FR3027669A1 - Dispositif de mesure de niveau dans un reservoir - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de mesure continu de niveau dans un réservoir (10) d'une imprimante à jet d'encre continu (CIJ), comportant : - des premiers moyens (24, 26) pour mesurer l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir ; - des deuxièmes moyens (16, 18) pour mesurer l'impédance d'une deuxième hauteur, quelconque, du même liquide dans ledit réservoir ; - des moyens pour comparer les 2 impédances mesurées et pour calculer ladite deuxième hauteur.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE NIVEAU DANS UN RESERVOIR DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR L'invention concerne le domaine des imprimantes à jet d'encre continu (CU). Elle concerne également un dispositif et un procédé pour mesurer un niveau de liquide conducteur, notamment de l'encre dans un réservoir d'une telle imprimante. Les imprimantes à jet d'encre continu (CIJ) sont bien connues dans le domaine du codage et du marquage industriel de produits divers, par exemple pour marquer des codes barre, la date de péremption sur des produits alimentaires, ou encore des références ou des repères de distance sur les câbles ou les tuyaux directement sur la chaine de production et à grande cadence. Ce type d'imprimante se trouve également dans certains domaines de la décoration où les possibilités d'impression graphique de la technologie sont exploitées. Ces imprimantes possèdent plusieurs sous-ensembles type comme le montre la figure 1. Tout d'abord, une tête d'impression 1, généralement déportée par rapport au corps de l'imprimante 3, est reliée à celui-ci par un ombilic 2 souple rassemblant les liaisons hydrauliques et électriques nécessaires au fonctionnement de la tête en lui donnant une souplesse qui facilite l'intégration sur la ligne de production. Le corps de l'imprimante 3 (encore appelé pupitre ou cabinet) contient habituellement trois sous-ensembles : - un circuit d'encre dans la partie basse du pupitre (zone 4'), qui permet d'une part, de fournir de l'encre à la tête, à une pression stable et d'une qualité adéquate, et d'autre part de prendre en charge l'encre des jets, non utilisée pour l'impression, - un contrôleur situé dans le haut du pupitre (zone 5'), capable de gérer les séquencements d'actions et de réaliser les traitements permettant l'activation des différentes fonctions du circuit d'encre et de la tête, - une interface 6 qui donne à l'opérateur le moyen de mettre l'imprimante en oeuvre et d'être informé sur son fonctionnement. Autrement dit, le cabinet comporte 2 sous-ensembles : en partie haute, l'électronique, l'alimentation électrique et l'interface opérateur, et en partie basse un circuit d'encre fournissant l'encre, de qualité nominale, sous pression à la tête et la dépression de récupération de l'encre non utilisée par la tête.
La figure 2 représente schématiquement une tête 1 d'impression d'une imprimante CIJ. Elle comporte un générateur de gouttes 60 alimenté en encre électriquement conductrice, mise sous pression par le circuit d'encre. Ce générateur est capable d'émettre au moins un jet continu au travers d'un orifice de petite dimension appelé buse. Le jet est transformé en une succession régulière de gouttes de taille identique sous l'action d'un système de stimulation périodique (non représenté) situé en amont de la sortie de la buse. Lorsque les gouttes 7 ne sont pas destinées à l'impression, elles se dirigent vers une gouttière 62 qui les récupère afin de recycler l'encre non utilisée et de les renvoyer dans le circuit d'encre. Des dispositifs 61 placés le long du jet (électrodes de charges et de déflexion) permettent, sur commande, de charger électriquement les gouttes et de les défléchir dans un champ électrique Ed. Celles-ci sont alors déviées de leur trajectoire naturelle d'éjection du générateur de gouttes. Les gouttes 9 destinées à l'impression échappent à la gouttière et vont se déposer sur le support à imprimer 8. Cette description peut s'appliquer aux imprimantes jets continus (CIJ) dites binaires ou jet continu multi-défléchi. Les imprimantes CIJ binaires sont équipées d'une tête dont le générateur de gouttes possède une multitude de jets, chaque goutte d'un jet ne peut être orientée que vers 2 trajectoires : impression ou récupération. Dans les imprimantes à jet continu multi-défléchi, chaque goutte d'un jet unique (ou de quelques jets espacés) peut être défléchie sur diverses trajectoires correspondant à des commandes de charge différentes d'une goutte à l'autre, réalisant ainsi un balayage de la zone à imprimer suivant une direction qui est la direction de déflexion, l'autre direction de balayage de la zone à imprimer est couverte par déplacement relatif de la tête d'impression et du support à imprimer 8. Généralement les éléments sont agencés de telle sorte que ces 2 directions soient sensiblement perpendiculaires.
Un circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre continu permet, d'une part, de fournir de l'encre sous pression régulée, et éventuellement du solvant, au générateur de gouttes de la tête 1 et, d'autre part, de créer une dépression pour récupérer les fluides non-utilisés pour l'impression et qui reviennent ensuite de la tête. Il permet également la gestion des consommables (distribution d'encre et de solvant à partir d'une réserve) et le contrôle et le maintien de la qualité de l'encre (viscosité/concentration). Enfin, d'autres fonctions sont liées au confort de l'utilisateur et à la prise en charge automatique de certaines opérations de maintenance afin de garantir un fonctionnement constant quelles que soient les conditions d'utilisation. Parmi ces fonctions on trouve le rinçage en solvant de la tête (générateur de gouttes, buse, gouttière), l'aide à la maintenance préventive, par exemple le remplacement de composants à durée de vie limité, notamment les filtres, et/ou les pompes. Ces différentes fonctions ont des finalités et des exigences techniques très différentes. Elles sont activées et séquencées par le contrôleur de l'imprimante qui sera d'autant plus complexe que le nombre et la sophistication des fonctions seront grands. D'une manière générale, le circuit d'encre des imprimantes à jet d'encre connues et capables de projeter des encres reste un élément coûteux, du fait des nombreux composants hydrauliques à mettre en oeuvre.
Il se pose donc le problème de réaliser tout ou partie des fonctions d'un circuit d'encre, dans une imprimante de type CIJ, à moindre coût et avec un nombre de composants réduit, tout en garantissant un minimum de fiabilité, ou, en tout cas, une fiabilité attendue par les utilisateurs, en particulier liée à l'homogénéité des encres tout au long de la consommation. On cherche donc à mettre en oeuvre les composants les plus simples possibles, notamment pour des fonctions telles que la mesure de niveau dans les réservoirs, le contrôle et le maintien de la qualité de l'encre. Cette dernière peut être définie en termes de viscosité et/ou de concentration de l'encre. En ce qui concerne les capteurs de niveaux, on connait des capteurs qui mesurent un ou plusieurs niveaux, mais de manière discrète. Ce type de capteur peut opérer sur la base d'une mesure capacitive, ou optique, ou avec des flotteurs qui se déclenchent sur un seuil. Ce type de dispositif ne permet d'indiquer qu'un seul ou plusieurs niveaux discrets : plein, vide, bas, intermédiaire. Par exemple, un capteur connu met en oeuvre des cannes de niveau qui indiquent la présence ou l'absence de courant entre les cannes, ce courant étant lié au niveau de l'encre. Puisque l'on ne cherche pas à mesurer la valeur de ce courant, elles sont indépendantes de la conductivité. Le document EP 0784784 décrit un tel capteur discret. Le document WO 2011/076810 décrit un capteur continu, mais qui est complexe et coûteux.
Un système permettant une mesure continue a une dépendance liée au milieu de mesure. Il faut donc soit asservir ce milieu, soit mesurer les variations pour apporter les corrections nécessaires. Le signal produit par un capteur résistif va dépendre de la conductivité de l'encre, celui d'un capteur capacitif dépend de la capacité ; un capteur de pression peut être sensible à la masse volumique et à la pression atmosphérique. Pour un capteur acoustique, le niveau de signal va dépendre de la vitesse de propagation dans le milieu mesuré. Il se pose donc le problème de trouver un nouveau capteur, de type continu, dont les données de mesure qu'il fournit sont indépendantes du milieu de mesure et notamment indépendantes de la conductivité du liquide dont on mesure le niveau. De préférence, un tel capteur est aisé à mettre en oeuvre, et de faible coût.30 EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne d'abord un dispositif de mesure continu de niveau dans un réservoir d'une imprimante à jet d'encre continu (CU), comportant : - des premiers moyens pour mesurer l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir ; - des deuxièmes moyens pour mesurer l'impédance d'une deuxième hauteur, quelconque, du même liquide dans ledit réservoir ; - des moyens pour réaliser une comparaison des 2 impédances mesurées et pour calculer ladite deuxième hauteur à l'aide de ladite comparaison.
Un dispositif selon l'invention permet une mesure continue et linéaire, indépendante de la conductivité du liquide. Ceci permet d'éviter une calibration spécifique pour chaque liquide, ou chaque encre, ou même pour chaque imprimante. Des moyens, par exemple de type moyens de multiplexage, peuvent être prévus pour permettre alternativement des mesures à l'aide des premiers moyens et des deuxièmes moyens. Selon une réalisation, les premiers moyens pour mesurer l'impédance d'une première hauteur de liquide prédéterminée, dans ledit réservoir, comportent deux cannes de mesure, destinées à être montées parallèles dans le réservoir, chacune comportant une extrémité de mesure en un matériau conducteur, pour mesurer une impédance qui correspond à la première hauteur de liquide, prédéterminée, et qui reste constante pour toute deuxième hauteur, supérieure à la première hauteur. Les deuxièmes moyens pour mesurer l'impédance d'une deuxième hauteur de liquide, quelconque, dans ledit réservoir, peuvent comporter deux cannes de mesure, chacune également en matériau conducteur, destinées à être montées en parallèle dans le réservoir, pour mesurer une impédance qui correspond à une deuxième hauteur de liquide. De préférence, l'extrémité destinée à être immergée de chacune des cannes de mesure : - est décalée par rapport à l'extrémité des 1ers moyens d'une valeur supérieure ou égale à la 1 hauteur prédéterminée - ou est recouverte d'un revêtement isolant ou d'un manchon isolant, sur une longueur supérieure ou égale à ladite première hauteur. Des moyens d'alimentation des cannes de mesure des premiers moyens de mesure d'impédance et/ou des cannes de mesure des deuxièmes moyens de mesure d'impédance peuvent être prévus, pour fournir un signal électrique alternatif de moyenne nulle. De préférence, des moyens d'alimentation fournissent un courant, dont la fréquence est comprise entre 1 kHz et 1 MHz. Une extrémité de chacune des cannes de mesure peut être libre. Elle est donc, lors de la mesure, destinée à être en contact avec un liquide dont la hauteur est à mesurer. Selon une variante avantageuse, des moyens permettent le maintien mécanique de cette extrémité. Les deux cannes de mesure de l'impédance d'une première hauteur de liquide peuvent avoir une géométrie, par exemple une forme et/ou une distance d'écartement entre les deux cannes, différente de, ou identique à, celle des deux cannes de mesure de l'impédance d'une deuxième hauteur de liquide. Un système de mesure continu du niveau d'un fluide dans un réservoir d'une imprimante à jet d'encre continu (CU), comporte un dispositif tel que décrit ci- dessus, et des moyens de calcul de la hauteur de fluide dans ledit réservoir. Il peut comporter en outre des moyens pour mémoriser au moins un paramètre de calcul de la hauteur d'un fluide, et/ou une ou plusieurs données de correction de la hauteur calculée pour tenir compte de la présence d'une paroi du réservoir, et/ou de la configuration, libre ou pas, des extrémités des électrodes.
Selon un autre aspect de l'invention, un réservoir d'encre, pour une imprimante à jet d'encre continu (CU), comporte : - au moins une paroi, - des moyens d'introduction d'encre dans ledit réservoir et des moyens d'évacuation d'encre dudit réservoir, - un dispositif ou un système de mesure continu de niveau, selon l'une des revendications précédentes. La paroi peut être électriquement conductrice ; dans ce cas, des moyens sont prévus pour que le réservoir soit électriquement isolé, par exemple il peut être relié à la masse par une impédance très élevée par rapport aux impédances mesurées, ou à mesurer, par le système (avec un rapport d'au moins 10 entre ladite impédance très élevée et les impédances mesurées ou à mesurer). En variante, la paroi peut être électriquement isolante. Un tel réservoir peut en outre comporter des moyens pour maintenir les premiers moyens de mesure d'impédance et les deuxièmes moyens de mesure d'impédance à une distance minimale de ladite paroi au moins égale à l'écartement entre les cannes. L'invention concerne également une imprimante à jet d'encre continu, comportant : - un circuit d'encre comportant un réservoir tel que décrit ci-dessus, - une tête d'impression, - des moyens de liaison hydraulique, pour amener, depuis le réservoir d'encre, une encre à imprimer à la tête d'impression et envoyer, vers ledit circuit d'encre, une encre à récupérer à partir de la tête d'impression, - des moyens de liaison électrique pour alimenter électriquement ladite tête d'impression. L'invention a aussi pour objet un procédé de mesure de niveau dans un réservoir d'une imprimante à jet d'encre continu (CU), mettant en oeuvre un dispositif ou un système tel que décrit ci-dessus.
L'invention a aussi pour objet un procédé de mesure de niveau dans un réservoir d'une imprimante à jet d'encre continu (GA comportant : - une mesure de l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir, - une mesure de l'impédance d'une deuxième hauteur, quelconque, du même liquide dans ledit réservoir, - la comparaison des 2 impédances mesurées et le calcul de ladite deuxième hauteur sur la base de cette comparaison. Un tel procédé permet une mesure continue et linéaire, indépendante de la conductivité du liquide.
Dans un tel procédé : - les premiers moyens pour mesurer l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir, peuvent comporter deux cannes de mesure, montées parallèles dans le réservoir, chacune comportant une extrémité de mesure en un matériau conducteur, pour mesurer une impédance qui correspond à la première hauteur de liquide, prédéterminée, et qui reste constante pour toute deuxième hauteur, supérieure à la première hauteur ; - les deuxièmes moyens pour mesurer l'impédance d'une deuxième hauteur de liquide, quelconque, dans ledit réservoir, peuvent comporter deux cannes de mesure, chacune également en matériau conducteur, montées en parallèle dans le réservoir, pour mesurer une impédance qui correspond à une deuxième hauteur de liquide. Selon une réalisation on alimente électriquement les cannes de mesure par un signal électrique alternatif de moyenne nulle. On peut alimenter électriquement les cannes de mesure par un courant, dont la fréquence est comprise entre 1 kHz et 1 MHz. De préférence, on maintient l'extrémité des cannes avec des moyens de maintien. De préférence encore, les cannes sont maintenues à une distance de la paroi du réservoir au moins égale à l'écartement entre les cannes.
Dans un procédé et un dispositif selon l'invention, la distance entre les cannes et les parois du réservoir est de préférence maintenue supérieure à l'écartement entre les cannes. Les cannes sont par exemple disposées en carré. Une correction de la hauteur calculée peut être effectuée, pour tenir compte de la présence d'une paroi du réservoir, et/ou de la configuration, libre ou pas, des extrémités des électrodes.
L'invention concerne également un programme d'ordinateur comportant les instructions pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention, en particulier tel que décrit ci-dessus. L'invention concerne également un support de données, pouvant être lu par un système informatique, comportant les données, sous forme codée, pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention, en particulier tel que décrit ci-dessus. L'invention concerne également un produit logiciel comportant un moyen de support de données de programme, susceptible d'être lu par un système informatique, permettant de mettre en oeuvre un procédé selon l'invention, en particulier tel que décrit ci-dessus. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES - La figure 1 représente une structure connue d'imprimante, - la figure 2 représente une structure connue d'une tête d'impression d'une imprimante de type CIJ, - les figures 3A et 3C représentent des réalisations d'un capteur selon la présente invention, - la figure 3B représente un schéma électrique de 2 des électrodes d'un capteur selon la présente invention, - les figures 4A et 4B représentent des résultats d'essais réalisés avec un capteur selon la présente invention, - la figure 5 représente des courbes de sensibilité obtenues avec un capteur selon la présente invention, - les figures 6A, 6B représentent des réalisations d'une autre structure de capteur selon la présente invention, avec anneau de maintien des électrodes, - les figures 7A, 7B représentent des résultats d'essais réalisés avec un capteur selon la présente invention, avec anneau de maintien des électrodes, - les figures 8A - 8C représentent diverses configurations d'électrodes, à bouts libres (figure 8A), ou avec moyens de maintien en extrémité (figure 8B), ou avec, en outre, un séparateur (figure 8C), - la figure 9 représente des résultats d'essais réalisés avec des capteurs selon la présente invention, avec diverses configurations d'électrodes, du type représenté en figures 8A-8C, - la figure 10 représente schématiquement une structure d'électrode - les figures 11A - 11C représentent des essais et des résultats d'essais dans le cas d'une paroi parallèle à des cannes de mesure, - les figures 12A - 12C représentent des essais et des résultats d'essais dans le cas d'une paroi perpendiculaire à des cannes de mesure, - les figures 13A - 13B représentent des essais et des résultats d'essais pour évaluer l'influence des parois sur la mesure de niveau, - les figures 14A - 14D représentent des essais et des résultats d'essais pour évaluer l'influence d'une paroi de réservoir de forme conique sur la mesure de niveau, - La figure 15 représente des résultats d'essais pour évaluer l'influence de la géométrie des cannes sur la mesure de niveau, - la figure 16 représente schématiquement un ensemble comportant un circuit d'encre, un contrôleur et des moyens formant interface utilisateur. EXPOSE DETAILLE D'UN MODE DE REALISATION Un exemple d'un dispositif de mesure selon l'invention est illustré en figure 3A. Il est ici disposé dans un réservoir 10. Il comporte 2 cannes, ou électrode, 16, 18 de mesure et 2 cannes, 20, 22 de référence. Chacune des cannes de référence comporte une électrode recouverte, sur une grande partie de sa longueur, par un revêtement, ou un manchon, 24,26, qui ne laisse dépasser qu'une portion d'extrémité de l'électrode correspondante, de longueur IR. Ainsi elle permet de mesurer un niveau de liquide, de profondeur IR + p, p étant la distance entre l'extrémité libre de l'électrode de référence et le fond du réservoir 2.
Chacune des cannes de mesure 16, 18 comporte une électrode qui n'est, elle, pas recouverte par un manchon, au moins sur la partie qui est comprise entre l'extrémité libre de l'électrode, destinée à être la plus proche du fond du réservoir, et le niveau maximum hmax que l'on souhaite pouvoir mesurer. Les différentes électrodes sont en matériau conducteur, par exemple en acier inox. Les paires d'électrodes sont alimentées en courant par des moyens 30 formant générateur. Les électrodes de chaque paire sont disposées électriquement en série. De préférence, le courant fourni est un courant électrique alternatif, à moyenne nulle pour éviter toute électrolyse. La fréquence du courant n'est ni trop basse (là encore, pour éviter toute électrolyse), ni trop haute (pour éviter tout courant de déplacement par couplage capacitif entre les électrodes). Par exemple, la fréquence du courant est comprise entre 10 kHz et 50 kHz, elle est par exemple égale à 15 kHz ou 20 kHz ou 30 kHz. Afin d'étudier plus précisément ces phénomènes, on considère le schéma électrique, présenté en figure 3B, de 2 électrodes 16, 18, partiellement immergées dans un réservoir 10. L'impédance électrique de ce système comporte plusieurs termes : la composante réelle (résistive) et une composante imaginaire (capacité ou self). Le terme de self n'a, ici, pas de sens physique et peut être omis. Par contre le couplage capacitif entre les électrodes peut générer un courant de déplacement non négligeable devant le terme de conduction, par exemple si la fréquence du signal de mesure est trop élevée. En prenant les notations de la figure 3B, l'impédance entre 2 électrodes cylindriques partiellement immergées s'écrit : - dans le liquide : Cl - ze oe rhl Log(D I 2r) - dans l'air : Ca - ns oha Log(D I 2r) La capacité totale C vaut donc : C = Ca + Cl La capacité totale est la somme des deux capacités en parallèle. Il apparait que cette capacité parasite est renforcée, et pénalisante, lorsque le réservoir est plein d'encre et pour des liquides à forte constante diélectrique. Pour l'eau, la permittivité relative est de 80, alors qu'elle est seulement de quelques unités dans les solvants tels que l'alcool, la MEK Le couplage capacitif reste négligeable si son impédance reste faible devant la résistance électrique entre électrodes. Le courant électrique circulant entre les électrodes étant faible (de préférence petit devant 1 Ampère), par exemple compris entre 10 iiA et 10 mA, les lignes de champ (électrostatique) sont coïncidentes avec les lignes de courant (électrocinétique) ; les facteurs géométriques de couplage pour déterminer la résistance et la capacité sont identiques et donc se simplifient en réalisant le produit RC (Zr=Zc). L'impédance par couplage capacitif s'écrit : 1 Zc = jo) Cl L'impédance de la résistance électrique s'écrit : ZrRa1 Log(D 12r) = = o- ha La fréquence pour laquelle les impédances sont équivalentes s'écrit donc : f 27re oe, La conductivité de l'encre a est prise égale à 100011S/cm, la permittivité du vide co égale à 8.8 10-12 F/m et la permittivité relative de l'eau sr égale à 80. L'application numérique donne une fréquence limite de 22 Mhz pour un réservoir rempli d'encre base eau. Pratiquement, on prendra une fréquence de travail inférieure à 10 MHz ou même 1 MHz ou même à 100 kHz.
Par ailleurs, à l'interface des électrodes et du liquide conducteur, le passage du courant électrique est assuré par deux mécanismes qui se relaient en fonction du potentiel d'interface. Si la chute de potentiel à l'interface reste inférieure au volt, le courant qui transite est un courant de déplacement au travers de la double couche o- électronique (nommée « electric double layer »). Si le potentiel d'interface dépasse typiquement le volt alors le passage de courant est assuré par une échange électronique qui se traduit une électrolyse du liquide. La diffusion des espèces chimiques au voisinage de l'électrode régit la densité de courant à l'interface de l'électrode.
Afin que la mesure ne dépende pas des espèces chimiques en solution, ce qui offre une liberté de formulation, le courant à l'interface de l'électrode s'écrit : I C dbr7 db f OÙ Cdb est la capacité de double couche : C db e 0 27r r hl e avec e = épaisseur de l'interface définie à l'échelle atomique. En première approximation il est admis que e= 1 À (10-10 m) et où Vdb est le potentiel de double couche = 1 V. Le courant i qui circule entre les électrodes est déterminé par la loi d'Ohm : U = Ri où U est la tension de polarisation des électrodes et R la résistance électrique entre électrodes : R- 1 Log(D 12r) o- hl On peut déterminer la fréquence minimale pour laquelle le mécanisme d'électrolyse n'est pas déclenché : U U o- e f - > - R ccib Vcib f - V db 27r r E0 Log(D /2 r) - - avec : U = 5 volts - Vdb = 1 volt et D = 20 mm - 2r = 2 mm. L'application numérique donne une fréquence minimale de fonctionnement de 390 Hz. On peut donc considérer, pratiquement, une fréquence minimale de 500 Hz, ou même de 1 kilohertz. Compte tenu des résultats ci-dessus, on pourra prendre une fréquence inférieure à 10 MHz ou même à 1 MHz ou 100 kHz et supérieure à 500 Hz ou à 1 kHz.
Des moyens 32 permettent de mesurer une tension Vm entre les deux cannes de mesures. Par exemple, ces moyens 32 comportent une résistance qui permet, à la fois, de mesurer l'intensité par la mesure de la tension et de limiter le courant dans le circuit.
De préférence ces moyens permettant de faire une mesure réalisent un échantillonnage sur les valeurs crêtes, puis une amplification. Des moyens 34, tels que des moyens de multiplexage, peuvent être prévus pour réaliser, alternativement, une mesure aux bornes des deux cannes de mesure et une mesure aux bornes des deux cannes de référence. Ainsi, la paire aux bornes de laquelle on ne fait pas de mesure est complètement déconnectée et n'a pas d'influence sur la mesure réalisée aux bornes de l'autre paire, et tout effet de couplage des paires d'électrode est évité. Dans cette configuration, les mêmes moyens 32 de mesure de tension peuvent être utilisés pour mesurer une tension VR entre les deux cannes de mesure et pour mesurer une tension VR entre les deux cannes de référence.
Par exemple, une mesure est réalisée pendant 100 ms avec les deux cannes de mesure, puis pendant 100 ms avec les deux cannes de référence. Les durées de mesure avec les deux cannes de mesure puis les deux cannes de référence peuvent être égales, ou différentes : par exemple, le rapport de la durée de mesure avec les deux cannes de mesure à la durée de mesure avec les deux cannes de référence peut être comprise entre 5 et 10. Des mesures de tension Vm et VR, on peut déduire une impédance, respectivement une impédance de mesure Rm et une impédance de référence RR. On calcule ensuite RR/Rm pour en déduire le niveau hm de la hauteur de liquide par la formule suivante : hm= K. (RR/Rm) - Ko On calcule donc RR/Rm pour en déduire le niveau d'encre. Cette formule est indépendante de la conductivité du liquide, ce qui, on le verra ci-dessous, est confirmé par les mesures expérimentales. De manière surprenante, on a constaté que la résistance de référence, par mm d'encre, est différente de la résistance de mesure, par mm d'encre.
Une bonne mesure peut être effectuée dès lors que les électrodes de référence sont totalement immergées (c'est le cas en figure 3A) et/ou les électrodes de mesure ont une distance p', par rapport au fond du réservoir, égale à p augmentée d'une longueur correspondant à la partie active des électrodes de référence (c'est également le cas en figure 3A). En variante, illustrée en figure 3C, les extrémités des électrodes de mesure peuvent être protégées par un revêtement isolant ou des manchons isolants 16', 18', de longueur égale ou supérieure à la partie active IR des électrodes de référence (les autres éléments de la figure 3C sont identiques à ceux de la figure 3A). Dans le cas contraire, la formule hm = K. (RR/Rm) - Ko n'est pas valable dans le bas du réservoir tant que les extrémités (sur la distance IR) des électrodes de référence ne sont pas totalement immergées (dans ce cas, les impédances de mesure et de référence sont égales, ce qui donne une valeur de hm constante). Mais, une fois les électrodes de référence totalement immergées, on peut alors appliquer la formule ci-dessus, les coefficients Ko et K1 étant déterminés expérimentalement.
Des moyens électroniques peuvent être programmés, par exemple dans le contrôleur de l'imprimante, pour calculer hm en fonction des valeurs de RR et de Rm. Les données de mesure sont transmises du réservoir d'encre au contrôleur, qui effectue ensuite le traitement des données et le calcul du niveau d'encre ou de liquide. Si le niveau d'encre ainsi calculé est inférieur à un niveau seuil prédéterminé, le contrôleur peut déclencher une opération de remplissage du réservoir. Des mesures tests ont été réalisées. Le dispositif mis en oeuvre est très voisin de celui présenté en figure 3A, avec les données particulières suivantes : - volume du réservoir 10: 1 I, - les extrémités des électrodes opposées aux extrémités libres sont maintenues par une pièce en matière plastique 35 (représentée en traits interrompus sur la figure 3A) et les 4 électrodes sont disposées aux sommets d'un carré de 20 mm de côté, - l'électrode de chacune des cannes de référence 24, 26 est recouverte, sur une grande partie de sa longueur, par un revêtement, ou un manchon, 24, 26, qui ne laisse dépasser qu'une longueur IR = 10 mm d'électrode à son extrémité, - la distance p entre le fond du réservoir et l'extrémité libre de chacune des électrodes est de 20 mm. Un réglet latéral (non représenté sur la figure) a été monté sur un côté du réservoir 10 pour mesurer la hauteur du liquide. Grâce à 2 pompes 37, 39 , le liquide de test peut être transvasé d'une bouteille 41 vers le réservoir 10 et vice versa. La chaine de mesure de l'impédance a été vérifiée et étalonnée. La pièce supportant les cannes est réglée pour obtenir une impédance identique, pour les 2 paires de cannes, avec une hauteur de liquide de 5 mm. Des mesures d'impédances ont été réalisées avec ce dispositif. Elles ont consisté à relever les impédances sur les 2 paires de cannes pour des hauteurs de liquide, de 5mm en 5 mm. Elles ont été faites avec un liquide à base d'eau et de sel, avec 4 conductivités différentes, allant de 410 uS à 1660 uS : 410 uS, 765 uS, 1230 uS, 1660 uS . 2 autres séries de mesures ont été faites avec une encre pure, à base Mek, puis avec la même encre très diluée, respectivement de conductivité 1110 uS et 260 uS. Les graphes des figures 4A (liquide à base d'eau et de sel) et 4B (encre à base Mek) représentent le rapport RR/RM, entre l'impédance de référence (RR) et l'impédance de mesure (RM), en fonction de la hauteur de liquide.
Tous les relevés montrent que les courbes à différentes conductivités se superposent et sont linéaires. D'une manière générale, les mesures réalisées selon l'invention sont indépendantes de la conductivité. Dans une configuration où les cannes de mesure et de référence sont calées à la même hauteur (la distance p est la même pour les 2 paires d'électrodes), la hauteur de liquide (de l'encre) est donnée par la relation suivante: - en base eau : H = ((RR/RM)* (1/0.0572)) - (0.6938/0.0572) H = 17,48 (RR/RM) - 12,1 - en base Mek : H = ((RR/RM)* (1/0.0572)) - (0.4987/0.0572) H = 17,48 (RR/RM)- 8,7 La seule différence réside dans l'écart à l'origine (« offset ») de la courbe, qui s'explique par le comportement différent du liquide sur les électrodes et la paroi du réservoir. Plus spécifiquement, la tension superficielle du liquide n'est pas la même pour les 2 encres, ce qui provoque un ménisque différent. D'une manière générale, le niveau d'une encre de conductivité quelconque, 50 I.J.S à 20 kg, peut être mesuré à l'aide d'un dispositif et d'un procédé selon l'invention. Ceci est d'autant plus intéressant que la conductivité peut fortement varier en fonction de la température. Pour une amplitude de 50°C, la conductivité peut être multipliée par un facteur 2 ou 3. Du fait de leur indépendance par rapport à la conductivité, les mesures réalisées selon l'invention ne sont donc pas, ou peu, affectées par des variations de température. Un procédé et un dispositif de mesure selon l'invention est donc exploitable pour mesurer un niveau de liquide conducteur, notamment d'encre ou de solvant (si celui-ci est conducteur), dans un réservoir, notamment d'une imprimante à jet d'encre continu. La figure 5 permet de montrer quelle est la sensibilité du capteur, c'est- à-dire la variation de hauteur que le système permet de mesurer. Les courbes qui sont représentées sont celles de AH = f (h), c'est-à-dire, pour chaque conductivité, l'évolution de la sensibilité en fonction de la hauteur mesurée. Les courbes représentées concernent : - pour les courbes l- IV: un liquide à base d'eau et de sel, respectivement de conductivité 410 g (courbe I); 765 I.J.S (courbe II); 1660 I.J.S (courbe III); - pour les courbes V - VI: de l'encre pure à base Mek (260 I.J.S (courbe IV), puis diluée, à 1110 g (courbe V) ) On constate que la sensibilité de la mesure diminue avec la hauteur de liquide, mais aussi avec la conductivité du liquide. La variation constatée peut être plus réduite avec des moyens de mesure plus performants.
Globalement, la sensibilité est inférieure au 1/10 de mm, ou à 3/10 mm. Elle peut être encore meilleure avec, là encore, des moyens de mesure plus performants. Un autre mode de réalisation est représenté en figures 6A et 6B. La différence avec le mode de réalisation précédent réside dans la présence de moyens 50 qui permettent de maintenir, de manière solidaire, l'extrémité des cannes ou des électrodes. Ces moyens 50 permettent de renforcer la stabilité mécanique de l'ensemble et de maintenir l'écartement entre les électrodes. Ces moyens 50 contribuent donc à la stabilité des mesures. Dans la réalisation des figures 6A et 6B, ces moyens prennent la forme d'un anneau 52 qui entoure une croix constituée par 2 diamètres 54, 56, ou par 4 branches (rayons) 541, 542, 561, 562 de l'anneau. Un orifice 543, 544, 563, (celui sur la branche 562 n'est pas visible) sur chacune des branches de la croix permet d'accueillir l'extrémité d'une électrode, de mesure ou de référence. En figure 6B, on voit l'ensemble des électrodes, avec les moyens 50 de maintien des extrémités. On voit également le support 35 qui les maintient, à l'autre extrémité. Des mesures d'impédances ont été réalisées avec ce capteur, les électrodes étant munies des moyens 50, le reste du système ayant toutes les caractéristiques de celui de la figure 3A. Ces mesures ont consisté à relever les impédances sur les 2 paires de cannes tous les 5mm. Elles ont été faites sur un liquide à base d'eau et de sel, avec les mêmes 4 conductivités que ci-dessus, allant de 410 uS à 1660 uS. 2 autres séries de mesures ont été faites avec de l'encre pure, à base Mek, puis avec la même encre très diluée, respectivement de 1110 uS et 260 uS.
Les graphes des figures 7A (liquide à base MEK) et 7B (encre à base d'eau et de sel) représentent le rapport RR/RM, entre l'impédance de référence (RR) et l'impédance de mesure (RM), en fonction de la hauteur de liquide. Là encore, les relevés montrent que les courbes à différentes conductivités (figure 7A : 260 uS et 1110 uS ; figure 7B : 410 uS, 765 uS, 1230 uS et 1660 I.J.S) se superposent et sont linéaires. Le principe de mesure est donc exploitable pour mesurer un niveau de liquide conducteur dans un réservoir. Dans une configuration où les cannes de mesure et de référence sont calées à la même hauteur (même distance p pour les 2 paires d'électrodes) , la hauteur de liquide (de l'encre) est donnée par la relation suivante: - en base eau : H = ((RR/RM)* (1/0.0661)) - (0.3464/0.0661) H = 15,12 (RR/RM) -5,24 - en base Mek : H = ((RR/RM)* (1/0.0662)) - (0.2248/0.0662) H = 15,10 (RR/RM) - 3,39 La seule différence entre les deux réside dans l'écart à l'origine (« offset ») de la courbe, qui s'explique par le comportement différent (de par la tension superficielle qui n'est pas la même pour les 2 liquides, comme déjà expliqué ci-dessus) sur les électrodes et la paroi du réservoir. On voit que, pour une configuration donnée (celle de la figure 3A ou celle des figures 6A et 6B), le coefficient de proportionnalité est le même, sensiblement voisin de 17,5 dans le cas de la figure 3A, sensiblement voisin de 15,1 dans le cas des figures 6A et 6B.
Le coefficient de proportionnalité traduit l'influence des conditions aux limites sur la répartition des lignes de champ, comme le montrent les schémas des figures 8A - 8C. En figure 8A, on a représenté les deux électrodes de référence 24, 26, dont les extrémités sont libres, et les lignes de champ correspondantes du système.
En figure 8B, on a représenté ces deux électrodes de référence 24, 26, dans le cas où leurs extrémités sont maintenues par une pièce de maintien 50. En figure 8C, on a représenté ces deux mêmes électrodes de référence 24, 26, dont les bouts sont noyés dans un plan infini, un séparateur 60, dans la zone définie par le bas des manchons 24, 26; ce séparateur 60 évite un contournement des lignes de champs par le dessus. Ces lignes sont donc maintenues perpendiculairement aux conducteurs des électrodes. Des mesures d'impédances ont été réalisées avec ces 3 capteurs, le reste du système ayant toutes les caractéristiques de celui de la figure 3A. Ces mesures ont consisté à relever les impédances sur les 2 paires de cannes avec un niveau de liquide, de 5mm en 5 mm. Elles ont été faites sur un liquide à base d'eau et de sel, avec une conductivité de 1230 u.S. Les graphes de la figure 9 représentent le rapport RR/RM, entre l'impédance de référence (RR) et l'impédance de mesure (RM), en fonction de la hauteur de liquide (courbe I : configuration de la figure 8A, bouts libres ; courbe II : configuration de la figure 8B, bouts semi-libres ; courbe III : configuration de la figure 8C, bouts masqués). La hauteur de liquide est donnée par les relations suivantes : Canne avec les bouts libres (figure 8A) : H = ((RR/RM) *17,2)+10.4 Canne avec les bouts semi-libres (figure 8B): H = ((RR/RM) *15,2)+5.4 Canne avec les bouts masqués (figure 8C): H = ((RR/RM) *12,2)+3.6 On constate que le coefficient de proportionnalité varie selon la configuration ; c'est lui qui traduit l'influence des conditions aux limites sur la répartition des lignes de champ. D'une manière générale, des données relatives au coefficient de proportionnalité, en fonction de la configuration, et relatives à l'écart à l'origine, en fonction de l'encre, peuvent être mémorisées et être utilisées lors de l'exploitation des mesures. On a pu modéliser les résultats obtenus en considérant des électrodes distantes de d = 20 mm, chacune étant telle que celle illustrée en figure 10, constituée d'un cylindre de rayon R terminé, à son extrémité inférieure, par une demi-sphère de rayon R. Plus précisément, on a pu montrer la validité de la loi suivante : hm = (hR + B) RR/RM - a.B où B = 2R(Ln(d/R)/(1-(R/d)2)). B est une constante qui ne dépend que de la géométrie et qui modélise les effets de bord : lorsque des moyens permettent de diminuer ces effets de bord, on modifie la valeur de B, pour prendre en compte cette modification géométrique, à l'aide du facteur a compris entre 0 et 1 : a = 0 en l'absence d'effet de bord, a = 1 pour des bouts d'électrode arrondis et libres, trempant dans un grand volume d'encre. On a pu comparer les résultats des figures précédentes avec des valeurs calculées au moyen de la formule ci-dessus. On a pu constater que les courbes expérimentales ont une allure proche des droites issues du calcul analytique et qu'il y a, de plus, un bon accord quantitatif entre le cas « bouts d'électrodes libres » (a = 1) ainsi que pour les cas «bouts d'électrodes masqués » (a = 0,1). La formule donnée ci-dessus peut donc être utilisée pour le dimensionnement d'un système de mesure de niveau, ainsi que pour calculer la hauteur de liquide avec les moyens de calcul disponibles dans l'imprimante. Quel que soit le mode de réalisation retenu, on installera un capteur selon l'invention, dans un réservoir 10, de sorte que chaque électrode soit à distance de toute paroi du réservoir, par exemple à une distance minimum d'au moins 20 mm de toute paroi du réservoir. Les moyens 35 de maintien des électrodes (figure 3A) par leur extrémité opposée à celle destinée à être en contact avec le liquide, permettent de réaliser ce positionnement . Cette précaution permet d'éviter toute influence de la part des parois sur la mesure. Dans le cas contraire, on peut tenter de corriger les mesures par des données de correction préalablement mémorisées dans des moyens de contrôle de l'imprimante. Ces données de correction peuvent comporter au moins un coefficient supplémentaire, ou consister en un tel coefficient, indépendant de la conductivité, ce qui permet de conserver les avantages de l'invention et sa linéarité. On a cherché à évaluer l'influences de l'environnement, et notamment de la présence des parois, sur les cannes.
Comme illustré en figure 11A, on a d'abord réalisé des mesures qui consistent à relever l'impédance entre 2 cannes 116, 118, qui définissent un plan parallèle à une paroi isolante 100, en fonction de la distance D entre chacune des cannes et cette paroi. Les cannes sont immergées de 50mm dans un liquide de conductivité 12301iS. Les cannes utilisées sont sans entretoises (telles que 50, 60, voir figure 8C) au bout pour pouvoir réduire D et aller jusqu'au contact de la paroi. Les résultats sont présentés en figure 11 B. On voit que la paroi a une grosse influence sur l'impédance, surtout quand les cannes sont très proches de la paroi. Ceci s'explique par le fait, illustré en figure 11C, qu'une grande partie des lignes de conduction passent de part et d'autre de l'axe des cannes. En supprimant ces lignes, on augmente fortement l'impédance lorsque la paroi se rapproche des cannes. On a cherché aussi à évaluer l'influence d'une paroi perpendiculaire aux cannes (celles-ci définissent un plan perpendiculaire à la paroi). Comme illustré en figure 12A, on a d'abord réalisé des mesures qui consistent à relever l'impédance entre 2 cannes 116, 118, parallèles entre elles, mais disposées selon dans un plan perpendiculaire à une paroi isolante 101, en fonction de la distance D' entre la cannes 116 la plus proche de la paroi et cette dernière. Les cannes sont immergées de 50mm dans un liquide de conductivité 12301iS. Les cannes utilisées sont sans entretoises (telles que 50, 60) au bout pour pouvoir réduire D' et aller jusqu'au contact de la paroi.
Les résultats sont présentés en figure 12 B. On voit que la paroi a une influence sur l'impédance, surtout quand les cannes sont très proches de la paroi. Ceci s'explique par le fait, illustré en figure 12C, qu'une partie des lignes de conduction passent par l'arrière de la canne. On voit que l'influence est moindre que dans le cas précédent, car les chemins de conductions sont plus longs et donc influent moins sur l'impédance totale. On a aussi cherché à évaluer l'influence des parois sur la mesure de niveau de liquide. Les mesures ont consisté ici à tracer le rapport entre impédance de référence et l'impédance de mesure en fonction de la hauteur de liquide (pour un liquide de conductivité 12301iS). Comme illustré en figure 13A, les 2 cannes 116, 118 de mesure sont placées : - parallèlement à la paroi 102, à une distance D1 de celle-ci, ce qui correspond à une influence de 50% (en position parallèle) - et perpendiculairement à la paroi 103, à une distance D2 de celle-ci (D2 est en fait la distance entre la canne 116 la plus proche de la paroi 103 et cette dernière) qui correspond à une influence de 50% en position perpendiculaire. Les cannes 120, 122 sont disposées dans un plan parallèle aux cannes 116, 118.
Une des cannes 120, 122 de référence se trouve aussi en influence perpendiculaire afin de garder l'arrangement en carré des cannes. On prend D1 # 3mm et D2 # 3mm. Les cannes de référence 120, 122 sont nues sur 10mm et abaissées de mm par rapport aux cannes de mesure selon la géométrie donnée par la pièce 50 10 (figure 6A). Les résultats sont présentés en figure 13B. On constate que la proximité de parois parallèles aux cannes ne remet pas en cause le système de mesure et surtout sa linéarité. Par contre la pente qui permet de relier le rapport des impédances à la hauteur varie. Dans notre cas : H =( 24,15 * Rapport )- 3.38. Pour les même cannes, sans paroi, on avait : H = (17,5 *Rapport) - 12 Certains réservoirs ayant une forme au moins en partie conique, on a aussi cherché à évaluer l'influence de ce type de configuration sur la mesure de niveau de liquide. Les mesures ont consisté ici à tracer le rapport entre impédance de référence et l'impédance de mesure en fonction de la hauteur de liquide. Comme illustré en figures 14A (vue de dessus) et 14B (vue de côté), les cannes de mesure 116, 118 sont placées dans un cône tronqué 107 d'angle 22° et de hauteur 150mm (D étant le diamètre du cône, D=20mm en bas du cône, D=77mm en haut de celui-ci). Les électrodes sont disposées en carré et leurs extrémités sont en contact avec le cône, comme on le voit sur la figure 14B, ce qui correspond à un cas extrême de réalisation. Les résultats sont présentés en figure 14C (pour un liquide de conductivité 1230uS).
On constate que le cône génère une non linéarité sur les 10 ou 15 premiers millimètres. Cette déformation est légère et provient uniquement des cannes de mesures 116, 118, qui sont plus influencées par la proximité de la paroi. Les cannes de références 120, 122 influencent uniquement la pente, qui permet de relier le rapport des impédances à la hauteur. On est passé d'un coefficient de 17.5, en milieu libre (voir relation ci-dessus, H = (17,5 *Rapport) - 12), à un coefficient de 13,2, dans le cône. Cette baisse provient de l'augmentation de l'impédance de référence, Comme illustré en figure 14D, ceci s'explique par la suppression de lignes de conduction sur le bord mais aussi par-dessous. Dans le cas d'une canne libre, l'impédance de référence, relevée lors des mesures, passe de 476 Ohms à 624 Ohms dans le cône. On retrouve d'ailleurs le même rapport : (476/624)*17.5 =13.3. On peut conclure de ces essais que les propriétés de l'invention sont conservées, sauf dans la partie basse du cône (linéarité). On cherchera donc, de préférence, à respecter une distance minimale, par exemple d'environ 15 mm, entre les électrodes et la paroi du réservoir. On a vu que, dans tous les essais, l'impédance de référence est une constante qui sert à compenser les variations de conductivité du fluide. On a aussi cherché à savoir si la géométrie (comprise comme la forme des cannes et leur écartement relatif) des cannes de référence doit être identique à celles des cannes de mesure. L'impédance entre 2 cannes dépend de la conductivité, la question se pose de savoir si elle varie de la même façon pour deux paires de cannes de formes et/ou distances d'écartement différentes. Les essais rapportés ci-dessous montrent que ce n'est pas le cas. Des mesures ont été réalisées avec une géométrie des cannes de référence différente de celle des cannes de mesure : les cannes de référence ont ici une surface plane, alors que les cannes de mesure sont cylindriques, et l'écartement entre les cannes de référence est différent de celui entre les cannes de mesure. Dans ces conditions, on a tracé le rapport impédance de référence/impédance de mesure pour 2 conductivités différentes.
Les résultats sont présentés en figure 15 (courbe I : conductivité de 410 u.S ; et courbe II: conductivité de 1660 g). On voit que, pour les 2 conductivités, on a des pentes impédance référence/impédance mesure un peu différentes : H = 19.8*Rapport + 3.75 (courbe II) et H = 21*Rapport + 3.52 (courbe l). Il y a donc une différence, mais qui n'est que de 5%. On cherchera donc, de préférence, à avoir la même géométrie sur les 2 paires de canne pour éviter de créer une diminution de la précision de mesure de la hauteur. Une géométrie identique lorsqu'elle est possible simplifie la conception d'un système indépendant de la conductivité. Les essais ci-dessus montrent que la proximité des cannes et des parois du réservoir modifie la fonction qui relie le rapport des impédances à la hauteur de liquide. L'influence est plus importante pour une paroi parallèle à la paire de cannes considérées qu'une paroi perpendiculaire. Si les cannes de référence mesurent une image de la conductivité et que les cannes de mesures ont une géométrie, par rapport aux parois, qui est constante dans la hauteur, on garde un système linéaire. Par contre, les paramètres qui permettent de calculer la hauteur peuvent être rendus dépendants de la distance entre électrodes et paroi. On peut considérer que l'influence des parois devient négligeable dès que la distance cannes - paroi est supérieure à l'écartement des cannes. Enfin, pour réduire au maximum les erreurs liées à la géométries et l'environnement sur la précision de mesure de hauteur de liquide par cannes résistives, on préfère prendre des géométries de canne symétriques, c'est-à-dire que les paires d'électrodes ont une géométrie identique : la distance entre les 2 électrodes de mesure est la même que celle entre les 2 électrodes de référence et la forme des 2 électrodes de mesure est la même que celle des électrodes de référence ; on préfère également, pour la même raison, prendre une distance entre électrodes et parois du réservoir la plus importante possible ; de préférence, on sélectionne une distance cannes - paroi supérieure à l'écartement des cannes. Un circuit d'encre d'une imprimante à jet d'encre peut comporter un réservoir d'encre muni de moyens de mesure de niveau d'encre selon la présente invention. Un exemple de circuit d'encre est décrit par exemple dans le document WO 2011/076810. Rappelons que le circuit d'encre réalise principalement les fonctions suivantes : *fourniture d'encre de qualité adéquate sous pression au générateur de gouttes de la tête 1, *récupération et recyclage des fluides non utilisés pour imprimer en retour de la gouttière de la tête 1, *aspiration pour la purge du générateur de gouttes situé dans la tête 1, *fourniture de solvant à la tête 1 pour le rinçage effectué pendant les opérations de maintenance de la tête. Un système comportant un circuit d'encre 4, comportant un réservoir muni d'un dispositif de mesure tel que décrit ci-dessus, et des moyens de mémorisation et de traitement des données mesurées est illustré en figure 16. Le circuit d'encre 4 envoie des informations, notamment des données de hauteur de fluide dans un réservoir, mesurées avec un capteur selon l'invention, aux moyens 5 formant contrôleur. Ces moyens permettent le pilotage de l'imprimante. Une interface utilisateur 6 peut être prévue pour permettre l'interaction d'un opérateur avec l'imprimante. Les moyens 5 peuvent être programmés pour : - traiter les données mesurées par un capteur selon l'invention, - envoyer une instruction de remplissage du réservoir, par exemple à partir d'une bouteille 41 d'encre de réserve (figure 3A), en fonction du résultat du calcul de la hauteur de liquide. Si ce résultat donne une valeur inférieure à une valeur seuil préétablie, le remplissage est automatiquement déclenché.
Le corps, ou pupitre d'imprimante, 3 (figure 1) renferme principalement le circuit d'encre 4, le contrôleur 5 de pilotage de l'imprimante et une interface utilisateur 6 pour permettre l'interaction avec l'imprimante. Le contrôleur 5 peut comporter par exemple un micro-ordinateur ou un micro-processeur et/ou une (ou plusieurs) carte électronique et/ou au moins un logiciel embarqué, dont la programmation assure(nt) le pilotage du circuit d'encre 4 et de la tête d'impression 1. Ce contrôleur permet de transmettre les instructions d'impression à la tête mais aussi de piloter les moteurs et les vannes du système afin de gérer l'alimentation du circuit en encre et/ou en solvant ainsi que la récupération du mélange d'encre et d'air depuis la tête. Il est donc programmé à cet effet. Les moyens 5 peuvent comporter en outre des moyens pour mémoriser au moins une donnée de paramètres de calcul de la hauteur de fluide (par exemple une ou plusieurs des formules ci-dessus), et/ou une ou plusieurs données de correction, par exemple pour tenir compte de la présence ou de l'éloignement d'une paroi du réservoir, et/ou de la configuration, libre ou pas, des extrémités des électrodes. Des instructions pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention, en particulier tel que décrit ci-dessus, peuvent éventuellement être réalisées sous forme d'un programme informatique. Les moyens 5 peuvent comporter des moyens pour lire un support de données, comportant les données, sous forme codée, pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention, en particulier tel que décrit ci-dessus. En variante, un produit logiciel comporte un moyen de support de données de programme, susceptible d'être lu par un système informatique 5, permettant de mettre en oeuvre un procédé selon l'invention, en particulier tel que décrit ci-dessus.
L'invention peut être mise en oeuvre dans une imprimante à jet d'encre continu (CIJ) telle que celle décrite ci-dessus en liaison avec les figures 1 et 2. Celle-ci comporte notamment une tête d'impression 1, généralement déportée par rapport au corps de l'imprimante 3, et reliée à celui-ci par des moyens, par exemple sous forme d'un ombilic 2 souple, rassemblant les liaisons hydrauliques et électriques permettant le fonctionnement de la tête.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure continu de niveau dans un réservoir (10) d'une imprimante à jet d'encre continu (CIJ), comportant : - des premiers moyens (24, 26) pour mesurer l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir, - des deuxièmes moyens (16, 18) pour mesurer l'impédance d'une deuxième hauteur, quelconque, du même liquide dans ledit réservoir, - des moyens pour comparer les 2 impédances mesurées et pour calculer ladite deuxième hauteur.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, comportant en outre des moyens (34) pour permettre des mesures multiplexées à l'aide des premiers moyens et des deuxièmes moyens.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, les premiers moyens (24, 26) pour mesurer l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir, comportant deux cannes, destinées à être montées parallèles dans le réservoir, chacune comportant une extrémité de mesure en un matériau conducteur, pour mesurer une impédance qui correspond à la première hauteur de liquide, prédéterminée, et qui reste constante pour toute deuxième hauteur, supérieure à la première hauteur.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, les deuxièmes moyens (16, 18) pour mesurer l'impédance d'une deuxième hauteur de liquide, quelconque, dans ledit réservoir, comportant deux cannes de mesure, chacune également en matériau conducteur, destinées à être montées en parallèle dans le réservoir, pour mesurer une impédance qui correspond à une deuxième hauteur de liquide.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, l'extrémité destinée à être immergée de chacune des cannes de mesure : - étant décalée, par rapport à l'extrémité des le" moyens, d'une valeur supérieure ou égale à la 1 hauteur prédéterminée - ou étant recouverte d'un revêtement isolant ou d'un manchon isolant, sur une longueur supérieure ou égale à ladite 1' hauteur.
  6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, comportant en outre des moyens (30) d'alimentation des cannes de mesure des premiers moyens de mesure d'impédance et/ou des cannes de mesure de deuxièmes moyens de mesure d'impédance, pour fournir un signal électrique alternatif de moyenne nulle.
  7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, comportant en outre des moyens (30) d'alimentation en courant, dont la fréquence est comprise entre 1 kHz et 1 MHz.
  8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, comportant en outre des moyens (50) de maintien mécanique d'une extrémité, destinée à être en contact avec un liquide à mesurer dans ledit réservoir, des cannes de mesure des premiers moyens de mesure d'impédance et/ou des cannes de mesure de deuxièmes moyens de mesure d'impédance.
  9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, les deux cannes de mesure de l'impédance d'une première hauteur de liquide ayant une géométrie, par exemple une forme et/ou une distance d'écartement entre les deux cannes, différente de, ou identique à, celle des deux cannes de mesure de l'impédance d'une deuxième hauteur de liquide.10 Système de mesure continu du niveau d'un fluide dans un réservoir (10) d'une imprimante à jet d'encre continu (CIJ), comportant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, et des moyens (5) de calcul de la hauteur de fluide dans ledit réservoir. 11. Système selon la revendication précédente, comportant en outre des moyens (5) pour mémoriser au moins un paramètre de calcul de la hauteur d'un fluide, et/ou une ou plusieurs données de correction de la hauteur calculée pour tenir compte de la présence d'une paroi du réservoir, et/ou de la configuration, libre ou pas, des extrémités des électrodes. 12. Réservoir d'encre pour d'une imprimante à jet d'encre continu (CU), comportant : - au moins une paroi (10), - des moyens (37, 38) d'introduction d'encre dans ledit réservoir et des moyens d'évacuation d'encre dudit réservoir, - un dispositif ou un système de mesure continu de niveau, selon l'une des revendications précédentes. 13. Réservoir selon la revendication précédente : - les premiers moyens (24, 26) pour mesurer l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir, comportant deux cannes de mesure (24, 26), destinées à être montées parallèles dans le réservoir, chacune comportant une extrémité de mesure en un matériau conducteur, pour mesurer une impédance qui correspond à la première hauteur de liquide, prédéterminée, et qui reste constante pour toute deuxième hauteur, supérieure à la première hauteur, - les deuxièmes moyens (16, 18) pour mesurer l'impédance d'une deuxième hauteur de liquide, quelconque, dans ledit réservoir, comportant deux cannes de mesure, chacune également en matériau conducteur, destinées à être montées en parallèle dans le réservoir, pour mesurer une impédance qui correspond à une deuxième hauteur de liquide,le dispositif comportant en outre des moyens pour maintenir les cannes à une distance minimale de ladite paroi supérieure à chacun des écartements entre les cannes de chaque paire de cannes. 14. Imprimante à jet d'encre continu, comportant : - un circuit d'encre comportant un réservoir selon l'une des revendications 12 ou 13, - une tête d'impression (1), - des moyens de liaison hydraulique, pour amener, depuis le réservoir d'encre, une encre à imprimer à la tête d'impression (1) et envoyer, vers ledit circuit d'encre, une encre à récupérer à partir de la tête d'impression (1), - des moyens de liaison électrique pour alimenter électriquement ladite tête d'impression. 15. Procédé de mesure de niveau dans un réservoir d'une imprimante à jet d'encre continu (CU), mettant en oeuvre un dispositif ou un système selon l'une des revendications 1 à 11. 16. Procédé de mesure de niveau dans un réservoir (10) d'une imprimante à jet d'encre continu (CU), comportant : - une mesure de l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir ; - une mesure de l'impédance d'une deuxième hauteur, quelconque, du même liquide dans ledit réservoir ; - la comparaison des 2 impédances mesurées et le calcul de ladite deuxième hauteur. 17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel : - les premiers moyens (24, 26) pour mesurer l'impédance d'une première hauteur de liquide, prédéterminée, dans ledit réservoir (10), comportent deux cannes de mesure (24, 26), montées parallèles dans le réservoir, chacune comportant uneextrémité de mesure en un matériau conducteur, pour mesurer une impédance qui correspond à la première hauteur de liquide, prédéterminée, et qui reste constante pour toute deuxième hauteur, supérieure à la première hauteur ; - les deuxièmes moyens (16, 18) pour mesurer l'impédance d'une deuxième hauteur de liquide, quelconque, dans ledit réservoir (10), comportent deux cannes de mesure, chacune également en matériau conducteur, montées en parallèle dans le réservoir, pour mesurer une impédance qui correspond à une deuxième hauteur de liquide. 18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel, en outre, on alimente électriquement les cannes de mesure par un signal électrique alternatif de moyenne nulle. 19. Procédé selon la revendication 17 ou 18, dans lequel, en outre, on alimente électriquement les cannes de mesure par un courant, dont la fréquence est comprise entre 1 kHz et 1 MHz. Procédé selon l'une des revendications 17 à 19, dans lequel on maintient l'extrémité des cannes avec des moyens (50) de maintien. 20 21 Procédé selon l'une des revendications 17 à 20, dans lequel les cannes sont maintenues à une distance de la paroi du réservoir (10) supérieure à chacun des écartements entre les cannes de chaque paire de cannes. 22. Procédé selon l'une des revendications 17 à 21, dans lequel la distance entre les cannes et les parois du réservoir est maintenue supérieure à l'écartement entre les cannes. 23. Procédé selon l'une des revendications 17 à 22, comportant en outre une correction de la hauteur calculée pour tenir compte de la présence d'une paroi du réservoir, et/ou de la configuration, libre ou pas, des extrémités des électrodes.
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