FR2765333A1 - Procede et dispositif de suivi de la consommation d'un produit, par exemple une encre d'impression, utilisant un filtre passe-bas - Google Patents
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Abstract
Pour suivre la consommation d'un produit normalement électriquement conducteur contenu dans une cavité de stockage d'un réservoir en matière électriquement isolante, on dispose la cavité de stockage dans un agencement capacitif et on définit une procédure de mesure selon laquelle on obtient (en 122), en réponse à un signal d'excitation appliqué à l'agencement capacitif, un signal de mesure dont une caractéristique a une amplitude qui varie de façon sensible avec la quantité de produit contenu dans la cavité de stockage. Avant de déduire la valeur d'une information représentative de la quantité de produit disponible dans le réservoir à partir de cette amplitude, on applique au signal de mesure un filtrage selon lequel on le multiplie par un signal de référence de fréquence au moins approximativement égale à celle du signal d'excitation (en 121) et on applique le signal multiplié à un filtre passe-bas.
Description
L'invention concerne le suivi de la consommation d'un produit normalement électriquement conducteur contenu dans un réservoir en matière électriquement isolante. Elle vise notamment, mais pas exclusivement, le suivi de la consommation d'un produit de marquage dans un dispositif de formation d'images, par exemple celui d'une encre dans un appareil d'impression.
Le suivi de la consommation de produit a pour principal but de pouvoir informer l'utilisateur de l'appareil incluant le réservoir sur la quantité résiduelle de produit dont il dispose : de la sorte l'utilisateur peut estimer à l'avance le moment de remplacer le réservoir, et accessoirement le moment de se procurer un réservoir de remplacement pour ce faire.
Ce suivi est notamment utile dans les appareils d'impression on parle alors couramment de détection de niveau d'encre.
On connaît déjà diverses méthodes de détection de niveau d'encre dans les dispositifs utilisant la technologie à jet d'encre,
En particulier le document EP-A2- 0 028 399 décrit une méthode de détection de niveau minimum d'encre dans un réservoir qui utilise un circuit oscillant résonant dont la capacité est formée par deux plaques de métal entre lesquelles se trouve le réservoir d'encre. Cette encre se comporte comme un diélectrique dont la valeur change au fur et à mesure que le niveau d'encre diminue ; de même la capacité du circuit oscillant change avec ce niveau d'encre. II est indiqué que ce circuit oscillant est calibré en sorte que sa fréquence de résonance, et donc le niveau maximum de la tension au niveau de sa résistance, soit atteinte lorsque le niveau d'encre est descendu à un niveau minimum prédéterminé, par exemple égal à 20 %. Lorsqu'il est détecté que ce seuil est franchi, un signal optique ou acoustique est émis.
En particulier le document EP-A2- 0 028 399 décrit une méthode de détection de niveau minimum d'encre dans un réservoir qui utilise un circuit oscillant résonant dont la capacité est formée par deux plaques de métal entre lesquelles se trouve le réservoir d'encre. Cette encre se comporte comme un diélectrique dont la valeur change au fur et à mesure que le niveau d'encre diminue ; de même la capacité du circuit oscillant change avec ce niveau d'encre. II est indiqué que ce circuit oscillant est calibré en sorte que sa fréquence de résonance, et donc le niveau maximum de la tension au niveau de sa résistance, soit atteinte lorsque le niveau d'encre est descendu à un niveau minimum prédéterminé, par exemple égal à 20 %. Lorsqu'il est détecté que ce seuil est franchi, un signal optique ou acoustique est émis.
La détection d'un seuil donné d'encre semble correspondre à la détection du franchissement d'un seuil de tension pour la fréquence dont on aura défini au préalable qu'elle est la fréquence de résonance pour la quantité d'encre résiduelle que l'on cherche à détecter.
II faut noter que cette méthode est du type tout ou rien, selon que le seuil a été franchi ou non, et ne se préoccupe pas de suivre la quantité d'encre préalablement au franchissement de ce seuil.
En fait, il faut noter que le pic de tension est d'autant plus faible que la quantité d'encre définissant la capacité est faible, en conséquence de quoi ce pic de tension est d'autant plus difficile à détecter qu'il correspond à une faible quantité d'encre résiduelle dans le réservoir. Cela est sans doute une des raisons qui explique pourquoi ce document prévoit un seuil minimum aussi important que 20 %.
Au surplus le franchissement du seuil de tension par le signal électrique qui est détecté est apparu correspondre à des valeurs assez dispersées de la quantité d'encre résiduelle réellement disponible dans le réservoir. Cela est sans doute une autre raison pour laquelle les fabricants de matériel d'impression choisissent des marges de sécurité substantielles dans leurs indications d'un niveau zéro d'encre résiduelle, sensé conduire l'utilisateur à remplacer le réservoir.
Une conséquence du choix d'une marge de sécurité aussi élevée est que, pour garantir que l'utilisateur ne sera pas prématurément à court d'encre, la mise au rebut du réservoir se fait alors qu'il reste parfois encore une quantité non négligeable d'encre utilisable.
La même situation se retrouve plus généralement à propos des réservoirs contenant un produit de marquage, qu'il s'agisse d'encre ou non, et plus généralement à propos de réservoirs en matière électriquement isolante contenant un produit électriquement conducteur, pouvant donc être intégré à un agencement capacitif.
Une raison de la dispersion précitée réside certainement dans l'existence de bruits qui se rajoutent au signal de mesure. De tels bruits sont notamment à craindre en présence de sources d'ondes électromagnétiques importantes situées à proximité du réservoir, ou lorsque des impératifs de montage ou de configuration mécanique ne permettent pas de placer les plaques à proximité suffisante du réservoir, ce qui renforce la sensibilité des mesures vis-à-vis de l'environnement.
L'invention a pour objet de pallier les inconvénients précités en permettant un suivi continu de la consommation d'un produit contenu dans un réservoir, combiné à une précision améliorée quant à la détection du moment où la quantité résiduelle de ce produit franchit un seuil minimum, avec pour conséquence de permettre, en toute sécurité pour l'utilisateur, un abaissement de ce seuil et donc une utilisation plus complète du produit contenu dans le réservoir avant mise au rebut de ce dernier. L'invention vise à atteindre cet objet sans que soit nécessaire une modification du réservoir (une telle modification est bien sûr possible tout en restant dans le cadre de l'invention).
Plus particulièrement l'invention vise à réduire les bruits susceptibles d'entacher la précision des mesures, et ce de manière simple et fiable, mais sans induire de coût notable. Elle vise en effet à pouvoir atteindre les objets précités dans le cadre d'une production de masse.
L'invention vise à cet effet un procédé de suivi de la consommation d'un produit électriquement conducteur contenu dans un réservoir en matière électriquement isolante comportant une cavité de stockage connectée à une extrémité d'un canal de sortie de produit, selon lequel
- on dispose la cavité de stockage dans un agencement capacitif;
- on définit une procédure de mesure comportant une étape d'excitation consistant à appliquer un signal électrique d'excitation à cet agencement capacitif et une étape de saisie consistant à prélever sur cet agencement capacitif un signal de sortie et à fournir un signal de mesure, ce signal électrique d'excitation ayant une fréquence choisie en sorte que ce signal de mesure ait une caractéristique dont l'amplitude varie de façon sensible avec la quantité de produit contenu dans cette cavité;
- on définit une procédure de filtrage comportant une étape de multiplication du signal de mesure par un signal de référence ayant une fréquence au moins approximativement égale à la fréquence du signal électrique d'excitation et on applique le signal multiplié à un filtre passe-bas de fréquence de coupure supérieure à la différence entre les fréquences du signal d'excitation et du signal de référence, en sorte d'obtenir un signal filtré
- on définit une procédure de traitement comportant une étape d'identification consistant à déterminer dans le signal filtré la valeur de l'amplitude d'une caractéristique de meme nature que ladite caractéristique du signal de mesure, et une étape de conversion consistant à déduire la valeur d'une information représentative de la quantité de produit disponible dans le réservoir à partir de ladite valeur de cette amplitude; et
- on effectue au moins un cycle de mesure comportant des étapes consistant à suivre la procédure de mesure , la procédure de filtrage et la procédure de traitement et à saisir la valeur instantanée de ladite information.
- on dispose la cavité de stockage dans un agencement capacitif;
- on définit une procédure de mesure comportant une étape d'excitation consistant à appliquer un signal électrique d'excitation à cet agencement capacitif et une étape de saisie consistant à prélever sur cet agencement capacitif un signal de sortie et à fournir un signal de mesure, ce signal électrique d'excitation ayant une fréquence choisie en sorte que ce signal de mesure ait une caractéristique dont l'amplitude varie de façon sensible avec la quantité de produit contenu dans cette cavité;
- on définit une procédure de filtrage comportant une étape de multiplication du signal de mesure par un signal de référence ayant une fréquence au moins approximativement égale à la fréquence du signal électrique d'excitation et on applique le signal multiplié à un filtre passe-bas de fréquence de coupure supérieure à la différence entre les fréquences du signal d'excitation et du signal de référence, en sorte d'obtenir un signal filtré
- on définit une procédure de traitement comportant une étape d'identification consistant à déterminer dans le signal filtré la valeur de l'amplitude d'une caractéristique de meme nature que ladite caractéristique du signal de mesure, et une étape de conversion consistant à déduire la valeur d'une information représentative de la quantité de produit disponible dans le réservoir à partir de ladite valeur de cette amplitude; et
- on effectue au moins un cycle de mesure comportant des étapes consistant à suivre la procédure de mesure , la procédure de filtrage et la procédure de traitement et à saisir la valeur instantanée de ladite information.
II faut noter ici que le produit de deux termes périodiques, notamment sinusoïdaux, est la somme d'un premier terme dont la fréquence est la différence des fréquences des termes multipliés et d'un second terme dont la fréquence est la somme de ces fréquences. Si les deux termes ont sensiblement la même fréquence il en découle que le signal obtenu par multiplication a un terme de fréquence sensiblement nulle et un terme dont la fréquence est le double de la fréquence commune des termes de départ : en filtrant ce signal obtenu par un simple filtre passe-bas on peut donc obtenir un signal sensiblement débarrassé de ses composantes de bruit dont la fréquence est différente de la fréquence des termes de départ. Une telle multiplication est ici sans conséquence gênante pour la suite du traitement, puisqu'on s'intéresse à une amplitude du signal de mesure et que cette amplitude se retrouve, à un coefficient multiplicatif près défini par le signal de référence choisi, dans le signal filtré.
De manière préférée l'agencement capacitif est formé en disposant ladite cavité de stockage entre deux plaques électriquement conductrices, L'étape d'excitation consistant à appliquer le signal d'excitation à l'une de ces plaques, et l'étape de saisie consistant à prélever le signal de sortie sur l'autre de ces plaques. De manière avantageuse, on connecte l'autre extrémité du canal de sortie à un potentiel prédéterminé, qui peut tout simplement être celui de la masse : cela assure une certaine stabilité au signal de mesure, et surtout permet de détecter une absence de produit dans le canal de sortie (il faut noter ici qu'il est déjà classique qu'une tête d'impression soit reliée à la masse, pour des raisons indépendantes du suivi de la consommation de l'encre).
La grandeur du signal de mesure dont on mesure l'amplitude est de préférence la tension, qui est une grandeur que l'on sait bien détecter et traiter.
II est clair que la manière la plus simple de générer le signal de référence est de prendre le signal électrique d'excitation, à un éventuel coefficient multiplicateur près.
Lorsque le réservoir est destiné à être intégré à un appareil ayant une alimentation électrique destinée à être connectée à un secteur local, le filtre passe-bas a de préférence une fréquence de coupure inférieure à la fréquence de ce secteur local (le plus souvent 50Hz en Europe) de manière à éliminer les composantes, généralement importantes, du bruit qui sont générées par des appareils connectés à ce secteur, aux fréquences harmoniques du secteur.
De manière préférée, lorsque le produit est un produit de marquage, et que le réservoir est destiné à être intégré à un dispositif de formation d'image, le choix d'une fréquence du signal électrique d'excitation au moins de l'ordre du mégahertz conduit à rendre l'amplitude du signal de mesure sensible à la quantité de produit dans la cavité de stockage.
L'invention s'applique bien sûr tout particulièrement au cas où le produit est une encre d'impression et le réservoir est destiné à être intégré à un dispositif d'impression, auquel cas la fréquence du signal électrique d'excitation est avantageusement de l'ordre de 5 Mhz.
L'invention propose également, pour la mise en oeuvre du procédé précité, un dispositif de suivi de la consommation d'un produit électriquement conducteur contenu dans un réservoir en matière électriquement isolante comportant une cavité de stockage connectée à une extrémité d'un canal de sortie de produit, comportant
- des moyens destinés à former avec ladite cavité de stockage un agencement capacitif;
- des moyens d'excitation pour appliquer un signal électrique d'excitation à cet agencement capacitif et des moyens de mesure pour prélever sur cet agencement capacitif un signal de sortie et fournir un signal de mesure, ce signal électrique d'excitation ayant une fréquence choisie en sorte que ce signal de mesure ait une caractéristique dont l'amplitude varie de façon sensible avec la quantité de produit contenu dans cette cavité;
- des moyens de filtrage comportant des moyens pour multiplier le signal de mesure par un signal de référence ayant une fréquence au moins approximativement égale à la fréquence du signal électrique d'excitation et un filtre passe-bas de fréquence de coupure supérieure à la différence entre les fréquences du signal d'excitation et du signal de référence, ce filtre passe-bas étant connecté à la sortie des moyens de multiplication et délivrant un signal filtré ; et
- des moyens de traitement conçus en sorte de déterminer dans le signal filtré la valeur de l'amplitude d'une caractéristique de même nature que ladite caractéristique du signal de mesure, et de déduire la valeur d'une information représentative de la quantité de produit disponible dans la cavité du réservoir à partir de ladite valeur de cette amplitude.
- des moyens destinés à former avec ladite cavité de stockage un agencement capacitif;
- des moyens d'excitation pour appliquer un signal électrique d'excitation à cet agencement capacitif et des moyens de mesure pour prélever sur cet agencement capacitif un signal de sortie et fournir un signal de mesure, ce signal électrique d'excitation ayant une fréquence choisie en sorte que ce signal de mesure ait une caractéristique dont l'amplitude varie de façon sensible avec la quantité de produit contenu dans cette cavité;
- des moyens de filtrage comportant des moyens pour multiplier le signal de mesure par un signal de référence ayant une fréquence au moins approximativement égale à la fréquence du signal électrique d'excitation et un filtre passe-bas de fréquence de coupure supérieure à la différence entre les fréquences du signal d'excitation et du signal de référence, ce filtre passe-bas étant connecté à la sortie des moyens de multiplication et délivrant un signal filtré ; et
- des moyens de traitement conçus en sorte de déterminer dans le signal filtré la valeur de l'amplitude d'une caractéristique de même nature que ladite caractéristique du signal de mesure, et de déduire la valeur d'une information représentative de la quantité de produit disponible dans la cavité du réservoir à partir de ladite valeur de cette amplitude.
Ce dispositif comporte avantageusement les éléments permettant la réalisation des particularités préférées indiquées ci-dessus à propos du procédé.
Ainsi, de manière préférée, I'agencement capacitif comporte deux plaques électriquement conductrices définissant un emplacement destiné à recevoir la cavité du réservoir, I'une de ces plaques étant connectée aux moyens d'excitation et l'autre plaque étant connectée aux moyens de mesure en outre des moyens sont avantageusement prévus pour connecter l'autre extrémité du canal de sortie à un potentiel prédéterminé, tel que celui de la masse.
L'invention concerne également un dispositif de fourniture de produit comportant un réservoir en matériau électriquement isolant comportant une cavité de stockage contenant un produit électriquement conducteur et un dispositif de suivi de consommation du type précité. II s'agit de préférence d'un dispositif de formation d'image, tel qu'en particulier un dispositif d'impression.
Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple illustratif non limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est un schéma-bloc d'un dispositif d'impression conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue en perspective simplifiée de ce dispositif d'impression
- la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un réservoir de ce dispositif d'impression
- la figure 4 est un schéma-bloc du dispositif de filtrage de ce dispositif d'impression
- la figure 5 est un graphique montrant les courbes obtenues avant et après filtrage à propos de la corrélation entre la valeur de l'amplitude du signal de mesure et le pourcentage d'encre encore disponible dans la cavité de stockage;
- la figure 6 est un schéma représentant l'agencement capacitif dont fait partie la cavité ; et
- la figure 7 est un organigramme du programme résidant en mémoire morte pour la mise en oeuvre de l'invention.
- la figure 1 est un schéma-bloc d'un dispositif d'impression conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue en perspective simplifiée de ce dispositif d'impression
- la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un réservoir de ce dispositif d'impression
- la figure 4 est un schéma-bloc du dispositif de filtrage de ce dispositif d'impression
- la figure 5 est un graphique montrant les courbes obtenues avant et après filtrage à propos de la corrélation entre la valeur de l'amplitude du signal de mesure et le pourcentage d'encre encore disponible dans la cavité de stockage;
- la figure 6 est un schéma représentant l'agencement capacitif dont fait partie la cavité ; et
- la figure 7 est un organigramme du programme résidant en mémoire morte pour la mise en oeuvre de l'invention.
D'une manière générale, l'invention met en oeuvre un agencement capacitif en utilisant deux plaques de métal de part et d'autre d'une cartouche ou réservoir en plastique (donc électriquement isolant) contenant une encre conductrice, le tout formant un condensateur et en utilisant de préférence le conduit de liaison du réservoir à la tête d'impression comme interrupteur électrique entre ledit réservoir et l'impédance équivalente entre ladite tête d'impression et la masse.
Le réservoir en matériau isolant contenant l'encre se comporte comme un diélectrique dont la capacité est formée par ces deux plaques.
L'encre se comporte comme un conducteur électrique entre le réservoir et l'impédance de la tête d'impression.
L'invention consiste à générer un signal périodique, de préférence sinusoïdal, sur l'une des plaques et à prendre la tension sur la deuxième plaque, cette tension étant représentative à la fois de la quantité d'encre contenue dans le réservoir et de la présence d'encre dans le conduit reliant ledit réservoir à la tête d'impression. L'invention consiste en outre à utiliser un multiplieur analogique et à procéder à la multiplication du signal sur la première plaque (ou de tout signal de référence ayant une fréquence au moins approximativement égale à la fréquence de ce signal d'excitation) par le signal sur la seconde et finalement à filtrer le signal résultant par un filtre passe bas.
L'invention est décrite à propos d'un dispositif de transfert d'image 11, par exemple compris dans une imprimante 10 qui reçoit des données à imprimer DI par l'intermédiaire d'un port d'entrée/sortie parallèle 107 relié à un circuit d'interface 106. Le circuit 106 est relié à un circuit de commande d'éjection d'encre 110 qui commande une cartouche d'encre 111, via un circuit d'amplification 114.
La cartouche d'encre 111 est interchangeable et est montée sur un chariot de translation en va et vient actionné par un moteur 102.
La cartouche d'encre comprend essentiellement un réservoir d'encre 112, un conduit 120 reliant le réservoir et la tête d'impression 113.
Cette tête d'impression 113 crée une impédance entre l'encre et la masse.
L'imprimante comporte en outre un circuit principal de traitement de données 100, associé à une mémoire morte 103 et à une mémoire vive 109. La mémoire morte 103 contient les programmes de fonctionnement du circuit principal de traitement 100, tandis que la mémoire vive 109, également associée au circuit de commande d'éjection d'encre 110, stocke de façon temporaire les données DI reçues par l'intermédiaire de l'interface 106 ainsi que les données traitées par le circuit principal de traitement 100.
Le circuit principal de traitement 100 est relié à un afficheur 104 sur lequel le circuit principal de traitement 100 commande l'affichage de messages représentatifs du fonctionnement de l'imprimante. Le circuit principal 100 est relié à un clavier 105 comportant au moins un interrupteur par lequel l'utilisateur peut transmettre des commandes de fonctionnement à l'imprimante.
Le circuit de traitement 100 est également relié au moteur 102 par l'intermédiaire d'un circuit d'amplification 101. Le moteur 102 assure le déplacement du chariot qui porte la cartouche d'impression 111. Le moteur 102 est par exemple un moteur pas à pas. L'imprimante précédemment décrite est classique et bien connue de l'homme de l'art. Elle ne sera donc plus détaillée.
Ainsi, selon l'invention, l'imprimante comporte deux plaques métalliques 122 et 121 fixées à l'extérieur du réservoir en matière plastique contenant l'encre conductrice, le tout réalisant un condensateur.
L'imprimante comprend un moyen pour alimenter l'élément métallique 121 par un signal alternatif fourni par un oscillateur 117 via un sélecteur 118 sélectionnant loscillateur ou la masse, et un amplificateur 119.
L'imprimante comprend aussi un moyen 115 pour convertir les signaux électriques des plaques 121 et 122 en un signal représentatif du niveau d'encre ou d'un signal représentatif du bruit. Un moyen d'atténuation 124 de tout type connu approprié est prévu entre les éléments 121 et i 115, de manière à appliquer au circuit 115 un signal de même fréquence que le signal appliqué à la plaque 121, mais avec une amplitude calibrée, par exemple égale à 1Volt.
Le circuit principal de traitement 100 est relié au commutateur 118 pour le commander et ainsi sélectionner la transmission du signal alternatif entre l'oscillateur ou la masse et l'élément métallique 121 constituant une des faces du condensateur.
L'élément métallique de réception 122 est relié à un circuit de conversion 115, lui-même relié au circuit principal de traitement 100. Cet élément métallique 122 constituant la deuxième face du condensateur avec la cartouche comme diélectrique.
L'élément 122 est relié au circuit de conversion 115 comme l'élément 121 qui fournit en réponse un signal numérique SN au circuit principal de traitement 100.
Ainsi que cela est visualisé sur la figure 2 le dispositif d'impression comprend classiquement un chariot 60 pour porter la cartouche d'impression 111. Le chariot est entraîné selon un déplacement de va et vient sur un chemin de déplacement formé par des rails de guidage 67. Le moteur entraîne le chariot 60 par l'intermédiaire d'un dispositif à courroie 63.
Le chemin de déplacement de la tête d'impression 113 est parallèle à une ligne sur un support d'impression non représenté, tel une feuille de papier. Un câble flexible 62 relie le circuit d'amplification 114 à la cartouche 111, l'amplificateur 119 à l'élément métallique 121 et l'élément 122 au circuit de détection 115.
La figure 3 est une vue de la cartouche d'encre 111. On distingue la partie réservoir 112, le conduit de liaison 120 reliant ledit réservoir à la tête d'impression et enfin la tête d'impression 113.
La figure 4 représente le schéma bloc du moyen 115 convertissant le signal électrique de la plaque 122 et celui du moyen d'atténuation 124 en un signal représentatif du niveau d'encre et/ou de la présence d'encre dans le conduit de liaison 120.
L'élément métallique 122 est relié à un amplificateur 50 d'impédance d'entrée 300 KQ et 1.5pF. Cet amplificateur a un gain de 1 et sert essentiellement de circuit d'interface entre la plaque de métal et le multiplieur.
Cet amplificateur 50 est relié au multiplieur analogique qui va multiplier le signal de sortie 50 avec le signal appliqué à la plaque métallique 121.
Cette multiplication réalise essentiellement la fonction suivante
AB
(Asi nwot)x( Bs i nwot)= (Si n (wot-wot)+Si n (wot+wot))
2
Ceci a donc pour effet de transposer en fréquence le signal résultant: on obtient une composante continue et une composante à 2f0.
AB
(Asi nwot)x( Bs i nwot)= (Si n (wot-wot)+Si n (wot+wot))
2
Ceci a donc pour effet de transposer en fréquence le signal résultant: on obtient une composante continue et une composante à 2f0.
La composante continue suffit pour obtenir l'information utile sur la quantité résiduelle d'encre. Un simple filtre passe bas permet de supprimer les bruits externes. En effet, il est alors possible avec un filtre passe bas 52 dont la fréquence de coupure est de l'ordre de 10hz, d'un second ordre par exemple, d'atténuer tous les parasites externes.
A titre d'exemple, ce filtre atténue de 40dB un signal à 100Hz.
Donc, si l'oscillateur 117 fournit une sinusoïde à 5Mhz, nous avons ainsi réalisé avec le multiplieur 51 et le filtre 52 l'équivalent d'un filtre passe bande centré sur 5Mhz et de bande passante égale à quelques dizaines de hertz, mais pour un coût bien moindre.
Finalement, le signal résultant est converti en un signal numérique grâce au convertisseur analogique numérique 53, signal interprétable par le CPU 100.
La figure 5 représente des courbes expérimentales montrant les résultats obtenus par l'invention. En abscisse, la quantité d'encre contenue dans le réservoir est exprimée en pourcentage de la quantité maximum. La tension du signal électrique Si, exprimée en volt au niveau de l'élément métallique 122 est en ordonnée.
La courbe 1 représente l'amplitude du signal en entrée du multiplieur. Celui-ci contient dans cet exemple à la fois le signal contenant l'information relative à la qualité d'encre dans le réservoir et le bruit électromagnétique ambiant.
Ce bruit est proportionnellement plus important lorsque le niveau d'encre est faible car l'amplitude du signal reçu sur la plaque 122 diminue au fur et à mesure que la quantité d'encre diminue. En a de la courbe 1, on remarque un pic de tension : ceci correspond à la présence ponctuelle d'une source de bruit extérieure.
La courbe 2 correspond à l'amplitude du signal en sortie du filtre passe-bas 52. Celui-ci ne contient plus que l'information relative au niveau d'encre. Tout bruit ayant disparu en b de la courbe 2, on remarque une brusque remontée du signal. Ceci correspond à l'absence d'encre dans le canal 20 reliant le réservoir à la tête d'impression 113.
En effet, lorsque l'encre vient à manquer dans le canal, aucune liaison électrique (liaison précédemment assurée par l'encre conductrice) n'existe, l'encre contenue dans le réservoir ne se trouvant plus à cet instant reliée à un potentiel prédéterminé par l'intermédiaire de la tête d'impression.
La figure 6 représente le schéma électrique équivalent du phénomène:
Cil : représente la capacité constituée par l'élément métallique 121, la paroi du réservoir 112 et l'encre.
Cil : représente la capacité constituée par l'élément métallique 121, la paroi du réservoir 112 et l'encre.
Ze: représente l'impédance équivalente de l'encre qui peut être à la fois résistive et capacitive.
Ci2: représente la capacité constituée par l'élément métallique 122, la paroi du réservoir 112 et l'encre.
Sw: représente l'encre présente ou absente dans le conduit 120. Ceci est représenté sous la forme d'un interrupteur ouvert ou fermé selon l'absence ou la présence d'encre.
Z: représente l'impédance entre l'encre contenue dans la tête d'impression et la masse du système.
L'oscillateur est relié à l'élément 121 et, lorsque la quantité d'encre diminue, les capacités Cil et Ci2 diminuent, I'impédance Ze augmente sensiblement et la tension 122 diminue. Lorsque l'encre vient à manquer dans le conduit, celui-ci fait office d'interrupteur, provoquant alors une brusque remontée du signal électrique sur l'élément 122.
B: représente la somme de bruit considérée comme un signal pseudo-aléatoire.
Un algorithme de l'invention est mémorisé dans la mémoire morte 103 du dispositif d'impression. Tel que schématisé à la figure 7 cet algorithme comprend 10 étapes E70 à E80 qui sont parcourues périodiquement, par exemple avant l'impression d'un document. L'algorithme détermine la quantité d'encre dans le réservoir 112.
L'étape E70 consiste à positionner le commutateur 118 pour autoriser le passage du signal généré par l'oscillateur 117 vers l'amplificateur 119 de sorte que l'élément métallique 121 soit alimenté par le signal d'excitation SE.
A l'étape E71, le signal Si est convertit en une information numérique. Cette information Sni est mémorisée dans la RAM 109 à l'étape
E72.
E72.
L'Unité Centrale enfin détermine à l'étape E73 la quantité d'encre avec la table TC et procède à l'étape E74 à l'affichage du résultat.
En variante, la valeur du niveau d'encre est transmise à un dispositif distant tel qu'un micro-ordinateur par l'intermédiaire d'un interface de type centronic .
II va de soi que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre illustratif non limitatif et que des variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple l'invention s'étend au cas où le signal d'excitation est appliqué au multiplieur après amplification, ou réduction selon ce qui peut paraître utile ; de même le signal de référence par lequel on multiplie le signal de mesure peut ne pas être déduit du signal d'excitation, et être généré indépendamment; on peut alors admettre que sa fréquence puisse ne pas être strictement égale à la fréquence d'excitation (l'écart de fréquence doit toutefois rester modéré puisqu'il constitue un minimum pour la fréquence de coupure du filtre passe-bas et donc de la largeur de bande de parasite qui sera conservée.
Claims (24)
1. Procédé de suivi de la consommation d'un produit normalement électriquement conducteur contenu dans un réservoir en matière électriquement isolante comportant une cavité de stockage connectée à une extrémité d'un canal de sortie de produit, selon lequel
- on dispose la cavité de stockage (112) dans un agencement capacitif;
- on définit une procédure de mesure comportant une étape d'excitation consistant à appliquer (121) un signal électrique d'excitation (117) à cet agencement capacitif et une étape de saisie consistant à prélever (122) sur cet agencement capacitif un signal de sortie et à fournir un signal de mesure, ce signal électrique d'excitation ayant une fréquence choisie en sorte que ce signal de mesure ait une caractéristique dont l'amplitude varie de façon sensible avec la quantité de produit contenu dans cette cavité;
- on définit une procédure de filtrage comportant une étape (51) de multiplication du signal de mesure par un signal de référence ayant une fréquence au moins approximativement égale à la fréquence du signal électrique d'excitation et on applique le signal multiplié à un filtre passe-bas (52) de fréquence de coupure supérieure à la différence entre les fréquences du signal d'excitation et du signal de référence, en sorte d'obtenir un signal filtré;
- on définit une procédure de traitement comportant une étape d'identification consistant à déterminer dans le signal filtré la valeur de l'amplitude d'une caractéristique de même nature que ladite caractéristique du signal de mesure, et une étape de conversion consistant à déduire la valeur d'une information représentative de la quantité de produit disponible dans le réservoir à partir de ladite valeur de cette amplitude ; et
- on effectue au moins un cycle de mesure comportant des étapes consistant à suivre la procédure de mesure , la procédure de filtrage et la procédure de traitement et à saisir la valeur instantanée de ladite information.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose ladite cavité de stockage entre deux plaques électriquement conductrices faisant partie de l'agencement capacitif, L'étape d'excitation consistant à appliquer le signal d'excitation à l'une de ces plaques, et l'étape de saisie consistant à prélever le signal de sortie sur l'autre de ces plaques.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on connecte l'autre extrémité du canal de sortie à un potentiel prédéterminé.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit potentiel prédéterminé est celui de la masse.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite caractéristique dont l'amplitude varie avec la quantité de produit contenue dans la cavité est la tension.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le signal de référence est constitué par le signal électrique d'excitation, à un éventuel coefficient multiplicateur près.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le réservoir est destiné à être intégré à un appareil ayant une alimentation électrique destinée à être connectée à un secteur local, et le filtre passe-bas a une fréquence de coupure inférieure à la fréquence de ce secteur local.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le produit est un produit de marquage, le réservoir est destiné à être intégré à un dispositif de formation d'image et la fréquence du signal électrique d'excitation est au moins de l'ordre du mégahertz.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le produit est une encre d'impression et le réservoir est destiné à être intégré à un dispositif d'impression.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la fréquence du signal électrique d'excitation est de l'ordre de 5 Mhz.
11. Dispositif de suivi de la consommation d'un produit électriquement conducteur contenu dans un réservoir en matière électriquement isolante comportant une cavité de stockage connectée à une extrémité d'un canal de sortie de produit, comportant
- des moyens (121,122) destinés à former avec ladite cavité de stockage un agencement capacitif;
- des moyens d'excitation (117,118,119) pour appliquer un signal électrique d'excitation à cet agencement capacitif et des moyens de mesure (122,115) pour prélever sur cet agencement capacitif un signal de sortie et fournir un signal de mesure, ce signal électrique d'excitation ayant une fréquence choisie en sorte que ce signal de mesure ait une caractéristique dont l'amplitude varie de façon sensible avec la quantité de produit contenu dans cette cavité;
- des moyens de filtrage comportant des moyens (51) pour multiplier le signal de mesure par un signal de référence ayant une fréquence au moins approximativement égale à la fréquence du signal électrique d'excitation et un filtre passe-bas (52) de fréquence de coupure supérieure à la différence entre les fréquences du signal d'excitation et du signal de référence, ce filtre passe-bas étant connecté à la sortie des moyens de multiplication et délivrant un signal filtré; et
- des moyens de traitement (100) conçus en sorte de déterminer dans le signal filtré la valeur de l'amplitude d'une caractéristique de même nature que ladite caractéristique du signal de mesure, et de déduire la valeur d'une information représentative de la quantité de produit disponible dans la cavité du réservoir à partir de ladite valeur de cette amplitude.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'agencement capacitif comporte deux plaques électriquement conductrices destiné définissant un emplacement destiné à recevoir la cavité du réservoir,
I'une de ces plaques étant connectée aux moyens d'excitation et l'autre plaque étant connectée aux moyens de mesure.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'agencement capacitif comporte en outre des moyens pour connecter l'autre extrémité du canal de sortie à un potentiel prédéterminé.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit potentiel prédéterminé est celui de la masse.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que ladite caractéristique dont l'amplitude varie avec la quantité de produit contenue dans la cavité est la tension, et les moyens de traitement sont conçus en sorte de détecter l'amplitude de la tension du signal filtré.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 1 à 15, caractérisé en ce que les moyens de multiplication ont une entrée à laquelle est appliqué, en tant que signal de référence, le signal électrique d'excitation, à un éventuel coefficient multiplicateur près.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que le réservoir est destiné à être intégré à un appareil ayant une alimentation électrique destinée à être connectée à un secteur local, et le filtre passe-bas a une fréquence de coupure inférieure à la fréquence de ce secteur local.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 1 à 17, caractérisé en ce que le produit est un produit de marquage, le réservoir est destiné à être intégré à un dispositif de formation d'image et la fréquence du signal électrique d'excitation est au moins de l'ordre du mégahertz.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que le produit est une encre d'impression et le réservoir est destiné à être intégré à un dispositif d'impression.
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la fréquence du signal électrique d'excitation est de l'ordre de 5 Mhz.
21. Dispositif de fourniture de produit comportant un réservoir en matériau électriquement isolant comportant une cavité de stockage contenant un produit électriquement conducteur et un dispositif de suivi de consommation selon l'une quelconque des revendications 11 à 20.
22. Dispositif de formation d'image comportant un réservoir en matériau électriquement isolant comportant une cavité de stockage contenant un produit de marquage électriquement conducteur et un dispositif de suivi de consommation selon l'une quelconque des revendications 1 1 à 20.
23. Dispositif d'impression comportant un réservoir électriquement isolant comportant une cavité de stockage contenant une encre électriquement conductrice et un dispositif de suivi de consommation selon l'une quelconque des revendications Il à 20.
24. Appareil de bureautique comportant un dispositif d'impression selon la revendication 23.
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