FR3067651A1 - Dispositif de mesure de debordement d'une gouttiere d'une tete d'impression d'une imprimante a jet d'encre - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre continu, comportant, dans un capot : - des moyens pour produire au moins un jet d'encre ; - des moyens pour séparer des gouttes de jets destinées à l'impression de ceux qui ne servent pas à l'impression ; - une fente, permettant la sortie des gouttes destinées à l'impression ; - une gouttière de récupération (7) des gouttes non destinées à l'impression, cette gouttière comportant un volume (12) de récupération d'encre ; - au moins un conducteur (20) de détection, disposé à l'intérieur de la tête ; - des moyens (16) pour détecter une variation d'impédance d'au moins un desdits conducteurs de détection lors de la présence d'encre (21) en contact avec ce conducteur ou avec une couche (22) diélectrique en contact avec celui-ci.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE DEBORDEMENT D'UNE GOUTTIERE D'UNE TETE D'IMPRESSION D'UNE IMPRIMANTE A JET D'ENCRE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR
L'invention s'applique notamment aux têtes d'impression d'imprimantes ou aux imprimantes à jets d'encre continus déviés ou aux imprimantes à jets continus binaires munies d'un générateur de gouttes multi-buses.
Les imprimantes à jets continus comportent un générateur de gouttes d'encre, et des moyens pour séparer les trajectoires des gouttes produites par le générateur et les diriger vers un support d'impression ou vers une gouttière de récupération.
Le générateur de gouttes comprend une buse ou plusieurs buses alignées sur une plaque à buses suivant un axe X d'alignement des buses. Lors de l'impression, des jets d'encre sont éjectés de façon continue par ces buses dans une direction Z perpendiculaire à la plaque à buses. Parmi les imprimantes à jets continus on distingue les imprimantes à jets continus déviés et les imprimantes à jets continus binaires. Dans les imprimantes à jets continus déviés, les gouttes formées à partir d'une buse pendant la durée d'impression d'une position d'un support d'impression sont déviées ou non déviées. Pour chaque position d'impression et pour chaque buse, un segment perpendiculaire à la direction du mouvement du support d'impression est imprimé. Les gouttes déviées le sont de façon telle qu'elles vont frapper le support d'impression sur la partie du segment imprimé qui doit l'être compte tenu du motif à imprimer. Les gouttes non déviées sont récupérées par une gouttière de récupération. Les imprimantes à jets continus déviés comportent en général peu de buses d'éjections, mais chaque buse peut imprimer pour chaque position d'impression du support plusieurs pixels répartis sur le segment d'impression en fonction du motif à imprimer. Dans les imprimantes à jets continus binaires, l'encre en provenance d'une buse n'imprime qu'un pixel par position d'impression. Le pixel considéré ne reçoit aucune goutte ou reçoit une ou plusieurs gouttes, en fonction du motif à imprimer. De ce fait pour une bonne rapidité d'impression, la plaque à buse comporte un grand nombre de buses, par exemple 64, permettant l'impression simultanée d'autant de pixels que de buses. Les gouttes non destinées à l'impression sont récupérées par une gouttière de récupération.
Des anomalies peuvent se produire lors de la récupération d'encre par la gouttière. Il peut par exemple se produire un écoulement d'encre, à partir de la gouttière, sur le produit à imprimer (« support ») ou sur les installations associées à l'imprimante, par exemple un convoyeur qui transporte les objets à marquer. Un autre problème peut être le remplissage de la tête d'impression avec de l'encre, si l'encre n'est pas récupérée par la gouttière ; dans la tête, en effet, des tensions de plusieurs centaines de volts (par exemple entre 500 V et 1000 V) sont mises en jeu, pour alimenter les diverses électrodes de charges ou de déviation des gouttes.
Par ailleurs, on ne dispose pas de moyen permettant d'identifier une récupération correcte de l'encre d'un jet dans la gouttière. Une information relative à une bonne récupération du jet est plutôt déduite de la variation régulière de l'impédance d'une veine d'encre dans le circuit d'aspiration (« récupération ») de l'encre depuis la tête vers le circuit d'encre situé dans le pupitre de la machine.
Le document Hitachi JP 2014193568 décrit un détecteur permettant de détecter un état de débordement d'une gouttière par une mesure de phase de particules chargées qui entrent dans la gouttière. Une pièce métallique disposée au voisinage de l'entrée de la gouttière fait perdre la charge embarquée aux gouttes d'encre qui participent au débordement.
Cette technique n'est cependant pas toujours adaptée, notamment dans les cas suivants :
- lorsqu'il y a besoin de détecter le cas limite où le jet vient effleurer le bord de la gouttière (tout en étant essentiellement dans celle-ci), ce qui se produit lorsque la récupération est de suffisamment bonne qualité pour ne pas déclarer de défaut; et, en outre, les projections d'encres résultantes de l'affleurement suffisent à provoquer des phénomènes de gouttes en bordure de la gouttière de récupération : le jet peut frôler la gouttière, engendrant des éclaboussures pouvant conduire à l'accumulation de micro-gouttelettes, lesquelles vont former une construction d'extraits secs conduisant à la déviation du jet.
Par ailleurs, on ne dispose pas de moyen permettant d'identifier une projection d'encre sur une surface quelconque de la tête d'impression. Or une telle information peut être très utile pour décider du fonctionnement correct de la tête ou pour intervenir pour nettoyer l'intérieur de la tête. De plus une telle projection traduit une perte d'encre, laquelle est coûteuse.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
La présente invention a d'abord pour objet une gouttière de récupération d'encre, pour récupérer des gouttes ou des tronçons d'encre non destinés à l'impression, cette gouttière de récupération d'encre comportant :
* un volume de récupération d'encre ;
* au moins un élément conducteur, dit conducteur de détection, fixé à, ou fixe par rapport à, ou disposé contre, une surface de la gouttière extérieure au volume de récupération d'encre et/ou au moins un élément conducteur, dit de détection, disposé entre la gouttière et un capot d'une tête d'impression ;
* des moyens pour détecter une variation d'impédance d'au moins un desdits conducteurs de détection lors de la présence d'encre ou de solvant en contact avec ledit au moins un élément conducteur ou avec une couche diélectrique en contact avec celui-ci.
La présente invention a également pour objet une tête d'impression d'une imprimante à jet continu comportant, dans un capot :
- des moyens pour produire au moins un jet d'encre ;
- des moyens pour séparer des gouttes ou des tronçons de jet, destinées à l'impression, des gouttes ou tronçons qui ne servent pas à l'impression ;
- une fente, ouverte sur l'extérieur de la tête d'impression et permettant la sortie des gouttes ou tronçons d'encre destinées à l'impression ;
- une gouttière de récupération d'encre, pour récupérer des gouttes ou des tronçons d'encre non destinés à l'impression, cette gouttière de récupération d'encre comportant un volume de récupération d'encre.
Selon un premier aspect de l'invention, la tête d'impression peut comporter au moins un élément conducteur de détection, par exemple fixé à, ou fixe par rapport à, ou disposé contre, une surface intérieure de la tête d'impression, ou par exemple encore, disposée entre la gouttière et le capot de la tête d'impression.
Des moyens peuvent être prévus pour détecter une variation d'impédance aux bornes d'au moins un desdits conducteurs de détection lors de la présence d'encre ou de solvant en contact avec celui-ci ou avec une couche diélectrique en contact avec celui-ci. Dans une gouttière ou une tête d'impression selon l'invention :
- des moyens d'alimentation en tension peuvent être prévus pour appliquer aux bornes d'au moins un desdits conducteurs de détection au moins une tension (Vc) ;
- et/ou au moins un desdits éléments conducteurs de détection peut être de type résistif (réalisation qui fonctionne particulièrement bien dans le cas d'une encre conductrice) ou bien de type capacitif (réalisation pour tout liquide) ;
- et/ou au moins un desdits éléments conducteurs de détection peut être disposé contre une surface intérieure de la tête d'impression, par exemple contre une surface de la gouttière, extérieure au volume de récupération d'encre ou entre la gouttière et le capot de la tête d'impression, ou encore entre la gouttière et les moyens pour produire au moins un jet d'encre ou de solvant.
Dans le cas où au moins un desdits éléments conducteurs de détection est de type résistif, des moyens peuvent être prévus pour appliquer une tension aux bornes d'au moins un desdits éléments conducteurs, une variation de cette tension traduisant une variation d'impédance (les moyens pour détecter une variation d'impédance comportant alors des moyens pour détecter une variation de cette tension).
Dans le cas où au moins un desdits éléments conducteurs forme, avec un autre élément conducteur, une impédance capacitive, des moyens peuvent être prévus pour appliquer une tension aux bornes de celle-ci, une variation de cette tension traduisant une variation d'impédance (les moyens pour détecter une variation d'impédance comportant alors des moyens pour détecter une variation de cette tension).
La gouttière peut comporter en outre au moins un élément conducteur pour identifier la présence d'encre dans la gouttière, cet élément conducteur étant monté en parallèle de l'élément conducteur de détection.
Une gouttière ou une tête d'impression selon l'invention peut comporter une pluralité d'éléments conducteurs fixé à, ou disposé contre, ladite surface de la tête d'impression, par exemple une surface de gouttière extérieure au volume de récupération d'encre, ou disposés entre la gouttière et le capot de la tête d'impression.
Des moyens d'alimentation en tension peuvent permettre d'alimenter différents éléments conducteurs de détection par des tensions différentes en amplitude et/ou en fréquence.
Les moyens pour détecter une variation d'impédance lors de la présence d'encre en contact avec au moins un élément conducteur de ladite pluralité d'éléments conducteurs de détection, ou avec une couche diélectrique en contact avec celui-ci, peuvent permettre de localiser au moins un conducteur dont l'impédance varie.
La surface de gouttière ou de la tête contre laquelle au moins un élément conducteur est disposé ou par rapport à laquelle il est fixe peut être en un matériau électriquement non conducteur.
En variante, cette surface est en un matériau électriquement conducteur, au moins un élément conducteur, étant disposé contre une couche électriquement non conductrice, disposée elle- même contre ladite surface ou dans un ou plusieurs logements réalisés dans une paroi ou dans ladite surface.
Selon un autre aspect de l'invention, qui peut être pris en combinaison, ou pas, avec le premier aspect ci-dessus, des moyens de déplacement de la gouttière dans une tête d'impression peuvent être prévus. En outre des moyens de détection, de préférence par contact électrique, de la position de la gouttière peuvent être prévus. Cette position est fonction d'un déplacement de la gouttière dans une tête d'impression.
Selon une réalisation, les moyens de détection de la position de la gouttière comportent au moins un premier élément conducteur, fixe par rapport à la tête d'impression, qui vient, dans une lere position de la gouttière, en contact avec au moins un élément conducteur, fixe par rapport à la gouttière.
Au moins un troisième élément conducteur peut être prévu, fixe par rapport à la gouttière, lequel vient, dans une 2eme position de la gouttière, différente de ladite lere position, en contact avec ledit élément conducteur, fixe par rapport à une tête d'impression.
Au moins le deuxième élément conducteur peut être relié à des moyens pour détecter une variation de la tension lors de la présence d'encre en contact avec ledit au moins ce deuxième élément conducteur.
Dans une réalisation dans laquelle les deux aspects de l'invention décrit ci-dessus combinée, des moyens de commutation peuvent être prévus pour commuter au moins le deuxième élément conducteur, fixe par rapport à la gouttière, en tant qu'élément conducteur de détection de la position de la gouttière ou en tant qu'élément conducteur de détection de la présence d'encre en contact avec ledit deuxième élément conducteur ou avec une couche diélectrique en contact avec celui-ci. Un même conducteur peut donc être successivement un conducteur de détection de la présence d'encre ou de salissure dans la tête et un conducteur de détection de la position de la gouttière.
Dans un procédé de fonctionnement d'un tel dispositif on peut commuter le deuxième élément conducteur, fixe par rapport à la gouttière, en tant qu'élément conducteur de détection de la position de la gouttière puis en tant qu'élément conducteur de détection de la présence d'encre en contact avec ledit deuxième élément conducteur.
Une tête d'impression selon l'invention peut comporter n buses pour produire n jets d'encre, « n » étant par exemple égal à 1, ou n > 1, par exemple supérieur ou égal à 16 ou à 32 ou à 64....
L'invention concerne également un procédé de fonctionnement, ou d'impression, d'une gouttière de récupération de l'encre, ou d'une tête d'impression, par exemple telles qu'elles viennent d'être décrites, dans lequel de l'encre, par exemple au moins une goutte ou au moins un tronçon d'encre, vient en contact au moins d'un élément conducteur, fixé à, ou fixe par rapport à, ou disposé contre, une surface intérieure de la tête, par exemple une surface d'une gouttière extérieure au volume de récupération d'encre.
Une variation d'impédance, par exemple détectée par l'intermédiaire d'une variation de tension appliquée à au moins l'un desdits conducteurs, permet de détecter la présence de cette encre.
L'invention concerne également un procédé de détection de la présence d'encre, sur une surface intérieure d'une tête d'impression d'une imprimante à jet continu, ou un procédé de détection de la présence d'encre entre ladite gouttière et le capot ou les moyens pour former des jets d'encre, ce procédé comportant :
* l'application, à au moins un élément conducteur de détection, fixé à, ou fixe par rapport à, ou disposé contre, ladite surface ou disposé entre la gouttière et le capot ou les moyens pour former des jets d'encre, d'au moins une tension (Vc) ;
* la détection d'au moins une variation d'impédance aux bornes d'au moins un desdits conducteurs de détection lors de la présence d'encre en contact avec ledit au moins un élément conducteur ou avec une couche diélectrique en contact avec celui-ci.
Différents éléments conducteurs d'une pluralité d'éléments conducteurs de détection peuvent être alimentés par des tensions différentes en amplitude et/ou en fréquence. On peut réaliser alors une localisation d'au moins un desdits conducteurs, dont l'impédance varie du fait d'une projection ou d'une salissure ou d'un débordement d'encre, à l'aide des alimentations par des tensions différentes en amplitude et/ou en fréquence.
Un procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre simultanément à des opérations d'impression sur un support d'impression, à l'aide de la tête d'impression ou l'aide d'une tête d'impression à laquelle appartient la gouttière selon l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Un exemple de réalisation de l'invention sera maintenant décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente une vue cavalière schématique d'une tête d'impression faisant principalement apparaître les composants de la tête d'impression situés en aval des buses ;
les figures 2A et 2B représentent des réalisations de gouttières selon l'invention ;
la figure 3 représente une autre gouttière selon l'invention ;
les figures 4A et 4B représentent des variantes des structures des figures 2A et 2B ;
les figures 5A et 5B représentent des schémas électriques de connexion d'un dispositif de détection selon l'invention, sans salissure ni débordement (figure 5A) et avec salissure ou débordement (figures 5B) ;
la figure 6 représente un schéma électrique de connexion d'un dispositif de détection selon l'invention, en parallèle d'un autre dispositif de détection de la présence d'encre dans une gouttière ;
les figures 7A et 7B représentent un système de détection de la position d'une gouttière mobile ;
les figures 8A et 8B représentent un autre système de détection de la position d'une gouttière mobile ;
la figure 9 représente un autre système de détection de la position d'une gouttière mobile, laquelle est également munie de moyens de détection de salissures ou débordements ;
les figures 10A et 10B représentent des schémas électriques de connexion d'un dispositif de détection de la position d'une gouttière mobile selon l'invention, une électrode de ce dispositif faisant également partie de moyens de détection de salissures ou débordements, selon l'invention ;
les figures 11A-11D représentent un autre mode de réalisation de l'invention, avec un fonctionnement capacitif ;
la figure 12 représente les blocs principaux d'une imprimante à jet d'encre ;
la figure 13 représente une structure d'une imprimante à jet d'encre à laquelle la présente invention peut être appliquée.
Dans les figures des éléments techniques similaires ou identiques sont désignés par les mêmes numéros de référence.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION
Une structure de tête d'impression 10, à laquelle l'invention peut être appliquée, est expliquée ci-dessous, en lien avec la figure 1.
La tête comprend un générateur de goutte 1. Ce générateur comporte une plaque à buses 2 sur laquelle sont alignées, selon un axe X (contenu dans le plan de la figure), un nombre entier n de buses 4, dont une première 4i et une dernière buse 4n. Mais l'invention s'applique aussi au cas d'une seule buse.
Dans la représentation de la figure 1, les premières et dernières buses (4i, 4n) sont les buses les plus éloignées l'une de l'autre.
Chaque buse a un axe d'émission d'un jet parallèle à une direction ou un axe Z (situé dans le plan de la figure 1), perpendiculaire à la plaque à buses et à l'axe X mentionné précédemment. Un troisième axe, Y, est perpendiculaire à chacun des deux axes X et Z, les deux axes X et Z s'étendant dans le plan de la figure 1.
Sur la figure, on voit la buse 4X. Chaque buse est en communication hydraulique avec une chambre pressurisée de stimulation. Le générateur de gouttes comporte autant de chambres de stimulation que de buses. Chaque chambre est équipée d'un actuateur, par exemple un cristal piézo-électrique. Un exemple de conception d'une chambre de stimulation est décrit dans le document US 7,192,121.
En aval de la plaque à buses se trouvent des moyens, ou bloc de tri, 6 qui permettent de séparer les gouttes destinées à l'impression des gouttes ou tronçons de jets qui ne servent pas à l'impression.
Ces moyens pour séparer des gouttes ou des tronçons d'un ou plusieurs desdits jets destinés à l'impression des gouttes ou tronçons qui ne servent pas à l'impression peuvent comporter au moins une électrode formée contre, ou dans, une paroi qui délimite la cavité dans laquelle les jets sont produits. Au moins une électrode peut affleurer la surface de la paroi en question. Ainsi les gouttes ou tronçons qui ne servent pas à l'impression sont déviés par effet électrostatique d'au moins une électrode sur les gouttes.
Les gouttes émises ou tronçons de jets, émis par une buse et destinés à l'impression, suivent une trajectoire selon l'axe Z de la buse et vont frapper un support d'impression 8, après être passés par une fente 17 de sortie. Cette fente est ouverte sur l'extérieur de la cavité et permet la sortie des gouttes d'encre destinées à l'impression ; elle est parallèle à la direction X d'alignement des buses, les axes de direction Z des buses passant à travers cette fente, qui se trouve sur la face opposée à la plaque à buses 2. Elle a une longueur au moins égale à la distance entre la première et la dernière buse.
Dans la présente demande, le terme « cavité » désigne la zone de l'espace dans laquelle circule l'encre entre la plaque à buses 2 et la fente 17 de sortie des gouttes destinées à l'impression ou entre la plaque à buses et la gouttière de récupération. La plaque à buses 2 forme en fait une paroi supérieure de la cavité. Latéralement, la cavité est délimitée par des parois latérales, sensiblement parallèles au rideau de jets constitué par les différents jets émis par les buses. Une de ces parois a déjà été évoquée ci-dessus, en lien avec une électrode de déviation des jets.
Les gouttes, ou les tronçons de jets, émis par une buse et non destinés à l'impression, sont déviés par les moyens 6 et sont récupérés par une gouttière de récupération 7 puis cette encre est recyclée. La gouttière a, dans la direction X, une longueur au moins égale à la distance entre la première et la dernière buse.
Une vue d'une gouttière selon un premier aspect de l'invention, est expliquée de manière plus détaillée ci-dessous, en lien avec les figures 2A et 2B.
La gouttière est ici représentée avec une forme sensiblement parallélépipédique, mais d'autres formes peuvent être envisagées, en particulier avec un ou plusieurs parois extérieures de forme incurvée.
Elle comporte une ouverture 12, dite ouverture supérieure, qui accueille les jets du rideau 13 de jets. Une fente 18 permet d'aspirer l'encre qui a été déposée à l'intérieur de la gouttière par les différents jets. Cette fente est reliée à un conduit, non représenté sur les figures, et à des moyens, par exemple une pompe ou des moyens de pompage, pour former une dépression dans le volume creux 13 disposé à l'intérieur de la gouttière. Ce volume creux 13 permet de recueillir un certain volume d'encre. L'ouverture 12 et le volume 13 forment un canal ou un volume de récupération d'encre.
Sur une surface 14 de la gouttière, extérieure au canal ou au volume de récupération ou située en dehors de ce canal ou volume, est prévue une résistance, ou, plus généralement, une électrode ou un élément conducteur 20. Cette surface extérieure 14 n'est pas destinée à recevoir de l'encre ; mais des écoulements ou des projections d'encre peuvent avoir lieu : en conséquence, l'encre peut alors s'écouler sur la surface extérieure 14 et, de là, sur d'autres parties de l'imprimante ou sur le support à imprimer.
Si la gouttière est en un matériau isolant ou non conducteur de l'électricité, l'élément conducteur 20 peut être disposé directement en contact avec la surface extérieure 14 de la gouttière (figure 2B). Si, par contre, la gouttière est en un matériau conducteur, l'élément conducteur 20 est séparé de la surface extérieure 14 par une portion isolante 22 (figure 2A), par exemple sous la forme d'une couche de matériau non conducteur appliqué contre la surface 14. L'élément conducteur 20 est appliqué contre cette portion isolante 22, qui a une certaine extension latérale sur les côtés de l'élément conducteur 20.
Entre les bornes de ce dernier peut être appliquée une tension de polarisation Vc à l'aide de moyens, ou d'un circuit, 16 de mise sous tension. Ces moyens, ou ce circuit, peuvent comporter d'autres éléments, comme expliqué ci-dessous, pour mesurer une variation de tension (ou une variation de courant) lorsque de l'encre est en contact avec l'élément conducteur 20. La tension de polarisation Vc peut être de l'ordre de quelques volts, par exemple, 3.3 V.
Lorsque de l'encre déborde de la gouttière, par exemple du fait de projections d'encre, puis vient en contact avec l'élément conducteur 20 et le bord extérieur 14, la tension aux bornes de l'élément conducteur varie, traduisant une variation d'impédance. . Il en va de même dans le cas où de l'encre, en provenance d'un ou de plusieurs jets, n'est pas récupérée par la gouttière et est projetée sur le bord extérieur 14. En variante, pour détecter une variation d'impédance, on peut mettre en oeuvre une détection de courant, au lieu d'une détection d'une variation de tension.
C'est notamment le cas (figure 2A) si la gouttière est en matériau conducteur qui est relié, par exemple, à la masse (V = 0V) ou à un potentiel constant différent du potentiel appliqué à l'élément conducteur 20. En variante, l'élément isolant 22 qui sépare l'élément conducteur 20 de la surface extérieure 14 a une certaine extension autour de l'élément conducteur 20, ce qui assure, pour une tache d'encre 21 d'une étendue inférieure à celle de cet élément isolant 22, un contact, à la fois avec ce dernier et avec l'élément conducteur 20.
C'est le cas également (figure 2B) si la gouttière est en matériau nonconducteur, une goutte ou une tache d'encre 21 qui vient en contact, à la fois, avec l'élément conducteur 20 et avec la surface extérieure 14 de la gouttière va faire varier l'impédance de l'élément conducteur ; la tension mesurée à ses bornes va donc varier.
En variante, le dispositif comporte 2 électrodes 20, 20a (cette dernière étant représentée en traits interrompus sur les figures 2A et 2B), aux bornes de chacun desquelles peut être appliquée une différence de potentiel (ddp) ; ces ddp peuvent être différentes; la détection d'une variation des deux ddp, qui traduit là aussi une variation d'impédance (plus précisément, dans ce cas, il se produit un court-circuit, ce qui conduit à une différence d'impédance nulle entre les deux conducteurs), étant assurée lorsqu'une électrode ou une salissure vient en contact avec les deux électrodes simultanément.
Dans les différents cas envisagés, un circuit, qui peut être contenu dans l'ensemble des moyens, ou circuit, 16, peut permettre de détecter une variation de la tension aux bornes de l'élément conducteur 20, et/ou de l'élément conducteur 20a.Une vue d'une gouttière selon un autre aspect de l'invention, est expliquée de manière plus détaillée ci-dessous, en lien avec la figure 3. Des références numériques identiques à celles des figures précédentes y désignent des mêmes éléments.
Cette fois, une résistance, ou, plus généralement, une électrode ou un élément conducteur 30 est disposé entre la gouttière 7 et le capot 28 de la tête d'impression, capot qui peut être à la masse (V = 0V).
Comme dans le cas précédent, aux bornes de l'élément conducteur 30 peut être appliquée une tension de polarisation Vc à l'aide de moyens, ou d'un circuit, 16 de mise sous tension. Ces moyens, ou ce circuit, peuvent comporter d'autres éléments, comme expliqué ci-dessous pour mesurer une variation d'impédance, qui se traduit, ici, par une variation de la tension aux bornes de l'élément conducteur 30, lorsque de l'encre est en contact avec ce dernier. La tension de polarisation Vc peut être de l'ordre de quelques volts, par exemple, 3.3 V.
Lorsque de l'encre 21 déborde de la gouttière, par exemple du fait de projections, puis s'écoule à l'extérieur de celle-ci et vient en contact, à la fois, avec l'élément conducteur 30 et avec le capot 28, l'impédance de l'élément conducteur varie, de même que la tension à ses bornes. Il en va de même dans le cas où de l'encre 21, en provenance d'un ou de plusieurs jets, n'est pas récupérée par la gouttière et vient, là encore, en contact avec l'élément conducteur 30 et avec le capot 28.
Une variante du mode de réalisation expliqué ci-dessus en lien avec la figure 2A est illustrée en figure 4A (là encore, de même qu'en figure 4B, des références numériques identiques à celles des figures précédentes y désignent des mêmes éléments) : une pluralité de n résistances, ou d'électrodes, ou d'éléments conducteurs, 20i, ...20j,... 20nest disposée contre la surface extérieure 14 de la gouttière (qui est ici en un matériau conducteur), chacune étant séparée de cette surface extérieure 14 par une portion isolante, par exemple sous la forme d'une couche 22 de matériau non conducteur. Ces différents éléments conducteurs sont de préférence disposés de manière parallèle entre eux ou sont alignés le long de la surface 14. Aux bornes de chacun de ces éléments conducteurs 20, peut être appliquée, par des moyens 16,, une tension variable de fréquence f, qui lui est propre et qui est différente des fréquences appliquées aux bornes des autres éléments conducteurs. Lorsque de l'encre coule sur le bord extérieur 14 de la gouttière, par exemple du fait de projections, puis vient en contact avec l'élément conducteur 20, et la couche 22, la tension aux bornes de cet élément conducteur varie (ce qui traduit là encore une variation d'impédance). Il en va de même dans le cas où de l'encre, en provenance d'un ou de plusieurs jets, n'est pas récupérée par la gouttière et s'écoule sur le bord extérieur 14 de cette dernière. La fréquence f, de cette tension étant identifiée et associée à l'élément conducteur 20,, une localisation de l'encre qui coule sur la paroi extérieure 14 de la gouttière peut être réalisée. En variante chaque électrode peut être alimentée par une tension constante, mais d'amplitude variable d'une électrode à l'autre, ce qui permet là aussi une localisation.
Une autre variante, appliquée au mode de réalisation expliqué ci-dessus en lien avec la figure 2B, peut être réalisée : une pluralité de n résistances, ou d'électrodes, ou d'éléments conducteurs, 20i, ...20j,... 20n est disposée contre la surface extérieure 14 de la gouttière (qui est, cette fois, non conductrice). Ces différents éléments conducteurs sont de préférence disposés de manière parallèle entre eux ou sont alignés le long de la surface 14. Aux bornes de chacun de ces éléments conducteurs 20, peut être appliquée, par des moyens 16,, une tension variable de une fréquence f, qui lui est propre et qui est différente des fréquences appliquées aux autres éléments conducteurs. Là encore, lorsque de l'encre coule sur le bord extérieur 14 de la gouttière, par exemple du fait de projections, puis vient en contact avec l'élément conducteur 20, et le bord extérieur 14, l'impédance de l'élément conducteur (et donc la tension appliquée à ses bornes) varie. Il en va de même dans le cas où de l'encre, en provenance d'un ou de plusieurs jets, n'est pas récupérée par la gouttière et s'écoule sur le bord extérieur de cette dernière. La fréquence f, (ou l'amplitude dans la variante exposée ci-dessus) de cette tension étant identifiée et associée à l'élément conducteur 20,, la localisation de l'encre qui coule le long de la gouttière est aisée.
Dans les variantes qui viennent d'être expliquées en lien avec les figures 4A et 4B, pour chaque tension alternative appliquée aux bornes de l'une des électrodes 20j (i=l...n), on choisira de préférence une tension variable de valeur moyenne nulle pour éviter les phénomènes de transformation des propriétés physico-chimiques de l'encre, tel que par exemple le phénomène d'électrolyse.
Si une salissure ou une goutte d'encre s'étend sur plusieurs des électrodes 20, (i=l,..., n), l'identification des différentes fréquences concernées (ou l'identification des différentes amplitudes concernées dans la variante exposée ci-dessus) permet de localiser spatialement la salissure ou la goutte.
Dans le cas du mode de réalisation de la figure 3, plusieurs électrodes 30, 30i, 302, peuvent être disposées entre la gouttière 7 et le capot 28 de la tête d'impression, par exemple parallèlement les unes aux autres; à leurs bornes sont par exemple appliquées des tensions différentes en fréquence et/ou en amplitude pour pouvoir, de manière similaire à ce qui est expliqué ci-dessus, identifier la localisation d'une éventuelle salissure ou goutte d'encre.
II est possible de combiner l'une de réalisation des figures 2A, 2B, 4A, 4B avec celle de la figure 3 ou sa variante qui vient d'être exposée ci-dessus. Cette réalisation n'est pas représentée sur les figures.
On a représenté schématiquement, en figures 5A et 5B (sur lesquelles la gouttière n'est pas représentée), un circuit 16 comportant une alimentation par une source 32 de tension continue Vc, par exemple 3,3 V, d'un élément conducteur 20, ayant une résistance de valeur RI :
- en l'absence de débordement ou de salissure (figures 5A), la tension de sortie Vs mesurée est Vs = Vc ;
- en présence de débordement ou de salissure (figures 5B), qui aboutit à une tâche d'encre 21 qui recouvre à la fois une partie de l'élément conducteur 20 et une partie de la paroi de la gouttière (ou de l'élément isolant 22), la tension de sortie Vs mesurée est Vs = Vc.(Rs/(Rl + Rs)) ; où Rs est la résistance de la goutte ou de la salissure.
Selon une variante, la source de tension continue du circuit 16 peut être remplacée par une source de tension alternative.
Un circuit du type des figures 5A et 5B, ou comportant une source de tension alternative, peut être appliqué à toute électrode 20, 20, (i=l...n), 30, 30, (i=l...n), de l'une quelconque des figures 2A-4B.
Dans tous les cas, des moyens de détection, non représentés sur ces figures, permettent de détecter les variations d'impédance de l'élément conducteur ou des éléments conducteurs concerné(s), via les variations de Vs. De tels moyens de détection sont par exemple sous la forme d'un circuit de type FPGA.
Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, une électrode 20, 20, (i=l...n), 30, 30j (i=l...n) peut être disposée électriquement en parallèle d'une autre électrode, disposée elle-même dans la gouttière et qui permet de détecter la présence d'encre dans celle-ci.
Ainsi, on a représenté, en figure 6, une électrode 20 (ou en variante l'une des électrodes 20, (i=l...n), 30, 30, (i=l...n)) disposée en parallèle d'une électrode 34. Cette électrode 20 permet d'identifier la présence d'encre contre la surface extérieure 14 de la gouttière.
L'électrode 20 peut être alimentée par une tension alternative de fréquence f, tandis que l'électrode 34 peut être alimentée par une tension alternative de fréquence f'.
Les tensions de fréquences f et f' peuvent être choisies de manière à pouvoir évaluer ou mesurer la valeur des deux résistances 20 et 34 lors d'une même acquisition. Par exemple, on choisit la fréquence f égale à la moitié de la fréquence f' ; un même algorithme de reconnaissance peut alors être utilisé pour détecter les deux signaux, seul le paramètre de fréquence étant modifié. En pratique on réalise une acquisition et l'algorithme de reconnaissance est exécuté deux fois sur le tableau d'échantillons acquis. Par exemple, un microprocesseur 4040 de chez Intel peut être utilisé en tant que diviseur pour obtenir le signal à la fréquence f' ; il est possible d'utiliser la sortie suivante et deux résistances montées en diviseur pour obtenir le signal à la fréquence f. En figure 6, la référence 36 désigne des moyens d'acquisition et de traitement, réalisés par exemple sous la forme d'un amplificateur de gain.
Un procédé de détection de débordement de l'encre, depuis le volume 13 de récupération de l'encre vers l'extérieur de celui-ci, en particulier vers la surface 14, ou de la présence d'encre projetée contre une zone extérieure audit volume 13, en particulier contre ladite surface 14, peut mettre en œuvre un dispositif tel que décrit cidessus.
Selon un procédé de détection de débordement de l'encre selon l'invention, on applique une tension aux bornes d'au moins un des conducteurs 20, 20,, 30, 30j et on mesure une variation d'impédance dudit conducteur, par le biais d'une variation de tension à ses bornes lorsque de l'encre 21 vient en contact de ce conducteur.
Un procédé de détection de débordement de l'encre selon l'invention peut être mis en œuvre pendant des opérations d'impression à l'aide de la tête d'impression.
Si une variation de tension aux bornes de l'un des conducteurs 20, 20,, 30 est interprétée comme traduisant la présence d'encre 21 sur au moins l'un d'entre eux, une intervention d'un opérateur peut être réalisée pour nettoyer la gouttière, par exemple en interrompant des opérations d'impression. À cet effet, un signal peut être envoyé à l'opérateur pour lui indiquer la présence d'encre 21 à éliminer. Si le dispositif comporte une pluralité d'éléments conducteurs comme décrit ci-dessus en lien avec les figures 4A, 4B, ce signal peut également indiquer la localisation de l'encre 21 le long de la gouttière.
Dans certaines réalisations de la gouttière, celle-ci est mobile par rapport au reste de la tête d'impression, par exemple sous l'action d'un moteur tel qu'un moteur pas à pas. C'est notamment le cas lorsque l'on veut écarter la gouttière d'un trajet des jets d'encre, par exemple après un test sur les jets non déviés, c'est-à-dire suivant une trajectoire normalement destinée à l'impression.
Des moyens électriques peuvent être prévus pour détecter la position correcte de la gouttière. Ces moyens de détection de position de la gouttière peuvent être mis en oeuvre en combinaison, ou pas, avec les moyens de détection de débordement tel qu'ils ont été décrits ci-dessus.
Ainsi, on a représenté, en figure 7A, la gouttière 7, en vue de dessus (comme précédemment, la référence 13 désigne le volume intérieur de la gouttière qui permet de recueillir un certain volume d'encre). Cette gouttière peut effectuer, sous l'action de moyens de déplacement, non représenté sur la figure, par exemple un moteur pas à pas, un déplacement d'une certaine amplitude le long d'un axe DD'.
La gouttière est équipée de deux éléments conducteurs 42, 44, qui sont fixes par rapport à la gouttière et qui, lorsque celle-ci est déplacée, viennent en contact de deux autres éléments conducteurs 46, 48, lesquels sont fixes par rapport à la tête d'impression. Cette situation est représentée en figure 7B. Dans cette réalisation, comme dans les suivantes :
- les deux éléments conducteurs 42, 44 sont de préférence alignés suivant une direction perpendiculaire YY' sensiblement perpendiculaire à la direction DD' de déplacement de la gouttière; il en va de même pour les deux autres éléments conducteurs 46, 48 ;
- les deux éléments conducteurs 46, 48 peuvent être allongés suivants une direction perpendiculaire au plan de la figure et/ou peuvent être munis de moyens de contacts, par exemple d'ergots de contact, pour venir en contact avec les conducteurs 42, 44.
En variante, la gouttière peut être munie d'un seul des deux éléments conducteurs 42, 44, et la tête d'un seul des deux éléments conducteurs 46, 48, qui vient en contact avec l'élément conducteur de la gouttière en position fermée. L'utilisation de deux conducteurs 42, 44 et des deux éléments conducteurs 46, 48 permet de vérifier la bonne direction du déplacement par rapport aux autres éléments de la tête.
Les deux éléments conducteurs 46, 48 peuvent être reliés à des moyens 50 permettant d'établir un circuit électrique qui est fermé en position de contact (figure 7B) et ouvert en position reculée (figure 7A) de la gouttière. Lors de la position de contact, l'élément conducteur 46 vient en contact avec l'élément conducteur 42 et l'élément conducteur 48 vient en contact avec l'élément conducteur 44.En variante, le circuit 50 pourrait relier les éléments 42 et 44.
Des exemples de réalisation du circuit 50 sont donnés ci-dessous.
Une variante de ce système est illustrée en figure 8A, sur laquelle la gouttière, dont une face 14' présente un prolongement ou ergot 70, qui s'étend entre les deux conducteurs 46, 48; ce prolongement qui comporte des pattes latérales 72, 74, dont chacune est par exemple munie d'un élément conducteur, ou électrode, 76, 78; chacune d'entre elles peut être disposée directement au contact des pattes latérales 72, 74, si celles-ci sont en un matériau non conducteur et peut venir en contact électrique avec l'un des conducteurs 46, 48 lors de la position ouverte du dispositif. Le circuit 50 n'est pas représenté sur cette figure 8A, mais, lorsqu'il est relié aux électrodes 46, 48, il permet de détecter le positionnement de la gouttière lorsque celle-ci atteint la position ouverte représentée sur cette figure ; de même il permet de détecter le positionnement de la gouttière lorsque celle-ci atteint la position fermée représentée sur en figure 8B.
La figure 8B représente le dispositif en position fermée : les conducteurs 46, 48 sont alors de nouveau en contact avec les plages conductrices 42, 44, comme en figure 7B.
Le circuit 50 et l'ensemble des plages conductrices ou des électrodes 42, 44, 46, 48 peuvent être prévus pour que le signal produit, en position ouverte (figure 8A) soit différent de celui produit en position fermée (figure 8B), ce qui permet alors de discriminer la position ouverte de la position fermée de la gouttière.
Les éléments conducteurs 42, 44, respectivement 76, 78 peuvent être disposés directement au contact de la gouttière, respectivement des pattes latérales 72, 74, si toutes ces parties sont en un matériau non conducteur. Sinon, on disposera un élément isolant tel que la couche 22 (figure 2A, 4A) entre chacun d'entre eux et la gouttière. En variante, si la gouttière est en matériau conducteur, les éléments conducteurs 76, 78 peuvent venir directement au contact d'une paroi de la gouttière 7, sans mettre en oeuvre d'élément conducteur 42, 44.
Pour détecter la position de la gouttière, on surveille l'évolution d'une tension Vs mesurée en sortie de l'électrode 48 lorsque l'électrode 46 est à une tension nulle. Initialement, dans la position de la figure 8A, Vs=0V car 46 et 48 sont au même potentiel (ils sont reliés par un circuit qui est fermé). Si la gouttière est déplacée, on rompt le contact entre les deux électrodes 46 et 48 et la tension Vs va évoluer, par exemple à Vs=3.3V. On peut, de cette évolution, déduire que la gouttière est en position intermédiaire (entre les positions des figures 8A et 8B). Ensuite, la gouttière atteint la position représentée en figure 8B et on retrouve Vs=0V.
La surface extérieure 14', la partie 70 et les pattes latérales 72, 74 permettent de définir des espaces 47, 49 délimités en forme de «U », dans lesquels les conducteurs 46, 48 sont disposés et font face aux éléments conducteurs 42, 76 et 44, 78, lesquels vont et viennent par rapport aux conducteurs 46, 48, en fonction du déplacement de la gouttière le long de l'axe DD'.
Les moyens de détection de position de la gouttière, qui viennent d'être décrit ci-dessus, en particulier en lien avec les figures 7A-7B, 8A-8B, peuvent être utilisés indépendamment des moyens de détection de débordement et de salissures qui ont été décrits ci-dessus, en lien avec les figures 2A-6, ou qui sont décrits ci-dessous, dans le cas d'une mesure capacitive, en particulier en lien avec les figures 11A-11D.
Selon une variante, qui combine une réalisation de détection de débordement ou de présence de salissures et une détection de position de la gouttière, cette dernière possède, outre les plages conductrices 42, 44, une ou des électrode(s) ou élément(s) conducteur(s) 20, 20,, 30, 30, de détection de débordement ou de salissure, comme expliqué ci-dessus, notamment en lien avec les figures 2A - 4B.
Une telle configuration est représentée en figure 9, où les références numériques ont les mêmes significations que sur les figures précédentes. Cette configuration combine les plages conductrices 42, 44 des figures 7A - 8B et l2es éléments conducteurs 20, de la figure 4B. Là encore, les circuits correspondants 16, (i=l,...n), 50 ne sont pas représentés mais peuvent être connectés aux électrodes ou aux éléments conducteurs correspondants.
Une variante (non représentée) combine, dans le cas d'une gouttière en matériau conducteur, la réalisation des figures 8A - 8B, avec les électrodes 20, 20, des figures 2A-4A, séparées de la paroi de la gouttière par l'élément isolant 22.
Dans ces variantes, l'une des pistes conductrices 42, 44 peut former un, ou être une partie d'un, élément conducteur de détection de gouttes ou de salissure, disposé sur la paroi extérieure 14 de la gouttière comme expliqué ci-dessus en lien avec les figures 2A, 2B, 4A, 4B.
Par exemple, l'une au moins des pistes conductrices 42, 44 peut être le prolongement d'une électrode ou d'un élément conducteur 20, 20, de l'une des configurations décrites ci-dessus en lien avec les figures 2A, 2B, 4A, 4B : au moins une électrode ou au moins un élément conducteur 20, 20, peut être disposé sur une face extérieure 14 de la gouttière, tandis que les pistes conductrices 42, 44 sont disposées sur une face 14', opposée à la face 14 selon l'axe de déplacement DD'.
Une autre variante (également non représentée) combine la réalisation des figures 8A - 8B, avec une ou plusieurs électrodes 30, 30, de la figure 3, qui peuvent être munies de leur circuit 16,16,.
Un exemple de réalisation du circuit qui relie les éléments conducteurs 46, 48 est représenté en figures 10A et 10B (sur lesquelles la gouttière n'est pas représentée), pour le cas où l'un de ces éléments conducteurs (ici l'élément conducteur 48) joue également un rôle dans la détection de débordement d'encre ou de salissure ; en d'autres termes, l'un de ces éléments conducteurs (ici l'élément conducteur 48) est commun aux moyens ou au dispositif de détection de position de la gouttière et aux moyens ou au dispositif de détection de débordement de la présence d'encre sur une surface extérieure 14 de la gouttière.
Sur ces figures 10A et 10B, l'élément conducteur 46 est relié à un interrupteur 80 (réalisé par exemple à l'aide d'un transistor MOS) qui est commuté à l'état ouvert (figure 10A) lorsque seule la fonction de détection de débordement est mise en oeuvre, le système étant par exemple dans la position « fermée » des figures 7B et 8B) ; dans cet état ouvert du commutateur 80, l'élément conducteur 46 est à un potentiel flottant. L'interrupteur 80 est commuté à l'état fermé (figure 10B) lorsque la fonction de détection de position est utilisée ; dans cet état fermé du commutateur 80, l'élément conducteur 46 est à un potentiel imposé, par exemple, par la masse (0 V). Le commutateur 80 peut être commandé, en ouverture ou en fermeture, à l'aide d'une tension de, par exemple, 3,3 V.
L'élément conducteur 48 est également alimenté à l'aide de moyens d'alimentation en tension, non représentés sur la figure, par l'intermédiaire d'une résistance R2 (par exemple : 10 kQ) ; il est par exemple porté à une tension constante de quelques volts, par exemple encore 3,3 V. En parallèle, une voie permet de mesurer un signal de sortie Vs, par l'intermédiaire d'une résistance R3 (par exemple : 10 kQ). Ce signal de sortie peut être envoyé vers un circuit de type FPGA pour analyse. L'élément 49 représenté en figure 10 A et 10 B est un élément de protection, par exemple réalisé à l'aide d'une ou plusieurs diodes, pour éviter toute surtension en tension de sortie Vs.
Dans le cas où seule la fonction de détection de débordement est mise en oeuvre (figure 10A : l'interrupteur 80 est ouvert) une tension flottante est appliquée à l'élément conducteur 46 :
- si aucun débordement n'est détecté à l'aide de l'élément conducteur 48, un signal de tension de sortie égal à environ V2 est détecté ;
- si un débordement est détecté à l'aide de l'élément conducteur 48, un signal de tension de sortie égal à environ 0 V est détecté.
Dans le cas où la fonction de détection de position est utilisée (figure
10B) :
- si la gouttière est positionnée correctement, la liaison électrique entre les éléments conducteurs 46 et 48 est assurée, un signal de tension de sortie égal à environ 0V est détecté ;
- si la gouttière n'est pas positionnée correctement, ou si la position « fermée » n'est pas encore atteinte, la liaison électrique entre les éléments conducteurs 46 et 48 n'est pas assurée, et un signal de tension de sortie égal à environ V2 est détecté.
Des moyens de commutation 80 permettent donc d'utiliser la paire d'électrodes 46, 48 en vue de la détection de la position de la gouttière, puis d'utiliser au moins une de ces électrode en vue de la détection de débordement ou de salissure sur les parois de la gouttière.
Dans les exemples donnés ci-dessus, en lien avec les figures 2A-6, une variation d'impédance est obtenue suite au contact électrique qui s'établit entre au moins une goutte d'encre 21 et au moins un conducteur 20, 20,, 30, 30,.
Selon une variante, illustrée en figure 11A (qui ne représente qu'une partie de la gouttière, le reste de celle-ci étant identique ou similaire à ce qui a déjà été décrit ci-dessus en lien avec les figures 2A-4B), 2 éléments conducteurs 120i, 1202 sont disposés dans une paroi de la gouttière contre laquelle de l'encre peut, pour les raisons déjà exposées ci-dessus, venir se déposer. De préférence, ils affleurent la surface extérieure 14 de la gouttière. En variante (figure 11B), ces 2 éléments conducteurs 120i, 1202 sont contre la paroi 14 de la gouttière 7.
Dans les 2 cas, les deux éléments conducteurs sont isolés l'un par rapport à l'autre et sont recouverts d'une couche 122 de matériau isolant. Ils forment ainsi une capacité, ou un capteur capacitif, avec cette couche. Des moyens 216 permettent de maintenir une différence de potentiel entre les deux éléments conducteurs 120i, 1202. Lorsqu'une goutte d'encre 21 est déposée contre la couche 122, les propriétés diélectriques de la capacité sont modifiées et celle-ci varie ; une variation de la capacité, et donc de l'impédance, est mesurée à l'aide d'un dispositif de mesure de lecture de la capacité, par exemple réalisé à partir d'un circuit de Texas Instrument, de type FDC 1004 4, Channel Capacitance to Digital Converter for Capacitive Sensing Solution. Par exemple, un tel dispositif met en oeuvre un dispositif de conversion numérique de valeurs de la capacité. Les données numériques peuvent être mémorisées et comparées à des données de référence et/ou traités pour évaluer une variation de la capacité.
Diverses configurations possibles de répartition ou de disposition des éléments conducteurs 120i, 1202 sont possibles ; on peut notamment utiliser plusieurs capteurs capacitifs disposés comme par exemple en figure 2A-4B, le long de la paroi extérieure d'une gouttière de récupération ou, plus généralement, disposés à l'intérieur d'une tête d'impression, par exemple, contre la surface intérieure du capot de la tête.
On peut, en variante, utiliser une électrode 120i, l'autre électrode étant formée par un élément conducteur, par exemple la gouttière elle-même, relié à la masse ou à une tension de référence quelconque. Lorsque la gouttière est en un matériau électriquement non conducteur, le ou les éléments conducteurs 120i, 1202 est ou sont disposé(s) dans un ou des logement(s) spécifique(s) 121i, 1212 (figure 11A) ou directement contre la paroi 14 de la gouttière (figure 11B).
Lorsque la gouttière est en un matériau électriquement conducteur, le ou les élément(s) conducteur(s) 120i, 1202 est ou sont disposé(s) dans ce(s) logement(s) (figure 11A, 11C), mais le fond de celui-ci ou de ceux-ci est recouvert d'une couche 122υ 1222 de matériau isolant. Dans la variante de la figure 11B, le ou les éléments conducteurs 120i, 1202 est ou sont séparé(s) de la surface extérieure 14 par une portion isolante 220 (figure 11B, 11D), par exemple sous la forme d'une couche de matériau non conducteur appliqué contre la surface 14 . Le ou les éléments conducteurs est ou sont appliqué(s) contre cette portion isolante 220, qui a une certaine extension latérale sur les côtés de ces éléments conducteurs.
Le mode de réalisation qui vient d'être décrit ci-dessus en lien avec les figures 11A - 11D, peut être combiné avec des moyens de détection de la position de la gouttière, comme décrit ci-dessus en lien avec les figures 7A-9. En particulier, au moins l'un des conducteurs 42, 44 de ces dernières peut être le prolongement d'un des conducteurs 120i, 1202 décrits ci-dessus.
Les moyens de détection, qu'ils soient de type capacitif ou résistif, décrits ci-dessus en lien avec la détection d'encre déposée sur la surface extérieure d'une gouttière peuvent être appliqués en d'autres endroits à l'intérieur de la tête d'impression en vue d'y détecter la projection d'encre.
Autrement dit, on peut appliquer, contre une paroi quelconque disposée à l'intérieur de la tête d'impression et susceptible de recevoir des projections d'encre, par exemple une surface intérieure du capot 28 (voir la figure 3 sur laquelle on a représenté la couche 122 et les 2 éléments conducteurs 120i, 1202 qu'elle recouvre ; les moyens 216 ne sont pas représentés sur cette figure), un ou plusieurs éléments conducteurs 20, 20,, 30, 120i, 1202, tels que décrit(s) ci-dessus avec des moyens d'alimentation en tension et des moyens de détection de la variation de tension ou, plus généralement, d'impédance. La détection de la présence d'encre est alors réalisée de la même manière que ce qui a été décrit ci-dessus : que le ou les élément(s) conducteur(s) soit de type résistif ou capacitif, on détecte une variation d'impédance lors de la présence d'encre en contact avec le ou les élément(s) résistif(s) ou d'encre ou de solvant avec un élément qui forme le diélectrique d'une capacité.
On peut aussi disposer un ou plusieurs conducteurs 20, 20,, 30, 120i, 1202, entre la gouttière et la plaque à buses 2 (voir figure 1). Ce ou ces conducteurs sont reliés aux moyens de détection adaptés, par exemple du type déjà décrit ci-dessus.
Une structure de tête d'impression 10 à laquelle l'invention peut être appliquée a déjà été décrite ci-dessus en lien avec la figure 1. L'ensemble est contenu dans un capot qu'on a représenté schématiquement en figure 3 et qui est désigné par la référence 28. Ce capot peut former une référence de potentiel ou de masse. Précisons en outre qu'une pluralité de gouttières peuvent être utilisées dans une même tête d'impression.
En figure 12 on a représenté les blocs principaux d'une imprimante à jet d'encre qui comporte une tête d'impression 10, laquelle peut mettre en oeuvre une tête selon un ou plusieurs des modes de réalisation décrits ci-dessus. L'imprimante comporte une console 300, un compartiment 400 contenant notamment les circuits de mise en condition de l'encre et des solvants, ainsi que des réservoirs pour l'encre et les solvants (en particulier, le réservoir auquel l'encre récupérée par la gouttière est ramené). Généralement le compartiment 400 est dans la partie inférieure de la console. La partie supérieure de la console comporte l'électronique de commande et de contrôle ainsi que des moyens de visualisation. La console est hydrauliquement et électriquement reliée à une tête d'impression 100 par un ombilic 203.
Un portique (plus généralement : des moyens de maintien) non représenté permet d'installer la tête d'impression face à un support d'impression 8, lequel se déplace selon une direction matérialisée par une flèche. Cette direction est par exemple perpendiculaire à un axe d'alignement des buses. La tête d'impression est maintenue à une distance du support d'impression 8 qui peut être au moins égale 4 mm ou 5mm. Le support d'impression 8 peut avoir une surface non plane, auquel cas le portique (ou, plus généralement, les moyens de maintien) peut être commandé de manière à maintenir la tête d'impression à une distance adaptée en fonction de la géométrie du support 8.
Un dispositif selon l'invention est alimenté en encre par un réservoir d'encre non représenté sur les figures. Divers moyens de connexion fluidique peuvent être mis en oeuvre pour relier ce réservoir à une tête d'impression selon l'invention, et pour récupérer l'encre qui provient de la gouttière de récupération. Un exemple de circuit complet est décrit dans US 7,192,121 et peut être utilisé en combinaison avec la présente invention.
Quelle que soit la réalisation envisagée, les instructions, pour faire activer les moyens 4i-4n pour produire des jets d'encre et/ou des moyens de pompage de la gouttière peuvent être envoyées par des moyens de contrôle (encore appelés « contrôleur ») d'une imprimante. Ce sont également ces instructions qui vont permettre de faire circuler de l'encre sous pression en direction de moyens 4i-4n, puis de générer les jets en fonction des motifs à imprimer sur un support 8. Ces moyens de contrôle sont par exemple réalisés sous forme d'un processeur ou d'un microprocesseur, programmé pour mettre en œuvre un procédé selon l'invention.
C'est ce contrôleur qui pilote les moyens 4i-4n, les moyens de pompage de l'imprimante, et en particulier de la gouttière, ainsi que l'ouverture et la fermeture de vannes sur le trajet des différents fluides (encre, solvant, gaz). Ces moyens de contrôle peuvent assurer également la mémorisation de données, par exemple des données de mesure de niveaux d'encre dans un ou des réservoirs, et leur éventuel traitement.
Plus généralement, des moyens de contrôle, par exemple réalisés sous forme d'un processeur ou d'un microprocesseur, sont programmés pour mettre en œuvre un procédé selon l'invention.
Ces moyens de contrôle peuvent assurer le traitement des signaux Vs mesurés dans le cadre de la présente invention, en particulier les signaux de variation de tension qui traduisent une variation d'impédance; ces mêmes moyens peuvent permettre, éventuellement, l'envoi de signaux, en vue d'un affichage, à un opérateur, pour une visualisation, sur des moyens ou un écran de visualisation, notamment lors de l'apparition d'un défaut, en particulier lors de la détection d'encre, selon l'invention, en des endroits inappropriés (surface intérieure de la tête, ou surface extérieure de la gouttière).
Ces moyens de contrôle peuvent interpréter une variation d'impédance d'au moins l'un des conducteurs de détection 20, 20,, 30 ou 120i, 1202 comme traduisant la présence d'encre 21 sur au moins l'un d'entre eux. Si le dispositif comporte une pluralité d'éléments conducteurs comme décrit par exemple ci-dessus en lien avec les figures 4A, 4B, ces moyens de contrôle peuvent envoyer un signal, par exemple en vue d'un affichage ou d'une visualisation sur lesdits moyens ou écran de visualisation, pour indiquer la localisation de l'encre 21 le long de la gouttière.
L'invention est particulièrement intéressante dans les applications où la tête d'impression comporte plusieurs buses, par exemple 64 buses, mais l'invention s'applique aussi au cas d'une plaque à buses avec un nombre de buses inférieur, par exemple 32, ou au cas d'un nombre de buses supérieur, par exemple 128.
Parmi les imprimantes à jets continus concernés par l'invention on distingue notamment les imprimantes à jets continus déviés et les imprimantes à jets continus binaires.
Dans les imprimantes à jets continus déviés, les gouttes formées à partir d'une buse (telle que l'un des buses 4 de la figure 1) pendant la durée d'impression d'une position d'un support d'impression 8 (figure 1) sont déviées ou non déviées. Pour chaque position d'impression et pour chaque buse, un segment perpendiculaire à la direction du mouvement du support d'impression est imprimé. Les gouttes déviées le sont de façon telle qu'elles vont frapper le support d'impression sur la partie du segment imprimé qui doit l'être compte tenu du motif à imprimer. Les gouttes non déviées sont récupérées par la gouttière 7 de récupération. Les imprimantes à jets continus déviés comportent en général peu de buses d'éjection 4, mais chaque buse peut imprimer pour chaque position d'impression du support 8 plusieurs pixels répartis sur le segment d'impression en fonction du motif à imprimer.
Dans les imprimantes à jets continus binaires, l'encre en provenance d'une buse 4 n'imprime qu'un pixel par position d'impression. Le pixel considéré ne reçoit aucune goutte ou reçoit une ou plusieurs gouttes, en fonction du motif à imprimer. De ce fait pour une bonne rapidité d'impression, la plaque à buse comporte un grand nombre de buses 4, par exemple 64, permettant l'impression simultanée d'autant de pixels que de buses. Les gouttes non destinées à l'impression sont récupérées par la gouttière 7 de récupération.
Les moyens de contrôle de l'imprimante sont adaptés à l'un ou l'autre de ces types d'imprimante (jets continus déviés, jets continus binaires).
Un exemple de circuit fluidique 400 d'une imprimante à laquelle l'invention peut être appliquée est illustré en figure 13. Ce circuit fluidique 400 comporte une pluralité de moyens 410, 500, 110, 220, 310, chacun associé à une fonctionnalité spécifique. On retrouve également la tête 10 et l'ombilic 203.
A ce circuit 400 sont associées une cartouche d'encre amovible 130 et une cartouche 140 de solvant, elle aussi amovible.
La référence 410 désigne le réservoir principal, qui permet d'accueillir un mélange de solvant et d'encre.
La référence 110 désigne l'ensemble de moyens qui permettent de prélever, et éventuellement de stocker, du solvant à partir d'une cartouche 140 de solvant et de fournir du solvant ainsi prélevé à d'autres parties de l'imprimante, qu'il s'agisse d'alimenter le réservoir principal 410 en solvant, ou de nettoyer ou d'entretenir une ou plusieurs des autres parties de la machine.
La référence 310 désigne l'ensemble de moyens qui permettent de prélever de l'encre à partir d'une cartouche 130 d'encre et de fournir l'encre ainsi prélevée pour alimenter le réservoir principal 410. Comme on le voit sur cette figure, selon la réalisation présentée ici, l'envoi, au réservoir principal 410 et à partir des moyens 110, de solvant, passe par ces mêmes moyens 310.
En sortie du réservoir 410, un ensemble de moyens, globalement désignés par la référence 220, permet de mettre sous pression l'encre prélevée à partir du réservoir principal, et de l'envoyer vers la tête d'impression 10. Selon une réalisation, illustrée ici par la flèche 250, il est également possible, par ces moyens 220, d'envoyer de l'encre vers les moyens 310, puis de nouveau vers le réservoir 410, ce qui permet une recirculation de l'encre à l'intérieur du circuit. Ce circuit 220 permet aussi de vidanger le réservoir dans la cartouche 130 ainsi que de nettoyer la connectique de la cartouche 130.
Le système représenté sur cette figure comporte également des moyens 500 de récupération des fluides (de l'encre et/ou du solvant) qui revient de la tête d'impression, plus exactement de la gouttière 7 de la tête d'impression ou du circuit de rinçage de la tête. Ces moyens 500 sont donc disposés en aval de l'ombilic 203 (par rapport au sens de circulation des fluides qui reviennent de la tête d'impression).
Comme on le voit sur la figure 7, les moyens 110 peuvent permettre également d'envoyer du solvant directement vers ces moyens 500, sans passer ni par l'ombilic 203 ni par la tête d'impression 10 ni par la gouttière de récupération.
Les moyens 110 peuvent comporter au moins 3 alimentations parallèles en solvant, l'une vers la tête 1, la 2eme vers les moyens 500 et la 3eme vers les moyens 310.
Chacun des moyens décrits ci-dessus est muni de moyens, tels que des vannes, de préférence des électrovannes, qui permettent d'orienter le fluide concerné vers la destination choisie. Ainsi, à partir des moyens 110, on peut envoyer du solvant exclusivement vers la tête 1, ou vers les moyens 500 ou vers les moyens 310.
Chacun des moyens 500, 110, 210, 310 décrits ci-dessus peut être muni d'une pompe qui permet de traiter le fluide concerné (respectivement : lere pompe, 2eme pompe, 3eme pompe, 4eme pompe). Ces différentes pompes assurent des fonctions différentes (celles de leurs moyens respectifs) et sont donc différentes l'une de l'autre, quand bien même ces différentes pompes peuvent être de même type ou de types similaires (autrement dit : aucun de ces pompes n'assure 2 de ces fonctions).
En particulier, les moyens 500 comportent une pompe (lere pompe) qui permet de pomper le fluide, récupéré, comme expliqué ci-dessus, de la tête d'impression, et de l'envoyer vers le réservoir principal 410. Cette pompe est dédiée à la récupération de fluide en provenance de la tête d'impression et est physiquement différente de la 4eme pompe des moyens 310 dédiée au transfert de l'encre ou de la 3eme pompe des moyens 210 dédiée à la mise en pression de l'encre en sortie du réservoir 410.
Les moyens 110 comportent une pompe (la 2eme pompe) qui permet de pomper du solvant et de l'envoyer vers les moyens 500 et/ou les moyens 310 et/ou vers la tête d'impression 10.
Un tel circuit 400 est contrôlé par les moyens de contrôle décrits cidessus, ces moyens sont en général contenus dans la console 300 (figure 12).
Les imprimantes auxquelles l'invention peut être appliquée sont notamment les imprimantes industrielles, par exemple du type de celles qui peuvent imprimer sur des surfaces non planes, par exemple sur des cables ou des bouteilles ou des cannettes ou, plus généralement, des contenants, par exemple du type présentant une courbure ou une surface courbe, notamment des boites ou des bidons ou des pots. Selon un autre aspect relatif à de telles imprimantes, la distance entre la tête d'impression et le support d'impression est supérieure à celle des imprimantes de bureau usuelles. Par exemple cette distance est au moins égale 4 mm ou 5mm pour une imprimante CIJ.
Un autre aspect de ces imprimantes est leur vitesse : leur vitesse maximum possible peut être comprise entre 10 et 15m/s.
Un autre aspect de ces imprimantes est leur aptitude à imprimer sur des surfaces très différentes, par exemple sur du verre ou du métal ou des blisters ou des matériaux d'emballage.

Claims (25)

  1. REVENDICATIONS
    1. Tête d'impression (10) d'une imprimante à jet d'encre continu comportant, dans un capot (28) :
    - des moyens (4, 4i, 4X, 4n) pour produire au moins un jet d'encre ou de solvant ;
    - des moyens (6) pour séparer des gouttes ou des tronçons d'au moins un jet, destinées à l'impression, des gouttes ou tronçons qui ne servent pas à l'impression ;
    - une fente (17), ouverte sur l'extérieur de la tête d'impression et permettant la sortie des gouttes ou tronçons d'encre destinées à l'impression ;
    - une gouttière de récupération (7) d'encre, pour récupérer des gouttes ou des tronçons d'encre non destinés à l'impression, cette gouttière (7) de récupération d'encre comportant un volume (12,13) de récupération d'encre ;
    - au moins un élément conducteur (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection, disposé à l'intérieur de la tête d'impression ;
    - des moyens (16, 16,, 36) pour détecter une variation d'impédance d'au moins un conducteur de détection, lors de la présence d'encre ou de solvant (21) en contact avec celui-ci ou avec une couche (122) diélectrique en contact avec celui-ci.
  2. 2. Tête d'impression selon la revendication 1, au moins un desdits éléments conducteurs (20, 20,, 30) formant une impédance résistive.
  3. 3. Tête d'impression selon la revendication 2, comportant des moyens (16, 16,, 36) pour appliquer une tension aux bornes d'au moins un desdits éléments conducteurs (20, 20,, 30), une variation de cette tension traduisant une variation d'impédance.
  4. 4. Tête d'impression selon la revendication 1 à 3, au moins un desdits éléments conducteurs (120i, 1202) de détection formant, avec un autre élément conducteur, une impédance capacitive.
  5. 5. Tête d'impression selon la revendication 4, comportant des moyens (216) pour appliquer une tension aux bornes de ladite impédance capacitive, une variation de cette tension traduisant une variation d'impédance.
  6. 6. Tête d'impression selon l'une des revendications 1 à 5, un ou plusieurs élément(s) conducteur(s) (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection, étant disposé(s) contre une surface (14) intérieure de la tête d'impression ou entre la gouttière et le capot (28) de la tête d'impression ou entre la gouttière et les moyens (4, 4i, 4X, 4n) pour produire au moins un jet d'encre ou de solvant.
  7. 7. Tête d'impression selon la revendication 6, au moins un desdits éléments conducteurs (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection étant disposé contre une surface (14) de la gouttière extérieure au volume (12,13) de récupération d'encre.
  8. 8. Tête d'impression selon la revendication 6 ou 7, la gouttière comportant en outre au moins un élément conducteur (34) pour identifier la présence d'encre dans la gouttière, cet élément conducteur (34) étant monté en parallèle de l'élément conducteur (20, 20,, 30, 30,, 120i, 1202) de détection.
  9. 9. Tête d'impression selon l'une des revendications 1 à 8, comportant des moyens (16, 16,, 216) d'alimentation en tension permettant d'alimenter différents éléments conducteurs (20, 20,, 30, 30,, 120i, 1202) de détection par des tensions différentes en amplitude et/ou en fréquence.
  10. 10. Tête d'impression selon la revendication 9, les moyens (16, 16,, 36) pour détecter une variation d'impédance lors de la présence d'encre en contact avec au moins un desdits éléments conducteurs (20, 20,, 30, 30,, 120i, 1202) de détection ou avec une couche (122) diélectrique en contact avec celui-ci, permettant de localiser au moins un desdits conducteurs de détection dont l'impédance varie.
  11. 11. Tête d'impression selon l'une des revendications 1 à 10, ladite surface (14) intérieure de la tête d'impression contre laquelle au moins un élément conducteur (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection est disposé étant en un matériau électriquement non conducteur.
  12. 12. Tête d'impression selon l'une des revendications 1 à 11, ladite surface (14) intérieure de la tête d'impression contre laquelle au moins un élément conducteur (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection est disposé étant en un matériau électriquement conducteur, ledit élément conducteur de détection étant disposé contre une couche électriquement non conductrice (22, 122i, 1222< 220), disposée elle- même contre ou dans ladite surface (14) ou disposée dans un ou plusieurs logements (122i, 1222) réalisé dans ladite surface.
  13. 13. Tête d'impression selon l'une des revendications 1 à 12, comportant en outre des moyens de déplacement de la gouttière dans la tête d'impression et des moyens (42, 44, 46, 48, 50) de détection de la position de la gouttière par contact électrique.
  14. 14. Tête d'impression selon la revendication 13, les moyens de détection de la position de la gouttière comportant au moins un premier élément conducteur (46, 48), fixe par rapport à la tête d'impression (10), qui vient, dans une lere position de la gouttière, en contact avec au moins un élément conducteur (42, 44), fixe par rapport à la gouttière.
  15. 15. Tête d'impression selon la revendication 14, comportant au moins un troisième élément conducteur (76, 78), fixe par rapport à la gouttière, qui vient, dans une 2eme position de la gouttière, différente de ladite lere position, en contact avec au moins un premier conducteur (46, 48), fixe par rapport à la tête d'impression.
  16. 16. Tête d'impression selon la revendication 14 ou 15, au moins un deuxième élément conducteur (42, 44) étant relié à des moyens (16, 16,, 36) pour détecter une variation d'impédance lors de la présence d'encre en contact avec ledit au moins un élément conducteur ou avec une couche (122) diélectrique en contact avec celui-ci.
  17. 17. Tête d'impression selon la revendication 16, comportant des moyens de commutation (80) pour commuter au moins un deuxième élément conducteurs (42, 44), fixe par rapport à la gouttière, soit en tant qu'élément conducteur de détection de la position de la gouttière, soit en tant qu'élément conducteur de détection de la présence d'encre en contact avec ledit deuxième élément conducteur ou avec une couche (122) diélectrique en contact avec celui-ci.
  18. 18. Tête d'impression selon l'une des revendications précédentes, comportant n buses pour produire n jets d'encre, avec η = 1 ou n > 1, par exemple n étant supérieur ou égal à 16.
  19. 19. Procédé de détection de la présence d'encre (21), sur une surface (14) intérieure d'une tête d'impression (10), d'une imprimante à un ou plusieurs jet(s) continu(s) ou de la présence d'encre (21) dans ladite tête, mais en dehors de la gouttière, ce procédé comportant :
    * l'application, à au moins un élément conducteur (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection, disposé à l'intérieur de la tête d'impression, d'au moins une tension continue ou alternative (Vc) ;
    * la détection d'au moins une variation d'impédance d'au moins un conducteur (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection lors de la présence d'encre (21) en contact avec ledit au moins un élément conducteur de détection ou avec une couche (122) diélectrique en contact avec celui-ci.
  20. 20. Procédé selon la revendication 19, un ou plusieurs élément(s) conducteur(s) (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection, étant disposé(s) contre une surface (14) intérieure de la tête d'impression ou entre la gouttière et le capot (28) de la tête d'impression ou entre la gouttière et les moyens (4, 4i, 4X, 4n) pour produire au moins un jet d'encre ou de solvant.
  21. 21. Procédé selon la revendication 20, au moins un élément conducteur (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection étant disposé contre une surface (14) de la gouttière extérieure au volume (12,13) de récupération d'encre.
  22. 22. Procédé selon la revendication 20 ou 21, la gouttière comportant en outre au moins un élément conducteur (34) pour identifier la présence d'encre dans la gouttière, cet élément conducteur (34) étant monté en parallèle de l'élément conducteur (20, 20j, 30, 30j, 120i, 1202) de détection.
  23. 23. Procédé selon l'une des revendications 19 à 22, une pluralité d'éléments conducteurs (20, 20,, 30, 120i, 1202) de détection étant alimentés par des tensions différentes en amplitude et/ou en fréquence.
  24. 24. Procédé selon la revendication 23, dans lequel on localise au moins un desdits conducteurs, dont l'impédance varie, à l'aide des alimentations par des tensions différentes en amplitude et/ou en fréquence.
  25. 25. Procédé de fonctionnement d'un dispositif selon la revendication 17, dans lequel on commute l'un des deuxièmes éléments conducteurs (42, 44), fixes par rapport à la gouttière, en tant qu'élément conducteur de détection de la position de la gouttière puis en tant qu'élément conducteur de détection de la présence d'encre en
    5 contact avec ledit deuxième élément conducteur ou avec une couche (122) diélectrique en contact avec celui-ci.
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