FR3055108A1 - Procede et dispositif de filtrage de l'atmosphere recyclee d'une tete d'impression - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de récupération de l'atmosphère d'au moins une tête d'impression CIJ, comportant : - n (n≥ 1) filtre(s) (20), disposé(s) en sortie d'au moins un réservoir d'encre (10), mais en amont de moyens d'extraction de solvant (26), chaque filtre comportant une face d'entrée (21), une face de sortie (22), et un corps de filtre entre ces deux faces, une atmosphère sortant d'au moins un réservoir (10) traversant la face d'entrée (21), puis le corps du filtre et la face de sortie (22) avant d'être envoyée vers lesdits moyens d'extraction de solvant (26), - chaque filtre (20) comportant des moyens (25) de récupération d'au moins une partie d'un liquide condensé sur sa face d'entrée (21), avant que ce liquide ne l'ait traversé.

Description

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR

L'invention est relative aux imprimantes à jets d'encre continus, en particulier mais non exclusivement les imprimantes à jets continus binaires munies d'un générateur de gouttes multi-buses. Elle vise en particulier une amélioration d'un circuit de récupération d'encre et de solvant de ces imprimantes.

Les imprimantes à jets continus comprennent :

- un générateur de gouttes d'encre,

- des moyens pour séparer les trajectoires des gouttes produites par le générateur et les diriger vers un support d'impression ou vers une gouttière de récupération.

En figure 1 on a représenté les blocs principaux d'une imprimante à jet d'encre. De façon connue, l'imprimante comporte une console 300, un compartiment 400 contenant notamment les circuits de mise en condition de l'encre et des solvants, ainsi que des réservoirs pour l'encre et les solvants. Généralement le compartiment 400 est dans la partie inférieure de la console. La partie supérieure de la console comporte l'électronique de commande et de contrôle ainsi que des moyens de visualisation. La console est hydrauliquement et électriquement reliée à une tête d'impression 1 par un ombilic 200. Un portique non représenté permet d'installer la tête d'impression face à un support d'impression 800. Le support d'impression 800 se déplace selon une direction matérialisée par une flèche. Cette direction est perpendiculaire à un axe d'alignement des buses.

Le générateur de gouttes comprend des buses alignées sur une plaque à buses suivant un axe X d'alignement des buses. Lors de l'impression, des jets d'encre sont éjectés de façon continue par ces buses dans une direction Z perpendiculaire à la plaque à buses. Parmi les imprimantes à jets continus on distingue les imprimantes à jets continus déviés et les imprimantes à jets continus binaires. Dans les imprimantes à jets continus déviés, les gouttes formées à partir d'une buse pendant la durée d'impression d'une position d'un support d'impression sont déviées ou non déviées. Pour chaque position d'impression et pour chaque buse, un segment perpendiculaire à la direction du mouvement du support d'impression est imprimé. Les gouttes déviées le sont de façon telle qu'elles vont frapper le support d'impression sur la partie du segment imprimé qui doit l'être compte tenu du motif à imprimer. Les gouttes non déviées sont récupérées par une gouttière de récupération. Les imprimantes à jets continus déviés comportent en général peu de buses d'éjections, mais chaque buse peut imprimer pour chaque position d'impression du support plusieurs pixels répartis sur le segment d'impression en fonction du motif à imprimer.

Dans les imprimantes à jets continus binaires, l'encre en provenance d'une buse n'imprime qu'un pixel par position d'impression. Le pixel considéré ne reçoit aucune goutte ou reçoit une ou plusieurs gouttes, en fonction du motif à imprimer. De ce fait pour une bonne rapidité d'impression, la plaque à buse comporte un grand nombre de buses, par exemple 64, permettant l'impression simultanée d'autant de pixels que de buses. Les gouttes non destinées à l'impression sont récupérées par une gouttière de récupération. De telles imprimantes et têtes d'impression à jets continus ont été largement décrites.

Une structure générale de tête d'impression pour une imprimante à jets continus binaires est expliquée ci-dessous, en lien avec la figure 2.

La tête représentée comprend un générateur de goutte 11. Sur une plaque à buses 2 sont alignées, selon un axe X, un nombre entier n de buses 4, dont une première 4i et une dernière buse 4_n.

Les premières et dernières buses (4i, 4n) sont les buses les plus éloignées l'une de l'autre.

Chaque buse a un axe d'émission d'un jet parallèle à une direction ou un axe Z (situé dans le plan de la figure 2), perpendiculaire à la plaque à buses et à l'axe X mentionné précédemment. Un troisième axe, Y, est perpendiculaire à chacun des deux axes X et Z, les deux axes X et Z s'étendant dans le plan de la figure 2.

Chaque buse est en communication hydraulique avec une chambre pressurisée de stimulation. Le générateur de gouttes comporte autant de chambres de stimulation que de buses. Chaque chambre est équipée d'un actuateur, par exemple un cristal piézo-électrique. Un exemple de conception d'une chambre de stimulation est décrit dans le document US 7,192,121.

En aval de la plaque à buses se trouvent des moyens, ou bloc de tri, 6 qui permettent de séparer les gouttes destinées à l'impression des gouttes ou tronçons de jets qui ne servent pas à l'impression. On a représenté en figure 4 une trajectoire a de gouttes d'encre passant par une fente 17, et une trajectoire b de gouttes d'encre dirigées vers une gouttière de récupération 7.

Plus précisément, les gouttes émises ou tronçons de jets, émis par une buse et destinés à l'impression, suivent une trajectoire a selon l'axe Z de la buse, puis vont frapper un support d'impression 8, après être passées par la fente 17 de sortie (représentée en traits interrompus en figure 2). Cette fente est ouverte sur l'extérieur de la cavité et permet la sortie des gouttes d'encre destinées à l'impression ; elle est parallèle à la direction X d'alignement des buses, les axes de direction Z des buses passant à travers cette fente, qui se trouve sur la face opposée à la plaque à buses 2. Elle a une longueur au moins égale à la distance entre la première et la dernière buse.

Les gouttes émises ou tronçons de jets, émis par une buse et non destinés à l'impression, sont déviés par les moyens 6 (ils suivent une trajectoire telle que la trajectoire b) et sont récupéré(e)s par une gouttière de récupération 7 puis recyclés. La gouttière a, dans la direction X, une longueur au moins égale à la distance entre la première et la dernière buse.

On pourra se référer, notamment pour ce qui concerne la formation des jets et à leur brisure pour former des gouttes, ainsi que pour ce qui concerne la déviation des gouttes, par exemple au document US 8,540,350 (FR 2 952 851) qui décrit une méthode pour éviter la diaphonie entre jets provenant de buses adjacentes l'une à l'autre. On pourra aussi se référer à l'art antérieur décrit dans le brevet US 7,192,121 (FR 2 851 495) relatif aux positions de brisures des jets selon qu'une goutte formée par la brisure du jet est destinée ou non à frapper le support d'impression.

Dans les imprimantes à jets continus, on utilise des encres liquides. Ces encres comportent un solvant dans lequel sont dissous des composants de l'encre. II est souhaitable que l'encre sèche vite après qu'elle ait été déposée sur le support d'impression. Pour cette raison les solvants utilisés sont volatils. Les solvants les plus couramment utilisés sont le méthyle ethyle ketone connu sous le nom de « mek » l'acétone ou encore des alcools tels que par exemple, l'éthanol. L'usage d'un solvant volatil entraîne cependant des inconvénients. Comme il est volatil, le solvant s'échappe de l'encre sous forme de vapeurs.

La demande WO 2012/038520 prévoit des moyens pour remédier à l'inconvénient résultant de la présence de vapeur de solvant autour des jets. Outre une première partie de vapeurs qui peut se condenser sur les parois de la cavité dans laquelle circulent les jets, une seconde partie quitte cette cavité par une fente de la cavité par laquelle sortent les gouttes destinées à l'impression. Cette seconde partie se mélange à l'air ambiant qui se trouve ainsi contaminé. Cette contamination peut aboutir à un refus d'un label de qualité environnementale. Lorsque la concentration en solvant dépasse un certain seuil, l'air devient impropre à la respiration. Enfin si la concentration s'élève le mélange air solvant est potentiellement explosif.

La solution prévue par la demande WO 2012/038520 concerne comme la présente invention les imprimantes à jets continus binaires. Dans ces imprimantes une petite portion de l'encre de l'ordre de 10 % est dirigée vers le support d'impression. Cela signifie qu'une partie prépondérante de l'encre émise par les buses est dirigée vers une gouttière de récupération. Les différents jets forment ainsi ensemble un rideau liquide qui est dirigé vers la gouttière de récupération. Seule une petite partie de l'encre éjectée par les buses quitte ce rideau sous forme de gouttes qui sont dirigées vers le support d'impression. Ces gouttes quittent la cavité par une fente parallèle à la direction d'alignement des buses. La longueur de cette fente est légèrement supérieure à la distance séparant les buses de la plaque à buses les plus éloignées l'une de l'autre. Le rideau liquide qui se déplace vers la gouttière de récupération a une vitesse Vj. Par effet de viscosité, l'air qui est autour de ce rideau est entraîné dans la même direction que les jets.

L'air immédiatement au contact du liquide est entraîné à une vitesse sensiblement égale à Vj. Lorsque l'on s'éloigne radialement du jet, la vitesse de l'air diminue, jusqu'à atteindre une limite où sa vitesse est faible par rapport à la vitesse Vj.

L'épaisseur d'une couche dite « limite » est ainsi la distance séparant la limite liquide air, et la limite où l'air n'est plus entraîné par le liquide.

Mais la solution prévue par la demande WO 2012/038520 est insatisfaisante et ne permet pas de récupérer au maximum les vapeurs de solvant présentes dans la cavité de la tête d'impression dans laquelle circulent les jets. En outre, elle limite le coefficient de Schmidt de l'encre employée.

Elle est en outre inadaptée à des débits élevés, par exemple de l'ordre de plusieurs dizaines ou centaines de I par heure.

Or des débits élevés conduisent à des risques de condensation plus importants dans les conduits ainsi que dans la tête d'impression.

La demande WO 2013/173200 décrit un exemple de circuit de récupération d'encre et de solvant, dans lequel l'encre et les gaz aspirés par une gouttière sont conduits dans un réservoir d'encre pressurisé, dans lequel l'encre se dépose par gravité.

Là encore, cette solution est insatisfaisante et ne permet pas de récupérer au maximum les vapeurs de solvant présentes dans la cavité de la tête d'impression dans laquelle circulent les jets et est en outre inadaptée à des débits élevés, par exemple de l'ordre de plusieurs dizaines ou centaines de I par heure.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

Dans le cas d'une tête d'impression multi-jets, les débits d'encre en jeu sont donc très importants et les inventeurs estiment que les pertes, sous forme de vapeur, proviennent pour 70 % de la tête et 30 % du couple ombilic/circuit d'encre (ensemble que nous appellerons circuit d'encre par la suite). Si la source de pertes dans la tête est tarie par un mécanisme quelconque, on ne peut pas conclure à une réduction de l'évaporation de 70 % car l'équilibre va se retrouver modifié et les pertes dans le circuit d'encre vont être augmentées.

Une solution consisterait à :

- purifier complètement le flux en extrayant les vapeurs de solvant et les particules avant le rejet dans l'environnement,

- et alimenter le rideau de jets avec de l'air inspiré à l'extérieur de la tête.

Mais la purification serait très énergivore, notamment lorsqu'on doit tenir compte des conditions extrêmes de l'environnement d'utilisation (température ambiante jusqu'à 45°C). De plus, l'alimentation en air frais favoriserait l'évaporation et entraînerait par effet cumulatif des condensât de vapeur d'eau, issus de l'air autour de la tête, dans le système (notamment pour une humidité relative de 90 % couplée à une température ambiante de 45°C).

Il se pose donc le problème de traiter et recycler le flux dans la ligne de récupération. Cela permettrait de minimiser l'ampleur du traitement. En effet :

- le niveau de désaturation peut alors être limité à ne pas créer de condensation dans la ligne de retour vers la tête ;

- le besoin d'inspirer l'air de l'extérieur est diminué, l'essentiel du débit d'air entraîné par les jets étant issu du recyclage ; le renouvellement d'air se trouve ainsi réduit, par conséquent l'augmentation de la teneur en eau dans le système sera moins rapide.

On cherche donc à créer une boucle (quasi-) fermée en aspirant l'intégralité du débit d'air entraîné par le rideau de jets et en le renvoyant à la tête d'impression.

Néanmoins, le volume dans la tête d'impression est communicant avec l'extérieur par la fente d'impression. Associé à la forte dynamique imposée par le rideau de jets, il apparaît trop exigeant, en ce qui concerne les paramètres physiques, de garantir un échange nul entre la tête d'impression et l'environnement extérieur. Cet échange va conditionner directement le potentiel de la réduction de consommation de solvant ainsi que l'augmentation de la concentration en eau de l'encre ; l'échange d'air avec l'extérieur, par l'orifice de sortie des jets, veut dire que du gaz contenant de la vapeur de solvant s'échappe ; pour compenser le débit perdu, du gaz extérieur est aspiré dans le système, et cette aspiration va introduire de l'humidité.

Si toutefois des paramètres physico-hydrauliques bien choisis permettaient une telle situation d'auto-circulation dans cet espace, une accumulation de pollution serait générée due à la diffusion des particules d'encre au travers de l'interface liquide/gaz. Par ailleurs, le circuit d'encre est aussi source de génération d'aérosols liquides et solides, du fait de la circulation dans un espace fermé d'air en contact avec de l'encre, à une vitesse de quelques m/s.

Le mécanisme de la génération des aérosols (d'une part des particules d'encre (colorant enrobé de résine, le tout dans du solvant) et, d'autre part, des gouttes de solvant sans extrait sec) peut être mécanique et thermodynamique, avec des sources diverses :

- la formation des jets où la projection d'un jet d'encre par la buse induit une forte accélération (par effet de relaxation) à son interface et génère des particules ;

- l'éclaboussure due à l'impact du jet ou de gouttes soit avec un corps solide, soit dans un écoulement diphasique ;

- l'arrachement par l'écoulement gazeux, qui cisaille une surface liquide qui contient des éléments solides ;

- l'évaporation, durant laquelle la diffusion des molécules du liquide vers le milieu gazeux, tant que la pression partielle n'atteint pas son niveau de saturation, entraîne les particules (des extraits secs) vers le milieu gazeux.

Les conditions de fonctionnement d'une imprimante CIJ, notamment de type multi-jets, imposent donc une contrainte forte concernant la gestion de la consommation de solvant, liée à une forte évaporation imputable au rideau de jets.

L'atteinte du niveau de saturation peut être séparée en plusieurs phases : dans un premier temps, l'éclaboussure à l'interface (gaz/liquide/corps solide) génère des gouttelettes (d'encres) qui s'évaporent ensuite tendant à combler la pression partielle. Ce processus peut générer des particules de très large spectre en diamètre, et plus ou moins mouillés. Ensuite, ont lieu les processus de coalescence des particules de très petites tailles (dues aux mouvements browniens) ; ces processus, associés au mécanisme de condensation par nucléation, font disparaître les particules de très petites tailles; la sédimentation s'associe à l'évaporation (voir le Tableau 1) pour faire disparaître les particules de grandes tailles. Ce tableau montre notamment que la vitesse de sédimentation (ou encore « settling speed ») est en rapport quadratique en fonction du diamètre de particules.

d (pm)	v (m/s)
0,1	8,80E-07
0,5	l,00E-05
1	3,50E-05
5	7,80E-04
10	3,10E-03

Tableau 1 (de source R C Flagan : Fundementals of air pollution engineering, page 300)

Par conséquent, les particules à traiter ont un diamètre qui se situe entre 10 nm ou quelques dizaines de nm et quelques centaines de nm (ou 1 pm), qui ne sont pas visibles à l'œil nu. La distribution en taille des particules a été confirmée par des essais, elle est typiquement centrée sur 400 nm.

P. C. Reynor et D. Leith, dans «The influence of accumulated liquid on fibrous filter performance,» Journal of Aérosol Science, vol. 31, n°ll, pp. 19-34, 2000, ont modélisé le processus de filtration des aérosols humides dans un filtre comme illustré en figure 3.

Ce schéma représente le processus de filtration en général, en dehors de toute application aux imprimantes CIJ. En figure 3, le flux à l'entrée du filtre contient de l'air, de la vapeur de solvant, des aérosols (particules humides et gouttelettes, avec ou sans extraits secs).

Dans ce schéma, les gouttelettes (ou aérosols) de grandes tailles sont interceptées et la partie sèche contribue à la formation du « gâteau », localement ou sur une grande surface du filtre. La conséquence d'une telle saturation est la réduction du nombre et/ou du diamètre des pores qui permettent le passage du flux et donc la diminution de la surface effective du filtre, ce qui induit l'augmentation de la vitesse de flux, l'accroissement de la perte de charge et l'accentuation de l'entrainement de particules vers le côté aval du filtre ; la fonction de filtration recherchée est donc perdue.

En sortie du filtre, le milieu est constitué de vapeurs et de gouttes, dont certaines ne sont pas collectées, tandis que d'autres vont constituer le flux de liquide drainé. Et il existe un risque d'introduire, dans les vapeurs, des particules qui proviennent des gouttes constitutives du liquide drainé.

Il y a aussi un problème de mise en oeuvre pour évacuer le liquide drainé vers le réservoir d'encre puisque celui-ci est en surpression par rapport à la zone de la sortie du filtre.

La création d'aérosols secondaires est possible par l'évaporation du condensât contenu dans la membrane. Cela constitue le mécanisme de transfert des aérosols vers le côté aval. En conséquence, les gouttes migrées largueront des particules chargées par effet d'évaporation et/ou le média filtrant sera saturé d'humidité et des particules piégées, rendant la perte de charge à un niveau intenable pour l'application.

Le gaz pur et la vapeur sèche peuvent traverser la membrane, qui n'introduisent pas de pollution vers l'aval du filtre (voir la flèche en haut de la figure 3).

Les particules et/ou les aérosols qui seront posés sur les fibres de la membrane du filtre (par le mécanisme d'interception) peuvent être dissoutes par le solvant issu de la condensation, et elles peuvent être entraînées par ce solvant, qui migre vers la sortie sous l'effet de la pression. En ce qui concerne la partie de solvant pur, l'évaporation ne génère que de la vapeur pure. Par contre, le condensât contenant des particules s'évapore une fois qu'il se trouve à la sortie du filtre, ce qui va permettre de relâcher des particules et ainsi perdre une partie de la fonction de filtration (en figure 3, une partie intermédiaire « Evaporation » rejoint la partie vapeur indiquée par la flèche du haut, tandis qu'une autre partie intermédiaire (« Gouttes non collectées, Réentrainement ») rejoint la flèche de relâchement d'aérosols et de gouttes)

Le liquide condensé, qui ne s'est pas évaporé, est symbolisé, en figure 3, par la flèche du bas: « Liquide drainé ».

Une solution consiste à travailler le paramétrage du flux en augmentant la surface du filtre, par une structure avec pliage (le filtre est alors en forme d'accordéon, ce qui augmente la surface de la membrane, sans augmenter autant l'encombrement), qui engendre une réduction de la vitesse du flux. Ceci permet, d'une part, d'augmenter la ίο capacité pour contenir les particules filtrées, et, d'autre part, de ralentir l'augmentation de la perte de charge afin de porter la durée de vie du composant à un niveau acceptable.

Cependant, les inventeurs ont constaté que le drainage vers le côté aval (comme en figure 3) n'est pas compatible avec la fonction anti-pollution. Comme expliqué ci-dessus, il existe une possibilité que des particules soient relâchées dans le flux gazeux ; en outre, la pression du côté aval est supérieure à celle du côté amont, il y a donc une difficulté pour effectuer un pompage du côté aval. On peut en outre noter que la configuration de fonctionnement dans une imprimante CIJ n'est pas celle d'un état sec, pour lequel le fournisseur de matière filtrante peut garantir une efficacité élevée, supérieure à 99.97 % ; et cette efficacité s'accentue d'autant plus qu'un gâteau de particules filtrées se forme progressivement.

De plus des observations n'ont pas permis de trouver un compromis entre l'encombrement du système de filtre et sa durée de vie (jugée par le niveau de la perte de charge et/ou la durée de l'apparition du relargage de pollution vers le côté aval).

L'invention propose alors un dispositif de récupération de l'atmosphère contenant des vapeurs de solvant d'une imprimante à jet d'encre (ou plus généralement, ici et dans le reste de cette demande, d'une machine d'impression), ou d'au moins une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre ou d'au moins un réservoir de récupération d'encre d'au moins une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre, comportant :

- η (n> 1) filtre(s), destinés à être disposé(s) en sortie d'au moins un réservoir d'encre, chaque filtre comportant une face d'entrée, une face de sortie, et un corps de filtre entre ces deux faces, l'atmosphère à filtrer traversant la face d'entrée, puis le corps du filtre et la face de sortie,

- chaque filtre comportant des moyens de récupération d'au moins une partie du liquide condensé sur sa face d'entrée, et/ou pour éliminer au moins une partie de ce liquide, avant qu'il n'ait traversé le filtre.

Un flux humide dans le filtre, par l'interception directe ou par la condensation, entraînerait les particules dans la profondeur du filtre, et l'invention permet d'assurer que les particules interceptées ne traversent pas la matière du filtre, et sortent au côté aval (ou du côté de la face d'entrée). Autrement dit, l'invention permet d'éliminer, par sa face d'entrée, non seulement de l'humidité condensée, mais également les particules que cette dernière peut contenir.

L'invention permet donc de réaliser une boucle fermée afin de recycler l'air aspiré par la gouttière d'une imprimante de type CIJ, notamment multi-jets, ce recyclage permettant de rendre propre l'air qui est renvoyé vers la (ou les) tête(s) d'impression.

Le filtre peut être disposé en amont ou en aval (par rapport au sens de circulation de l'atmosphère ou de l'air dans le circuit de récupération) de moyens d'extraction de solvant. Ces moyens permettent d'extraire du solvant d'un flux de gaz entrant, et de produire d'une part du solvant liquide et, d'autre part, un flux de gaz dont la teneur en vapeur de solvants est réduite par rapport au flux entrant. Ces moyens sont par exemple des moyens de condensation ou des moyens d'adsorption ou des moyens de séparation membranaire.

Dans le premier cas (filtre disposé en amont de moyens d'extraction de solvant, l'atmosphère à filtrer sort du réservoir et le gaz filtré est envoyé vers les moyens d'extraction de solvant.

Dans le 2^ème cas (filtre disposé en aval de moyens d'extraction de solvant), l'atmosphère à filtrer sort de moyens d'extraction de solvant et le gaz filtré est envoyé vers au moins une tête d'impression.

Un tel dispositif, dans lequel n> 1, peut en outre comporter des moyens pour sélectionner un seul filtre pour traiter l'atmosphère ou le gaz à filtrer, qui peut par exemple sortir du (ou d'un) réservoir ou des moyens d'extraction de solvant (selon l'un ou l'autre des 2 cas envisagés ci-dessus).

Selon une réalisation, lesdits moyens de récupération permettent d'amener vers un réservoir au moins une partie du liquide condensé sur la face d'entrée de chacun des n filtre(s).

En outre des moyens peuvent être prévus pour diriger vers ce réservoir le liquide qui s'écoule par gravité, depuis la face d'entrée du filtre.

Ce réservoir de récupération peut être celui dont provient l'atmosphère ou le gaz à traiter; de préférence, c'est un 2^ème réservoir différent du 1^er réservoir (dont provient l'atmosphère ou le gaz à traiter), afin de mieux gérer la viscosité (sinon, du solvant est ajouté dans le 1^er réservoir sans contrôle de ce qui est ajouté). Ainsi, on peut prévoir des moyens, par exemple un ou des conduits, dits de séparation, qui permet(tent) d'envoyer une vapeur ou un gaz, à traiter, vers le ou les filtre(s), tandis qu'un liquide, qui résulte par exemple du nettoyage d'un filtre, est envoyé vers le 2^ème réservoir, mais pas vers le 1^er réservoir.

Initialement, le filtre n'est pas saturé en particules ; mais, en cours du fonctionnement, l'humidité et les particules captées par le filtre réduisent la surface de passage du filtre, ce qui augmente la vitesse du flux et tend à dégrader l'équilibre établi au départ, lorsque le filtre est à l'état neuf (ou frais). Par conséquent des moyens peuvent être prévus pour réaliser un nettoyage en ligne du (ou des) filtre(s).

A cet effet, selon un mode de réalisation particulier, un dispositif selon l'invention peut comporter, en outre :

- des moyens pour introduire, par la face de sortie d'au moins un filtre, ou de chaque filtre, une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant, ou d'un réservoir de solvant ;

- et/ou des moyens pour introduire, par la face de sortie d'au moins un filtre, ou de chaque filtre, une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant, ou d'un réservoir de gaz, ou du gaz filtré par un autre filtre.

Ainsi, on utilise les produits qui proviennent des moyens d'extraction de solvant, par exemple qui résultent d'une condensation dans ces moyens d'extraction de solvant (cas de filtre(s) disposé(s) en amont des moyens d'extraction de solvant), ou du solvant qui provient d'un réservoir de solvant (cas de filtre(s) disposé(s) en aval des moyens d'extraction de solvant), pour nettoyer l'un des filtres à partir de sa face de sortie.

Pour un séchage, on utilise une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant (cas de plusieurs filtres disposés en amont des moyens d'extraction de solvant), ou d'un réservoir de gaz (cas d'un seul filtre disposé en amont ou en aval des moyens d'extraction de solvant), ou qui est envoyé vers la tête d'impression après avoir été filtré par un autre filtre (cas de plusieurs filtres disposés en aval des moyens d'extraction de solvant). Quelle que soit la configuration, on peut ainsi introduire un courant inversé (par rapport au sens de circulation usuel d'un gaz dans le filtre lorsque ce dernier effectue un filtrage de ce gaz) de solvant pour « chasser » des particules, qui sont piégées dans la masse du filtre, vers la face d'entrée de celui-ci. On peut également introduire un courant inversé (également dans le sens précisé ci-dessus) de gaz afin de sécher le filtre, et de le ramener ainsi, autant que possible, à un état propre, proche de son état neuf.

Cette action de maintenance active permet de supprimer la portion de gouttelettes non collectées ou ré-entrainées. A défaut, les particules sont amenées en face de sortie du filtre.

Pour le cas où n>l, un dispositif selon l'invention peut comporter des moyens pour sélectionner une voie de circulation, vers la face de sortie de l'un uniquement des filtres, d'une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant ou d'un réservoir de solvant, et/ou d'une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant ou d'un réservoir de gaz, ou qui est envoyé vers la tête d'impression après avoir été filtré par un autre filtre.

Des moyens peuvent en outre être prévus pour sélectionner un 1^er filtre pour traiter une atmosphère à filtrer, sortant par exemple du réservoir ou des moyens d'extraction de solvant, pendant que les moyens pour sélectionner une voie de circulation, vers la face de sortie d'un autre des filtres, permettent de sélectionner une voie de circulation, vers cette face de sortie d'un autre filtre, d'une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant (pour procéder au nettoyage) ou d'une partie du gaz (pour procéder au rinçage).

Pour le cas où n>l, un dispositif selon l'invention peut comporter des moyens pour sélectionner un filtrage de l'atmosphère à filtrer par un filtre, et des moyens pour, simultanément, réaliser un nettoyage d'un autre filtre.

Dans un dispositif selon l'invention les moyens de récupération d'au moins une partie du liquide condensé sur la face d'entrée de chaque filtre peuvent comporter des moyens pour récupérer un liquide qui s'écoule par gravité de la face d'entrée du filtre.

L'invention concerne également un circuit d'alimentation d'au moins une tête d'impression CIJ (ou, plus généralement, d'une machine d'impression), comportant :

- au moins un réservoir, pour récupérer de l'encre non utilisée par l'impression et pour alimenter au moins une tête d'impression ;

- un dispositif de récupération de l'atmosphère provenant d'au moins un réservoir, selon l'une des réalisations présentées dans la présente demande.

L'invention concerne également une imprimante de type CIJ, comportant au moins une tête d'impression CIJ et un circuit selon l'invention, la tête comportant des moyens pour former k jets, k> 1.

L'invention concerne également un procédé de récupération de l'atmosphère contenant des vapeurs de solvant, d'une imprimante à jet d'encre (ou, plus généralement, d'une machine d'impression), ou d'au moins une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre (ou, plus généralement, d'une machine d'impression) ou d'au moins un réservoir de récupération d'encre d'au moins une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre (ou, plus généralement, d'une machine d'impression), comportant :

- le filtrage d'une atmosphère qui sort d'au moins un réservoir d'encre de l'imprimante à l'aide d'au moins un filtre, ce filtre comportant une face d'entrée, une face de sortie, et un corps de filtre entre ces deux faces, l'atmosphère à filtrer traversant la face d'entrée, puis le corps du filtre et la face de sortie,

- la récupération d'au moins une partie d'un liquide condensé en surface de la face d'entrée du filtre, avant que ce liquide ne l'ait traversé.

En imposant une surface du filtre au-delà d'une certaine valeur, dans un cycle de fonctionnement d'un filtre (la vitesse de flux étant inversement proportionnelle à la surface du filtre, on peut imposer un dimensionnement suffisant du filtre pour limiter la vitesse, et ainsi favoriser l'état d'équilibre souhaité), la vitesse du flux gazeux permettant de minimiser l'entrainement du condensât vers la profondeur du filtre, qui fait migrer les particules vers le côté sortie du filtre, phénomène non souhaitable.

Le filtre peut être disposé en amont ou en aval (par rapport au sens de circulation de l'atmosphère ou de l'air dans le circuit de récupération) de moyens d'extraction de solvant. Comme déjà expliqué précédemment en lien avec le dispositif, ces moyens permettent d'extraire du solvant d'un flux de gaz entrant, et de produire d'une part du solvant, qui peut être liquide et, d'autre part, un flux de gaz dont la teneur en vapeur de solvants est réduite par rapport au flux entrant. Ces moyens sont par exemple des moyens de condensation ou des moyens d'adsorption ou des moyens de séparation membranaire.

Dans le premier cas (filtre disposé en amont), l'atmosphère à filtrer sort du réservoir et le gaz filtré est envoyé vers les moyens d'extraction de solvant.

Dans le 2^ème cas (filtre disposé en aval), l'atmosphère à filtrer sort de moyens d'extraction de solvant et le gaz filtré est envoyé vers la tête d'impression.

Il est possible d'introduire, par la face de sortie d'au moins un filtre :

- une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant, respectivement d'un réservoir de solvant, pour nettoyer le filtre ;

- et éventuellement, ensuite, une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant, ou d'un réservoir de gaz, respectivement du gaz filtré par un autre filtre, pour sécher le filtre.

Ainsi, on peut utiliser des produits (notamment du solvant) qui résultent des moyens d'extraction de solvant, par exemple par l'effet de la condensation (cas de filtre(s) disposé(s) en amont des moyens d'extraction de solvant), ou du solvant qui provient d'un réservoir de solvant (cas de filtre(s) disposé(s) en aval des moyens d'extraction de solvant), pour nettoyer l'un des filtres à partir de sa face de sortie.

Pour un rinçage, on peut utiliser une partie du gaz qui sort de moyens d'extraction de solvant (cas de plusieurs filtres disposés en amont de moyens d'extraction de solvant), ou d'un réservoir de gaz (cas d'un seul filtre disposé en amont ou en aval de moyens d'extraction de solvant), ou qui est envoyé vers la tête d'impression après avoir été filtré par un autre filtre (cas de plusieurs filtres disposés en aval des moyens d'extraction de solvant).

Il est donc possible de régénérer le filtre en réalisant une opération de maintenance, à savoir un rinçage en solvant et un séchage.

Lorsque n>l, il est possible de sélectionner une voie de circulation d'une partie du liquide de nettoyage ou d'une partie du gaz de rinçage, uniquement vers l'un des filtres.

Par exemple, on sélectionne un 1^er filtre pour traiter l'atmosphère provenant ou sortant du réservoir, ainsi qu'une voie de circulation d'une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant, respectivement d'un réservoir de solvant, ou d'une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant, ou qui est envoyé vers la tête d'impression après avoir été filtré par le 1^er filtre, vers un 2^ème filtre.

Lorsque n> 1, on peut réaliser un filtrage de l'atmosphère sortant du réservoir par un 1^er filtre, et simultanément, un nettoyage d'un 2^ème filtre.

Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie du liquide condensé sur la face d'entrée de chaque filtre s'écoule par gravité de la face d'entrée du filtre et est, éventuellement, dirigée vers le réservoir. Cela est avantageusement obtenu par une inclinaison du filtre, de sorte que sa face d'entrée soit tournée vers le réservoir dont provient l'ait à traiter.

Le liquide qui s'écoule par gravité de la face d'entrée du filtre vers le réservoir peut être d'abord récupéré par un séparateur liquide - gaz disposé entre le filtre et le réservoir.

Le condensât créé par le dispositif du filtre (la membrane et la structure) peut être le principal contributeur du drainage, permettant d'évacuer une partie de particules piégées. Quant au côté « choisi » auquel le drainage s'évacue, l'équilibre dynamique se fait avec les éléments suivants :

- la surface du filtre impose la vitesse du flux de départ,

- la position inclinée du filtre renforce l'effet de la pesanteur, contraint l'humidité à s'évacuer vers le côté amont, et ralentit la migration des particules vers le côté aval.

Le réservoir de récupération de solvant à partir de la face d'entrée du ou des filtre(s) peut être celui dont provient l'atmosphère ou le gaz à traiter ; de préférence, c'est un 2^ème réservoir, différent du 1^er réservoir (dont provient l'atmosphère ou le gaz à traiter), afin de ne pas perturber la viscosité dans ce 1^er réservoir. Ainsi, on peut prévoir de séparer une vapeur ou un gaz, à traiter par le ou les filtre(s), d'un liquide (ou du solvant), qui résulte par exemple du nettoyage d'un filtre, pour envoyer ce liquide vers le 2^ème réservoir.

La réalisation dans laquelle un filtre est positionné avant les moyens d'extraction de solvant, est avantageuse ; elle permet notamment au filtre d'être rincé par les gouttelettes de solvant issues du flux gazeux. Elle permet de travailler le flux gazeux saturé de solvant (mais sans condensation avant d'entrer dans le module de filtre), qui créera l'humidité par condensation naturelle (le réservoir de l'encre étant le point plus chaud dans cette partie du circuit) ; cette humidité est utile pour créer un courant en liquide sur la surface d'entrée du filtre, entraînant les particules superficielles vers la voie de drainage continuellement. Davantage d'humidité, par contre, accentuerait le phénomène de fermeture de pores du filtre, augmentant la vitesse du flux, et détruirait le mécanisme de drainage naturel.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres avantages de l'invention apparaîtront en même temps que seront donnés des détails dans un exemple de réalisation de l'invention qui sera maintenant décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d'une imprimante à jet d'encre connue de l'art antérieur,

- la figure 2 représente une vue cavalière schématique d'une tête d'impression faisant principalement apparaître les composants de la tête d'impression situés en aval des buses,

- la figure 3 représente un filtre et des flux de fluides, en amont et en aval de celui,

- la figure 4A représente un filtre et l'évacuation, par la face avant de celui-ci, de l'humidité qui s'y est déposée, avant qu'elle ne traverse le filtre ; la figure 4B représente un boîtier pour un filtre selon l'invention,

- la figure 5A représente la structure d'un circuit de récupération du solvant, selon l'invention, avec un filtre disposé en amont de moyens d'extraction de solvant,

- la figure 5B représente une variante d'une structure d'un circuit de récupération du solvant, selon l'invention, avec un filtre disposé en amont de moyens d'extraction de solvant,

- la figure 5C représente une variante d'une structure d'un circuit de récupération du solvant, selon l'invention, avec 2 filtres disposés en amont de moyens d'extraction de solvant,

- les figures 6A et 6B représentent des réalisations d'un système de récupération du solvant selon l'invention, avec 2 filtres (figures 6A) et avec un seul filtre (figure 6B) en amont de moyens d'extraction de solvant,

- la figure 7 représente une réalisations d'un système de récupération du solvant selon l'invention, avec 2 filtres en aval de moyens d'extraction de solvant,

- la figure 8 représente un exemple d'image MEB de la face d'entrée d'un filtre, après 48h de fonctionnement, dans le cas où le filtre est disposé en aval de moyens d'extraction de solvant,

- la figure 9 représente l'évolution de la perte de charge dans le cas où le filtre est disposé en aval de moyens d'extraction de solvant,

- les figures 10A-10B représente des exemples d'images MEB de la face d'entrée d'un filtre, après 20h de fonctionnement, dans le cas où le filtre est disposé en amont de moyens d'extraction de solvant,

- la figure 11 représente l'évolution de la perte de charge dans le cas où le filtre est disposé en amont de moyens d'extraction de solvant,

- la figure 12 représente un phénomène oscillatoire de la perte de charge, qui correspond aux teneurs en humidité d'un filtre,

- la figure 13 représente l'évolution de la perte de charge après avoir démarré avec un filtre rincé mais non séché,

- les figures 14A - 14D représentent des exemples d'images MEB des faces d'entrée et de sortie d'un filtre, après 20h de fonctionnement, et avec deux encres différentes,

- la figure 15 représente l'effet au niveau de la perte de charges transmembranaire d'une procédure de rinçage sur des filtres positionnés en amont de moyens d'extraction de solvant,

- les figures 16A et 16B représentent des exemples de structures de condenseur pouvant être utilisées dans le cadre de la présente invention,

- la figure 17 représente un exemple de structure de circuit fluidique auquel l'invention peut être appliquée.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

Un premier aspect de l'invention va être expliqué en lien avec la figure 4A, sur laquelle la référence 20 désigne un filtre, traversé par un flux constitué de vapeur et de gouttelettes.

Ce filtre comporte une face d'entrée 21 et une face de sortie 22. Le flux provient d'un réservoir d'encre 10 d'une machine d'impression à jet d'encre. Ce flux peut être élevé puisque, comme rappelé ci-dessus, dans le cadre d'une imprimante à jet continu binaire, il peut atteindre plusieurs dizaines ou même plusieurs centaines de litres par heure.

En sortie de ce filtre, le milieu est constitué de vapeurs, de gouttelettes (du condensât de la vapeur) . Il peut aussi y avoir des gouttelettes entraînées contenant des particules ; ces particules pouvant faire partie de celles collectées par les fibres du filtre, mais décollées par la présences de l'humidité du solvant, ou celles qui sont dès le début baignées dans des gouttelettes l'évaporation de cette humidité pouvant restituer des aérosols dans le flux gazeux en aval du filtre.

Le liquide qui se dépose, ou qui se condense, à la surface d'entrée 21 du filtre, peut être éliminé de cette surface d'entrée avant qu'il n'ait traversé le filtre 20. Il est évacué par un ou plusieurs conduit(s) 25, par exemple pour retourner vers le réservoir d'encre 10, ou pour être dirigé vers un dispositif tel qu'un évaporateur (puis vers le réservoir d'encre 10), comme expliqué ci-dessous. C'est notamment le cas lorsque la force d'entrainement vers la profondeur du filtre (qui est liée à la vitesse du flux) est moins importante que la force de pesanteur,

De préférence, on sélectionne un filtre non tissé, multicouches, par exemple en fibres (ou nano-fibres) de verre. Un tel filtre est compatible chimiquement avec les solvants couramment utilisés dans les imprimantes à jet d'encre. On peut aussi utiliser un filtre en Téflon ou en polypropylène. En variante, il est également possible d'utiliser un filtre en matériau tissé, mais le diamètre moyen des fibres sera plus grand.

Le filtre 20 a par exemple une épaisseur comprise entre 100 pm et 1 mm, par exemple voisine de 400 pm.

De préférence encore, le filtre à air est compatible avec le solvant.

Les filtres de type « EPA » (« filtres à air à haute efficacité ) « HEPA » (« filtres à air à très haute efficacité) ou « ULPA » (« filtres à air à très faible pénétration »), répondant à la norme NF EN1822, peuvent être utilisés. Par exemple, on peut se reporter à :

http://www.boutique.afnor.org/norme/nf-en-1822-5/filtres-a-air-a-haute-efficacite-epa- hepa-et-ulpa-partie-5-mesure-de-l-efficacite-de-l-element-filtrant/article/619183/fa 157748.

De préférence, afin de répondre aux besoins en termes d'efficacité de blocage des particules , tout en fournissant un niveau de perte de charge acceptable, les diamètres des fibres se situent entre quelques nanomètres et quelque micromètres, par exemple entre 5 nm et 5 pm ou 10 pm. La distribution de la tailles des pores dépend du procédé de fabrication de la matière filtrante. On a observé, sous MEB, que la taille de pores d'une couche est de l'ordre de 1 pm. Il est difficile d'estimer la taille réelle des pores, étant donné que la matière filtrante résulte de la superposition de multiples couches. La matière filtrante permet de créer des chemins qui obligent les particules à suivre des trajectoires très sinueuses, favorisant le mécanisme d'interception. Une structure non tissée présente des porosités très variées, qui dépendent de la distribution en diamètres des fibres ; on observe ainsi des porosités comprises entre moins d'I pm et quelques dizaine de pm (par exemple 10 pm). Il est intéressant d'employer ce genre de matière (non tissée) car, à partir d'une certaine épaisseur, par exemple environ 400 pm, les porosités aléatoires vont donner une ressemblance entre les différents canaux de passage, qui sont sinueux, et par le mécanisme que nous avons décrit dessus (interception/impact, etc) arrêter la quasi-totalité des particules qui sont dans la gamme de diamètre d'intérêt (environ 300 nm), et bloquer celles dont le diamètre est au-delà (par effet de tamis et de filtrage).

On peut se reporter au cours donné dans : http://cerig.pagora.grenoble-inp.fr/tutoriel/non-tisse/page01.htm

Comme indiqué en figure 4A, le filtre 20 définit un plan qui peut être incliné par rapport à une direction horizontale, selon un angle a, par exemple compris entre 10° et 80°, par exemple encore entre 40° et 60° (ou encore entre 30° et 80°). D'une manière générale, la récupération de l'humidité par la face avant du filtre, du fait de l'action de la gravitation, est favorisée si la surface d'entrée 21 du filtre est inclinée vers le bas lors de l'utilisation de celui-ci, la face 22 de sortie étant tournée vers le haut. A cette fin, des moyens sont prévus pour maintenir le filtre incliné, de sorte que l'humidité déposée en face avant puisse s'écouler par gravité.

En variante, l'angle a peut être nul (le filtre est donc disposé sensiblement horizontalement), ce qui favorise la récupération du liquide à partir de la face d'entrée du filtre.

On a représenté, en figure 4B, un boîtier 250 dans lequel le filtre peut être maintenu. Ce boîtier comporte une l^ère face 251, dite face d'entrée, et une 2^ème face 253, dite face de sortie. II comporte, en face d'entrée, un canal 252 d'entrée, qui fait également office de canal de sortie pour l'humidité qui se dépose en surface d'entrée du filtre et qui est évacuée. II comporte, en face de sortie 253, un canal 254 de sortie et un canal 256 d'entrée, disposé du même côté, par exemple près du canal 254 de sortie, afin d'introduire un flux de nettoyage et de rinçage, comme expliqué plus loin. Ce boîtier peut contenir un filtre 20 représenté en traits interrompus en figure 4B. Des moyens (support, bras...) non représentés permettent de maintenir le boîtier dans la position souhaitée.

Le boîtier 250 joue un rôle de confinement, mais aussi d'étanchéité, de canalisation et un rôle de stabilité, à la fois thermique et mécanique.

On a représenté, en figure 5A, un environnement dans lequel un filtre du type qui vient d'être décrit ci-dessus peut être utilisé.

On retrouve sur cette figure 5A la tête d'impression 1 et la gouttière de récupération 7, qui sont représentées schématiquement.

La référence 10 désigne un réservoir d'encre vers lequel l'encre non consommée lors d'une impression est dirigée à partir de la gouttière 7.

Sur cette figure, comme sur les suivantes, on a représenté un seul réservoir 10 et une seule tête d'impression 1, mais un dispositif ou un procédé selon l'invention peut tout aussi bien s'appliquer au traitement d'un flux qui provient de plusieurs réservoirs 10 qui récupèrent de l'encre et/ou du solvant en provenance d'une ou de plusieurs têtes d'impression. Par exemple, au moins 2 réservoirs tels que le réservoir 10 peuvent être alimentés en parallèle en sortie de la gouttière 7 de récupération, une pompe pouvant être prévue pour cette alimentation. De même, l'atmosphère ou le gaz traité par un système ou un procédé selon l'invention peut être envoyé vers une tête d'impression (comme décrit ci-dessous), mais également vers plusieurs têtes d'impression.

Comme déjà expliqué ci-dessus, le volume de la tête d'impression 1 est communicant avec l'extérieur par l'orifice ou la fente, par laquelle passent le, ou les, jet(s), qui vont permettre l'impression. Un échange d'air se produit avec l'atmosphère extérieure à la tête, par cette fente ou cet orifice de sortie de jet(s) ; plus précisément, du gaz contenant de la vapeur de solvant s'échappe par cette voie, tandis que, mécaniquement, du gaz extérieur est aspiré dans la tête, par cette même voie, pour compenser le débit perdu ; cette aspiration va introduire de l'humidité dans le système.

Un flux 11 de vapeurs en provenance de ce réservoir 10 est dirigé vers le filtre 20. En retour, un flux de liquide qui s'est condensé à la surface d'entrée 21 de filtre est ramené vers le réservoir 10 par des moyens de canalisations tels que les moyens 25, 252 représentés schématiquement en figure 4B.

En sortie de filtre, le flux de vapeurs filtrées est dirigé vers des moyens 26 d'extraction de solvant (par exemple : des moyens de condensation), qui vont permettre de condenser les vapeurs de solvant et de produire un gaz propre 35 qui peut être retourné vers la tête d'impression 1. On dit que le filtre est positionné en amont des moyens 26, puisque les vapeurs 11 à traiter traversent d'abord le filtre, puis le flux filtré Y1 est dirigé vers les moyens 26. Le solvant extrait, par exemple par condensation, peut être ensuite ramené vers le réservoir 10 par l'intermédiaire d'une ligne d'évacuation 29 éventuellement équipée d'une pompe 28. Ici, comme dans les autres modes de réalisation présentés dans cette demande, on peut utiliser, en tant que moyens d'extraction de solvant, tout moyen permettant de désaturer un flux gazeux d'un solvant qu'il contient, ou tout moyen permettant d'extraire un solvant d'un flux gazeux ou pour abaisser la concentration en solvant dans un tel flux, par exemple par séparation membranaire, ou par adsorption. On prendra dans la suite l'exemple de moyens de condensation (ou d'un condenseur), mais tous ces autres exemples de moyens d'extraction de solvant peuvent être mis en oeuvre pour produire du solvant extrait du flux gazeux et un flux gazeux dont la concentration en solvant est réduite.

Une partie du solvant liquide qui résulte de la condensation dans le condenseur 26 peut être utilisée pour être envoyée, par une ligne 31 qui peut être munie d'une pompe 30, vers la face de sortie 22 du filtre en vue d'une opération de nettoyage de ce dernier.

Du gaz propre 35, issu d'une réserve ou d'un réservoir de gaz 37, peut être envoyé, par une ligne 33 et une pompe 32, vers la face de sortie 22 du filtre 20, pour une opération de séchage après une éventuelle opération de nettoyage.

Les pompes et les éventuelles vannes peuvent être commandées par les moyens formant contrôleur de l'imprimante et qui sont programmés à cet effet.

Éventuellement, les parties des voies 31, 33 qui sont les plus proches du filtre 20 peuvent être confondues.

Un procédé de nettoyage d'un filtre selon l'invention peut être mis en oeuvre. Un tel procédé permet de régénérer un filtre usagé, qui peut être colmaté par des aérosols solides et/ou liquides, et prolonger sa durée de vie.

À cette fin, l'alimentation du filtre par un flux 11 en provenance du réservoir 10 est arrêtée. Par exemple, l'atmosphère du côté de la face d'entrée 21 du filtre est mise à la pression atmosphérique, afin que le flux 11 ne le traverse plus.

Puis, le filtre est rincé par injection de solvant par sa face de sortie 22. Ce solvant va traverser le filtre 20 et agir de manière à emmener les éléments polluants qui peuvent être restés dans sa masse. Le flux de solvant, sali, qui ressort par la face d'entrée

21, peut ensuite être dirigé vers le réservoir d'encre - en passant par exemple par un séparateur (comme expliqué plus loin), ce qui permet de rendre le solvant évaporé, et la matière sèche contenue dans la solution, à sa source. De préférence, on utilise à cet effet une partie du solvant purifié qui peut être récupéré à partir du condenseur 26 (via la ligne 31 et la pompe 30 de la figure 5A). Selon une réalisation, lorsque le filtre est incliné d'un angle a (comme illustré par exemple en figure 4A), le solvant peut être amené vers l'extrémité la plus élevée de la face de sortie 22, extrémité à partir de laquelle il va ruisseler sur l'ensemble de cette face 22.

On peut ensuite réaliser un séchage du filtre, par exemple à l'aide de la source 37 d'air comprimé, et éventuellement d'une pompe 32.

Lors de ces opérations de nettoyage, le niveau d'inclinaison du filtre, symbolisé par l'angle a que l'on voit en figure 4A, peut jouer un rôle : si le filtre est quasiment vertical (angle a par exemple compris entre 60° et 90°), ou si il est quasiment horizontal (angle a par exemple compris entre 0° et 30°), l'une de ses extrémités risque de ne pas être nettoyée, notamment si une technique telle que celle par ruissellement, décrite ci-dessus, est mise en œuvre lors du nettoyage. Pour ces opérations de nettoyage, l'angle a est de préférence compris entre 30° et 80°. On peut prévoir un angle variable en fonction des opérations à réaliser : par exemple : 0° lors d'un filtrage, puis 60° lors d'un nettoyage.

Une variante d'une partie du dispositif de la figure 5A est représentée en figure 5B. II s'agit de la voie qui amène les vapeurs depuis le réservoir 10 vers le filtre 20. Dans la structure de la figure 5B, un séparateur 40 est disposé entre le réservoir 10 et le filtre 20. Ce séparateur fonctionne par exemple par précipitation inertielle. II permet de séparer les plus grosses particules contenues dans l'atmosphère provenant du réservoir 10. Ainsi, des vapeurs débarrassées des plus grosses particules ou polluants sont envoyées vers le filtre 20. Le reste du système peut être tel que décrit ci-dessus en liaison avec la figure 5A.

Une variante d'une partie des dispositifs des figures 5A et 5B est représentée en figure 5C. II s'agit ici de l'utilisation de deux filtres 20, 20a en parallèle. Ce type de montage peut permettre l'utilisation d'un filtre pendant que l'autre est soumis à une procédure de nettoyage, comme décrit ci-dessus.

À cette fin, chaque filtre (qui peut être contenu dans un boîtier individuel, tel que celui décrit ci-dessus en lien avec la figure 4B, muni des connexions pour raccorder des conduits d'alimentation et d'évacuation des fluides), peut être alimenté par un conduit 11, lia en provenance du réservoir 10 ou du séparateur 40. À chaque filtre est associé un conduit de sortie 27, 27a, qui est relié à une entrée d'une vanne trois voies 45, dont la sortie emmène, via un conduit 27', le flux de gaz sélectionné par la vanne 45 vers le condenseur 26.

En vue de réaliser éventuellement des opérations de nettoyage ou de rinçage comme exposé ci-dessus, chaque filtre peut être associé à une 1ère voie de retour par laquelle du liquide (solvant purifié) de nettoyage peut être envoyé vers la face de sortie 22, 22a du filtre correspondant et/ou à une 2ème voie de retour par laquelle du gaz propre de rinçage peut être envoyé vers la même face de sortie 22, 22a du filtre correspondant.

La sélection du filtre vers lequel le liquide/gaz de rinçage/séchage est envoyé est effectuée par des moyens 47 (par exemple une vanne ou une électrovanne) dont les entrées sont alimentées par les voies 31, 33, qui sont reliées respectivement au condensateur 26 et à la ligne par laquelle circulent les gaz qui sortent du condensateur 26 après traitement par celui-ci.

Un tel système permet d'utiliser, en alternance, les filtres 20, 20a, mais également de les nettoyer en alternance. Si un 1^er filtre nécessite une opération de nettoyage, le 2^ème filtre est commuté, à l'aide des moyens 45, en situation de travail (pour filtrer des vapeurs en provenance du réservoir 10 ou du séparateur 40), et le 1^er filtre peut être, simultanément, nettoyé comme expliqué ci-dessus, puis de nouveau commuté en situation de filtrage pendant que le 2^ème filtre passe en opération de nettoyage. Cette alternance peut être programmée par une horloge, à intervalles de temps constant, et/ou par les moyens formant contrôleur de l'imprimante, spécialement programmés à cet effet.

L'ensemble des deux filtres de la figure 5C peut être combiné aux moyens déjà décrits ci-dessus en lien avec les figures 5A et/ou 5B.

La figure 6A représente une réalisation d'un système mettant en oeuvre filtres 20, 20a, par exemple en fibres de verre, qui sont utilisés en alternance.

Sur cette figure, des références identiques à celles des figures précédentes y désignent des éléments identiques ou ayant la même fonction technique.

Sur cette figure, la référence 50 désigne un volume tampon dans lequel seront récupérés les produits de condensation du condenseur 26. Ce volume 50 peut alimenter, à l'aide d'une pompe 30, les filtres 20, 20a en vue de leur nettoyage, comme expliqué ci-dessus. La référence 101 désigne une réserve d'additif (par exemple du solvant) pour le cas où il faut compenser une perte de d'additif ; une pompe 67 permet de pomper de l'additif de cette réserve, pour l'ajouter à l'encre du réservoir 10.

Le réservoir 10 peut être alimenté, à partir de la gouttière de la tête d'impression 1, par de l'encre de récupération pompée à l'aide d'une pompe 53 (par exemple une pompe à diaphragme). L'écoulement dans la ligne de récupération est diphasique, avec un débit compris, par exemple, entre 0,3 et 10 litres/heure de liquide, et entre 10 et 10000 litres/heure de gaz, par exemple 1000 l/heure. Ce débit diphasique est généré par la pompe 53. L'écoulement dans cette voie et le mécanisme de réception de l'encre ( la réception de l'écoulement diphasique d'un tuyau dans le réservoir d'encre 10, créé plus ou moins d'éclaboussures- pouvant notamment libérer des grosses particules) sont générateurs d'aérosols de diverses tailles, comme déjà expliqué ci-dessus.

Le réservoir 10 peut alimenter la tête 1 avec de l'encre, par l'intermédiaire de la pompe 57 et d'un premier filtre 59 puis d'un deuxième filtre 63, proche de la tête d'impression. Un capteur 61 permet de mesurer la pression dans la voie d'alimentation de la tête 1.

Le flux de gaz est ensuite conduit, du fait de la surpression du réservoir 10, vers le filtre 20 ou 20a en connexion avec la voie ouverte de la vanne 3 voies 45. Cette vanne est par exemple pilotée avec une horloge pré-paramétrée.

Le flux gazeux subit une filtration dans le filtre 20 ou 20a sélectionné et, par la voie ouverte de la vanne 45, se dirige vers le condenseur 26. En bas du condenseur, un mécanisme de séparation des condensais de l'air désaturé conduit les condensats dans le volume tampon 50 et l'air, par la ligne 69 de retour, vers la tête d'impression 1.

A partir du volume tampon 50, une autre voie permet, par une pompe 30 et des vannes pilotées 47, de diriger une quantité calibrée de condensats vers le filtre 20,

20a en attente de maintenance (ce filtre est celui dont la voie de la vanne 3 voies 45 est fermée). Donc le flux du solvant prend un chemin à l'envers de celui suivi par les vapeurs qui sortent du réservoir 10 ou du séparateur 40 et qui doivent être traitées par l'un des filtres 20, 20a. Ce flux de solvant traverse donc d'abord la membrane du côté aval 22, 22a, puis le corps du filtre, puis est dirigé vers le côté amont 21, 21a, nettoyant les particules déposées sur la surface 22, 22a et dans la profondeur de la membrane du filtre. Le solvant souillé (mais très dilué) traverse ensuite le séparateur 40 en contre-courant du flux gazeux (qui monte vers le filtre en service). Ce flux de solvant est ainsi utile pour nettoyer le séparateur 40 des dépôts d'extraits sec qui s'y sont déposés pendant le processus de filtrage.

Il peut être utile (ici comme dans les autres modes de réalisation de l'invention) de prévoir une séparation entre la vapeur montante (venant du réservoir 10) et le drainage (descendant) venant du séparateur 40, vers un deuxième réservoir 10a ; une jonction permet de « décanter » le liquide afin d'éviter de diriger celui-ci vers le réservoir 10 (afin de ne pas perturber la viscosité dans ce réservoir 10). Selon la réalisation illustrée, un 1^er conduit lia permet au liquide de s'écouler du séparateur 40 vers le deuxième réservoir 10a ; un 2^ème conduit 11b canalise les gaz à traiter qui proviennent du réservoir 10 et rejoint le 1^er conduit lia de sorte que les gaz puissent continuer à être canalisés vers le séparateur 40 mais que le liquide qui provient de celui-ci ne puisse pas emprunter le 2^ème conduit 11b. Par exemple l'ensemble a une forme de « Y », le bas du « Y » étant dirigé vers le deuxième réservoir 10a et les 2 branches étant reliés respectivement au séparateur et au 1^er réservoir.

Après le passage du liquide dans le filtre durant le rinçage, une autre pompe 32 relie la voie du gaz désaturé vers les filtres ; ce gaz est aiguillé par deux vannes 47, par exemple pilotées selon l'horloge pré-paramétrée. Ce mécanisme de séchage permet d'ouvrir les pores de la membrane de filtre après l'avoir rincée.

Le gaz désaturé ainsi prélevé est renvoyé vers le séparateur, puis vers le filtre qui n'est pas en phase de maintenance.

Par conséquent, le débit d'air utilisé, à partir de la ligne 69, pour sécher l'un des filtres en maintenance, circule dans une boucle locale, ce qui n'aura pas d'impact sur le débit net envoyé vers la tête 1. Le prélèvement d'air par la pompe 32 va en effet générer un surplus de débit via le filtre en maintenance, et est ensuite reconduit vers le condenseur 26 et renvoyé vers la ligne 69, ce qui compense le déficit généré par la pompe

32. En variante, de l'air peut être amené de l'extérieur, puis envoyé, par pompage, vers le filtre souhaité en vue d'un séchage.

L'intensité de ce flux gazeux dans la boucle locale est de préférence pilotée pour minimiser la fluctuation de la pression dans le réservoir 10 et dans le débit gazeux vers le retour de la tête d'impression 1.

L'action de maintenance est ainsi achevée. La fonction du filtre nettoyé est régénérée, et ce filtre est prêt pour filtrer du gaz qui provient du réservoir 10.

La vanne 3 voies 45 pilote le basculement du flux gazeux vers le filtre à nettoyer, et la fonction de maintenance décrite ci-dessus sur le filtre usagé peut commencer, afin de bénéficier du faible niveau de perte de charge quand le filtre est frais.

Avec ce système de 2 filtres, l'imprimante peut continuer à fonctionner sans être pénalisée par les opérations de nettoyage d'un filtre : l'air continue à être filtré par l'autre filtre et la tête 1 peut être alimentée par de l'air prélevé en sortie du condenseur 26 comme expliqué ci-dessus ; le filtrage peut donc être continu, un filtre filtrant pendant que l'autre est nettoyé, puis inversement.

Un procédé de nettoyage peut être mis en oeuvre dans le cadre d'un système muni d'un seul filtre 20, comme illustré en figure 5A et 5B. Dans ce cas, une séquence de filtrage à l'aide du filtre 20 est suivie d'une séquence de nettoyage, laquelle est de nouveau suivie d'une séquence de filtrage,... Le circuit de récupération des vapeurs qui sortent du filtre peut être muni du condenseur 26, mais également du réservoir tampon 50, et des moyens 30, 31, 51, 65, de retour des solvants récupérés dans ce volume tampon 50 vers, respectivement, le filtre 20 ou le réservoir 10. De même, en sortie du condenseur 26, on retrouve le conduit 69 qui alimente la tête 1; la réserve de gaz comprimé 37 et l'éventuelle pompe 32 permettent de sécher le seul filtre 20 lors d'une opération de rinçage consécutive à un nettoyage.

Un système à un seul filtre peut comporter les moyens 53, 57, 60, 61, 63,

101,10a, lia, 11b décrits ci-dessus en lien avec la figure 6A. La figure 6B représente une variante de la réalisation de la figure 6A, avec un seul filtre. Le système est donc plus simple. Les éléments de la figure 6B ont déjà été décrits ci-dessus, avec la figure 6A ou avec la figure 5B (en particulier la source 37 de gaz extérieur). Le filtrage ne peut cependant être ici continu, le fonctionnement du filtre étant interrompu pour effectuer un nettoyage par le solvant récupéré du condenseur.

Pour l'équilibre des pression entre les différentes parties, un chemin 103 de dépressurisation est prévu, du côté réservoir d'encre 10 pendant la phase de maintenance du filtre. La vanne 103a est alors ouverte et le réservoir 10 est à pression atmosphérique. La machine d'impression peut alors continuer à imprimer.

Le solvant du réservoir 50 peut être envoyé vers le réservoir 10 via le séparateur 40 (ouverture de la vanne 30a, fermeture de la vanne 30b) ou vers le filtre 20, pour nettoyer celui-ci (ouverture de la vanne 30b, fermeture de la vanne 30a).

Le flux prélevé dans le réservoir 37 de gaz comprimé peut être réglé, à l'aide d'une vanne 39a, de préférence une vanne proportionnelle 39, 39a. Du gaz comprimé de ce réservoir 37 peut être utilisé pour alimenter la tête 1.

La figure 7 représente une réalisation d'un système mettant en oeuvre 2 filtres 20, 20a, par exemple en fibres de verre, qui sont utilisés en alternance, mais qui sont disposés en aval d'un élément condenseur 26.

Sur cette figure, des références identiques à celles des figures précédentes y désignent des éléments identiques ou ayant la même fonction technique.

Dans ce mode de réalisation de l'invention, l'air ou l'atmosphère qui remonte du réservoir 10 est d'abord désaturé par le condenseur 26 avant d'être filtré par l'un ou l'autre des filtres 20, 20a.

La sortie de chaque filtre est envoyée vers la tête d'impression 1, via une vanne de sortie 45b, qui est une vanne à 3 voies dans l'exemple représenté. Cette vanne est par exemple pilotée avec une horloge pré-paramétrée.

Dans ce type de système, la condensation, qui provient de la face avant du filtre selon le schéma de la figure 4A, est d'abord récupérée par le condenseur 26, puis par le séparateur 40 avant d'être redirigé vers le réservoir 10.

Le réservoir d'additif 101 est utilisé pour envoyer, à l'aide de la pompe 67a, du solvant propre vers l'un ou l'autre des filtres 20, 20a lors d'une opération de nettoyage, comme expliqué ci-dessus; un jeu de vannes 47a-47d permet de diriger le solvant vers l'un ou l'autre des filtres.

Le flux du solvant prend alors un chemin à l'envers de celui suivi par les vapeurs qui sortent du condenseur 26 et qui doivent être traitées par l'un des filtres 20, 20a : il traverse donc d'abord la membrane du côté aval 22, 22a, puis le corps du filtre, puis est dirigé vers le côté amont 21, 21a, nettoyant les particules déposées sur la surface 22, 22a et dans la profondeur de la membrane du filtre. Le solvant souillé, après son passage à travers le filtre qui vient d'être nettoyé, est ensuite dirigé vers le condenseur 26.

Après le passage du liquide dans le filtre durant le rinçage, une pompe 32 permet d'envoyer du gaz désaturé puis filtré, de nouveau vers l'un ou l'autre des filtres ; ce gaz est aiguillé par les vannes 47a-47d, par exemple pilotées selon l'horloge préparamétrée. Comme dans les exemples précédents, ce mécanisme de séchage permet d'ouvrir les pores de la membrane de filtre après l'avoir rincée.

L'action de maintenance est ainsi achevée. La fonction du filtre nettoyé est régénérée, et ce filtre est prêt pour filtrer du gaz qui provient du condenseur 26.

La vanne 3 voies 45b envoie le flux gazeux du filtre nettoyé vers la tête 1, et la fonction de maintenance de l'autre filtre, usagé, peut commencer.

Comme dans le cas de la figure 6A, avec ce système de 2 filtres, l'imprimante peut continuer à fonctionner sans être pénalisée par les opérations de nettoyage d'un filtre : l'air continue à être filtré par l'autre filtre et la tête 1 peut être alimentée par de l'air filtré comme expliqué ci-dessus ; le filtrage peut donc être continu, un filtre filtrant pendant que l'autre est nettoyé, puis inversement.

Mais, dans cette configuration avec les filtres disposés en sortie du condenseur 26, le nettoyage du filtre doit être plus fréquent que lorsque les filtres sont disposés en entrée du condenseur 26, les filtres ne bénéficiant pas l'action d'un flux humide et donc d'un auto nettoyage.

On peut également réaliser un système (non représenté) mettant en oeuvre un seul filtre 20, par exemple en fibres de verre, disposé en aval d'un élément condenseur 26. Comme dans le cas de la figure 6B, le filtrage ne peut être ici continu, le fonctionnement du filtre étant interrompu pour effectuer un nettoyage par le solvant provenant du réservoir 101 de solvant. Un réservoir de gaz comprimé, tel que le réservoir 37 des figures 5A et 6B, permet de fournir un flux de gaz de séchage après un nettoyage par le solvant. Là encore, le nettoyage du filtre est plus fréquent que lorsque le filtre est disposé en entrée du condenseur 26, car il ne bénéficie pas l'action d'un flux humide.

D'une manière générale, lors de la mise en oeuvre d'un dispositif sou d'un procédé selon l'invention, on cherche de préférence à maintenir la concentration de vapeur du solvant dans le flux de gaz à une valeur inférieure par rapport au niveau de saturation qui correspond à la température la plus basse qui peut être trouvée dans la boucle de traitement. Un flux en phase gazeuse dans cette boucle ne compromet pas le mécanisme de traitement présenté selon l'invention. A cette fin, il est préférable, non pas de tout condenser, mais seulement d'empêcher la condensation dans la partie du circuit située en aval des moyens d'extraction 26 et jusqu'à la tête 1. On peut estimer le niveau de concentration maximal à, de préférence, ne pas dépasser, comme égal à la concentration saturante à la température du point le plus froid (toujours dans le circuit aval). En d'autres termes, si le point le plus froid rencontré par le flux gazeux est situé dans les moyens d'extraction 26, alors on ne peut pas avoir de condensation en aval de ces moyens 26. Des moyens thermiques adaptés permettront de réaliser cette condition de température.

Des essais comparatifs vont être présentés, mettant en oeuvre des systèmes décrits ci-dessous. Ces essais permettent de comprendre l'efficacité et l'intérêt d'un système de filtrage selon l'invention.

L'encre utilisée est soit de l'encre noire, à colorant, soit de l'encre blanche à pigments.

Pour réaliser des tests sur les structures décrites ci-dessus, on a muni le réservoir 10 d'un capteur de pression. La mesure de la pression ainsi obtenue est une mesure directe de la perte de charges due au filtre 20. En effet, lorsque le filtre va se colmater, il va engendrer des pertes de charges qui vont mettre en pression le réservoir. Le capteur de pression peut être par exemple de type GE UNIK 5000 (gamme de mesure : 0-5 bar) avec une fréquence d'échantillonnage de 0.5 Hz.

Par ailleurs, les filtres ont été observés au microscope électronique à balayage (MEB), ce qui constitue un moyen qualitatif pour évaluer leur fonctionnement. Le niveau de zoom est réglé afin d'observer à la fois la structure fibreuse du filtre mais aussi les particules qui y sont déposées.

On présente ci-dessous différents résultats obtenus pour les différentes configurations d'utilisation qui ont été présentées ci-dessus.

Dans le cas d'une structure telle que celle de la figure 7, avec filtre en aval du condenseur 26, après 48 heures de fonctionnement sans maintenance avec une encre noire à colorant, les particules interceptées par la membrane forment un « gâteau » sur le côté de la face d'entrée 21 du filtre, qui augmente le pouvoir de filtration, mais aussi la perte de charge, jusqu'à un niveau qui peut devenir incompatible avec le fonctionnement d'une imprimante à jet d'encre. La face de sortie 22 reste propre, ce qui confirme l'efficacité du filtre, même pendant la phase où le niveau de perte de charge était faible ; autrement dit, en constatant le niveau de la propreté sur la surface de la sortie du filtre, on peut conclure que cette matière est efficace avant que le gâteau ne soit formé.

Une photo MEB de la face d'entrée de cette membrane (figure 8, grossissement 45) là encore après 48 heures de fonctionnement sans maintenance avec une encre noire à colorant, confirme la quasi-fermeture du filtre par des particules de diamètres allant de quelques dizaines de nm à quelques centaines de nm. Un nettoyage selon l'invention, plus fréquent que dans une structure dans laquelle le filtre est disposé en amont du condenseur 26, peut alors être mis en oeuvre.

On note que l'accroissement de la perte de charge à travers ce filtre, représentée schématiquement en figure 9, atteint en 24 heures un niveau de 250 mBar. La théorie prédit que cette tendance continue avec la formation du gâteau de particules filtrées. Le filtre deviendra ainsi hermétique pour le flux gazeux. Cet essai n'a pas été réalisé en permanence avec un capteur de pression, expliquant la rareté des points sur la figure 13.

Un filtre positionné sur la voie de retour vers la tête, après le condenseur, se colmate donc rapidement; d'où, encore une fois, une mise en oeuvre d'un nettoyage plus rapidement que dans une structure à filtre positionné avant le condenseur,.

Dans le cas de la structure de la figure 5A (filtre en amont du condenseur), après 20 heures de fonctionnement avec une encre noire à colorant, on constate que la structure ajourée de la membrane (figure 10A: photo MEB avec un grossissement de 45) reste quasi identique à celle d'un filtre neuf. Les zones de pollution sont locales, ou sous forme d'amas (figure 10B: photo MEB avec un grossissement de 3500).

La figure 11 représente l'évolution, sans maintenance, de la perte de charge due au filtre, lorsqu'il est situé en amont du condenseur 26, en fonction de la durée de fonctionnement, à partir d'un filtre neuf. On comprend de cette figure que l'accroissement de la perte de charge est relativement lent. Après une d'environ 24h, la pression du réservoir est plus de 80 % inférieure à celle obtenue quand le filtre fonctionne en mode sec, c'est-à-dire lorsque celui-ci est disposé en aval du condenseur comme en figure 7 (comparer les résultats de la figure 11 avec ceux de la figure 9).

On peut noter que le processus de condensation peut déjà arrêter une partie des particules; il est donc préférable de mettre en œuvre un fonctionnement du filtre en état humide, c'est-à-dire un filtre disposé en amont du condenseur 26 ; mais comme expliqué par ailleurs, il est aussi possible de mettre en œuvre un fonctionnement du filtre en état sec, c'est-à-dire un filtre disposé en aval du condenseur 26.

Globalement, le niveau de perte de charge avec le filtre positionné en amont du condenseur n'est pas excessif. Dans la configuration avec une encre blanche pigmentaire (figure 12), mais sans séparateur 40, on a pu observer, en plus, un phénomène oscillatoire à partir d'environ 5 heures de fonctionnement. Cela peut donner une première indication sur une limite de durée du fonctionnement du filtre (positionné en amont du condenseur), qui peut donc par exemple être comprise entre une 1 h et 10 h, ou encore entre 3 h et 7 h.

La croissance de la perte de charge dépend du niveau de la fermeture de pores par du liquide, l'oscillation traduit le phénomène d'accumulation, puis d'évacuation vers l'aval du filtre, sous l'effet de la pression.

On peut attribuer ce phénomène oscillatoire à une instabilité de l'état de fonctionnement de la membrane du filtre; la montée de la pression trans-membranaire est suivie par un relâchement,, comme si le drainage se faisait par la face de sortie 22.

Divers essais et observations confortent les analyses ci-dessus. L'alimentation directe de la membrane avec un flux humide (gouttelettes issues du réservoir 10, condensation créée dans le boitier du filtre) rend la membrane saturée en solvant. Si l'ouverture d'une partie des pores du filtre permet encore le passage du flux gazeux (avec une perte de charge importante), occasionnellement, suivant le rythme de l'alimentation en humidité, un effet « avalanche » peut se produire (c'est-à-dire que la réduction des pores accentue d'autant plus ce processus de la réduction par l'augmentation de vitesse de flux, et fait migrer les gouttes vers les dernières pores encore ouvertes). Il va provoquer, sur une courte durée, la fermeture complète de la surface de passage qui sera ensuite débouchée par la montée de la pression en amont. La figure 12 illustre la stabilisation de la perte de charge, accompagnée d'un relargage de particules, au bout d'une dizaine d'heures dans le cas de la configuration d'un filtre disposé en amont du condenseur.

On a étudié l'évolution de la perte de charge en encre noire à colorant quand le système (système de filtration avec filtre en amont du condenseur) démarre avec un filtre usagé, desséché ou sale, de la veille (voir figure 13). Dans un tel cas, l'arrêt du système entraîne une augmentation de la perte de charge durant la nuit. Au redémarrage, la perte de charge est très élevée (environ 100 mbar) ; puis, au fur et à mesure la matière de la membrane reprend de l'humidité, la perte de charge diminue pour retrouver l'état d'équilibre (environ 20 mbar). On peut donc en déduire que, pendant le fonctionnement, les pores sont relativement ouverts, tandis qu'ils se renferment pendant la nuit, du fait du séchage.

Dans le cadre d'un autre essai, on a utilisé 2 encres, à pigments et colorants pour étudier les paramètres de maintenance de régénération de filtre, dans le cas d'une configuration avec double filtre disposé en sortie de séparateur (mais sans condenseur) et la méthode de rinçage selon l'invention décrite plus haut.

Les photos MEB des figures 14A-14D (grossissement x 100) montrent les filtres « rincés » après avoir fonctionné pendant plus de 20 heures. On observe les faces avant 21 en encre noire (figure 14A) et blanche (figure 14B) et arrière 22 en encre noire (figure 14C) et blanche (figure 14D).

La figure 15 illustre, sur 5 cycles, l'effet du rinçage (régénération de la fonction du filtre). L'évolution de la perte de charge se fait de manière assez similaire, laissant penser que l'essentiel de la fonction du filtre a été rétablie après l'opération de rinçage.

Cette figure 15 montre qu'il est possible de ramener, à plusieurs reprises, un filtre, ayant fonctionné quelques heures, en appliquant un rinçage par du solvant puis un séchage à l'air sec. On constate qu'il est ainsi possible de maintenir un niveau de perte de charge par exemple de l'ordre de 15 mbar.

Le temps entre deux maintenances va, pour sa part, engendrer une perte 10 de charge plus ou moins importante et initier ou non le phénomène de relargage. La surface du filtre au regard du débit gazeux est un paramètre à intégrer pour garantir une vitesse de passage suffisamment faible (un doublement de la surface génère une vitesse 2 fois plus faible, et une perte de charge 4 fois plus faible, ce qui favorise le phénomène de drainage par le côté entrée, illustré en figure 4A). Enfin, la nature du flux gazeux et notamment sa teneur en gouttelettes va solliciter le filtre manière différente ; la quantité de gouttelettes de l'atmosphère qui rentre dans le filtre a un impact sur la drainage et le relargage d'impuretés. Si il y a trop de gouttelettes, alors le filtre s'humidifie plus rapidement ce qui favorise le phénomène de relargage ; la fréquence des maintenances doit alors être augmentée.

0 Le comportement d'un filtre 20, face à un flux gazeux saturé en vapeurs de solvant, disposé en amont d'un condenseur 26, a été étudié ci-dessus. La figure 11 confirme l'efficacité du drainage qui se développe dans cette configuration en stabilisant la perte de charge à un niveau de l'ordre de 50 mbar au bout de 24h. Les figures 10A-10B valident la compréhension du phénomène de drainage puisqu'on constate que la surface

5 de la membrane filtrante n'est quasiment pas modifiée et toujours très ouverte.

On a également montré l'impact sur le filtre d'une trop forte humidité, voirfigures 12. En effet, en installant un dispositif 40 permettant de séparer les gouttelettes issues de la condensation en sortie de réservoir 10, on constate un niveau moyen de pertes de charge inférieur.

Concernant le condensateur 26 pouvant être mis en oeuvre dans un système selon l'invention, celui-ci pourra être réalisé sous la forme d'un barillet cylindrique 262 dans lequel un certain nombre de canaux 264 ont été percés, comme illustrée en figure 16A. Le cylindre est latéralement usiné de manière à définir deux faces planes 267 parallèles à l'axe du cylindre et parallèle entre elles. Ces deux faces planes seront utilisées pour le refroidissement du module.

Le barillet peut être inséré dans une structure de maintien 266 de forme sensiblement parallélépipédique, mais qui est évidée dans ses parties supérieure et inférieure 268, 269 de façon à pouvoir mettre en contact chacune des deux faces latérales du barillet avec un module de refroidissement 272, 274 de type Peltier, comme illustré en figure 16B.

Pour refroidir la face chaude des éléments Peltier, on peut utiliser une circulation d'eau passant dans un bloc d'aluminium 276, 278 en contact avec la face à refroidir. Un bain thermostaté permet de maintenir le débit d'eau à la température souhaitée. Plusieurs condenseurs élémentaires comme celui de la figure 16A peuvent être empilés, comme illustré en figure 16B. L'ensemble peut être disposé entre un bloc d'entrée 282 et un bloc de sortie 284, qui permettent l'entrée et la sortie du gaz, respectivement par un orifice d'entrée 286 et par un orifice de sortie (non représenté sur la figure 16B).

L'air saturé en vapeurs de solvant circulera dans les canaux refroidis 264

0 du condenseur, et le solvant sera donc condensé.

Quelle que soit la réalisation envisagée, les instructions, pour, notamment, faire activer la tête d'impression pour produire des jets d'encre et les moyens 53 de pompage de la gouttière et/ou les moyens 73 pour envoyer un gaz dans la tête d'impression et/ou les moyens 57 pour envoyer de l'encre dans la tête d'impression et/ou

5 les moyens 30, 32 pour réaliser un nettoyage du filtre sont produites et envoyées par des moyens de contrôle (encore appelés « contrôleur»). Ce sont également ces instructions qui vont permettre de faire circuler de l'encre sous pression en direction de la tête d'impression, puis de générer les jets en fonction des motifs à imprimer sur un support 800 (figure 1). Ces moyens de contrôle sont par exemple réalisés sous forme d'un processeur, ou d'un circuit électrique ou électronique programmable, ou d'un microprocesseur, programmé pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention.

C'est ce contrôleur qui pilote également l'ouverture et la fermeture de vannes sur le trajet des différents fluides (encre, solvant, gaz), ainsi que le fonctionnement de moyens de circulation d'un fluide dans des moyens de filtrage selon l'invention (par exemple les vannes 45 et 47 de la figure 6A ou 6B), ou des pompes 30, 32, 51. Les moyens de contrôle peuvent assurer également la mémorisation de données, par exemple des données de mesure de niveaux d'encre dans un ou des réservoirs, et leur éventuel traitement.

En figure 1 sont représentés les blocs principaux d'une imprimante à jet d'encre (par exemple à jet d'encre continu, encore appelée imprimante « CIJ ») qui peut mettre en oeuvre un ou plusieurs des modes de réalisation décrits ci-dessus.

Une telle imprimante comporte une tête d'impression 1 (qui peut avoir la structure illustrée en figure 2) et des moyens 200, 300, 400 pour alimenter la tête en encre d'impression. La tête d'impression est reliée à un circuit de récupération comme décrit ci-dessus.

Une imprimante selon l'invention peut comporter une console 300, un compartiment contenant notamment le circuit 400 de mise en condition de l'encre et des solvants, ainsi que des réservoirs pour l'encre et les solvants (en particulier, le réservoir auquel l'encre récupérée par la gouttière est ramené). Généralement ce compartiment est dans la partie inférieure de la console. La partie supérieure de la console comporte l'électronique de commande et de contrôle ainsi que des moyens de visualisation. La console est hydrauliquement et électriquement reliée à une tête d'impression 1 par un ombilic 200.

Un portique non représenté permet d'installer la tête d'impression face à un support d'impression 800, lequel se déplace selon une direction matérialisée par une flèche. Cette direction est perpendiculaire à un axe d'alignement des buses.

Un exemple de tête d'impression qui peut être mise en oeuvre avec un dispositif ou un procédé selon l'invention est illustrée en figure 2 et a déjà été décrite cidessus.

Un exemple de circuit fluidique 400 d'une imprimante à laquelle l'invention peut être appliquée est illustré en figure 17. Ce circuit fluidique 400 comporte une pluralité de moyens 10, 500, 110, 220, 310, chacun associé à une fonctionnalité spécifique. On retrouve également la tête 1 et l'ombilic 200.

A ce circuit 400 sont associées une cartouche d'encre amovible 130 et une cartouche 140 de solvant, elle aussi amovible.

La référence 10 désigne le réservoir principal, qui permet d'accueillir un mélange de solvant et d'encre.

La référence 110 désigne l'ensemble de moyens qui permettent de prélever, et éventuellement de stocker, du solvant à partir d'une cartouche 140 de solvant et de fournir du solvant ainsi prélevé à d'autres parties de l'imprimante, qu'il s'agisse d'alimenter le réservoir principal 10 en solvant, ou de nettoyer ou d'entretenir une ou plusieurs des autres parties de la machine.

La référence 310 désigne l'ensemble de moyens qui permettent de prélever de l'encre à partir d'une cartouche 130 d'encre et de fournir l'encre ainsi prélevée pour alimenter le réservoir principal 10. Comme on le voit sur cette figure, selon la réalisation présentée ici, l'envoi, au réservoir principal 10 et à partir des moyens 110, de solvant, passe par ces mêmes moyens 310.

En sortie du réservoir 10, un ensemble de moyens, globalement désignés par la référence 220, permet de mettre sous pression l'encre prélevée à partir du réservoir principal, et de l'envoyer vers la tête d'impression 1 (ces moyens comportent notamment la pompe 57, 59 de la figure 6A ou 6B). Selon une réalisation, illustrée ici par la flèche 250, il est également possible, par ces moyens 220, d'envoyer de l'encre vers les moyens 310, puis de nouveau vers le réservoir 10, ce qui permet une recirculation de l'encre à l'intérieur du circuit. Ce circuit 220 permet aussi de vidanger le réservoir dans la cartouche 130 ainsi que de nettoyer la connectique de la cartouche 130.

Le système représenté sur cette figure comporte également des moyens 500 de récupération des fluides (de l'encre et/ou du solvant) qui revient de la tête d'impression, plus exactement de la gouttière 7 de la tête d'impression ou du circuit de rinçage de la tête. Ces moyens 500 sont donc disposés en aval de l'ombilic 200 (par rapport au sens de circulation des fluides qui reviennent de la tête d'impression). Ils comportent notamment les moyens 53 de la figure 6A ou 6B, mais ils peuvent aussi comporter un circuit de traitement de vapeurs de solvant selon un mode de réalisation de l'invention.

Comme on le voit sur la figure 17, les moyens 110 peuvent permettre également d'envoyer du solvant directement vers ces moyens 500, sans passer ni par l'ombilic 200 ni par la tête d'impression 1 ni par la gouttière de récupération.

Les moyens 110 peuvent comporter au moins 3 alimentations parallèles en solvant, l'une vers la tête 1, la 2ème vers les moyens 500 et la 3ème vers les moyens 310.

Chacun des moyens 500, 110, 210, 310 décrits ci-dessus peut être muni d'une pompe qui permet de traiter le fluide concerné (respectivement : lère pompe, 2ème pompe, 3ème pompe, 4ème pompe). Ces différentes pompes assurent des fonctions différentes (celles de leurs moyens respectifs) et sont donc différentes l'une de l'autre, quand bien même ces différentes pompes peuvent être de même type ou de types similaires (autrement dit : aucun de ces pompes n'assure 2 de ces fonctions).

Un tel circuit 400 est contrôlé par les moyens de contrôle décrits cidessus, ces moyens sont en général contenus dans la console 300 (figure 1).

L'invention est particulièrement intéressante dans les applications où le débit d'air ou de gaz, dans la cavité de la tête d'impression et dans le circuit de recirculation, est important, car un débit d'air important entraîne un risque d'autant plus important de laisser s'échapper du solvant.

Par exemple, le débit peut être de l'ordre de plusieurs dizaines ou centaines de l/h, par exemple encore compris entre 101/h ou 10000 l/h par exemple encore d'environ 300 l/h ou 1000 l/heure. Ces valeurs s'appliquent notamment au cas d'une tête d'impression à 64 jets, mais l'invention s'applique aussi au cas d'une tête d'impression avec un nombre de jets inférieur, par exemple 16, ou au cas d'une tête d'impression avec un nombre de jets supérieur, par exemple 128.

Claims (20)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de récupération de l'atmosphère, contenant des vapeurs de solvant, d'au moins un réservoir (10) de récupération d'encre d'une machine d'impression CIJ, comportant :

   - η (n> 1) filtre(s) (20, 20a), disposé(s) en sortie d'au moins un réservoir d'encre (10), en amont, ou respectivement en aval, de moyens d'extraction de solvant (26), chaque filtre comportant une face d'entrée (21), une face de sortie (22), et un corps de filtre entre ces deux faces, une atmosphère sortant du réservoir (10), ou respectivement des moyens d'extraction de solvant (26), traversant la face d'entrée (21), puis le corps du filtre et la face de sortie (22) avant d'être envoyée vers les moyens d'extraction de solvant (26), ou respectivement vers au moins une tête d'impression (1) de la machine d'impression,

   - chaque filtre (20) comportant des moyens (25) de récupération d'au moins une partie d'un liquide condensé sur sa face d'entrée (21), avant que ce liquide ne l'ait traversé.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel n> 1, et comportant des moyens (45) pour sélectionner un seul filtre pour traiter l'atmosphère sortant du réservoir (10), ou respectivement des moyens d'extraction de solvant (26).
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, lesdits moyens de récupération (25, 26, 40, 252) permettant d'amener vers un réservoir (10, 10a) au moins une partie du liquide condensé sur la face d'entrée (21) de chacun des n filtre(s).
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, comportant en outre des moyens (25, 26, 26, 40, 252) pour diriger le liquide qui s'écoule par gravité de la face d'entrée (21) du filtre vers un réservoir (10,10a).
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, comportant en outre :

   - des moyens (30, 31, 50) pour introduire, par la face de sortie (22) de chaque filtre, une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), ou

   5 respectivement d'un réservoir (101) du solvant ;

   - et/ou des moyens (32, 33, 69) pour introduire, par la face de sortie (22) de chaque filtre, une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant, ou d'un réservoir de gaz (37), respectivement du gaz filtré par un autre filtre ou d'un réservoir de gaz (37).
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 5, dans lequel n>l, et comportant des moyens (47) pour sélectionner une voie de circulation, vers la face de sortie de l'un uniquement des filtres, d'une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), respectivement du réservoir (101) de solvant, ou d'une partie

   15 du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), ou respectivement d'un autre filtre.
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, comportant des moyens (45) pour sélectionner un 1^er filtre (20) pour traiter l'atmosphère sortant du réservoir (10), pendant que les moyens (47) pour sélectionner une voie de circulation, vers la face de

   2 0 sortie de l'un uniquement des filtres, permettent de sélectionner une voie de circulation d'une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), ou respectivement du réservoir (101) du solvant, ou d'une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), ou respectivement du 1^er filtre, vers un 2^ème filtre (20b).

   2 5
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, comportant des moyens (32) pour introduire, par la face de sortie (22) de chaque filtre, une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant, le circuit permettant une circulation de ce gaz en boucle fermée dans le système d'alimentation en gaz de la tête d'impression.
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel n> 1, et comportant des moyens (45) pour sélectionner un filtrage de l'atmosphère sortant du réservoir (10), ou respectivement des moyens d'extraction de solvant (26) par un filtre (20), et des moyens (47) pour, simultanément, réaliser un nettoyage d'un autre filtre.
10. 10. Circuit d'alimentation d'au moins une tête d'impression CIJ, comportant :

    - au moins un réservoir (10), pour récupérer de l'encre non utilisée par l'impression et pour alimenter au moins ladite tête d'impression (1) ;

    - un dispositif de récupération de l'atmosphère provenant d'au moins un réservoir, selon l'une des revendications 1 à 9.
11. 11. Imprimante de type CIJ, comportant au moins une tête d'impression CIJ et un circuit selon la revendication 9, la tête comportant des moyens pour former k jets, k> 1.
12. 12. Procédé de récupération de l'atmosphère d'au moins un réservoir (10) de récupération d'encre d'une machine d'impression (1) CIJ, comportant :

    - le filtrage d'une atmosphère qui sort d'au moins un desdits réservoirs (10) à l'aide d'au moins un filtre (20, 20a), disposé en sortie dudit réservoir, mais en amont, ou respectivement en aval, de moyens d'extraction de solvant (26), ce filtre comportant une face d'entrée (21), une face de sortie (22), et un corps de filtre entre ces deux faces, l'atmosphère sortant dudit réservoir, ou respectivement des moyens d'extraction de solvant (26), traversant la face d'entrée, puis le corps du filtre et la face de sortie avant d'être envoyée vers les moyens d'extraction de solvant, ou respectivement vers la tête d'impression (1),

    - la récupération d'au moins une partie d'un liquide condensé en surface de la face d'entrée du filtre, avant que ce liquide ne l'ait traversé.
13. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel on introduit, par la face de sortie (22) d'au moins un filtre :

    - une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), pour nettoyer le filtre, ou respectivement d'un réservoir (101) du solvant ;

    - et éventuellement, ensuite, une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant (26) ou d'un réservoir de gaz (37), ou respectivement d'un autre filtre, ou d'un réservoir de gaz (37), pour sécher le filtre.
14. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel n>l, et dans lequel on sélectionne une voie de circulation d'une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), ou respectivement d'un réservoir (101) du solvant, ou d'une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), ou respectivement d'un autre filtre, uniquement vers l'un des filtres.
15. 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel on sélectionne un 1^er filtre (20) pour traiter l'atmosphère sortant dudit réservoir (10), ainsi qu'une voie de circulation, vers un 2^ème filtre (20b), d'une partie du liquide qui sort des moyens d'extraction de solvant (26) ou respectivement du réservoir (101) du solvant, ou d'une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant (26) ou respectivement d'un autre filtre.
16. 16. Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, dans lequel une partie du gaz qui sort des moyens d'extraction de solvant (26), pour sécher le filtre, circule en boucle fermée dans le système d'alimentation en gaz de la tête d'impression.
17. 17. Procédé selon l'une des revendications 12 à 16, dans lequel n> 1, et dans lequel on réalise un filtrage de l'atmosphère provenant du réservoir (10) par un 1^er filtre (20), et simultanément, un nettoyage d'un 2^ème filtre.
18. 18. Procédé selon l'une des revendications 12 à 17, dans lequel au moins une partie du liquide condensé sur la face d'entrée (21) de chaque filtre s'écoule par gravité de la face d'entrée (21) du filtre et est, éventuellement, dirigé vers un réservoir (10,10a).
19. 19. Procédé selon l'une des revendications 12 à 18, le liquide qui s'écoule par gravité de la face d'entrée du filtre vers un réservoir étant d'abord récupéré par un séparateur (40) liquide - gaz disposé entre le filtre (20) et ledit réservoir (10,10a).

    10
20. 20. Procédé selon l'une des revendications 12 à 19, dans lequel le débit de l'atmosphère filtrée est compris entre 10 l/h et 10000 l/h.

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    S.60335