , où 81 est la distance moyenne sur la hauteur L qui sépare le rideau de jets du bloc de tri au niveau du bec de gouttière selon la troisième direction Y. Dans le cadre de l'invention, les première Z, deuxième X et troisième Y directions définissent un système tridimensionnel de trois axes perpendiculaires deux à deux. Il faut comprendre dans le cadre de l'invention, que l'air entraîné par le ou les jets d'encre est la couche d'air chargée éventuellement en composés volatils autour de celui-ci (ceux-ci). SUMMARY OF THE INVENTION To this end, the invention relates to a process for recovering volatile compounds initially present in ink ejected in the form of a curtain of jets from a print head of a continuous jet printer. binary device comprising: - an ink drop generator whose lower edge comprises a nozzle plate comprising a plurality of nozzles adapted to eject a curtain of simultaneous jets at a time in a first direction Z and a second direction X perpendicular to the first Z direction, - a sorting block, arranged downstream of the nozzle plate (s) and offset relative to the (the) nozzle (s), in a third direction Y perpendicular to the first direction Z, and each 7 jet, the sorting block comprising means for selective deviation of the drops resulting from the breaking of the jet (s), a gutter comprising a single recovery tank and whose inlet comprises a spout, arranged downstream and random sort of the sorting block in the third direction Y, arranged at a determined height L of the lower edge of the nozzle plate (s) in the first direction Z and which extends in the second direction X to recover the ink from a curtain of jets not intended for printing. According to the invention, the following steps are carried out. a / is chosen an ink whose volatile compounds have a Schmidt Sc number substantially equal to one or higher, b / the distance between a curtain of jets not intended for printing and the gutter nozzle in the third direction is adjusted Y so that it is equal to at least the thickness of the air layer b2 driven by the jet curtain, the thickness b2 satisfying the equation b2 = oc wa Lv where Vj is the speed V 1 of the jet curtain (s), a is a numerical coefficient of between 3 and 5, typically 3 va is the kinematic viscosity of air equal to 2.10-5 m 2. s-1; c / it adjusts the depression prevailing inside the gutter during the ejection of a jet curtain not intended for printing to a value to evacuate both the drops from the latter 8 and the volume flow of air entrained by the ink jet curtain at the gutter inlet, d / air is injected near the nozzle plate (s) to compensate for the volume flow of air recovered and discharged by the gutter, the steps c / and d / being such that when the distance, in the third direction Y, between the curtain of jets and the sorting block is: - at least equal to b2 on the height L, then the volume flow rate d air driven by the jet curtain and discharged through the gutter, is, per unit of print head width in the second direction X equal to at least QVT = V x b2; _ lower than b2 on the height L, then the volume flow rate of air driven by the curtain of jets and discharged by the gutter, is, per unit of print head width in the second direction X, equal to at least QVT = [(81 + 82) / 2], where 81 is the average distance over the height L that separates the jet curtain from the sorting block at the gutter spout in the third direction Y. In the context of the invention , the first Z, second X and third Y directions define a three-dimensional system of three axes perpendicular two by two. It should be understood in the context of the invention that the air entrained by the ink jet or jets is the air layer optionally filled with volatile compounds around it (these).
L'objet de l'invention est donc de réduire la perte en solvant et autres espèces volatiles à 9 l'intérieur d'une tête d'impression à jet continu binaire. Selon l'invention, on met en oeuvre des moyens simples et efficaces afin que les composés volatils produits par évaporation d'un rideau de jets d'encre soient collectés et évacués sans s'échapper de la tête d'impression. Les moyens de l'invention ainsi mis en oeuvre permettent de collecter à la fois l'encre qui doit être recyclée et les vapeurs issues des jets d'encre sans avoir à modifier l'ouverture ou fente de sortie à travers laquelle les gouttes d'encre destinées à l'impression sortent. L'inventeur a ainsi défini une solution au problème de la consommation importante en solvants en utilisant les moyens déjà mis en oeuvre dans une imprimante à jet d'encre continu binaire . seule la position de l'entrée de la gouttière et le niveau de mise en dépression ajustés pour avaler en quelque sorte le débit d'air collecté. Pour déterminer la position de l'entrée de la gouttière, l'inventeur a tout d'abord analysé les mécanismes physiques qui s'appliquent aux composés volatils, tels que les solvants, présents initialement dans l'encre, lorsqu'évacués par un rideau de jets. Il a ainsi considéré que deux mécanismes de transport agissent simultanément et gouvernent en quelque sorte la propagation des composés volatils, à savoir : - le mécanisme de diffusion moléculaire selon lequel les composés volatils présents dans le rideau de jets peuvent s'échapper radialement par rapport à celui-ci dans l'air environnant (effet de gradient de concentration) selon une couche limite 10 diffusive. Cette couche limite diffusive est caractérisée par le coefficient de diffusion moléculaire, aussi appelé coefficient de diffusion massique, - le mécanisme d'entraînement hydrodynamique selon lequel le rideau de jets entraîne l'air ambiant selon une couche limite hydrodynamique. Cette couche limite hydrodynamique est caractérisée par la viscosité dynamique. The object of the invention is therefore to reduce the loss of solvent and other volatile species within a binary continuous jet print head. According to the invention, simple and effective means are used so that volatile compounds produced by evaporation of a curtain of ink jets are collected and discharged without escaping from the print head. The means of the invention thus used make it possible to collect both the ink to be recycled and the vapors from the ink jets without having to modify the opening or exit slot through which the drops of ink intended for printing come out. The inventor thus defined a solution to the problem of high solvent consumption using the means already implemented in a continuous ink jet printer. only the position of the inlet of the gutter and the level of depression adjusted to swallow somehow the flow of air collected. To determine the position of the inlet of the gutter, the inventor first analyzed the physical mechanisms that apply to volatile compounds, such as solvents, initially present in the ink, when evacuated by a curtain of jets. It has thus considered that two transport mechanisms act simultaneously and in some way govern the propagation of volatile compounds, namely: the molecular diffusion mechanism according to which the volatile compounds present in the jet curtain can escape radially with respect to this in the surrounding air (concentration gradient effect) according to a diffusive boundary layer. This diffusive boundary layer is characterized by the molecular diffusion coefficient, also called mass diffusion coefficient, the hydrodynamic drive mechanism in which the jet curtain causes the ambient air according to a hydrodynamic boundary layer. This hydrodynamic boundary layer is characterized by dynamic viscosity.
Le rapport entre la viscosité dynamique et le coefficient de diffusion dynamique est défini par le nombre sans dimension dit nombre de Schmidt Sc. Ainsi, en fonction de la prédominance d'une couche sur l'autre, il est possible de distinguer les trois situations différentes suivantes : 1/ les composés volatils restent confinés à la surface du rideau de jets. Cela se traduit par un nombre de Schmidt Sc est supérieur voire très supérieur à 1, 2/ la couche limite hydrodynamique se développe aussi vite que la couche limite diffusive (migration des composés volatils). Cela se traduit par un nombre de Schmidt Sc de l'ordre de 1, 3/ la couche limite diffusive se développe très rapidement radialement au rideau de jets et transperce en quelque sorte la couche limite hydrodynamique. Cela se traduit par un nombre de Schmidt Sc inférieur voire très inférieur à 1. L'inventeur a alors pensé qu'il était particulièrement efficace d'intercepter le flux d'air entraîné par le rideau de jets d'encre si l'encre 11 utilisait des composés volatils au nombre de Schmidt Sc de l'ordre de 1. Autrement dit, il faut s'assurer que l'encre utilisée transporte des composés volatils (solvants) dont la diffusion se fait sensiblement selon le même profil d'asymptote de couche limite que celle hydrodynamique d'air entraînée par le rideau de jets d'encre. La solution selon l'invention a consisté 10 alors à prévoir : - un positionnement de gouttière suffisamment éloigné pour réaliser cette interception ; - puis à ajuster le niveau de dépression régnant dans la gouttière de récupération pour d'une 15 part collecter puis évacuer la quasi-totalité de la couche limite d'air chargé de composés volatils (solvants) entraînée par le rideau de jet. Pour déterminer la position de l'entrée de la gouttière, l'inventeur a utilisé les règles de 20 calcul hydrauliques des couches d'air enveloppant un liquide perturbé (profil de Couette) par un élément physique (bloc de tri) ou non (profil de Blasius). On précise ici que la couche d'air limite entraînée par un jet présente selon les règles 25 hydrauliques un profil d'asymptote et qu'en conséquence, la collecte par la gouttière visée par l'invention ne peut pas atteindre une collecte totale du flux d'air. Comme précisé par la suite, la couche d'air 30 entraînée peut avoir de part et d'autre du jet un profil identique ou un profil différent en fonction de 12 l'environnement de la tête d'impression à proximité de chaque jet, c'est-à-dire en fonction des obstacles ou barrières physiques rencontrées par l'air le long de son parcours jusqu'à l'entrée de gouttière. The ratio between the dynamic viscosity and the dynamic diffusion coefficient is defined by the dimensionless number called Schmidt Sc number. Thus, depending on the predominance of one layer over the other, it is possible to distinguish the three different situations. following: 1 / the volatile compounds remain confined to the surface of the curtain of jets. This results in a Schmidt Sc number greater than or even greater than 1, 2 / the hydrodynamic boundary layer develops as fast as the diffusive boundary layer (migration of volatile compounds). This results in a Schmidt Sc number of the order of 1.3 / the diffusive boundary layer develops very rapidly radially to the curtain of jets and in some way passes through the hydrodynamic boundary layer. This results in a Schmidt Sc number of less than or even less than 1. The inventor then thought that it was particularly effective to intercept the airflow entrained by the ink jet curtain if the ink 11 was using volatile compounds with Schmidt Sc number of the order of 1. In other words, it must be ensured that the ink used carries volatile compounds (solvents) whose diffusion is substantially in the same profile asymptote of limit layer that hydrodynamic air entrained by the curtain of ink jets. The solution according to the invention was then to provide: a gutter positioning sufficiently distant to achieve this interception; and then adjusting the level of depression prevailing in the recovery gutter in order firstly to collect and then to evacuate almost all of the air boundary layer laden with volatile compounds (solvents) entrained by the jet curtain. To determine the position of the inlet of the gutter, the inventor used the hydraulic calculation rules of the air layers enveloping a disturbed liquid (Couette profile) by a physical element (sorting block) or not (profile). of Blasius). It is specified here that the limit air layer driven by a jet has, according to the hydraulic rules, an asymptote profile and that consequently, the collection by the gutter referred to by the invention can not reach a total collection of the flow. air. As further specified, the entrained air layer may have on either side of the jet an identical profile or a different profile depending on the environment of the print head near each jet. that is to say, according to the obstacles or physical barriers encountered by the air along its path to the gutter entrance.
En d'autres termes, la couche peut aussi bien présenter : - un profil de Couette d'un côté du jet et un profil de Blasius de l'autre côté du jet : cela peut être le cas lorsque la distance entre un rideau de jets et le bloc de tri est telle que la couche d'air vienne au contact du bloc d'électrodes ; - ou un profil de Couette de part et d'autre du jet : cela peut être le cas avec un environnement qui interfère avec la couche d'air entraînée par le rideau de jets de part et d'autre de celui-ci, c'est-à-dire une couche d'air en contact à la fois avec le bloc de tri et avec un autre élément physique faisant obstacle de l'autre côté du rideau de jets dans un même plan. In other words, the layer can also have: - a Couette profile on one side of the jet and a Blasius profile on the other side of the jet: this can be the case when the distance between a curtain of jets and the sorting block is such that the air layer comes into contact with the electrode block; or a Couette profile on either side of the jet: this can be the case with an environment that interferes with the layer of air entrained by the jet curtain on either side of it; that is to say a layer of air in contact with both the sorting block and another physical element obstructing the other side of the curtain of jets in the same plane.
Même si elle présente un intérêt moindre pour des composés volatils au nombre de Schmidt bien supérieurs à 1 dans la mesure où il n'y a pas de maitrise de leur consommation à avoir dans ce cas, la collecte de la couche limite hydrodynamique par la gouttière implique également la collecte des composés volatils. L'invention est particulièrement efficace lorsqu'on utilise une encre contenant de l'alcool et/ou de la cétone en tant que solvant(s). En effet, l'alcool a un nombre de Schmidt Sc de l'ordre de 1.4. La cétone a un nombre de Schmidt Sc de l'ordre de 1.7. 13 De préférence, on réalise l'étape b/ de sorte que la distance entre le bec d'entrée de la gouttière et un rideau de jets récupéré par celle-ci soit selon la troisième direction Y au moins égale à 380pm, de préférence au moins de 700 pm. De préférence encore, la hauteur L entre le bord inférieur de la plaque à buse(s) et le bec de gouttière est comprise entre 7 et 14 mm tandis que la vitesse VJ du rideau de jets est comprise entre 10 m/s et 16 es. L'invention concerne également une tête d'impression telle que décrite ci-dessus dans laquelle la gouttière de récupération est apte à être déplacée au moins selon la troisième direction Y. Even if it is of less interest for volatile compounds in the Schmidt number much higher than 1 insofar as there is no control of their consumption to have in this case, the collection of the hydrodynamic boundary layer by the gutter also involves the collection of volatile compounds. The invention is particularly effective when using an ink containing alcohol and / or ketone as the solvent (s). Indeed, the alcohol has a Schmidt Sc number of the order of 1.4. The ketone has a Schmidt Sc number of about 1.7. Preferably, step b / is carried out so that the distance between the mouthpiece of the gutter and a curtain of jets recovered by it is in the third direction Y at least equal to 380 μm, preferably less than 700 pm. More preferably, the height L between the lower edge of the nozzle plate (s) and the gutter nozzle is between 7 and 14 mm while the speed VJ of the jet curtain is between 10 m / s and 16 e . The invention also relates to a print head as described above in which the recovery channel is able to be moved at least in the third direction Y.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description suivante et en référence aux dessins annexés, donnés à titre uniquement illustratif et nullement limitatifs. Parmi ces dessins : - la figure 1 est une vue générale schématique d'une tête d'impression conforme à l'invention et mettant en oeuvre la technologie à jet continu binaire, - la figure 2 est une vue schématique de côté d'une tête d'impression selon l'état de l'art et mettant en oeuvre la technologie d'impression à jet continu binaire, - la figure 3 est une vue schématique de côté d'une tête d'impression selon l'invention et 14 mettant en oeuvre la technologie d'impression à jet continu binaire, - les figures 4A et 4B montrent en vue schématique de côté les étapes de réglage pour mettre en oeuvre l'invention dans une tête d'impression à jet continu binaire. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Une tête d'impression mettant en oeuvre une technologie d'impression à jet continu binaire et conforme à l'invention comporte un générateur, dit générateur de gouttes 1 muni d'une plaque à buses 2. En phase d'impression, l'encre 3 pressurisée dans le générateur 1, grâce à des moyens de stimulation, s'écoule par les buses calibrées 4 pour former un rideau de jets. En aval de la plaque à buses 2, suivant le sens d'écoulement de l'encre (selon l'axe Z) se trouve un bloc de tri 5 comprenant une partie fonctionnelle 6 à électrodes. La fonction de cette partie à électrodes 6 est de placer sur des trajectoires différentes des portions de jets issues de brisure et dont une quantité est collectée par la gouttière de recyclage 7 (encre non imprimée et recyclée), tandis que l'autre est dirigée vers le média à imprimer 8 (figure 1). Ces gouttes imprimées sont généralement sphériques et suivent la trajectoire hydraulique de chaque jet (direction donnée par l'axe d'une buse donnée). La configuration inverse peut aussi être envisagée . la goutte imprimée est déviée et la goutte non défléchie est collectée par la gouttière. 15 Les termes « inférieur » et « supérieur » sont à comprendre avec la tête d'impression orientée vers le bas (sens d'écoulement des jets suivant z), c'est-à-dire avec le générateur 1 au-dessus en partie à l'aplomb du bloc d'électrodes 5 selon l'invention. Les termes « amont » et « aval » sont à comprendre par rapport au sens d'écoulement de(s) jet(s) de liquide (encre avec composés volatils éventuels). BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description and with reference to the appended drawings, given solely by way of illustration and in no way limiting. Among these drawings: FIG. 1 is a schematic general view of a print head according to the invention and implementing the binary continuous jet technology, FIG. 2 is a schematic side view of a head. according to the state of the art and implementing the binary continuous jet printing technology, - FIG. 3 is a schematic side view of a print head according to the invention and FIG. FIG. 4A and 4B show in schematic side view the adjustment steps for implementing the invention in a binary continuous jet print head. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS A printhead employing a binary continuous jet printing technology and according to the invention comprises a generator, said drop generator 1 provided with a nozzle plate 2. In phase 3, pressurized ink in the generator 1, by means of stimulation, flows through the calibrated nozzles 4 to form a curtain of jets. Downstream of the nozzle plate 2, according to the direction of flow of the ink (along the Z axis) is a sorting block 5 comprising a functional part 6 with electrodes. The function of this electrode portion 6 is to place on different trajectories portions of jets resulting from breakage and of which a quantity is collected by the recycling channel 7 (ink not printed and recycled), while the other is directed towards the print media 8 (Figure 1). These printed drops are generally spherical and follow the hydraulic trajectory of each jet (direction given by the axis of a given nozzle). The reverse configuration can also be considered. the printed drop is deflected and the undeflected drop is collected by the gutter. The terms "lower" and "upper" are to be understood with the print head pointing downwards (direction of flow of the jets following z), that is with the generator 1 above partly in line with the electrode block 5 according to the invention. The terms "upstream" and "downstream" are to be understood in relation to the flow direction of (s) jet (s) of liquid (ink with optional volatile compounds).
Les trois directions X, Y et Z définies selon l'invention constituent un système d'axe tridimensionnel avec les directions perpendiculaires entre elles deux à deux. Comme schématisé en figure 2, un rideau de jets 10, animé d'une vitesse Vj, typiquement de l'ordre de 12 m/s (généralement compris entre 10 et 20 m/s dans une imprimante à technologie à jet continu binaire), entraîne l'air environnant depuis la plaque 2 à buses 4 jusqu'à la gouttière de récupération ou autrement dit de recyclage 7. Au niveau de la plaque à buse 2, le rideau de jet crée un appel d'air comblé par de l'air 11 provenant d'une zone d'injection Z.I préférentiellement située à proximité de la plaque à buse. L'air animé d'une vitesse proche de celle des jets 10 reste confiné très près du rideau de jets. Suivant le sens d'avancement des jets, l'effet d'entraînement (sous l'effet de la viscosité) diffuse de part et d'autre du rideau de jets pour être de largeur maximale au niveau de la gouttière 7. Combiné à cet effet d'entraînement, l'air se charge en vapeur de solvants et diverses espèces volatiles, tel que 16 schématisé en 13, 14, provenant de la surface liquide des jets défléchis (voir parties 12) par la partie électrodes 6. Le phénomène physique selon lequel les solvants ou autres espèces volatiles chargent l'air est dû à un phénomène d'évaporation. L'inventeur a mis en évidence le phénomène suivant. Dans une tête d'impression selon l'état de l'art, telle que schématisée en figure 2, par construction, l'air transporté par le rideau de jets 10 se divise principalement en deux flux distincts : un flux 13 aspiré par la gouttière 7 dont les vapeurs peuvent être recyclées puisque collectées et évacuées par ladite gouttière ; un flux 14 en quelque sorte scindé par le bec 15 de gouttière et qui poursuit sa trajectoire suivant la direction des gouttes imprimées 16 et à travers la fente de sortie de celles-ci. La somme de ces deux flux 13, 14 peut s'élever à un débit volumique d'air de plusieurs centaines de litres par heure. Ainsi, selon l'état de l'art, le flux d'air 14 scindé par le bec 15 et qui est chargé voir saturé en solvant n'est pas recyclé via la gouttière 7 cette perte peut représenter une consommation de plusieurs dizaines de cm3/h de solvant volatil, tel que la MEK couramment utilisée dans l'impression industrielle à jet d'encre. En outre, une telle perte pollue l'atmosphère extérieure à la tête d'impression ou autrement dit l'environnement extérieur du média à imprimer 8. The three directions X, Y and Z defined according to the invention constitute a three-dimensional axis system with the directions perpendicular to each other in pairs. As shown diagrammatically in FIG. 2, a curtain of jets 10, animated with a speed V 1, typically of the order of 12 m / s (generally between 10 and 20 m / s in a continuous jet jet printer), causes the surrounding air from the nozzle plate 2 to the recovery gutter or otherwise recycling 7. At the nozzle plate 2, the jet curtain creates a call for air filled by the air 11 from a ZI injection zone preferably located near the nozzle plate. The air with a speed close to that of the jets 10 remains confined very close to the curtain of jets. According to the direction of advancement of the jets, the driving effect (under the effect of the viscosity) diffuse on both sides of the curtain of jets to be of maximum width at the level of the gutter 7. Combined with this As a driving effect, the air is charged with solvent vapor and various volatile species, as shown diagrammatically at 13, 14, coming from the liquid surface of the deflected jets (see parts 12) by the electrodes part 6. The physical phenomenon according to which the solvents or other volatile species charge the air is due to an evaporation phenomenon. The inventor has highlighted the following phenomenon. In a print head according to the state of the art, as shown diagrammatically in FIG. 2, by construction, the air transported by the curtain of jets 10 is divided mainly into two distinct streams: a stream 13 sucked by the gutter 7 whose vapors can be recycled since collected and evacuated by said gutter; a flow 14 somehow split by the spout 15 and continuing its trajectory in the direction of the printed drops 16 and through the exit slot thereof. The sum of these two streams 13, 14 can amount to an air volume flow of several hundred liters per hour. Thus, according to the state of the art, the air flow 14 split by the spout 15 and which is charged or saturated with solvent is not recycled via the gutter 7 this loss can represent a consumption of several tens of cm3 / h of volatile solvent, such as the MEK commonly used in industrial inkjet printing. In addition, such a loss pollutes the atmosphere outside the print head or in other words the external environment of the print medium 8.
Pour remédier à cet inconvénient de consommation et de pollution, l'inventeur a alors pensé 17 judicieusement à choisir une encre avec des solvants présentant un nombre de Schmidt sensiblement égal à 1, positionner la gouttière (dont la fonction première est de récupérer et évacuer l'encre) et à régler son niveau de dépression, de manière à ce qu'elle intercepte et évacue la totalité de l'air chargé en solvants (ou autres espèces volatiles) et transporté par le rideau de jets 10. L'inventeur considère qu'une encre contenant de l'alcool et/ou de la cétone est particulièrement appropriée. La figure 3 montre la solution selon l'invention avec un rideau de jets 10, 12. Sur cette figure, on a représenté que la partie des jets 12 défléchi par le bloc de tri (électrodes par exemple pour une action électrostatique) 6, les gouttes destinées à l'impression et issues de la brisure du rideau de jets 10 en amont ne sont pas représentées. On règle ici le niveau de dépression dans la gouttière 7 tel que le débit volumique d'air aspiré par celle-ci soit au moins égal au débit volumique d'air transporté par le rideau de jets 12. Ce débit est approximativement estimé de la façon suivante (au niveau de la gouttière 7, le régime d'écoulement est considéré comme établi, c'est-à-dire stationnaire et laminaire). On sait tout d'abord que le flux d'air entraîné 17 par le rideau de jets 10 en amont de la gouttière 7 peut être schématisé en deux zones distinctes de part et d'autre du rideau de jets 10, respectivement zone 1 et zone 2, c'est-à-dire respectivement à gauche et à droite du rideau 10 selon 18 la convention de la figure 3. On considère donc ici que l'espacement entre jets du rideau 10 est inférieur à la valeur de l'épaisseur de la couche limite 17 de l'air entraîné de sorte que l'air, situé entre deux jets adjacents du rideau, se déplace à la même vitesse que les jets quelque soit sa côte selon la direction Z. Plus exactement, la zone 1 est située entre le rideau de jets 10 et le bloc de tri 6 qui constitue une barrière physique d'écoulement du flux d'air 17. To remedy this drawback of consumption and pollution, the inventor then thought judiciously to choose an ink with solvents having a Schmidt number substantially equal to 1, to position the gutter (whose primary function is to recover and evacuate the ink) and to adjust its vacuum level, so that it intercepts and discharges all the air laden with solvents (or other volatile species) and transported by the jet curtain 10. The inventor considers that an ink containing alcohol and / or ketone is particularly suitable. FIG. 3 shows the solution according to the invention with a curtain of jets 10, 12. In this figure, it is shown that the part of the jets 12 deflected by the sorting block (electrodes for example for an electrostatic action) 6, the drops intended for printing and from the breaking of the curtain of jets 10 upstream are not shown. Here the level of depression in the gutter 7 is adjusted such that the volume flow rate of air sucked by it is at least equal to the volume flow rate of air transported by the jet curtain 12. This flow rate is approximately estimated in the manner next (at the level of the channel 7, the flow regime is considered established, that is to say, stationary and laminar). It is known first of all that the flow of air entrained by the curtain of jets upstream of the gutter 7 can be schematized in two distinct zones on either side of the curtain of jets 10, zone 1 and zone respectively. 2, that is to say respectively to the left and to the right of the curtain 10 according to the convention of FIG. 3. It is therefore considered here that the spacing between the jets of the curtain 10 is less than the value of the thickness of the curtain 10. the boundary layer 17 of the entrained air so that the air, located between two adjacent jets of the curtain, moves at the same speed as the jets whatever its coast in the direction Z. More exactly, the zone 1 is located between the jet curtain 10 and the sorting block 6 which constitutes a physical barrier for the flow of air 17.
Dans cette zone 1, la vitesse de l'air à la surface de jet 10 varie quasi linéairement en passant de 0 au contact de la face 18 (face en regard du rideau de jets) du bloc de tri 6 à la vitesse Vj (typiquement de l'ordre de 12 es), avec un profil dit de Couette 19 selon la direction Y. Ainsi, le débit volumique unitaire d'air dans la zone 1, Qv1r c'est-à-dire par unité de largeur suivant la direction X, peut être calculé de la manière suivante : Qvi = (Vj / 2) x 81 où 81 représente la distance moyenne entre la face 18 du bloc d'électrode 6 et le rideau de jets 10. Typiquement, cette valeur est de l'ordre de 300 }gym. La zone 2 est située à l'extérieur du rideau de jets 10 du côté non en regard de celui-ci. Dans cette zone 2, la vitesse de l'air passe de Vj à une vitesse nulle en s'éloignant du rideau de jets 10 selon la direction Y : la décroissance de la vitesse de l'air entraîné suit schématiquement un profil dit de Blasius 22. 19 In this zone 1, the velocity of the air at the jet surface 10 varies almost linearly from 0 in contact with the face 18 (face facing the curtain of jets) of the sorting block 6 at the speed Vj (typically of the order of 12 es), with a so-called Couette profile 19 in the Y direction. Thus, the unit volume flow rate of air in zone 1, Qv1r, ie per unit of width in the direction X, can be calculated as follows: Qvi = (Vj / 2) x 81 where 81 represents the average distance between the face 18 of the electrode block 6 and the curtain of jets 10. Typically, this value is from order of 300} gym. Zone 2 is located outside the jet curtain 10 on the non-facing side thereof. In this zone 2, the air velocity goes from Vj to a zero speed while moving away from the curtain of jets 10 in the Y direction: the decrease in the speed of the entrained air schematically follows a so-called Blasius profile. 19
L'épaisseur b2 de la couche limite 17 (flux d'air dans lequel l'air est animé d'une vitesse significative) peut être calculée de la manière suivante : 82 = a où a représente un coefficient numérique compris entre 3 et 5 typiquement de valeur 3, c'est-à-dire que l'épaisseur b2 représente entre 90 et 99 % de l'épaisseur de la couche limite, va est la viscosité cinématique de l'air, typiquement égal à 2.10-5 m2 . s-1, L est la distance qui sépare la plaque 2 à buses de l'entrée de la gouttière, c'est-à-dire précisément entre le bord inférieur 20 de la plaque 2 à buses et une horizontale passant par le bec 15 de la gouttière 7. Pour déterminer le coefficient a et donc une épaisseur b2 correspondant à une valeur comprise entre 90 et 99 % de la couche limite, l'homme de l'art peut se reporter tout naturellement à un ouvrage de mécanique des fluides, tel que celui intitulé « AN INTRODUCTION TO FLUID DYNAMICS », G.K. Batchelor, page 311, édition 1970 - Cambridge Press. Typiquement, L est égale à 10 mm, ce qui donne b2 = 380 µm pour une vitesse de rideau de jets 10 de l'ordre de 12 es. Ainsi, le débit volumique unitaire dans la zone 2 Qv2 (par unité de largeur suivant X) peut être 20 calculé en première approximation de la manière suivante : QV2 = (V / 2 ) x S2 . Le débit volumique total d'air QVT entraîné par le rideau de jets 10 à la fois dans la zone 1 et dans la zone 2 et collecté par la gouttière 7 (par unité de largeur de la tête d'impression selon la direction Y) est donc égal à : QVT = QVi + QV2. The thickness b2 of the boundary layer 17 (air flow in which the air is driven with a significant speed) can be calculated as follows: 82 = a where a represents a numerical coefficient of between 3 and 5 typically of value 3, that is to say that the thickness b2 is between 90 and 99% of the thickness of the boundary layer, va is the kinematic viscosity of the air, typically equal to 2.10-5 m2. s-1, L is the distance that separates the nozzle plate 2 from the entrance of the gutter, that is to say precisely between the lower edge 20 of the nozzle plate 2 and a horizontal passing through the nozzle 15 of the gutter 7. To determine the coefficient a and therefore a thickness b2 corresponding to a value between 90 and 99% of the boundary layer, a person skilled in the art can refer naturally to a fluid mechanics structure, such as "AN INTRODUCTION TO FLUID DYNAMICS", GK Batchelor, page 311, 1970 edition - Cambridge Press. Typically, L is equal to 10 mm, which gives b2 = 380 μm for a jet curtain speed 10 of the order of 12 es. Thus, the unit volume flow rate in zone 2 Qv2 (per unit of width along X) can be calculated as a first approximation as follows: QV2 = (V / 2) x S2. The total volume flow of QVT air driven by the jet curtain 10 in both zone 1 and zone 2 and collected by gutter 7 (per unit width of the print head in the Y direction) is therefore equal to: QVT = QVi + QV2.
Ainsi, avec l'ensemble des valeurs numériques données ci-dessus (Vj = 12 m/s ; b1 = 300 µm ; b2 = 380 µm), on obtient ainsi pour une tête d'impression de l'ordre de 1 pouce de largeur, un débit volumique d'air total Q entraîné par le rideau de jets 10 et collecté par la gouttière 7 de l'ordre de 370 litres/heure. On positionne ensuite le bec 15 de gouttière de sorte à intercepter et à collecter la totalité du flux d'air entraîné par le rideau de jets 10. Cela donne donc une distance selon la direction Y, d = 81 + b2. Avec les valeurs numériques données ci-dessus, cela donne une valeur de d environ égale à 680 }gym (300 + 380 }gym). Thus, with the set of numerical values given above (Vj = 12 m / s, b1 = 300 μm, b2 = 380 μm), this gives a print head of the order of 1 inch in width. , a volume flow of total air Q driven by the curtain of jets 10 and collected by the gutter 7 of the order of 370 liters / hour. The gutter beak 15 is then positioned so as to intercept and collect all of the airflow entrained by the jet curtain 10. This therefore gives a distance along the Y direction, d = 81 + b2. With the numerical values given above, this gives a value of d equal to 680} gym (300 + 380} gym).
Dans le mode de réalisation illustré, le débit volumique d'air Q aspiré par la gouttière 7 (et donc évacué de la tête d'impression) est compensé par un apport naturel ou forcé d'air, de débit équivalent, injecté à proximité de la plaque à buse. On pourra ainsi dimensionner une zone d'injection Z.I d'air à 21 proximité de la plaque à buses 2 pour réaliser l'apport de débit équivalent souhaité. Les figures 4A et 4B montrent les étapes de réglage pour mettre en oeuvre l'invention dans une tête d'impression à jet d'encre continu binaire. Le générateur de gouttes 1 comporte une pluralité de buses 4 permettant de former un rideau de jet par pressurisation de l'encre. En position nominale et en l'absence de déflexion (absence de tension électrique dans la partie électrodes 6), le rideau de jets 10n est dit en position hydraulique car les jets d'encre sont guidés individuellement par chaque buse 4 (vue en coupe sur la figure 4A). Le rideau de jet 10n est le point nominal à la côte YO selon la direction Y. In the illustrated embodiment, the volume flow rate of air Q sucked by the channel 7 (and thus evacuated from the print head) is compensated by a natural or forced supply of air, equivalent flow, injected near the the nozzle plate. It will thus be possible to dimension an injection zone Z.I of air near the nozzle plate 2 in order to achieve the required equivalent flow rate delivery. Figures 4A and 4B show the adjustment steps for implementing the invention in a binary continuous ink jet print head. The drop generator 1 comprises a plurality of nozzles 4 for forming a jet curtain by pressurizing the ink. In the nominal position and in the absence of deflection (absence of electrical voltage in the electrode portion 6), the jet curtain 10n is said in the hydraulic position because the ink jets are individually guided by each nozzle 4 (sectional view on Figure 4A). The jet curtain 10n is the nominal point at the YO coast in the Y direction.
Selon l'invention, on peut utiliser les réglages dits « réglages usine » pour s'assurer que l'épaisseur b2 de la couche limite d'air 17 à l'extérieur (selon le sens positif de la direction Y) du rideau de jets 10 défléchi en fonctionnement d'impression soit effectivement collectée par la gouttière 7 constituée par un bac unique. Ces « réglages usine » consistent usuellement dans une tête d'impression à jet continu binaire en un calibrage du potentiel électrique appliqué aux électrodes de déflexion 6 et de la position selon la direction Y du bec 15 de gouttière 7. Les calibrages doivent ainsi compenser/prendre en compte : - la chaîne de côtes fonctionnelle entre les différents éléments mécaniques de la tête 22 d'impression (générateur 1 avec plaque à buses 2, bloc de tri avec partie électrodes 6, gouttière 7) ; - les dispersions d'orientation éventuelles d'un jet à l'autre d'un même rideau 10 : en effet, bien que l'alignement mécanique des différentes buses 4 par perçage soit quasi-parfait, il se peut que l'orientation d'un jet éjecté depuis une buse donnée ne soit pas strictement identique à celle d'un autre jet éjecté depuis une autre buse. According to the invention, the so-called "factory settings" settings can be used to ensure that the thickness b2 of the air boundary layer 17 outside (in the positive direction of the Y direction) of the jet curtain 10 deflected in printing operation is actually collected by the gutter 7 consists of a single tray. These "factory settings" usually consist in a binary continuous jet print head in a calibration of the electrical potential applied to the deflection electrodes 6 and the position in the Y direction of the gutter spout 7. The calibrations must thus compensate / take into account: the functional rib chain between the different mechanical elements of the printing head 22 (generator 1 with nozzle plate 2, sorting block with electrode portion 6, channel 7); the possible orientation dispersions from one jet to the other of the same curtain 10: indeed, although the mechanical alignment of the different nozzles 4 by drilling is almost perfect, it is possible that the orientation of a jet ejected from a given nozzle is not strictly identical to that of another jet ejected from another nozzle.
Ainsi, usuellement, pour une vitesse d'éjection de jets Vj recherchée (correspondant à la vitesse des gouttes imprimées) . - on applique un potentiel électrique (niveau de tension électrique) sur les électrodes de déflexion 6 de sorte à défléchir les jets avec une amplitude de valeur D1, typiquement de 530 pm dans le sens négatif de la direction Y. Cette amplitude de valeur D1, typiquement 530 pm, est la valeur nominale de déflexion contrôlée sur un banc optique (ensemble de visualisation : moniteur-zoom-caméraunités de translation micrométrique) avec une précision de mesure meilleure que 50 pm ; - on règle la position de la gouttière 7 selon la direction Y à l'aide d'un dispositif non représenté qui a pour fonction de faire avancer celle-ci (déplacement suivant Y - sens positif) ou reculer (déplacement suivant la direction Y - sens négatif). Par construction, on peut ainsi calibrer la course de la gouttière 7 de sorte que tous les jets d'encre défléchis soient interceptés par la gouttière 7 et que le bec 15 n'intercepte plus les gouttes destinées à 23 l'impression éventuellement dispersées d'un jet à l'autre du même rideau. Pour cela, on peut initialement faire tangenter le bec de gouttière 15 contre le rideau de jet qui ne subit aucune déflexion (figure 4A). Thus, usually, for a jet ejection speed Vj sought (corresponding to the speed of printed drops). an electric potential (electrical voltage level) is applied to the deflection electrodes 6 so as to deflect the jets with an amplitude of value D1, typically 530 pm in the negative direction of the direction Y. This amplitude of value D1, typically 530 μm, is the nominal value of controlled deflection on an optical bench (viewing set: monitor-zoom-camera micrometric translation units) with measurement accuracy better than 50 μm; the position of the gutter 7 in the direction Y is adjusted with the aid of a device (not shown) whose function is to advance it (displacement along Y - positive direction) or to move back (displacement in the Y direction - negative sense). By construction, it is thus possible to calibrate the path of the trough 7 so that all the deflected ink jets are intercepted by the trough 7 and the spout 15 no longer intercepts the possibly dispersed dies for printing. a throw to the other of the same curtain. For this, we can initially have the gutter beak 15 tangent against the jet curtain which undergoes no deflection (Figure 4A).
Concrètement, ce point de tangence est aisément observable par un opérateur car le contact par effleurement entre le rideau de jets 10 et bec 15 salit très légèrement ce dernier. Donc, connaissant la vitesse Vj du jet 12 recherchée et l'épaisseur b2 de la couche limite d'air entraîné, on s'assure en outre que le réglage usine de la gouttière 7 satisfait à la collecte souhaitée selon l'invention : en d'autres termes, on règle la course de déplacement de la gouttière 7 telle que la distance D2 entre son bec d'entrée 15 et la côte Y0, typiquement 150 }gym, permette de collecter l'air d'épaisseur b2 (ce qui correspond à la différence D2-D1 ~ b2 ). L'invention apporte une solution technique à une problématique peu ou pas abordée dans l'art antérieur en offrant les avantages suivants : - la possibilité de récupérer tout ou partie des espèces volatiles issues de l'évaporation d'un rideau de jet d'encre dans la tête d'impression ; - l'absence de contraintes de conception supplémentaires sur la fente de sortie au travers de laquelle transitent les gouttes destinées à l'impression ; - la collecte et l'évacuation de l'air mis en mouvement en continu par les jets d'encre par la gouttière dans la continuité du mouvement créé ; cet écoulement ne génère pas de turbulence pouvant 24 déstabiliser (bruiter) le vol des gouttes destinées à l'impression ; - la possibilité d'un traitement de l'air ainsi collecté et évacué par des moyens ad hoc (dispositif à condensation par exemple...) ; - une mise en oeuvre particulièrement aisée de l'invention puisqu'elle ne nécessite pas de composants supplémentaires, pas de contraintes d'encombrement, pas de composants actifs (soufflerie, ...). Le coût de la fonction est faible pour une efficacité maximale ; - une dénaturation ou changement de propriétés physiques de l'encre liés à la perte de composés volatils moindre: les dispositifs usuels de l'imprimante à jet d'encre qui, en cas de modification de l'encre imprimée, agissent par asservissement sur la qualité/composition de l'encre sont ainsi moins sollicités ; - un coût d'exploitation des imprimantes à jet d'encre réduit de part une consommation de solvant plus faible et un environnement mieux préservé (opérateur, objet à imprimer, ...) . Concretely, this point of tangency is easily observable by an operator because the touch contact between the curtain of jets 10 and spout 15 very slightly soil the latter. Therefore, knowing the speed Vj of the desired jet 12 and the thickness b2 of the entrained air boundary layer, it is furthermore ensured that the factory setting of the channel 7 satisfies the desired collection according to the invention: In other words, the displacement path of the trough 7 is adjusted such that the distance D2 between its inlet spout 15 and the Y0 edge, typically 150 μm, makes it possible to collect the air of thickness b2 (which corresponds to unlike D2-D1 ~ b2). The invention provides a technical solution to a problem that is little or not addressed in the prior art by offering the following advantages: the possibility of recovering all or part of the volatile species resulting from the evaporation of an ink jet curtain in the print head; the absence of additional design constraints on the exit slot through which the drops intended for printing transit; - The collection and evacuation of the air set in motion by the jets of ink by the gutter in the continuity of the movement created; this flow does not generate turbulence that can destabilize (noise) the theft of the drops intended for printing; the possibility of a treatment of the air thus collected and evacuated by ad hoc means (condensing device for example); - A particularly easy implementation of the invention since it does not require additional components, no space constraints, no active components (blower, ...). The cost of the function is low for maximum efficiency; a denaturation or change in physical properties of the ink related to the loss of volatile compounds less: the usual devices of the inkjet printer which, in the event of modification of the printed ink, act by slaving on the quality / composition of the ink are thus less solicited; - an operating cost of inkjet printers reduces the share of a lower solvent consumption and a better preserved environment (operator, object to be printed, ...).
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