FR2954215A1 - Systeme de determination de l'autonomie en fluides consommables d'une imprimante a jet d'encre continu - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un nouveau système de détermination de l'autonomie en fluides consommables (encre et solvant) d'une imprimante à jet d'encre continu. Le système comprend : - un système de mesure du volume d'encre total disponible, - un système de détermination de la consommation moyenne en encre, - des moyens de calcul pour déterminer l'autonomie en encre (AE) par division du volume d'encre avec la consommation moyenne d'encre.

Description

SYSTEME DE DETERMINATION DE L'AUTONOMIE EN FLUIDES CONSOMMABLES D'UNE IMPRIMANTE A JET D'ENCRE CONTINU

DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un système de détermination de l'autonomie en fluides consommables d'une imprimante à jet d'encre continu. L'invention a trait à la fois à la détermination de l'autonomie en encre et en solvant d'une imprimante à jet d'encre continu.

Autrement dit, l'invention permet la gestion précise des réserves de consommables que sont l'encre et le solvant dans une imprimante à jet d'encre continu. Une gestion précise des consommables permet ainsi à un opérateur en charge de la production d'impression de produits à l'aide d'imprimante(s) à jet d'encre continu, de réaliser une gestion optimale de la production desdits produits et des opérations de maintenance à effectuer sur ladite imprimante. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les imprimantes à jet d'encre continu sont bien connues dans le domaine du codage et du marquage industrielle de produits divers, par exemple pour marquer des codes barre ou la date de péremption sur des produits alimentaires directement sur la chaine de production et à grande cadence. Ce type d'imprimante se trouve également dans certains domaines de la 2 décoration où les possibilités d'impression graphique de la technologie sont exploitées. On distingue classiquement deux catégories dans les imprimantes à jet d'encre continu : - d'une part les imprimantes à jet continu multi-défléchi où chaque goutte d'un jet unique (ou de quelques jets) peut être envoyée sur diverses trajectoires correspondant à des commandes de déflexions différentes des gouttes, réalisant ainsi un balayage de la zone à imprimer suivant une direction qui est la direction de déflexion ; - d'autre part, les imprimantes à jet continu binaire où une pluralité de jets placés cote à cote ne disposent chacun que d'une trajectoire destinée à l'impression ; la commande synchrone, à un instant donné, de tous les jets permet d'imprimer sur le support suivant un motif correspondant en général à celui des buses sur la plaque à buses. Dans les deux types d'imprimantes, l'autre direction de balayage de la zone à imprimer est couverte par déplacement relatif entre la tête d'impression et le support à imprimer. Telle que représentée en figure 1, ces imprimantes comprennent une tête d'impression 1, généralement déportée par rapport au corps de l'imprimante; elle est reliée à celui-ci par un ombilic rassemblant les liaisons hydrauliques et électriques nécessaires au fonctionnement de la tête. La tête 1 dispose d'un générateur de gouttes 2 alimenté en encre électriquement conductrice sous pression et capable d'émettre un ou plusieurs jets 3 9 continus au travers de buse(s) calibrée(s) 5, les jets étant transformés en une succession de gouttes sous l'action d'un système de stimulation périodique situé en amont de la (des) buse(s), depuis un point dit « point de brisure » 6 où les gouttes sont formées. Lorsque les gouttes ne sont pas destinées à l'impression, elles se dirigent vers une gouttière 3 qui les récupère et les amène par retour vers un circuit d'encre 100 afin d'être recyclées.

Des dispositifs placés le long du jet (électrodes de charge 7 et de déflexion 4) permettent, sur commande, de charger électriquement et de défléchir les gouttes ; celles-ci sont déviées de leur trajectoire naturelle d'éjection du générateur de gouttes. Les gouttes 8 destinées à l'impression échappent à la gouttière et vont se déposer sur le support à imprimer. Plus précisément, une électrode de charge 7 est destinée à charger sélectivement chacune des gouttes formée à une valeur de charge électrique prédéterminée. Pour ce faire, l'encre étant maintenue à un potentiel fixe dans le générateur de gouttes, une tension déterminée est appliquée à l'électrode de charge 7 qui est différente à chaque période de formation de gouttes. Ainsi, par effet électrostatique, une quantité déterminée de charges électriques est embarquée par chaque goutte au moment où elle se détache du jet. En aval de l'électrode de charge 7, il est possible de prévoir avantageusement un dispositif permettant de mesurer la charge électrique réellement 4 embarquée par chaque goutte ainsi que sa vitesse dans la tête. Un ensemble d'électrodes de déflexion 4, sous la forme de plaques est placé de part et d'autre de la trajectoire des gouttes en aval de l'électrode de charge 7. Ces deux plaques sont portées à un potentiel relatif fixe élevé produisant un champ électrique Ed sensiblement perpendiculaire à la trajectoire des gouttes, capable de défléchir les gouttes chargées électriquement qui s'engagent entre les plaques 4. L'amplitude de la déflexion est fonction de la charge et de la vitesse de ces gouttes. Ces trajectoires défléchies 8 échappent à la gouttière 3 pour impacter le support à imprimer.

Les imprimantes à jet d'encre comprennent également un circuit de fluides 100 qui réalise les deux fonctions de base à savoir fournir de l'encre au générateur de gouttes 2 à une pression et avec une qualité adéquates, et d'autre part récupérer par aspiration l'encre des jets non utilisée pour l'impression. Le circuit de fluides 100 est connecté d'une part à une cartouche d'encre amovible 30 et d'autre part à une cartouche de solvant amovible 40, le solvant permettant d'ajuster la viscosité et/ou la concentration de l'encre destinée à l'impression. Les imprimantes à jet d'encre comprennent en outre un contrôleur 200. Ce contrôleur 200 est en interaction d'une part directement avec le générateur de gouttes 2 et les électrodes de charge 7 afin de stimuler le jet d'encre et gérer les séquencements d'impression et d'autre part avec le circuit de fluides 100, afin de gérer les séquencements d'actions et de réaliser les traitements permettant l'activation des différentes fonctions du circuit de fluides 100. Les séquencements d'impression consistent à générer la 5 succession de tensions synchronisée avec la formation des gouttes permettant de charger chacune des gouttes en fonction du motif à imprimer. Les séquencements d'action du circuit de fluides consistent à asservir la pression d'encre pour ajuster la vitesse des gouttes, à effectuer les mesures sur les capteurs, à commander les composants actifs (électrovannes, moteurs,...). Le contrôleur est également en relation avec la chaine de production qui lui fournit les informations temporelles lui permettant de synchroniser l'impression des messages avec le passage des produits sous la tête. Ces informations lui permet de mesurer la cadence de la chaine de production. Les imprimantes à jet d'encre comprennent enfin une interface 300 en interaction avec le contrôleur 200 qui donne à l'utilisateur (opérateur) un moyen de pilotage de l'imprimante et en retour d'être informé sur le fonctionnement de celle-ci. Selon les différéntes technologiqes utilisées et au fil du temps, les interfaces ont pu prendre différentes formes comme avoir par exemple des boutons ou claviers de commande, des voyants, afficheurs ou écrans plus ou moins sophistiqués et, éventuellement des liaisons électriques ou informatiques permettant un contrôle à distance de l'imprimante. Cela étant, l'interface 300 de l'imprimante permet à l'utilisateur final 6 (opérateur) de disposer de plusieurs modes de fonctionnement différenciés avec, en particulier : * un mode dit de maintenance permettant de mettre physiquement l'imprimante en état d'imprimer mais sans réaliser de production ; * un mode dit de préparation de production permettant de générer les données à imprimer et de paramétrer l'impression à réaliser pour la production ; * un mode d'impression en production où un état de l'imprimante et un suivi de production est présenté pendant que les données (motif) sont imprimées sur demande (de la ligne de production ou signaux internes à l'imprimante). En cours de production de produits, tout arrêt intempestif d'une chaine en continu, en particulier dans une chaine à cadence élevée, est très dommeageable (perte d'exploitation, rebuts de produits non conformes). Aussi, une maintenance préventive des pièces ou sous-ensembles de la chaîne est prévue pour éviter tout arrêt intempestif. On peut considérer que les arrêts intempestifs d'une(des) imprimante(s) à jet d'encre continu intégrée(s) dans une chaîne de production en continu sont principalement ceux dûs à la dégradation de la qualité d'impression et à l'épuisement d'un des fluides consommables (encre ou solvant). En effet, les arrêts dus à des pannes fonctionnelles sont rares car ils peuvent être souvent évités par une maintenance préventive de l'imprimante. 7 La dégradation de la qualité d'impression, jusqu'à devenir inacceptable, a pour cause principale la salissure progressive de la tête d'impression. Pour minimiser ou retarder la salissure de la tête dans les imprimantes à jet d'encre continu, il est connu de réaliser d'une part une pressurisation permanente de l'intérieur de la tête et d'autre part des interventions préventives comme le nettoyage de tout ou partie des composants de la tête (générateur de gouttes, buse, électrodes de charge, déflexion et gouttière) et des réglages optimaux de ceux-ci. L'épuisement des fluides consommables conduit en général à l'arrêt de l'imprimante concernée par elle-même. En effet, dans l'hypothèse contraire, soit la tête d'impression pourrait ingérer de l'air en cas d'absence d'encre en entrée de la pompe d'alimentation, soit le(s) jet(s) émis par la tête pourrai(en)t ne plus être contrôlé(s) à cause de la détérioration de la qualité d'encre qui ne serait plus asservie à cause du manque de solvant. Ainsi, un non arrêt de l'imprimante dans ces conditions, nécessiterait une intervention longue pour remettre l'imprimante en état d'imprimer correctement, ce qui pénaliserait par voie de conséquence la disponibilité de la chaîne de production en continu. Aussi, de nombreuses imprimantes à jet d'encre continu selon l'art antérieur mettent en oeuvre des solutions pour anticiper l'épuisement des fluides consommables (encre et solvant).

En faisant l'inventaire des solutions commerciales et décrites dans la littérature, les 8 inventeurs sont parvenus à la conclusion qu'il existe à ce jour deux catégories de solution d'anticipation de l'épuisement des fluides consommables (encre et solvant) dans une imprimante à jet d'encre continu : 1/ la possibilité pour l'utilisateur (opérateur) de pouvoir réapprovisionner en consommables l'imprimante en cours de production, soit par remplacement des cartouches amovibles soit par remplissage de réservoirs fixes internes à l'imprimante à partir de containers de transvasement mis à disposition de l'utilisateur ; 2/ des indicateurs, en tant que composants de l'interface utilisateur, du niveau ou volume de fluides consommables restant dans l'imprimante indiquant l'approche de l'épuisement des consommables. Ces indicateurs sont reliés en entrée à des systèmes de détermination de la quantité d'encre et/ou de solvant et sont souvent associés en sortie à des alarmes, autres composants de l'interface utilisateur, déclenchées pour prévenir l'utilisateur d'un seuil d'épuisement. Donc, au mieux, l'utilisateur, averti par l'interface de l'imprimante, peut réapprovisionner l'imprimante en cours de production. Les interfaces utilisateur selon l'art antérieur présentent comme composants, des alarmes de détection de niveaux trop bas et/ou des indicateurs de volumes évalués de consommable sous la forme d'une proportion (pourcentage) par rapport à la contenance initiale de réservoirs.

Les systèmes de détermination de la quantité d'encre et/ou de solvant utilisés dans les 9 imprimantes à jet d'encre selon l'état de l'art mettent en oeuvre des solutions qui consistent à détecter des niveaux de fluides dans les réservoirs. L'une des plus fiables et des plus aisées , qui est utilisée par exemple dans les imprimantes type Série S8 de la société Imaje, utilise le principe des cannes de niveau plongeant dans le réservoir : on mesure la résistivité entre deux cannes de niveau, et si l'encre court-circuite les cannes, la chute de résistivité est détectée pour déclarer une présence d'encre à ce niveau là. Ce système reste malgré tout coûteux à cause des protections électroniques que les normes imposent de mettre en oeuvre lorsque des courants électriques passent dans des milieux inflammables, qui est en général le cas de l'encre à solvant volatile. Il faut noter que ce type de détecteur par canne de niveau n'est pas utilisable avec des fluides isolants comme le sont en général les solvants. Le niveau de solvant n'est alors pas réellement détecté et c'est uniquement par la dégradation de la qualité de l'encre par manque de solvant que l'imprimante alerte l'utilisateur de l'épuisement de ce dernier. Il existe, bien sur d'autres dispositifs connus de l'homme de l'art permettant de détecter un niveau comme les capteurs capacitifs, optiques ou autre, il faut cependant que le dispositif soit antidéflagrant compte tenu de la nature inflammable des fluides utilisés. On peut aussi citer la solution divulguée 30 dans la demande WO2009047497 de la société Videojet qui 10 consiste à évaluer la quantité de fluide restant dans une cartouche étanche semi-rigide amovible. Le système de mesure comprend des moyens de mesure du niveau de la dépression crée par le prélèvement du fluide consommable qui déforme progressivement la cartouche, cette dépression étant représentative de la quantité de fluide restant. Cette mesure ne peut être qu'approximative et concerne uniquement les fluides contenus dans les cartouches de fluides consommables neufs, c'est-à-dire non présents dans le circuit d'encre proprement dit. On peut également citer la solution divulguée dans la demande WO2007/129110 de la société Domino, qui consiste à déterminer la quantité de consommable restant à partir de la quantité initiale des réserves et d'une évaluation continue de la consommation de fluide. Ainsi, pour le solvant, il est comptabilisé le nombre de doses de solvant utilisé pour la correction de la viscosité de l'encre ou le nettoyage. Pour l'encre, il est calculé le nombre d'impacts de gouttes, à partir de la décomposition des motifs imprimés (messages et caractères). Ces évaluations de volume sont très imprécises car les volumes des doses de solvant ou des gouttes d'encre imprimées ne sont pas connus avec une précision suffisante (et peuvent être d'ailleurs variables, en fonction de conditions extérieures), de même le nombre de gouttes réellement imprimé n'est pas connu précisément.

Aussi, bien que de nombreuses solutions d'anticipation de l'épuisement des fluides consommables 11 (encre et solvant) existent dans l'art antérieur, la situation reste imparfaite et contraignante pour un utilisateur (opérateur) d'imprimantes à jet d'encre continu en milieu industriel. En effet : - les imprimantes à jet d'encre continu de l'art antérieur n'ont pas la possibilité de déterminer précisément l'autonomie en fluides consommables: en effet, elles ne disposent pas de système de mesure précis la quantité de fluides consommables (encre et solvant) encore disponible, ni de système de mesure précis de la consommation réelle de fluides consommables dans une séquence donnée de production ; - l'interface utilisateur (opérateur) de l'imprimante ne donne pas les meilleures informations pour faciliter la gestion des consommables par l'utiisateur: l'indication d'un niveau discret ou d'un volume de consommable sous la forme d'un pourcentage d'une contenance initiale, ne lui permet pas de savoir facilement si cette quantité sera suffisante pour une durée de production ou une quantité de produits à marquer donnée étant donné ce qui précède, à savoir la mesure imprécise de la quantité des fluides consommables et de la consommation réelle des fluides consommables dans une séquence donnée de production. Il est donc indispensable que l'opérateur occupe une partie de son attention à surveiller régulièrement le niveau des consommables de l'imprimante ; - en outre, l'opérateur d'une chaîne de production n'est pas forcément disponible pour s'occuper de l'imprimante lorsque les alarmes se déclenchent. Une alarme est donc intrusive et peut 12 conduire à une situation de stress génératrice d'erreurs ; - les alarmes se déclenchent, en général avec une marge de sécurité correspondant à un volume minimal de consommable encore disponible; soit l'opérateur a le temps de réapprovisionner tout de suite l'imprimante au risque de gaspiller du consommable, souvent coûteux, car les cartouches à changer ne sont pas encore complètement vides, soit il doit surveiller l'évolution de la consommation d'encre et/ou de solvant pour intervenir ultérieurement au moment où la (les) cartouche (s) est (sont) complétement vide (s) . Un but de l'invention est donc de pallier 15 tout ou partie des inconvénients précités. Un but de l'invention est donc de proposer un système de détermination de l'autonomie en fluides (encre et solvant) d'une imprimante à jet d'encre continu qui soit précis. 20 EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour ce faire, l'invention a pour objet un système de détermination de l'autonomie en fluides consommables d'une imprimante à jet d'encre continu munie d'une tête d'impression comprenant : 25 - un système de mesure de la quantité d'encre comprenant : • une cartouche d'encre amovible, • un premier réservoir, de section S1 connue sur toute sa hauteur et adapté pour être rempli 30 en encre et alimenter la tête d'impression par cette 13 encre sous pression et respectivement récupérer les fluides issus de la tête et non utilisés pour l'impression, • un deuxième réservoir, de section S2 connue sur toute sa hauteur et dont le bas est relié hydrauliquement avec le bas du premier réservoir par une première ligne hydraulique comprenant une première vanne à fermeture complète, le deuxième réservoir comprenant un capteur de niveau continu adapté pour détecter en continu la hauteur d'un liquide sur toute la hauteur du réservoir de mesure, l'intérieur du premier et deuxième réservoirs étant à la même pression gazeuse, • des moyens pour établir une communication hydraulique forcée en encre respectivement de la cartouche d'encre amovible et du deuxième réservoir vers le premier réservoir afin de vidanger complètement le deuxième réservoir et la cartouche d'encre, • des moyens de commande adaptés pour réaliser l'ouverture de la première vanne, une fois la vidange complète dans le deuxième réservoir effectuée, pour établir un remplissage de hauteur identique H par vase communicant entre le premier et le deuxième réservoir, • des moyens de calcul adaptés pour déterminer le volume total d'encre (VE) contenu dans le premier réservoir et dans le deuxième réservoir à partir de la détection de la hauteur identique par le capteur de niveau continu et des sections S1 et S2, - un système de détermination de la consommation moyenne d'encre comprenant :

• des moyens de détermination du volume d'une goutte issue d'un jet émis par la tête ; • un compteur électronique relié à l'électrode de charge de la tête pour compter par comparaison avec la tension de charge appliquée à l'électrode de charge le nombre de gouttes défléchies par les électrodes de déflexion de la tête ; • des moyens numériques pour accumuler les valeurs comptées par le compteur sur une période de 10 temps T ; • des moyens de calcul pour déterminer la consommation moyenne en encre (Cme) par multiplication du nombre de gouttes comptées sur la période de temps T et du volume d'une goutte ; 15 - des moyens de calcul pour déterminer l'autonomie en encre (AE) par division du volume d'encre avec la consommation moyenne d'encre. Le système de mesure utilisé selon l'invention est celui décrit et revendiqué dans la 20 demande de brevet intitulée « système de mesure dans un circuit de fluides d'une imprimante à jet d'encre continu, circuit de fluides associé et bloc destiné à mettre en oeuvre un tel système de mesure » et déposée ce jour au nom de la société Markem-Imaje. 25

Le système de mesure conforme à l'invention peut comprendre : - un troisième réservoir, de section S3 30 connue sur toute sa hauteur, le troisième réservoir étant relié au premier réservoir par une deuxième ligne 15 hydraulique permettant d'établir une communication hydraulique forcée du premier vers le troisième réservoir et comprenant une deuxième vanne à fermeture complète, le bas du troisième réservoir étant en communication hydraulique permanente avec le bas du deuxième réservoir par une troisième ligne hydraulique comprenant une fuite calibrée, le troisième réservoir étant en outre agencé pour pouvoir déborder sur le premier réservoir ; - des moyens pour établir une communication hydraulique forcée du premier vers le troisième réservoir. Les moyens de commande sont ainsi adaptés pour réaliser successivement l'ouverture de la deuxième vanne pendant une communication hydraulique forcée du premier vers le troisième réservoir jusqu'à établir un niveau constant dans ce dernier par débordement dans le premier réservoir et la fermeture complète de la deuxième vanne, une fois la vidange complète dans le deuxième réservoir effectuée et le niveau constant établi dans le troisième réservoir, afin d'établir d'une part un remplissage de hauteur identique par vase communicant entre le premier, deuxième et troisième réservoirs, et d'autre part, un écoulement d'encre à pression constante à travers la fuite calibrée, et les moyens de calcul du système de mesure sont adaptés d'une part pour déterminer le volume d'encre contenu dans les trois réservoirs à partir de la détection de la hauteur identique H par le capteur de niveau continu et des sections S1, S2 et S3 et d'autre part la viscosité p, à partir de 16 l'évolution, en fonction du temps, du niveau mesuré par le capteur de niveau continu lorsque l'encre à pression constante s'écoule à travers la fuite calibrée, le système de mesure constituant ainsi également un viscosimètre de l'encre pour l'impression. Le système de mesure peut comprendre en outre : - un quatrième réservoir, de section connue S4 sur sa hauteur adapté pour être rempli de solvant, - des moyens pour établir une communication hydraulique forcée du quatrième réservoir vers le deuxième réservoir afin d'amener du solvant dans celui-ci. Les moyens de calcul du système de mesure sont en outre adaptés pour déterminer la hauteur h' de solvant à amener dans le deuxième réservoir à partir de la connaissance d'une viscosité calculée ü de l'encre, Les moyens de commande du système de mesure sont adaptés pour interrompre l'amenée du solvant dans le deuxième réservoir par communication hydraulique forcée, une fois la hauteur h' détectée par le capteur de niveau continu. Le système de détermination comprend en outre : - des moyens de calcul pour déterminer la consommation moyenne en solvant (Cms) par accumulation, pendant une période de temps T', des volumes de solvant pour corriger la viscosité de l'encre obtenus par multiplication de la hauteur h' du solvant amenée sur la section S2 du deuxième réservoir et par division de ces volumes de solvant accumulés pendant la période T', 17 - des moyens de calcul pour déterminer l'autonomie en solvant (AS) par division du volume de solvant (Vs) contenu dans le quatrième réservoir avec la consommation moyenne en solvant (Cms).

Avantageusement, les moyens de commande, de calcul, le compteur et les moyens d'accumulation du compteur sont intégrés dans un même contrôleur. L'invention concerne également une imprimante à jet d'encre continu mettant en oeuvre un système de détermination de l'autonomie en fluides consommables décrit précédemment, comprenant une interface utilisateur adaptée pour afficher visuellement à la fois l'autonomie en encre (AE) et en solvant (AS) en nombre d'heures d'impression ou en nombre de produits à imprimer restant pour des conditions d'impression données. L'invention permet de donner à l'utilisateur d'une imprimante à jet d'encre continu, une information synthétique, précise et en temps réel sur la durée d'impression ou le nombre de produits à imprimer encore possible (ou autonomie d'impression) avec les quantités de consommables disponibles dans l'imprimante à un instant donné. Le nombre de produits à imprimer est relié à la durée d'impression par la cadence de la chaine de production en nombre de produits par unité de temps. La détermination de l'autonomie d'impression se fait en se basant sur une détermination précise de la quantité restante de consommables dans l'imprimante et une mesure réelle de la consommation sur une période glissante de durée fixe. L'autonomie en consommables (encre et solvant) 18 peut être affichée en continu sur un écran en tant que composant d'une interface utilisateur de l'imprimante, et ce en nombre d'heures d'utilisation ou en nombre de produits à imprimer pour l'encre et le solvant.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée de l'invention, faite à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures suivantes parmi lesquelles : • la figure 1 est un schéma de principe de fonctionnement d'une imprimante à jet d'encre continu ; • la figure 2 un schéma hydraulique du circuit de fluides d'imprimante à jet d'encre continu mettant en oeuvre le système de mesure selon l'invention ; • la figure 3 montre un organigramme du processus de détermination de l'autonomie d'impression pour l'encre selon l'invention ; • la figure 4 est une reproduction d'un écran en tant que composant de l'interface opérateur de l'imprimante selon l'invention, l'écran visualisant l'autonomie en encre et solvant. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a représenté en figure 2, un schéma hydraulique du circuit de fluides selon l'invention, d'une imprimante à jet d'encre continu multi-défléchi avec sa tête d'impression 1. 19 La tête 1 comprend un générateur de gouttes 2 et une gouttière de récupération 3. Elle intègre quatre électrovannes 5, 6, 7, 8 reliées chacune à l'un des quatre conduits hydrauliques débouchant dans la tête au travers de l'ombilic 19. L'électrovanne encre-tête 5 permet, en position ouverte, l'alimentation du générateur de gouttes 2 en encre sous pression. L'électrovanne solvant-tête 6 permet en position ouverte, l'alimentation du générateur de gouttes 2 en solvant sous pression. L'électrovanne de purge 7 permet, en position ouverte, pendant certaines opérations de maintenance de connecter le générateur de gouttes 2 à une source de dépression. L'électrovanne de gouttière 8 permet, en position fermée, d'isoler la gouttière 3 lorsqu'aucun jet 9 d'encre n'est émis du générateur de gouttes. Cela interdit l'entrée d'air lorsque le jet 9 n'est pas émis afin de minimiser l'évaporation du solvant dans le circuit de fluides. La gouttière 3 est connectée en permanence en fonctionnement d'impression (électrovanne 8 ouverte), au travers de l'ombilic 19, à une source de dépression située dans le circuit de fluides. Les opérations de maintenance de la tête sont réalisées par des séquencements spécifiques d'ouvertures et de fermetures de ces électrovannes commandées par un contrôleur de l'imprimante non représenté sur la figure 2. 20 Ce contrôleur intègre l'ensemble des moyens de commande et de calcul selon l'invention. Les séquencements permettent la mise en oeuvre de fonctions du circuit de fluides décrites ci-après.

On décrit maintenant la manière dont les fonctions de base (alimentation d'encre sous pression à la tête 1, aspiration des fluides en retour de la tête) sont réalisées dans le circuit de fluides selon l'invention.

En ce qui concerne l'alimentation en encre sous pression, l'encre destinée à la tête 1 est puisée dans un réservoir intermédiaire 11. On peut qualifier ici et dans le contexte de l'invention un tel réservoir comme intermédiaire car, il constitue un réservoir de stockage-tampon dans lequel l'encre est stockée dans une partie du circuit de fluides qui est intermédiaire entre les cartouches d'encre 30 et de solvant 40 (cartouches de consommables amovibles) et la tête d'impression 1 proprement dite. Les fluides en retour de la tête sont récupérés par ce même réservoir intermédiaire 11. L'encre contenue dans le réservoir 11 est entretenue avec la qualité requise pour un fonctionnement optimal de l'impression, en particulier ajustée en viscosité, comme décrit par la suite grâce au système selon l'invention. Après être filtrée grossièrement par la grille-filtre 22, l'encre prélevée dans le réservoir intermédiaire 11 arrive en entrée de la pompe à engrenages 20 qui la met sous pression. 21 Cette pompe 20 est entrainée par un moteur commandé en vitesse (puissance) par le contrôleur. La pompe 20 peut être court-circuitée par un by-pass 21 réglable pour ajuster sa plage de fonctionnement (caractéristique pression/débit ou pression/vitesse de rotation). En sortie de la pompe à engrenages 20, la pression moyenne subit une ondulation dont la fréquence est liée à la vitesse de rotation et au nombre de dents des engrenages.

Cette ondulation peut perturber la vitesse des gouttes qui dépend directement de la pression de l'encre et par conséquent perturber aussi l'amplitude de déflexion des gouttes en cours d'impression ce qui dégraderait la qualité du marquage. C'est pourquoi, il est prévu avantageusement en aval de la pompe 20, un dispositif anti-pulse 23. Ce dispositif anti-pulsatoire 23 est de préférence constitué par une enveloppe résiliente déformable contenant un volume de gaz et plongée dans l'encre pressurisée, ce qui permet d'amortir ces ondulations à la sortie de la pompe 20. Les caractéristiques du dispositif antipulsatoire 23 sont déterminées en fonction du point de fonctionnement moyen de la pompe.

Un capteur de pression 24 est prévu en aval du dispositif anti-pulsatoire 23 : ses données servent au contrôleur pour asservir la pression de l'encre à une consigne, généralement lorsque la vitesse de jet d'encre dans la tête n'est pas disponible (par exemple lorsque l'éjection du jet est arrêtée, ou la vitesse de jet n'est pas mesurable). 22 En mode d'asservissement de la vitesse de jet, comme c'est le cas lorsqu'on veut imprimer avec une bonne qualité, le capteur de pression 24 sert d'indicateur pour surveiller le fonctionnement de l'imprimante. En outre, on peut prévoir une technologie de capteur de pression qui permet d'obtenir également la température de l'encre utile pour gérer l'asservissement de la viscosité de l'encre. L'encre est enfin filtrée par le filtre 10 principal 25 en aval du capteur 24 avant d'être envoyée à la tête 1. Le filtre principal 25 possède la finesse de filtration et la capacité permettant de protéger la buse pendant une très longue période avant la nécessité 15 d'une intervention de maintenance sur l'imprimante. En ce qui concerne le retour des fluides non utilisés pour l'impression, ceux-ci sont aspirés au niveau de la tête (récupérés par la gouttière ou en retour de purge) au travers de l'ombilic à l'aide d'un 20 hydro-éjecteur 26. Dans le circuit de fluides selon l'invention, l'hydro-éjecteur ou venturi 26 utilise une partie du débit de la pompe 20, comme énergie motrice pour créer une dépression par effet Venturi. Autrement 25 dit, le débit excédentaire refoulé par la pompe 20 est utilisé, après filtrage par la grille filtre 27, pour amener de l'encre sous pression dans l'hydro-éjecteur 26 qui crée ainsi la dépression nécessaire pour entrainer les fluides en retour de la tête 1 vers le 30 réservoir intermédiaire 11. 23 La grille-filtre 27 a pour fonction de protéger l'injecteur (restriction fine) de l'hydroéjecteur 26. Comme il est connu, l'arrêt et le démarrage du jet sont deux opérations délicates. Leur déroulement doit être optimisé pour assurer des démarrages de jet propres et fiables même après des arrêts longs. Le déroulement général de ces opérations dans le circuit selon l'invention est le suivant . - à l'arrêt du jet, le jet est passé en solvant pour nettoyer le générateur de gouttes 2 et la buse puis on rince les circuits de purge et de gouttière 3 (y compris leurs électrovannes 7 et 8) et pour finir on aspire le solvant du générateur de gouttes 2 et de la gouttière 3 avant de fermer toutes les électrovannes 5, 6, 7, 8 de tête ; - au démarrage du jet, après ouverture de la gouttière 3 on alimente le générateur de gouttes 2 en solvant sous pression puis au cours d'une purge, l'électrovanne 5 est ouverte pendant un certain temps avant fermeture de l'électrovanne 6: le jet passe progressivement du solvant à l'encre sans se déstabiliser. On veille au cours de ces opérations à garantir la stabilité du jet pendant les commutations entre fluides de viscosité différente : l'encre et le solvant sont fournis à la tête avec une pression voisine et avec une bonne stabilité de cette pression pour les deux fluides. 24 On décrit maintenant un mode de réalisation du système de mesure selon l'invention mis en oeuvre dans le circuit de fluides représenté. Le système comprend un unique récipient 10 partiellement cloisonné définissant quatre réservoirs fonctionnels 11, 12, 13, 14 raccordés entre eux et à deux cartouches de consommable de réserve amovibles (cartouche d'encre 30 et cartouche de solvant 40) par des conduits ou passages et quelques composants hydrauliques actifs (commandés par le contrôleur) tels que quatre électrovannes à 3 voies (17, 32, 33, 42), une électrovanne à 2 voies 43 et deux pompes à membranes 31, 41 de faible capacité. La cartouche d'encre 30 et la cartouche de solvant 40 permettent de remplacer les fluides consommés par l'imprimante pendant son fonctionnement. Ces cartouches ne disposent d'aucun moyen propre pour mesurer ou détecter le volume de fluide qu'elles contiennent. Les cartouches se connectent sur des embases raccordées aux électrovannes correspondantes 32, 42. Plus précisément, l'unique récipient 10, dont le fond est plat et horizontal, comprend des cloisons internes présentes sur une partie seulement de sa hauteur, le divisant en quatre réservoirs 11, 12, 13, 14 débouchant sur le haut dans un volume commun. Les quatre réservoirs 11, 12, 13, 14 sont donc équilibrés à une pression gazeuse identique. Le volume commun interne au récipient 10 est en communication avec l'air extérieur au travers d'un évent 111. Grâce à cet évent, on permet à l'air chargé de vapeur de solvant venant du refoulement de 25 l'hydro-éjecteur 26 qui a aspiré les fluides (mélange d'encre et d'air entrant dans la gouttière 3 de la tête d'impression 1), de s'échapper vers l'extérieur. Avant d'atteindre l'air libre, cet air chargé de vapeur de solvant passe dans un condenseur passif 16 constitué d'une cavité munie de chicanes qui multiplie la surface de contact entre l'air chargé et les parois du condenseur. Un tel condenseur 16 permet de condenser, sur ses parois, une partie des vapeurs du solvant qui retourne par gravité dans le réservoir intermédiaire 11. L'air qui s'échappe du condenseur passif 16 peut éventuellement traverser un condenseur actif (non représenté sur la figure) refroidi par cellule Peltier ou autres système connu de l'homme de l'art. Comme expliqué par la suite, selon les fonctions de mesure du système selon l'invention (fonctions de servitude du circuit), chaque réservoir 11, 12, 13, 14 est plus ou moins remplis de fluide. Du fait que les cloisons de séparations ne sont pas réalisées jusqu'en haut du récipient 10, un réservoir plein peut déborder dans le réservoir adjacent. Ainsi, comme expliqué par la suite le réservoir 13 est utilisé comme réservoir à niveau constant par débordement dans le réservoir intermédiaire. Comme expliqué précédemment, le réservoir intermédiaire 11, est celui qui contient l'encre destinée à alimenter sous pression la tête d'impression 1 et à récupérer les fluides issus du retour de celle- ci par la gouttière 3. Ce réservoir 11 est celui qui a la plus grande contenance, typiquement 1300 cm3. 26 Le deuxième réservoir 12 est le réservoir de mesure car c'est dans celui-ci que les mesures proprement dites de niveau d'encre et de solvant sont réalisées grâce à un capteur de niveau continu 15 qui l'équipe. Le troisième réservoir 13 est alimenté, en circuit fermé, avec de l'encre provenant du réservoir intermédiaire 11 pour constituer un réservoir à niveau constant par débordement vers le réservoir intermédiaire 11. Plus exactement, l'encre est pompée grâce à la pompe d'alimentation 20 du réservoir intermédiaire 11 et parvient au réservoir 13 par refoulement à travers la grille-filtre 28 et l'électrovanne 18 en position NC (1-2). Ainsi, rempli à niveau constant, le réservoir 13 fournit de l'encre avec une pression statique constante permettant de réaliser une fonction viscosimètre qui sera décrite plus loin. Le réservoir à niveau constant 13 est en communication hydraulique permanente avec la chambre de mesure 12 à l'aide d'un conduit L3 reliant leur fond, équipé d'une fuite calibrée 17. Le quatrième réservoir 14 constitue un réservoir de solvant servant au rinçage de la tête pendant les opérations de démarrage et d'arrêt du jet.

Ce réservoir 14 permet en outre de prolonger le fonctionnement de l'imprimante lorsque la cartouche de solvant 40 est vide, en fournissant le solvant nécessaire à la correction de viscosité et donne ainsi à l'utilisateur la possibilité de différer le remplacement de la cartouche vide. Ce réservoir 14 peut déborder dans le réservoir de mesure 12. 27 Pour transférer de l'encre ou du solvant au réservoir intermédiaire 11, on prévoit deux sous-ensembles constitués chacun d'une pompe associée à deux électrovannes constituant un sous-ensemble dédié au transfert d'un des fluides. Ainsi pour le transfert de l'encre, un sous-ensemble comprend la pompe 31 associée aux électrovannes 32, 33. Celui-ci permet d'une part, de transférer de l'encre neuve de la cartouche 30 vers le réservoir intermédiaire 11 et d'autre part, de vidanger le réservoir de mesure 12 vers le réservoir intermédiaire 11. Pour le transfert de solvant, un autre sous-ensemble comprend la pompe 41 associée aux électrovannes 42, 43. Celui-ci permet d'une part de transférer des quantités déterminées de solvant vers le réservoir de mesure 12, soit à partir de la cartouche de solvant 40 vers le réservoir de solvant 14 qui débordera vers le réservoir 12, soit à partir du réservoir de solvant 14 vers le réservoir de mesure 12 et d'autre part, de mettre en pression du solvant, provenant du réservoir de solvant 14, pour le rinçage de la tête au cours des arrêts et démarrages du jet. Ainsi, à l'exception de l'alimentation en solvant (ligne hydraulique L4) venant de la pompe de transfert du solvant 41, les lignes hydrauliques L1, L2, L10, L3 raccordées au récipient 10 le sont uniquement au niveau de son fond plat et horizontal, qui est celui des quatre réservoirs 11, 12, 13 et 14, ce qui autorise des communications de fluide par vase communicant utilisées comme expliqué par la suite. 28 Comme indiqué ci-dessus, le capteur 15 est un capteur de niveau continu : il est donc capable de mesurer n'importe quel niveau du fluide présent dans le réservoir de mesure 12. Ainsi, le système peut, en réalisant des mesures de niveau cycliquement, connaître et exploiter l'évolution du niveau dans le temps. Tel que représenté, le capteur de niveau continu 15 est constitué par un capteur de pression 151 connecté de manière étanche à une extrémité d'un tube 150, l'autre extrémité du tube étant ouvert. Le tube 150 est agencé verticalement dans le réservoir de mesure 12 de manière à ce que l'ouverture du tube débouche à proximité du fond. Il existe, bien sur d'autres dispositifs connus de l'homme de l'art permettant de mesurer un niveau continu comme les capteurs à ultrason, capacitifs ou autre. Il faut veiller cependant à ce que le dispositif utilisé soit antidéflagrant compte tenu de la nature inflammable des fluides utilisés (encre, solvant). Le capteur de pression 151 mesure la pression statique de la colonne de fluide présente dans le réservoir de mesure 12. La pression du gaz au dessus des surfaces de liquide dans le récipient 10 est pour cela identique à la pression de l'air extérieur où se trouve le capteur 151, qui fonctionne en tant que capteur de pression relatif avec référence de pression extérieure. A partir de la connaissance de la densité du fluide, le contrôleur en déduit la hauteur de la colonne donc le niveau du fluide. Périodiquement, le capteur 151 est calibré: l'offset du capteur, qui détermine le niveau zéro, est mesuré après vidange complète du réservoir de mesure 29 12, c'est-à-dire après vidange jusqu'en dessous du niveau de l'ouverture du tube 150. La vidange complète du réservoir de mesure 12 est réalisée de la manière suivante : * l'électrovanne 32 est commutée en position NO (2-3), ce qui met en communication le fond du réservoir de mesure 12 avec l'entrée de la pompe de transfert de l'encre 31 (ligne hydraulique L10) ; * l'électrovanne 33 est commutée en position NO (2-3), ce qui met en communication la sortie de la pompe de transfert d'encre 31 avec le fond du réservoir intermédiaire 11 (partie de droite de la ligne L1) ; * la pompe de transfert d'encre 31 est activée et une mesure cyclique du niveau est faite jusqu'à atteindre le niveau bas du réservoir de mesure 12. Les fonctions de servitude du circuit de fluides ou autrement dit, les fonctions du système de mesure selon l'invention sont réalisées, à souhait, par le contrôleur de l'imprimante. Pour les fonctions de mesure de la quantité d'encre et de viscosité, le débit de la pompe de transfert en encre 31 est sensiblement plus important que l'écoulement de l'encre venant du réservoir à niveau constant 13 vers le réservoir de mesure 12 au travers de la ligne L3. Mesure de la quantité d'encre restant dans le récipient et test de niveaux critiques : Après calibration du capteur de niveau continu 15 (comme décrit précédemment), le réservoir de 30 mesure 12 et le réservoir intermédiaire 11 sont mis en communication hydraulique par leur fond en commutant l'électrovanne 33 en position NC (1-2). L'encre prélevée en sortie de la pompe de mise sous pression de l'encre 20 est dirigée vers le réservoir intermédiaire (électrovanne 18 en position NO (2-3)). Comme le réservoir à niveau constant 13 est en communication permanente avec le réservoir de mesure 12, au travers de la fuite calibrée 17 par la ligne L3, les niveaux des volumes considérés dans les réservoirs 11, 12, 13 tendent, après équilibre, vers une valeur unique (hauteur H illustrée en figure 2) qui est mesurée par le capteur 15. Connaissant la surface des sections des trois réservoirs 11, 12, 13, le contrôleur en déduit le volume exact d'encre disponible; il s'agit d'encre prête pour l'impression c'est-à-dire de qualité (viscosité) adéquate. La comparaison de ce niveau avec des seuils prédéterminés permet en outre au contrôleur de gérer des niveaux critiques : * dépassement d'un niveau présentant un risque de débordement du récipient 10 ; * passage en dessous d'un niveau autorisant le réapprovisionnement en encre, par transfert de l'encre neuve contenue dans la cartouche d'encre 30, sans risque de débordement du réservoir intermédiaire 11 ; * passage en dessous d'un niveau bas qui nécessite l'arrêt de la consommation d'encre (impression) pour éviter l'ingestion d'air par la tête au travers du circuit pression encre. 31 Mesure de viscosité de l'encre destinée à alimenter sous pression la tête 1 La fonction est réalisée à partir de la mesure du temps nécessaire pour qu'un volume donné d'encre venant du réservoir à niveau constant 13 (charge constante) s'écoule au travers de la fuite calibrée 17. Ce temps mesuré est relié à la viscosité de l'encre à l'aide de courbes caractéristiques préalablement établies pour chaque type d'encre et sur toute la plage de température d'utilisation. Le contrôleur commande tout d'abord la mise en position de l'électrovanne 18 en position NC (2-1), afin que le réservoir à niveau constant 13, soit alimenté en permanence avec de l'encre prélevée en sortie de la pompe de mise sous pression de l'encre 20. Après vidange du réservoir de mesure 12 et isolation de celui-ci par rapport au réservoir intermédiaire 11 (arrêt de la pompe 31, électrovanne 33 en position NO (2-3)), le réservoir de mesure 12 se remplit par l'écoulement à travers la ligne L3 équipée de la fuite calibrée 17. Le temps est mesuré entre les passages du niveau dans le réservoir de mesure par deux valeurs déterminant un volume donné. Contrôle du rajout de solvant pour l'ajustement de viscosité. Connaissant le volume exact et la viscosité de l'encre contenue dans le récipient 10, mesurés à l'aide des fonctions décrites ci-dessus, le contrôleur peut calculer précisément, en cas de viscosité trop basse, la quantité de solvant à rajouter pour retrouver 32 la viscosité nominale, à partir des caractéristiques reliant le taux de dilution de l'encre et sa viscosité. Ces caractéristiques sont préalablement déterminées pour chaque type d'encre et mémorisées dans le contrôleur de l'imprimante. La quantité de solvant à rajouter est convertie en différence de niveaux dans le réservoir de mesure 12. En fonction de l'état de remplissage de la cartouche de solvant 40 (non vide ou vide), on peut amener du solvant servant à corriger la viscosité soit depuis la cartouche de solvant 40, soit du réservoir de solvant 14: *si la cartouche de solvant 40 n'est pas vide : la cartouche est connectée à l'entrée de la pompe de transfert de solvant 41 (électrovanne 42 en position NC (2-1)) et l'électrovanne 43 est fermée. Lorsque la pompe 41 est mise en marche, elle débite dans le réservoir de solvant 14. Une fois celui-ci rempli, il déborde dans réservoir de mesure 12 dont on s'assure préalablement que le niveau mesuré n'est pas nul. * si la cartouche de solvant 40 est vide ou absente, le réservoir de solvant 14 est connecté à l'entrée de la pompe de transfert de solvant 41 (électrovanne 42 en position NO (2-3)) et l'électrovanne 43 est ouverte. Lorsque la pompe de transfert en solvant 41 est mise en marche, elle débite en partie dans le réservoir de solvant 14 et en partie dans le réservoir de mesure 12 (électrovanne 43 ouverte). 33 Quel que soit le cas, le contrôleur commence alors la mesure cyclique du niveau de solvant ajouté jusqu'à l'obtention du niveau souhaité de solvant. Le niveau est corrigé en déduisant la quantité d'encre amenée en permanence du réservoir à niveau constant 13. Le réservoir de mesure 12 est ensuite vidangé dans le réservoir intermédiaire 11. Un brassage de l'encre par recyclage d'encre au travers de l'électrovanne 18 en position NO (2-3) permet l'homogénéisation de la viscosité. Plus exactement, l'électrovanne 18 est en position NO (2-3), la pompe 20 est en marche, l'encre venant du réservoir intermédiaire 11 est prélevée par la pompe 20 de mise sous pression de l'encre et redirigée vers ce même réservoir intermédiaire 11 pour contribuer à l'homogénéisation de l'encre par brassage. Test de la présence d'une cartouche d'encre 30 neuve non vide : Ce test est réalisé en trois étapes : 1/ le contrôleur lance une première mesure de volume d'encre dans les réservoirs 11, 12 et 13, comme décrit plus haut, 2/ une petite quantité d'encre est prélevée dans la cartouche 30 grâce à la pompe de transfert en encre 31 (électrovanne 32 en position NC (2-1)) et est dirigée vers le réservoir intermédiaire 11 (électrovanne 33 commutée en position NO (2-3), ce qui coupe la ligne hydraulique L1 entre le réservoir de mesure 12 et le réservoir intermédiaire 11), 34 3/ l'électrovanne 33 est à nouveau commutée en position NC (2-1) pour équilibrer les trois réservoirs, et une deuxième mesure du volume d'encre dans ceux-ci est effectuée comme décrit ci-dessus.

La comparaison avec la première mesure permet alors de constater s'il y a une différence de volume d'encre. Ainsi, si cette différence existe, le transfert d'encre a bien été effectif et ceci confirme la présence d'une cartouche d'encre 30 non vide connectée au circuit de fluide. Dans le cas où aucune différence n'est constatée, la cartouche d'encre 30 est vide ou absente. Contrôle du transfert d'encre entre cartouche et réservoir intermédiaire: Lorsque le niveau dans le récipient 10 le permet et qu'une cartouche d'encre neuve est présente (sa contenance maximale est supposée connue), le contrôleur peut décider de transférer le contenu de la cartouche d'encre dans le réservoir. Le transfert se fait en plusieurs fois avec contrôle du niveau dans le réservoir à chaque transfert afin d'éviter le débordement du réservoir principal 10. Les étapes 2 et 3 de la fonction précédente sont enchainées plusieurs fois avec, dans l'étape 2, une quantité d'encre plus conséquent pour limiter le nombre de transferts. Le processus se poursuit jusqu'à ce que le niveau du réservoir n'évolue plus : la cartouche est alors complètement transférée ou jusqu'à ce que le niveau dépasse une valeur de sécurité : la contenance de la cartouche n'est pas celle attendue. 35 Test de la vidange complète de la cartouche de solvant 40 : Ce test est réalisé au moment d'un ajout de solvant destiné à corriger la viscosité de l'encre.

Comme mentionné plus haut, un ajout de solvant à partir de la cartouche 40 conduit à remplir le réservoir de solvant 14 jusqu'à son débordement dans le réservoir de mesure 12 dans laquelle la variation de niveau est mesurée. Si cette variation n'est pas constatée, c'est que la cartouche de solvant 40 est vide. Un changement de cartouche de solvant rétablit la situation automatiquement dés qu'un ajout de solvant est demandé à partir de la cartouche neuve.

Mise en pression du solvant pour le rinçage de tête au moment des arrêts et démarrage du jet : Comme mentionné ci-dessus, le besoin d'alimentation en solvant sous pression de la tête n'a lieu que pendant les arrêts et démarrages du jet, typiquement qu'une à deux fois par jour. La pompe à membrane 41 est utilisée pour pressuriser du solvant uniquement au moment de ces arrêts/démarrages du jet. Pour cette opération, le solvant est toujours prélevé dans le réservoir de solvant 14 (électrovanne 42 en position NO (2-3)), qui est rempli à nouveau au prochain ajout de solvant destiné à corriger la viscosité.30 36 Les performances de la pompe 41 choisie sont telles que : • elle fournit une pression du même ordre que celle que doit posséder l'encre au niveau de la tête pour imprimer (environ 2 à 3 bars) ; • elle délivre un débit nécessaire pour recycler le solvant dans le réservoir de solvant 14 au travers de la fuite 45 ; • elle délivre un débit suffisant pour émettre un jet au travers de la buse du générateur 2. Par contre, comme connu de la part des inventeurs, ce type de pompe à membrane génère des ondulations de pression très importantes, typiquement de l'ordre de 1 bar. Les inventeurs ont ainsi estimé que, sans dispositif particulier, ces variations de pression provoqueraient des instabilités de jet préjudiciables. Aussi, les inventeurs ont défini un dispositif amortisseur simple mis en oeuvre de la manière suivante.

Préalablement à la mise en pression du solvant et hors opération de transfert de solvant, l'électrovanne 43 est ouverte suffisamment longtemps pour que la cavité 46 se vide par gravité vers le réservoir de solvant 14 au travers de la fuite calibrée 45. Une fois l'électrovanne 43 refermée, la bulle d'air de la cavité 46 reste dans le circuit solvant en aval de la pompe de transfert en solvant 41. Lorsque la pompe 41 est mise en marche, dans un premier temps on ne réalise pas d'ouverture de l'électrovanne solvant-tête 6 : les ondulations de 37 pression excessives générées par la pompe à membrane 41 sont amorties par le dispositif amortisseur constitué par la bulle d'air associée avec la fuite 45. Lorsque la pression s'est stabilisée après un certain temps, le solvant sous pression peut être utilisé lors des séquencements d'arrêt/démarrages. En effet, les performances sont suffisantes pour obtenir un jet de solvant directif et stable à l'ouverture de l'électrovanne solvant-tête 6.

Grâce au système décrit, il est possible à l'aide du contrôleur 200 de : - déterminer le volume précis d'encre disponible VE(t), en temps réel, dans l'imprimante en tenant compte de l'encre présente dans le réservoir principal et de l'encre neuve de la cartouche externe 30. Comme mentionné précédemment, la gestion de l'encre réalisée par le contrôleur, fait que la cartouche externe 30 est transférée entièrement dans le réservoir intermédiaire 11 dés que le volume disponible dans celui-ci est au moins égal au volume standard d'une cartouche 30. Dans le cas où une cartouche en partie vidée est utilisée, le volume total d'encre calculé peut être erroné mais la situation se rétablit dés que la cartouche est transférée par une mesure précise de l'encre présente dans le réservoir. Ceci se fait sans risque de rupture d'approvisionnement de la tête en encre car le transfert est déclenché alors qu'il reste au moins un minima d'encre disponible, typiquement 150cc. - déterminer le volume moyen exact d'une goutte d'encre imprimée pour corriger le volume 38 théorique de la goutte évalué avec le dimensionnement thèorique nominal du jet (diamètre de buse, vitesse du jet et fréquence gouttes) en mesurant le volume d'encre consommé sur une période contrôlée de l'impression d'un message dont le nombre de gouttes est connu, ceci préalablement à la production. - déterminer le volume moyen de solvant CSm(t) consommé sur une période T de temps glissant pour ajuster la qualité de l'encre, ceci en présence ou non de cartouche de solvant 40 ; - déterminer le volume de solvant disponible VS(t), en temps réel, dans le réservoir de solvant interne 14. Ce volume est maximum tant que la cartouche externe de solvant 30 n'est pas vide. Dans le cas contraire, sa valeur est calculée en déduisant les volumes précisément mesurés de solvant utilisés pour corriger la qualité de l'encre et les volumes connus de solvant utilisés pour le nettoyage de la tête. Ces derniers sont en général inexistants pendant une session de production.

Le contrôleur 200 est constitué d'une carte électronique (matériel) et d'un logiciel embarqué. La carte électronique rassemble des interfaces électroniques permettant, en particulier d'activer les actionneurs de la tête et du circuit d'encre 100 à partir des commandes du logiciel et de fournir à ce dernier, des données utilisables en provenance des capteurs ou détecteurs. La carte électronique comprend également un micro-processeur associé à des périphériques habituels (ram, prom, E/S..) permettant la mise en oeuvre du logiciel embarqué. Celui-ci réalise, en particulier les divers traitements et 39 séquencements qui ont été explicités dans ce qui précède. Le contrôleur 200 est adapté pour calculer la consommation moyenne d'encre utilisée pour imprimer, sur une période T fixe. Pour ce faire, le contrôleur comprend un compteur électronique permettant de compter les gouttes réellement défléchies pour l'impression durant la période T et connaissant le volume d'une goutte, le contrôleur peut alors calculer la consommation moyenne correspondante. La fréquence de formation des gouttes, qui peut être temporairement égale à la fréquence des gouttes imprimées, est trop élevée (de l'ordre de 100kHz) pour être traitée de manière logicielle sans surdimensionner de manière couteuse le processeur. Le contrôleur est donc pourvu d'un compteur alimenté par les signaux provenant de l'amplificateur de charge pilotant l'électrode de charge 7 de la tête. Lorsque la tension de charge est supérieure à une valeur en dessous de laquelle la déflexion ne permet pas aux gouttes de sortir de la gouttière 3, un signal est envoyé au compteur pour incrémenter sa valeur. Le compteur a une capacité limitée : aussi il est prévu de préférence de consulter sa valeur et la réinitialiser à période fixe par le processeur de la carte avec une cadence faible. Pour obtenir un comptage de gouttes défléchies pendant des périodes T très longues le processeur accumule les valeurs successives du compteur.

Avantageusement, le contrôleur utilise également le compteur pour détecter des arrêts 40 d'impression anormalement longs induits, par exemple par des arrêts de chaine de production, afin de ne pas en tenir compte dans la moyenne de consommation d'encre et de garder une valeur cohérente lorsque la production repart. Avec les différentes données disponibles, le contrôleur peut calculer l'autonomie en encre. L'organigramme de la figure 3 explicite le déroulement des opérations. Les durées des périodes utilisées dans l'organigramme sont indicatives et peuvent être adaptées sans sortir du cadre de l'invention. Après un comptage matériel de gouttes déviées sur une période de 500ms en étape 1, on accumule en étape 2 un nombre de gouttes imprimées sur une période T de 10s. Si cette valeur est inférieure ou égal à un seuil N pouvant être nul, on considère en étape 3 que l'impression est arrêtée et la consommation moyenne précédemment calculée est conservée. Au contraire, si la valeur est supérieure à la limite la consommation moyenne glissante CEm sur une heure est mise à jour en étape 4 en tenant compte du volume des gouttes. Connaissant le volume d'encre VE disponible dans l'imprimante à cet instant, on calcul en étape 5 l'autonomie en encre : AE = VE / CEm. D'autre part, le contrôleur est capable de calculer l'autonomie en solvant AS avec le volume minimum garanti de solvant disponible dans l'imprimante VS à cet instant et la consommation moyenne de solvant CSm calculée en continu sur une période : AS = VS / CSm. 41 On a représenté en figure 4 une reproduction d'un écran LCD (en anglais « Liquid Crystal Display ») en tant que compsant de l'interface opérateur selon l'invention .

L'écran LCD est de préférence muni d'une surface tactile permettant à l'opérateur d'interagir avec l'imprimante par sélection manuelle d'objets graphiques apparaissant sur l'écran associés à des commandes ou par glissé-déposé d'éléments graphiques pour les positionner dans un contexte graphique donné dans le but d'éditer des messages à imprimer ou d'assigner un paramètre à une commande par exemple. L'écran selon l'invention 301 est constitué de plusieurs fenêtres donnant de manière synthétique les informations principales utiles pour l'opérateur concernant l'impression dans la session de production en cours. Ainsi, il comprend : - un bandeau supérieur d'information 302 avec l'heure et la date affichés sur des fonds colorés différents suivant le type d'information. Des commentaires en blanc, des warning en orange ou des défauts en rouge peuvent aussi apparaître ; - un bandeau inférieur 303 contenant les boutons donnant accès aux écrans de configuration et un 25 bouton marche/arrêt de l'imprimante ; - la majeure partie de l'écran est constituée d'une zone 304 en forme d'onglet dont le fond est vert en cours d'impression et gris lorsque l'impression est arrêtée (visible de loin). Dans cet 30 onglet, on trouve les éléments principaux concernant l'impression en cours . 42 * le statut d'impression 305 avec un logo animé, en cours d'impression, à la fréquence des messages, * le nom du message 306 sélectionné pour l'impression, * un aperçu 307 du message avec le facteur d'agrandissement 308 indiqué, * un espace 309 configurable par l'utilisateur donnant des informations en temps réel sur la production en cours. Par exemple, un compteur de produits imprimés, la cadence ..., * un bouton marche/arrêt 310 de l'impression, * une fenêtre 311 synthétisant en temps réel les informations concernant les consommables où on trouve pour l'encre et le solvant, la référence commerciale, un bar-graphe indiquant le niveau de fluide de consommables disponible dans l'imprimante et l'autonomie en heures d'utilisation (impression pour l'encre, imprimante avec jet en marche pour le solvant) à partir des valeurs de l'autonomie en encre et en solvant obtenues comme décrit précédemment. Cette fenêtre pourrait afficher l'autonomie en encre en nombre de produits imprimés.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Système de détermination de l'autonomie en fluides consommables d'une imprimante à jet d'encre continu munie d'une tête d'impression (1) comprenant : - un système de mesure de la quantité d'encre comprenant : • une cartouche d'encre amovible (30) ; • un premier réservoir (11, 13), de section S1 connue sur toute sa hauteur et adapté pour être rempli en encre et alimenter la tête d'impression par cette encre sous pression et respectivement récupérer les fluides issus de la tête et non utilisés pour l'impression ; • un deuxième réservoir (12), de section S2 connue sur toute sa hauteur et dont le bas est relié hydrauliquement avec le bas du premier réservoir par une première ligne hydraulique (L1) comprenant une première vanne (33) à fermeture complète, le deuxième réservoir comprenant un capteur de niveau continu (15) adapté pour détecter en continu la hauteur d'un liquide sur toute la hauteur du réservoir de mesure, l'intérieur du premier et deuxième réservoirs étant à la même pression gazeuse, • des moyens (L1, 32, 31, 33, L10) pour établir une communication hydraulique forcée en encre respectivement de la cartouche d'encre (30) amovible et du deuxième réservoir vers le premier réservoir afin de vidanger complètement le deuxième réservoir et la cartouche d'encre ; 44 • des moyens de commande adaptés pour réaliser l'ouverture de la première vanne (33), une fois la vidange complète dans le deuxième réservoir effectuée, pour établir un remplissage de hauteur identique H par vase communicant entre le premier et le deuxième réservoir ; • des moyens de calcul adaptés pour déterminer le volume total d'encre (VE) contenu dans le premier réservoir et dans le deuxième réservoir à partir de la détection de la hauteur identique par le capteur de niveau continu et des sections S1 et S2 ; - un système de détermination de la consommation moyenne d'encre comprenant : • des moyens de détermination du volume d'une goutte issue d'un jet émis par la tête ; • un compteur électronique relié à l'électrode de charge de la tête pour compter par comparaison avec la tension de charge appliquée à l'électrode de charge le nombre de gouttes défléchies par les électrodes de déflexion de la tête ; • des moyens numériques pour accumuler les valeurs comptées par le compteur sur une période de temps T ; • des moyens de calcul pour déterminer la consommation moyenne en encre (Cme) par multiplication du nombre de gouttes comptées sur la période de temps T et du volume d'une goutte ; - des moyens de calcul pour déterminer l'autonomie en encre (AE) par division du volume d'encre avec la consommation moyenne d'encre. 45
2. 2. Système de détermination de l'autonomie en fluides consommables selon la revendication 1, dans lequel le système de mesure comprend : - un troisième réservoir (13), de section S3 connue sur toute sa hauteur, le troisième réservoir étant relié au premier réservoir (11) par une deuxième ligne hydraulique (L2) permettant d'établir une communication hydraulique forcée du premier vers le troisième réservoir et comprenant une deuxième vanne (18) à fermeture complète, le bas du troisième réservoir étant en communication hydraulique permanente avec le bas du deuxième réservoir par une troisième ligne hydraulique (L3) comprenant une fuite calibrée (17), le troisième réservoir étant en outre agencé pour pouvoir déborder sur le premier réservoir (11) ; - des moyens (L2, 18, 20) pour établir une communication hydraulique forcée du premier vers le troisième réservoir ; et dans lequel les moyens de commande sont adaptés pour réaliser successivement l'ouverture de la deuxième vanne (18) pendant une communication hydraulique forcée du premier vers le troisième réservoir jusqu'à établir un niveau constant dans ce dernier par débordement dans le premier réservoir et la fermeture complète de la deuxième vanne (18), une fois la vidange complète dans le deuxième réservoir effectuée et le niveau constant établi dans le troisième réservoir, afin d'établir d'une part un remplissage de hauteur identique par vase communicant entre le premier, deuxième et troisième réservoirs, et 46 d'autre part, un écoulement d'encre à pression constante à travers la fuite calibrée (17), et dans lequel les moyens de calcul du système de mesure sont adaptés d'une part pour déterminer le volume d'encre contenu dans les trois réservoirs (11, 12, 13) à partir de la détection de la hauteur identique H par le capteur de niveau continu et des sections S1, S2 et S3 et d'autre part la viscosité p, à partir de l'évolution, en fonction du temps, du niveau mesuré par le capteur de niveau continu lorsque l'encre à pression constante s'écoule à travers la fuite calibrée, le système de mesure constituant ainsi également un viscosimètre de l'encre pour l'impression.
3. 3. Système de détermination de l'autonomie en fluides consommables selon la revendication 2, dans lequel le système de mesure comprend en outre : - un quatrième réservoir (14,40), de section connue S4 sur sa hauteur adapté pour être rempli de solvant, - des moyens (L4, 42, 41) pour établir une communication hydraulique forcée du quatrième réservoir (14) vers le deuxième réservoir (12) afin d'amener du solvant dans celui-ci, dans lequel les moyens de calcul du système de mesure sont en outre adaptés pour déterminer la hauteur h' de solvant à amener dans le deuxième réservoir à partir de la connaissance d'une viscosité calculée ü de l'encre, dans lequel les moyens de commande du système de mesure sont adaptés pour interrompre l'amenée du solvant dans le deuxième 47 réservoir par communication hydraulique forcée, une fois la hauteur h' détectée par le capteur de niveau continu (15), le système de détermination comprenant en outre : - des moyens de calcul pour déterminer la consommation moyenne en solvant (Cms) par accumulation, pendant une période de temps T', des volumes de solvant pour corriger la viscosité de l'encre obtenus par multiplication de la hauteur h' du solvant amenée sur la section S2 du deuxième réservoir et par division de ces volumes de solvant accumulés pendant la période T', - des moyens de calcul pour déterminer l'autonomie en solvant (AS) par division du volume de solvant (Vs) contenu dans le quatrième réservoir avec la consommation moyenne en solvant (Cms).
4. 4. Système de détermination de l'autonomie en fluides consommables selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de commande, de calcul, le compteur et les moyens d'accumulation du compteur sont intégrés dans un même contrôleur (200).
5. 5. Imprimante à jet d'encre continu mettant en oeuvre un système de détermination de l'autonomie en fluides consommables selon la revendication 3, comprenant une interface utilisateur adaptée pour afficher visuellement à la fois l'autonomie en encre (AE) et en solvant (AS) en nombre d'heures d'impression ou en nombre de produits à imprimer restant pour des conditions d'impression données.