Brevet FR3049214A1 — publié le 20170929

DEBIMETRE ET SON UTILISATION DANS UNE IMPRIMANTE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE L'invention est relative aux imprimantes à jets d'encre continus, en particulier mais non exclusivement les imprimantes à jets continus binaires munies d'un générateur de gouttes multi-buses. Elle vise en particulier une amélioration d'un circuit d'alimentation et de récupération d'encre et de solvant de ces imprimantes. Les imprimantes à jets continus comprennent : - un générateur de gouttes d'encre, - des moyens pour séparer les trajectoires des gouttes produites par le générateur et les diriger vers un support d'impression ou vers une gouttière de récupération. En figure 1 on a représenté les blocs principaux d'une imprimante à jet d'encre. L'imprimante comporte une console 300, un compartiment 400 contenant notamment les circuits de mise en condition de l'encre et des solvants, ainsi que des réservoirs pour l'encre et les solvants. Généralement le compartiment 400 est dans la partie inférieure de la console. La partie supérieure de la console comporte l'électronique de commande et de contrôle ainsi que des moyens de visualisation. La console est hydrauliquement et électriquement reliée à une tête d'impression 100 par un ombilic 200. Un portique non représenté permet d'installer la tête d'impression face à un support d'impression 800. Le support d'impression 800 se déplace selon une direction matérialisée par une flèche. Cette direction est perpendiculaire à un axe d'alignement des buses. Le générateur de gouttes comprend des buses alignées sur une plaque à buses suivant un axe X d'alignement des buses. Lors de l'impression, des jets d'encre sont éjectés de façon continue par ces buses dans une direction Z perpendiculaire à la plaque à buses. Parmi les imprimantes à jets continus on distingue les imprimantes à jets continus déviés multi-défléchis et les imprimantes à jets continus binaires. Dans les imprimantes à 3049214 2 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 5 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 10 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 15 de buses, par exemple 64, permettant l'impression simultanée d'autant de pixels que de buses. Les gouttes non destinées à l'impression sont récupérées par une gouttière de récupération. De telles imprimantes et têtes d'impression à jets continus ont été largement décrites. Une structure générale de tête d'impression pour une imprimante à jets 20 continus binaires est expliquée ci-dessous, en lien avec la figure 2. La tête représentée comprend un générateur de goutte 11. Sur une plaque à buses 2 sont alignées, selon un axe X, un nombre entier n de buses 4, dont une première 41 et une dernière buse 4n. Les premières et dernières buses (41, 4n) sont les buses les plus 25 éloignées l'une de l'autre. Chaque buse a un axe d'émission d'un jet parallèle à une direction ou un axe Z (situé dans le plan de la figure 2), perpendiculaire à la plaque à buses et à l'axe X mentionné précédemment. Un troisième axe, Y, est perpendiculaire à chacun des deux axes X et Z, les deux axes X et Z s'étendant dans le plan de la figure 2. 3049214 3 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 dont la commande permet de découper le jet continu d'encre en 5 gouttes ou tronçons. Un exemple de conception d'une chambre de stimulation est décrit dans le document US 7,192,121. En aval de la plaque à buses se trouvent des moyens, ou bloc de tri, 6 qui permettent de séparer les gouttes destinées à l'impression des gouttes ou tronçons de jets qui ne servent pas à l'impression. On a représenté en figure 2 une trajectoire a de 10 gouttes d'encre passant par une fente 17 (représentée en traits interrompus en figure 2), et une trajectoire b de gouttes d'encre dirigées vers une gouttière de récupération 7. La 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 15 opposée à la plaque à buses 2. La fente et la gouttière ont, dans la direction X, une longueur au moins égale à la distance entre la première et la dernière buse. Les gouttes émises ou tronçons de jets, émis par une buse et destinés à l'impression, suivent une trajectoire a selon l'axe Z de la buse, puis vont frapper un support d'impression 800, après être passées par la fente 17 de sortie. 20 Les gouttes émises ou tronçons de jets, émis par une buse et non destinés à l'impression, sont déviés par les moyens 6 (ils suivent une trajectoire telle que la trajectoire b) et sont récupéré(e)s par la gouttière de récupération 7 puis recyclés. On pourra se référer, notamment pour ce qui concerne la formation des jets et à leur brisure pour former des gouttes, ainsi que pour ce qui concerne la déviation 25 des gouttes, par exemple au document US 8,540,350 (FR 2 952 851) qui décrit une méthode pour éviter la diaphonie entre jets provenant de buses adjacentes l'une à l'autre. On pourra aussi se référer à l'art antérieur décrit dans le brevet US 7,192,121 (FR 2851495) relatif aux positions de brisures des jets selon qu'une goutte formée par la brisure du jet est destinée ou non à frapper le support d'impression. 3049214 4 Pour les imprimantes mono-jet, la connaissance de la vitesse de jet (obtenu avec un moyen dédié) suffit pour assurer le pilotage (l'asservissement) de la pression. En effet la pression du circuit est asservie de manière à obtenir et maintenir la vitesse de jet cible. 5 Pour une imprimante CIJ bi-jets, la connaissance de la vitesse des deux jets est généralement utilisée pour assurer l'asservissement de la pression du circuit. La moyenne des vitesses des deux jets est souvent choisie comme cible de vitesse à atteindre. Pour une imprimante à n-jets (n de l'ordre de 32, 64, 128 ou plus) le 10 principe de pilotage avec la moyenne des vitesses de jet n'est applicable que si des moyens dédiés couteux et complexes sont mis en oeuvre pour mesurer la vitesse individuelle des jets. Il se pose donc le problème, en particulier dans une imprimante à n-jet (n> 2), de trouver un dispositif simple à mettre en oeuvre, qui permette d'obtenir la 15 vitesse des différents jets. Par ailleurs un autre problème est celui de la mesure de la viscosité d'une encre utilisée lors d'opérations d'impression à l'aide d'une imprimante à jet d'encre, en particulier de type multijets. La viscosité est un paramètre de l'encre, et dont d'éventuelles variations peuvent affecter la qualité de l'impression. 20 Il se pose donc le problème, notamment dans une imprimante à n-jet (n> 2), de trouver un dispositif simple à mettre en oeuvre, qui permette d'obtenir la viscosité de l'encre. De préférence un tel dispositif et/ procédé est adaptable à une imprimante de type CIJ, à un seul jet. 25 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention concerne d'abord un dispositif de mesure du débit, pour une encre qui peut être envoyée à une tête d'impression, par exemple multijets ou à un seul jet, d'une imprimante à jet d'encre, comportant : 3049214 5 - une restriction du diamètre de l'écoulement de l'encre, disposé sur le trajet de celle-ci, - des moyens de mesure de la différence de pression (Pin In - Pont), entre la pression du fluide en amont de la restriction (Rn) et la pression de l'encre en aval de la 5 restriction (Pour). Un dispositif, ou débitmètre, selon l'invention permet de mesurer de manière globale le débit de l'ensemble des jets d'une tête d'impression multi-jets, et est particulièrement adaptée lorsqu'on ne connait pas la vitesse individuelle de chaque jet. Il permet en effet d'obtenir alors une mesure de la vitesse moyenne des jets. 10 En effet, les buses des imprimantes ont des caractéristiques géométriques, de préférence identiques, ou similaires. Cette similarité géométrique des buses permet de confondre vitesse et débit pour plusieurs buses débitant en parallèle (comme c'est le cas dans une imprimante multi-jets). L'erreur associée au fait de confondre moyenne des vitesses des jets et débit 15 total de tous les jets est très faible et en accord avec la qualité de l'asservissement attendue (avec une précision qui est par exemple de 2 %). Un dispositif, ou débitmètre, selon l'invention est en outre adapté à une tête de type CIJ, avec un seul jet. Un dispositif selon l'invention peut comporter en outre des moyens 20 pour calculer le débit de l'encre en fonction de la différence de pression 1P ,- In - Pout)- Ces derniers peuvent être aptes à calculer le débit en fonction des caractéristiques hydrauliques (a, p) de la restriction (a étant le coefficient de perte de charge singulière et p le coefficient de perte de charge régulière), de la masse volumique (p) et de la viscosité (p.) de l'encre, et de la différence de pression 1P ,- In - Pout)- 25 Un tel dispositif peut comporter en outre des moyens de mesure de la viscosité de l'encre. Les moyens de mesure de la différence de pression peuvent comporter : - un dispositif de mesure de la pression différentielle entre la pression du fluide en amont de la restriction et la pression du fluide en aval de la restriction ; 3049214 6 - ou un dispositif de mesure de pression et des moyens pour mettre ce dernier en communication fluidique, alternativement avec le fluide en amont de l'orifice et le fluide en aval de l'orifice ; - ou un 1er dispositif pour mesurer la pression de l'encre en amont de 5 l'orifice et un 2ème dispositif pour mesurer la pression de l'encre en aval de l'orifice. Dans ce cas, peuvent être prévus : - des moyens pour ouvrir ou fermer une communication fluidique entre le 1er dispositif de mesure de pression et le 2ème dispositif de mesure de pression, et des moyens pour ouvrir ou fermer une communication fluidique entre le 2ème dispositif de 10 mesure de pression et un point d'un conduit en aval de l'orifice ; - et/ou des moyens pour corriger, de préférence en fonction de la température, une différence de mesure, pour au moins une même pression, entre le 1' dispositif de mesure de pression et le 2ème dispositif de mesure de pression et/ou une erreur de sensibilité d'au moins l'un des dispositifs de mesure de pression. 15 Au moins un, ou chaque, moyen de mesure de pression peut comporter un capteur de pression à membrane affleurante, Un dispositif de mesure du débit et de la viscosité de l'encre d'une imprimante à jet d'encre peut comporter un dispositif de mesure du débit d'encre, éventuellement tel que ci-dessus, et des moyens de mesure de la viscosité. 20 Selon une réalisation, la tête d'impression, par exemple multi-jets, comporte un capteur de pression, dont la mesure qu'il fournit va permettre de calculer ou d'estimer la viscosité. En outre peuvent être prévus des moyens pour calculer la viscosité de l'encre en fonction de la pression (PHead) mesurée par le capteur de pression, par exemple en fonction des caractéristiques hydrauliques (aHead, l3Head) de la 25 tête d'impression, et de la pression mesurée par le capteur de pression. Un tel dispositif peut comporter des moyens pour corriger, de préférence en fonction de la température, une différence de mesure, pour au moins une pression, entre une valeur de pression mesurée par le capteur de pression de la tête et ladite pression effective. 3049214 7 En variante les moyens de mesure de la viscosité comportent un conduit, disposé en ligne ou en série avec le dispositif de mesure du débit d'encre (en aval ou en amont de celui-ci), et des moyens pour mesurer une différence de pression (Poutv - Pinv) entre une entrée et une sortie dudit conduit. Selon une réalisation 5 particulière un même capteur commun permet de mesurer : - la pression de l'encre en aval de la restriction et la pression en entrée du conduit des moyens de mesure de la viscosité, - ou la pression de l'encre en amont de la restriction et la pression en sortie du conduit des moyens de mesure de la viscosité. 10 La présente invention concerne également un circuit d'alimentation en encre et/ou en solvant d'une imprimante à jet d'encre, par exemple multi-jets, comportant un dispositif de mesure du débit, et éventuellement de la viscosité de l'encre d'une imprimante à jet d'encre comportant un dispositif tel que ci-dessus, et des moyens pour asservir ou corriger la pression et/ou la viscosité de l'encre fournie en fonction des 15 mesures du débit et de la viscosité de l'encre. La présente invention concerne également un câble de liaison fluidique, pour imprimante à jet d'encre multi-jets comportant un dispositif de mesure de débit, et éventuellement de viscosité, tel que ci-dessus. La présente invention concerne également une imprimante à jet d'encre 20 comportant : - une tête d'impression, par exemple multi-jets; - des moyens pour former un flux d'encre à envoyer à ladite tête d'impression ; - un câble de liaison fluidique entre ces moyens pour former un flux 25 d'encre et la tête d'impression ; - un dispositif de mesure de débit de fluide, en particulier d'encre, tel que décrit ci-dessus. La tête d'impression multi-jets peut comporter un capteur de pression. L'imprimante peut comporter en outre des moyens pour calculer la viscosité de l'encre en fonction de la pression (PHead) mesurée par le capteur de 3049214 8 pression, par exemple en fonction des caractéristiques hydrauliques (aHead, l3Head) de la tête d'impression, et de la pression mesurée par le capteur de pression. L'imprimante peut comporter des moyens pour corriger, de préférence en fonction de la température, une différence de mesure, pour au moins une pression, 5 entre une valeur de pression mesurée par le capteur de pression de la tête et ladite pression effective. L'imprimante peut comporter des moyens pour asservir ou corriger la pression et/ou la viscosité de l'encre en fonction des mesures du débit et de la viscosité de l'encre. 10 La présente invention concerne également une imprimante à jet d'encre comportant : - un dispositif de mesure de débit et/ou de viscosité, tel que décrit ci-dessus; - des moyens pour former un flux de fluide à envoyer à la tête d'impression ; - un câble de liaison fluidique entre ces moyens pour former un flux de fluide 15 et la tête d'impression. La présente invention concerne également un procédé d'impression à l'aide d'une imprimante à jet d'encre, comportant une mesure du débit et/ou de la viscosité de l'encre à l'aide d'un dispositif de mesure de débit et/ou de viscosité, tel que décrit ci-dessus. 20 La présente invention concerne également un procédé d'impression à l'aide d'une imprimante à jet d'encre, tel que mentionné ci-dessus, comportant en outre une étape de mesure du débit et/ou de la viscosité de l'encre et une étape de correction du débit et/ou de la viscosité de l'encre. La présente invention concerne également un procédé de mesure, par 25 exemple à l'aide d'un dispositif tel que mentionné ci-dessus, du débit de l'encre envoyée à une tête d'impression multi-jets d'une imprimante à jet d'encre, dans lequel : - on fait circuler l'encre dans une restriction du diamètre de l'écoulement de l'encre, disposé sur le trajet de celle-ci, - on mesure la différence de pression (Pin In - Pont), entre la pression du 30 fluide en amont de l'orifice (Rn) et la pression de l'encre en aval de l'orifice (Pour). 3049214 9 Le débit de l'encre peut alors être calculé en fonction de la différence de pression (P '- - Pont), par exemple en fonction, en outre, des caractéristiques hydrauliques (a, p) d'une restriction à travers laquelle l'encre circule, de la masse volumique (p) et de la viscosité (ii) de l'encre. 5 Il est en outre possible de mesurer de la viscosité de l'encre, par exemple par : - une mesure de la pression différentielle entre la pression du fluide en amont d'une restriction du diamètre de l'écoulement de l'encre, disposée sur le trajet de celle-ci et la pression du fluide en aval de la restriction ; 10 - ou un dispositif de mesure de pression et des moyens pour mettre ce dernier en communication fluidique, alternativement avec le fluide en amont de la restriction et le fluide en aval de la restriction; - ou un 1' dispositif pour mesurer la pression de l'encre en amont de la restriction et un 2ème dispositif pour mesurer la pression de l'encre en aval de la 15 restriction. Dans ce cas, il est possible: - d'ouvrir ou fermer une communication fluidique entre le le' dispositif de mesure de pression et le 2ème dispositif de mesure de pression, et d'ouvrir ou fermer une communication fluidique entre le 2ème dispositif de mesure de pression et un point 20 d'un conduit en aval de l'orifice ; - et/ou de corriger, de préférence en fonction de la température, une différence de mesure, à au moins une même pression, entre le le' dispositif de mesure de pression et le 2ème dispositif de mesure de pression et/ou une erreur de sensibilité d'au moins l'un des dispositifs de mesure de pression. 25 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages de l'invention apparaîtront en même temps que seront donnés des détails dans un exemple de réalisation de l'invention qui sera maintenant décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels : 3049214 10 - la figure 1 est une vue en perspective d'une imprimante à jet d'encre connue de l'art antérieur, - la figure 2 représente une vue cavalière schématique d'une tête d'impression faisant principalement apparaître les composants de la tête d'impression 5 situés en aval des buses, - la figure 3A est un exemple de réalisation d'un débitmètre selon l'invention, appliqué à un circuit d'alimentation en encre d'une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre, - la figure 3B est un exemple de réalisation d'un conduit ou ombilic 10 d'alimentation en encre d'une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre, muni, à une extrémité, d'un débitmètre selon l'invention, - les figures 4A - 4C sont des courbes qui illustrent le problème de mesure de l' »offset » et de l'erreur de linéarité entre les deux capteurs, - les figures 5A - 5B sont des courbes qui illustrent l'évolution, 15 respectivement de la densité et de la viscosité d'une encre, en fonction de la température; - la figure 6 représente le résultat de mesures expérimentales qui permettent de déterminer les coefficients de pertes de charges singulières et de perte de charge régulière pour un débitmètre selon l'invention, 20 - les figures 7A - 7C sont d'autres exemples de réalisation d'un débitmètre selon l'invention, pour un circuit d'alimentation en encre d'une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre, - la figure 8 est un exemple de réalisation d'une tête d'impression selon l'invention, pour une imprimante à jet d'encre, 25 - la figure 9A est un exemple de réalisation d'un ensemble comportant un débitmètre selon l'invention et une tête d'impression selon l'invention, pour une imprimante à jet d'encre, - la figure 9B est un exemple de réalisation d'un ensemble pour mesurer le débit et la viscosité, pour une imprimante à jet d'encre, 3049214 11 - les figures 10A-10C sont d'autres exemples de réalisation d'un ensemble pour mesurer le débit et la viscosité, pour une imprimante à jet d'encre, - la figure 11 est un exemple de réalisation d'un système d'asservissement de débit et/ou de viscosité selon l'invention, pour une imprimante à jet 5 d'encre, - la figure 12 représente un exemple de structure de circuit fluidique auquel l'invention peut être appliquée; - les figures 13A - 13C représentent des exemples de dispositifs pour mesurer des coefficients hydrauliques dans un dispositif selon l'invention; 10 DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION Un premier exemple d'un débitmètre 20 selon l'invention est représenté en figure 3A. Il comporte un orifice (ou restriction) 22 calibré, disposé sur le trajet du fluide 24 dont le débit est à mesurer. Cette restriction restreint le diamètre par lequel le 15 fluide s'écoule ; il impose une pression Rn, à son entrée, supérieure à celle (Pour) à sa sortie. L'orifice 22 est un orifice de diamètre intérieur de passage de l'ordre 0.5 mm, plus généralement compris entre 300 um et 1 mm. Le diamètre de passage du fluide est de préférence choisi de manière à ce que l'écoulement reste dans domaine laminaire 20 avec, par exemple, un nombre de Reynolds inférieur à 1000 (la limite de l'écoulement laminaire est 2300). La gamme de 300 um à 1 mm permet de satisfaire à cette condition pour les débits des imprimantes concernées. L'orifice s'étend par exemple sur une longueur I de quelques centaines de micromètres, par exemple 400 um, par exemple encore comprise entre 100 um de 800 25 um. On cherche à minimiser cette longueur, qui joue directement sur la perte de charge régulière ; mais il est difficile de faire, à un coût acceptable, un orifice sur une faible longueur ; la résistance à la perte de charge est également un critère, une longueur d'environ 400um étant un exemple permettant de répondre aux débits des imprimantes concernées. 3049214 12 Cet orifice forme une fuite ou restriction calibrée. Les diamètres des conduits en amont et en aval ont pour dimension celle des tuyaux du circuit, 2,7 mm par exemple ; ces diamètres amont et aval sont grands devant la dimension de l'orifice. Celui-ci va représenter une résistance sur le trajet du fluide, qui entraine une perturbation 5 locale de l'écoulement avec, en particulier, un effet accélérateur (injecteur). Cette perturbation a une portée limitée à quelques mm et n'affecte en rien l'écoulement au niveau de la tête d'impression ; un effet de la présence de cet orifice est une perte de charge (très faible devant la pression de fonctionnement), qui va entraîner une pression de fonctionnement un peu plus importante. Cette pression est imposée par une pompe 10 de mise sous pression de l'encre, non représentée sur les figures. Un capteur 26 de pression, de préférence à membrane affleurante (qui possède un volume mort réduit) permet de mesurer la pression d'entrée (Pin) de l'orifice, en un point 34 en amont de l'orifice, de préférence à quelques mm de celui-ci, par exemple à moins de 1 cm. 15 Un capteur 28 de pression, là encore de préférence à membrane affleurante permet de mesurer la pression de sortie (Pout) de l'orifice, en un point 36 en aval de l'orifice, de préférence à quelques mm de celui-ci, par exemple à moins de 1 cm. Dans un capteur de pression à membrane affleurante, l'élément sensible à la pression est une membrane plane située à une extrémité du capteur, ce qui 20 évite toute rétention de fluide ou de matière ; ainsi, la membrane est affleurante au flux mesuré. Ceci évite la présence d'une cavité, au-dessus du diaphragme, qui pourrait collecter la matière fluide à partir du flux mesuré ce qui, dans certaines applications, peut être très indésirable. L'invention permet aussi d'utiliser des capteurs de pression à membrane non affleurante ; mais la présence d'une cavité, souvent synonyme de volume 25 mort, dégrade le fonctionnement de l'ensemble, notamment du fait des étapes de purge et de nettoyage mises en oeuvre pour utiliser ce type de capteur. Les capteurs peuvent être différents l'un de l'autre (en ayant la précision souhaitée). Mais il est préférable que les 2 capteurs soient identiques : il est en effet alors plus facile de compenser les erreurs d'offset et de linéarité ; si les capteurs 3049214 13 sont différents, la compensation reste possible, mais avec un calcul supplémentaire prenant en compte les caractéristiques individuelles de chaque capteur. Dans la réalisation illustrée, un organe 30 de mise en communication fluidique des 2 capteurs, de préférence une vanne ou une électrovanne, à deux orifices 5 (entrée et sortie) et deux positions (ouverte ou fermée), permet de relier ou de mettre en communication fluidique les deux capteurs de pression 26 et 28, c'est-à-dire de permettre une mise à la même pression de ces 2 éléments. Un organe 32 de mise en communication fluidique du capteur 28 et de la sortie du débitmètre, de préférence une vanne ou une électrovanne, à deux orifices 10 (entrée et sortie) et deux positions (ouverte ou fermée) permet de relier ou de mettre en communication fluidique le capteur de pression 28 avec la sortie du débitmètre, au point 36. Mais une circulation du fluide par les éléments 26, 30, 28, 32 n'est pas nécessaire, sauf dans le cas d'une purge du système. Lorsque la vanne 30 est fermée et la vanne 32 ouverte, chacun des 15 capteurs 26, 28 mesure la pression du fluide, respectivement en amont et en aval de l'orifice 22. A partir de ces mesures, une différence de pression peut être estimée ou calculée et le débit peut être estimé ou calculé, comme expliqué loin. On voit donc que, dans l'exemple illustré, les moyens 26-32 sont disposés le long d'un conduit ou d'une ligne fluidique 25, 27, 29, en parallèle de l'orifice 20 22, ou de l'écoulement d'encre à travers celui-ci. Lorsque les 2 vannes 30 et 32 sont ouvertes, la circulation d'un liquide de nettoyage, par exemple du solvant, permet de nettoyer l'ensemble de la ligne de mesure. Il est également possible de réaliser une opération de purge de la ligne 25 de mesure, pour en chasser l'air qui peut y être contenu. La présence de l'air est en particulier gênante lorsque l'on veut piloter les électrovannes 30, 32 sans influencer le débit traversant l'orifice 22. En effet, la présence d'air dans la ligne de mesure transforme le comportement du fluide (qui est un liquide incompressible) en fluide compressible, si bien que, lors de régimes transitoires, par exemple lors de l'ouverture d'une 30 électrovanne, du fluide est consommé ou fourni par la compression et la décompression 3049214 14 des bulles d'air, ce qui peut perturber les mesures de pression qui sont supposées être statiques. Pour réaliser une purge de cet air, on alimente le débitmètre avec un liquide (de l'encre par exemple), les deux électrovannes 30, 32 étant à l'état « ouvert », ce qui permet un balayage, avec ce liquide, de la ligne parallèle à l'orifice 22. L'air contenu dans 5 cette ligne est donc entrainé avec le liquide et le système est ainsi purgé. L'efficacité de la purge est améliorée si le ou les capteur(s) a/ont une/des membrane(s) affleurante(s). De préférence, les pertes de charge à travers la restriction 22 sont plus fortes que dans la ligne parallèle, afin d'avoir un débit important, dans cette dernière, au moment de la purge. 10 La mise en oeuvre des deux vannes 30, 32, disposées comme expliqué ci- dessus, permet également de réaliser les traitements en vue de la compensation des « offset » (c'est-à-dire des écarts de mesure entre les deux capteurs 26 et 32 lorsqu'ils mesurent la même pression) et/ou des erreurs ou des écarts de sensibilité entre ces capteurs. Ceci est plus simple à réaliser si les capteurs sont identiques que s'ils sont 15 différents; en fait, on s'intéresse au différentiel de pression qu'il est possible de calculer lorsque les capteurs sont identiques (ils ont en effet la même sensibilité) ; si les capteurs sont différents, ils n'ont pas même sensibilité, le calcul est alors moins direct mais faisable. Lorsque l'électrovanne 32 est fermée et l'électrovanne 30 ouverte, les 20 deux capteurs 26, 28 sont soumis à la même pression, sans écoulement. Dans la mesure où ils peuvent avoir des caractéristiques, physiques ou techniques, différentes (qui ne sont pas strictement égales même si ce sont des capteurs identiques ou de référence commerciale identique) les valeurs mesurées par ces capteurs (et leur chaine de mesure) peuvent alors être différentes, si bien que la valeur mesurée de différence de pression 25 (Pin-Pout) n'est pas nulle. Cette différence est appelée l' »offset » du système de mesure (écart de valeur de mesure lorsque les deux capteurs 26, 28 sont soumis à la même pression). Une mesure de l'offset peut être effectuée à plusieurs reprises, par exemple régulièrement, afin de compenser une dérive possible au cours du temps. En 3049214 15 particulier une dérive peut avoir lieu du fait de variations de température qui peuvent affecter de manière différente les 2 capteurs 26, 28. Avantageusement, en réalisant cette mesure alors que la pression Pin est égale à la pression de fonctionnement (fournie par le circuit d'encre pour obtenir une 5 vitesse de jet adéquate), on peut compenser non seulement les erreurs d' »offset » des capteurs (valeurs annoncées par le fabriquant du capteur pour une pression relative à la pression atmosphérique nulle ) mais, également, les erreurs de sensibilité des capteurs qui traduisent le fait que l'offset du capteur se modifie en fonction de la valeur de la pression mesurée. De telles erreurs peuvent entrainer des erreurs de mesure en 10 inadéquation avec la précision requise. Une correction d'erreur due à l' »offset » généralisé (car il s'agit de l'offset à au moins une pression de fonctionnement), contribue à l'obtention d'une meilleure précision (meilleure que 1%). La figure 4A illustre le problème de »offset » d'un capteur. La courbe I correspond à la réponse d'un capteur parfait (sans offset) qui correspond à la mesure 15 obtenue en fonction de la grandeur mesurée. La courbe II correspond à la réponse d'un capteur entaché d'une erreur d'offset. Les courbes sont parallèles mais décalées. L'écart entre les deux courbes I et II définit l'offset, ou la différence de mesure lorsque la grandeur mesurée est nulle. Cet offset affecte toute mesure, c'est-à-dire que pour toute valeur X de la grandeur mesurée, une différence constante est constatée entre la mesure 20 et la valeur réelle de pression. Les capteurs 26 et 28 ont des erreurs d'offset différentes, lorsque l'on calcule la différence (Pin - Pont), les erreurs d'offset se cumulent mais restent constantes. La figure 4B illustre le problème de la sensibilité d'un capteur. La courbe I correspond à la réponse d'un capteur parfait (sans dérive de sensibilité) qui correspond 25 à la mesure obtenue en fonction de la grandeur mesurée. La courbe II correspond à la réponse d'un capteur entaché d'une erreur de sensibilité. Ces deux courbes, bien qu'ayant une origine commune, ont des écarts d'évolution ; sur la figure 4B, ces courbes sont des droites, qui n'ont pas les mêmes pentes et qui forment donc un angle entre elles. L'écart entre les deux courbes l' et Il' définit un écart de sensibilité : pour toute valeur X 30 de la grandeur mesurée, une différence est constatée entre la mesure et la valeur réelle 3049214 16 de pression. Les capteurs 26 et 28 ont des erreurs de sensibilité différentes (les pentes de la courbe II sont différentes), lorsque l'on calcule la différence (Pin In - Pont), les erreurs de sensibilité se cumulent. En fait l'erreur générée est d'autant plus grande que la valeur X à mesurer est grande ; on parle d'erreur de sensibilité (l'erreur générée est, dans le cas 5 illustré en figure 4B, linéaire en fonction de la grandeur X à mesurer). La figure 4C illustre le problème qui résulte du cumul des problèmes d'offset et d'écart de sensibilités. Dans cet exemple : - la courbe I" correspond au cas d'un capteur parfait (pas d'offset et pas d'erreur de linéarité. L'équation de cette courbe est : Mesure = X (grandeur mesurée) ; 10 - la courbe II" intègre les erreurs d'offset et de sensibilité. L'équation de cette courbe est : Mesure = 0,20+ 1,05*X. On peut supposer que ces courbes correspondent à celles des deux capteurs 26, 28. Par exemple, le capteur 26 a une courbe de réponse d'équation : 15 Pin = 0,012 +1,0025 x P. Et le capteur 28 a une courbe de réponse d'équation: Pout = - 0,008 +0,9975 x P. Soit une pression réelle d'entrée Pin de 3,100 Bar et une pression réelle de sortie Pout de 3,000 Bar. 20 La différence entre les pressions réelles Pin et Pout est de 0,100 Bar (100 mBar). Sans compensation d'aucun offset, la mesure de cette différence de pression est : OP= (0,012 + 1,0025 x 3,100) - (- 0,008 + 0,9975 x 3,000) 25 = (3,11975)-(2,9845)= 0,13525 Bar (135 Mbar) Il y a donc une erreur de 35%. Dans le cadre de cet exemple, on peut calculer la différence de pression lorsque l'on tient compte de la compensation de l'offset. 3049214 17 L'offset à pression relative nulle est : 0,012 - (- 0,008) = 0,020 Bar (20 mBar) Donc le AP corrigé de cet offset vaut : AP = ((0,012 +1,0025 x 3,100) - (-0,008 + 0,9975 x 3,000))-((0,012)-(-(0,008)) 5 = ((3,11975)-(2,9845) )-(0,020)) = 0,11525 Bar (115 mbar). Il y a donc une erreur de 15%. Dans le cadre de ce même exemple, on peut calculer la différence de pression lorsque l'on tient compte de la compensation de l'offset généralisé qui tient compte de l'offset à pression relative nulle et de l'écart de sensibilité à la pression de 10 travail (offset des deux capteurs à P = 3,100 Bar). L'offset généralisé à 3,100 Bar est alors égal à : (0,012 + 1,0025 x 3,100) - (- 0,008 + 0,9975 x 3,100) Soit : (3,11975)-(3.08425)=0,0355 Bar (35,5 mbar) 15 Le AP corrigé devient alors: AP= ((= 0,012 +1,0025 x 3,100) - (- 0,008 +0,9975 x 3,000))-(0,0355) = ((3,11975)-(2,9845)) - (0,0355)) = 0,09975 Bar (99,75 mbar) Il y a donc une erreur de 0,25%. Ces exemples montrent l'intérêt de l'utilisation de l'offset généralisé et 20 des étapes et des moyens pour le compenser : la précision sur la mesure finale est fortement améliorée. Pratiquement on peut utiliser le dispositif décrit plus loin en liaison avec les figures 13A, 13B pour mesurer tous ces paramètres d'offset. Les résultats peuvent être mis en mémoire et utilisés pour corriger les mesures effectuées ensuite. On décrit maintenant plus en détail comment le débit peut être mesuré 25 à l'aide du système décrit ci-dessus en liaison avec la figure 3A. Cette mesure du débit peut notamment résulter de la connaissance des paramètres suivants : - les caractéristiques hydrauliques de l'orifice 22, plus exactement les deux coefficients a et p, respectivement caractéristiques des pertes de charge singulière 30 et régulière de l'orifice ; 3049214 18 - les caractéristiques physiques du fluide, en fait sa masse volumique et sa viscosité ; - la différence de pression entre la pression d'entrée (Rn) et la pression de sortie (Pont) lorsque la vanne 30 est fermée et la vanne 32 ouverte. 5 Éventuellement, si on tient compte de l'offset, de préférence généralisé, la différence de pression entre la pression d'entrée (Rn) et la pression de sortie (Pont) lorsque la vanne 30 est ouverte et la vanne 32 fermée peut être prise en compte. On mesure alors l'offset, de préférence généralisé, utile pour obtenir la précision désirée et on corrige le résultat obtenu pour la mesure. 10 En appliquant la relation de Bernoulli: -z+p= COLLbtali où : p est la pression en un point (en Pa ou N/m2) 15 P est la masse volumique en un point (en kg/m3) est la vitesse du fluide en un point (en m/s) g est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s2) z est l'altitude (en m) La constante de la relation de Bernoulli ci-dessus est aussi appelée la 20 « charge ». Les hypothèses d'utilisation de cette relation sont en accord avec l'hypothèse d'un fluide incompressible (l'encre) et le type d'écoulement (non rotationnel, c'est-à-dire un écoulement non tourbillonnaire) rencontrés dans un système tel que celui constitué par une imprimante à jet d'encre. 25 Dans la relation de Bernoulli, les effets visqueux et les pertes de charge sont négligeables. On peut remarquer que l'altitude n'est pas un paramètre à prendre en compte: pour la ligne de courant située sur l'axe d'écoulement à travers l'orifice 22, il n'y a pas d'effet d'altitude, l'altitude y est constante et peut être fixée à 0. 3049214 19 Par ailleurs on peut généraliser la relation de Bernoulli en intégrant les effets visqueux et les pertes de charge, mais ceux-ci sont négligeables. De plus on peut remplacer la vitesse par le débit (qui est un paramètre similaire, la vitesse étant le débit divisé par la section S de passage de la restriction 22: v= Q/S et S = n*D*D/4, où D est le 5 diamètre de l'orifice de la restriction 22). Ainsi la différence de pression entre l'entrée et la sortie du système peut s'écrire (équation (1)): 10 Avec : Pin - Pont Différence de pression entre l'entrée et la sortie du système a: Coefficient de perte de charge singulière p : Masse volumique du fluide 15 q : Débit traversant le système : Coefficient de perte de charge régulière : Viscosité dynamique du fluide La résolution de cette équation du deuxième degré (par rapport au 20 débit) donne le résultat suivant : Cette relation permet de calculer le débit q (ou la vitesse des jets). 25 On discute ci-dessous des aspects concernant la connaissance des différents paramètres de cette relation. En ce qui concerne les caractéristiques de l'encre (p, p.), pour un fluide donné (ici : encre ou solvant) les valeurs des caractéristiques du fluide sont mesurées expérimentalement et par exemple données sous forme de tableau de valeurs ou de 30 graphique, qui peuvent être mémorisés et fournir les données utiles lors du calcul. 3049214 20 Les exemples des figures 5A et 5B sont relatifs à une encre et donnent sous forme graphique la densité (on peut multiplier par 1000 les valeurs données par la figure 5A pour avoir la valeur de p en unité légale) et la viscosité i en Centipoise (on peut diviser par 1000 les valeurs données par la figure 5B pour avoir l'unité légale) 5 Pour une température de 20°C la masse volumique est de 863 Kg/m3 et la viscosité de 4,74 Cpe. On voit sur cet exemple que la densité de l'encre évolue de manière décroissante mais faible sur la gamme de températures considérée (par exemple entre 0° et 50° C), tandis que la viscosité évolue elle aussi de manière décroissante, mais beaucoup 10 plus fortement, sur cette même gamme de température. Dans le cas où le circuit d'alimentation en encre, ou un dispositif selon l'invention, est muni d'un viscosimètre (par exemple un viscosimètre à bille (qui mesure le temps de chute d'une bille), ou un viscosimètre à mesure d'un temps de transfert à travers une fuite visqueuse), on peut utiliser la valeur de viscosité fournie par ce dernier. 15 Des moyens, par exemple tels que décrits plus loin, peuvent être prévus pour effectuer un asservissement de la qualité d'encre, en permettant un maintien à, par exemple, ± 1 Cpe, de la consigne de viscosité. Pour la masse volumique, variant dans une proportion bien plus faible que la viscosité, l'utilisation de données issues de mesure effectuées en laboratoire et se 20 présentant par exemple sous forme d'un tableau de valeurs ou d'un graphique peut être suffisante pour le domaine d'utilisation (0°C -50°C). En ce qui concerne la mesure de Pin - Pout, elle est effectuée en intégrant, de préférence, l'offset ou l'offset généralisé comme déjà expliqué ci-dessus. La chaîne de mesure peut être équipée d'un convertisseur permettant 25 de ne pas affecter la résolution de la mesure. Typiquement un convertisseur 16 Bit sera largement suffisant pour la précision recherchée. Par exemple, pour des mesures de pression pouvant aller jusqu'à 5 Bar, un convertisseur 16 Bit entraine une erreur de résolution de 0.076 mb sur la mesure de (Pin - Pout): un codage de 5 Bar sur 65536 points conduit à une résolution de 30 5000/65532 = 0,076 mbar ; pour (Pin-Pour) on compte 2 fois cette erreur, soit une erreur 3049214 21 de résolution sur cette mesure de 0,15 mbar. La valeur typique de in-- (P P 1 étant de '- out, l'ordre de 100 mbar, l'erreur de résolution, en %, est : 0,15 %. En ce qui concerne la connaissance et la détermination de (a, p) on peut utiliser l'équation (1) ci-dessus, la différence de pression (P;n-Pour) (P Pout,1 entre l'entrée et la '- 5 sortie du système étant cette fois connue par mesure, de même que p, q et u, les valeurs à déterminer étant a (Coefficient de perte de charge singulière) et (3 (Coefficient de perte de charge régulière) : 10 En remarquant qu'en divisant les deux termes de l'équation par le débit q l'équation devient linéaire on voit que l'on peut avantageusement tracer (P,n-Pout)/q en fonction de q. 2 points avec débits distincts peuvent suffire pour déterminer les coefficients, toutefois, on peut avantageusement tracer la courbe avec plusieurs valeurs 15 de débit autour du débit nominal. La connaissance plusieurs points permet avantageusement l'utilisation d'une régression linéaire qui permet de déterminer : a) L'ordonnée à l'origine, soit (34; en divisant cette valeur par la valeur connue de la viscosité on obtient le coefficient p ; 20 b) La pente de la droite, soit a .p; en divisant cette valeur par p, (valeur connue de la densité) on obtient le coefficient a ; Un exemple de courbe, obtenue par régression à partir des valeurs mesurées, est donné en figure 6. On peut de plus utiliser un coefficient de corrélation (de valeur absolue 25 proche de 1) pour juger de la qualité de l'ajustement. On décrit plus loin un exemple de dispositif qui permet de mesurer les coefficients a et (3. On a donc, avec les valeurs de p, a et (3, un exemple de calcul possible du débit. Les valeurs de de p, a et (3 peuvent être mémorisées. La différence in-- (P P '- out) 30 est mesurée, avec de préférence correction de l'offset ou de l'offset généralisé. Le calcul 3049214 22 du débit q (ou de la vitesse des jets) s'en déduit, à l'aide de la formule ci-dessus, qui peut être elle aussi mémorisée. L'ensemble des calculs peut être effectué par le contrôleur de l'imprimante. Une variante 20a d'un dispositif selon l'invention est illustrée en figure 5 7A. Un seul capteur de pression est utilisé, par exemple le capteur 28 ci-dessus. Les moyens 30 et 32, disposés de part et d'autre du capteur permettent alternativement une mesure de la pression Rn en amont de l'orifice et une mesure de la pression Pout en aval de l'orifice : lorsque 30 est fermé et 32 ouvert, la pression mesurée est celle en aval de l'orifice 22, lorsque 30 est ouvert et 32 fermé, la pression mesurée est celle en amont. 10 Mais les moyens 30, 32 sont alors plus fréquemment sollicités que dans le mode de réalisation expliqué ci-dessus en lien avec la figure 3. Là encore, on peut réaliser des séquences de nettoyage ou de purge, comme expliqué ci-dessus. Avec un seul capteur, aucune compensation d'offset n'est à effectuer, en particulier si les mesures sont faites à température quasi constante. Les différences de pression entre Pin et Pout sont ensuite 15 exploitées de la même manière que ce qui est expliqué ci-dessus pour le calcul du débit q. Mais les mesures de Rn et Pont n'étant pas faites au même instant, il peut exister un effet de perturbation à prendre en compte, qui est lié à la fluctuation de la pression de travail. Une autre variante 20b d'un dispositif selon l'invention est illustrée en figure 7B, que l'on peut notamment utiliser dans le cas où le problème d'offset, 20 généralisé ou pas, ne se pose pas ou bien est négligeable. Un seul moyen 30 est alors utilisé. Les capteurs 26 et 28 étant disposés de part et d'autre de ces moyens 30 pour permettre une mesure simultanée de la pression Rn en amont de l'orifice et une mesure de la pression Pout en aval de l'orifice : lorsque 30 est fermé, les pressions mesurées sont celles en aval et en amont de l'orifice 22. Là encore, on peut réaliser des séquences de 25 nettoyage ou de purge, comme expliqué ci-dessus. Les différences de pression entre Rn et Pout sont ensuite exploitées de la même manière que ce qui est expliqué ci-dessus pour le calcul du débit q. Encore une autre variante 20c d'un dispositif selon l'invention est illustrée en figure 7C. Un seul capteur différentiel de pression 28a est utilisé, sans moyens 30 30 et 32. Il donne directement une mesure de la différence de pression P - In - - P out. Ce type 3049214 23 de dispositif ne permet pas de corriger les erreurs qui résultent d'un offset, on peut donc mesurer celui-ci avant toute utilisation. La différence de pression P - in Pout directement mesurée est ensuite exploitée de la même manière que ce qui est expliqué ci-dessus pour le calcul du débit q. 5 Un débitmètre 20, 20a-20c tel que décrit ici est de préférence intégré dans la tête d'impression. Mais, pour des raisons d'encombrement (par exemple la miniaturisation limitée des composants hydrauliques) il peut être positionné sur la ligne d'alimentation en encre, en amont de la tête dans le circuit d'alimentation. Une réalisation d'un tel débitmètre a par exemple un volume de 50 mm x 40 mm x 30 mm. 10 En figure 3B on a représenté schématiquement le débitmètre 20 (qui pourrait en variante, être du type 20a, ou 20b, ou 20c), en entrée du conduit ou ombilic 200, dont la sortie est reliée à une tête d'impression multi-jets 50 (qui produit des jets d'encre 51), dont la structure est par exemple du type décrit ci-dessus en lien avec la figure 2. Une réalisation particulière est donnée plus loin, en lien avec les figures 8 et 9. 15 L'ombilic a une certaine souplesse, de manière à pouvoir amener la tête d'impression à diverses positions. L'ombilic a par exemple une longueur comprise entre 1 m et 8m. Afin d'assurer une protection efficace de l'orifice calibré 22, le débitmètre est de préférence positionné en aval du filtre principal 201 du circuit d'encre. On a décrit ci-dessus une utilisation d'un débitmètre 20, ou d'une de ses 20 variantes 20a-20c selon l'invention, dans le cadre d'une imprimante industrielle à jet d'encre. Ce débitmètre permet de mesurer, de manière globale, le débit de l'ensemble des jets (par exemple en nombre supérieur ou égal à 16, ou à 64, ou à 128 jets) et est particulièrement adapté lorsqu'on ne connait pas la vitesse individuelle de chaque jet. Le calcul du débit présenté ci-dessus peut mettre en oeuvre la valeur de 25 la viscosité. Mais un tel débitmètre peut être combiné avec un capteur de pression disposé de préférence dans la tête d'impression, pour former un ensemble permettant de mesurer à la fois le débit et la viscosité. On a représenté en figure 8 un schéma d'une tête d'impression 50, 30 laquelle comporte un ensemble de buses d'éjection de l'encre. En variante, la tête 3049214 24 d'impression 50 peut comporter une seule buse d'éjection de l'encre (par exemple pour une application de type CIJ). Dans la configuration illustrée, une électrovanne 60 à deux orifices (entrée et sortie) et deux positions (ouverte ou fermée) permet le passage (ou l'arrêt) du 5 fluide vers le générateur de gouttes. Cette électrovanne se trouve dans la tête d'impression, à proximité des buses d'éjection de l'encre. Un capteur de pression 56 est situé dans la tête juste en amont de l'électrovanne 60; ce capteur permet de donner une mesure de la pression de fonctionnement de l'encre dans la tête. 10 Un capteur de température (non représenté sur la figure 8) peut en outre être prévu, qui permet de mesurer la température T du fluide. Le circuit hydraulique de la tête comporte des conduits d'alimentation de l'ensemble des buses (qui sont des orifices calibrés de petite dimension par lesquels sortent les jets d'encre). Des coefficients (aHead, l3Head) traduisent les caractéristiques 15 hydrauliques de ce circuit. Dans un dispositif selon l'invention, un débitmètre selon l'invention, du type déjà décrit ci-dessus en lien avec les figures 3 - 7C, peut être positionné en amont du capteur de pression 56. Comme déjà mentionné, le débitmètre 20, 20a-20c est de préférence intégré dans la tête d'impression. 20 Le débitmètre peut être à une altitude différente du capteur de pression 56. D'une manière générale, il n'y a pas à tenir compte d'une différence d'altitude relative entre ces 2 composants, en particulier si cette différence reste constante pendant le fonctionnement de l'imprimante. Pour le dispositif avec mesure de pression de fonctionnement au niveau de la tête, le dénivelé n'est pas un paramètre : il peut varier 25 sans affecter ni la pression de fonctionnement mesurée au niveau de la tête ni le fonctionnement du débitmètre car les valeurs Pin et Pout subissent le même décalage et donc leur différence reste constante. Sur une imprimante à jet d'encre, la différence d'altitude entre le débitmètre 20 et le capteur 56 de pression est limitée (deux mètres est une valeur typique maximale de dénivelé entre le circuit d'encre et la tête d'impression). 3049214 25 En ce qui concerne la position de la tête d'impression, toutes les positions (verticale imprimant vers le haut, verticale imprimant vers le bas, horizontale) sont possibles sans altérer significativement la précision du système. Plusieurs séquences de calibration, décrites plus loin, permettent éventuellement d'annuler ou de limiter des 5 erreurs engendrées par la position de la tête (erreurs ayant pour origine l'accélération de la pesanteur et la distance de positionnement entre le capteur 56 et la sortie des buses). De préférence, la différence d'altitude entre le capteur 56 et les buses est la plus faible possible (typiquement moins de cinq centimètres). Lorsque la vanne 60 est ouverte une circulation de solvant permet de 10 nettoyer la tête. En outre une circulation d'un liquide (solvant ou encre) permet l'évacuation d'air (purge). Lorsque le circuit d'encre n'est pas sous pression, le capteur 56 peut mesurer une pression, ce qui peut avoir diverses origines (orientation de la tête, et/ou des erreurs statiques du capteur, ...). Une compensation d' »offset » peut être réalisée de 15 différentes manières. Selon un ler procédé, on réalise une compensation à débit nul par ouverture de la vanne 60. Sans mise en pression du circuit on ouvre la vanne 60. Le capteur de pression 56 voit la pression statique relative du fluide (car un capteur non différentiel, qui mesure la pression par rapport à la pression atmosphérique) ainsi que 20 ses erreurs d'offset propres. La valeur annoncée par la chaîne de mesure constitue l' »offset » global (dénivelé et offset propre du capteur) et va pourvoir être utilisée pour toute autre mesure, qui sera donc référencée à cette mesure d'offset (Pression = Pression mesurée - Offset). On compense ainsi la pression statique du fluide (qui est la pression 25 parasite générée par la colonne de fluide correspondant au dénivelé entre la tête et le circuit d'encre (ou, préférentiellement, le débitmètre). Par contre l'ouverture de la vanne 60 peut engendrer une entrée d'air (si la tête est située à une altitude supérieure au circuit d'encre) ou conduire à une faible coulure d'encre (si la tête est située à une altitude inférieure à celle du circuit d'encre). L'erreur sur la mesure de l'offset, associée 30 au fait que le débit de fluide (lié à ces coulures) n'est pas strictement nul (la pression 3049214 26 mesurée n'est alors pas parfaitement statique), est faible, mais il y a un risque sur la qualité (directivité des jets, vitesse d'établissement) des démarrages en encres des jets (du fait des entrées d'air et/ou des coulures). Selon un 2ème procédé, on utilise : 5 a) la valeur d'»offset » à une température donnée : Offset (T0), b) la dérive de l'offset en fonction de la température : dOffset. Ces informations peuvent par exemple être obtenues de la part du fournisseur du capteur (qui réalise une caractérisation individuelle en air de chaque capteur) et peuvent être stockées dans une mémoire associée à chaque capteur. 10 La compensation est réalisée de la manière suivante : Offset: = Offset (TU) -H d Offset (T - Tg) dès que l'on connait la température T. Cette température (T) peut être obtenue grâce à un capteur dédié. En fait, il existe des capteurs 56 de pression qui intègrent une mesure de température ce qui 15 permet, pour un coût réduit, la connaissance de T. Les avantages de ce 2ème procédé sont, d'une part, sa facilité de mise en oeuvre associée au fait que la compensation se fait par calcul (aucune séquence spécifique nécessaire mettant en oeuvre des composants, donc l'offset se calcule sans aucune perturbation hydraulique du circuit) et, d'autre part, la compensation peut se 20 faire à toute température. Mais la connaissance des caractéristiques des capteurs peut impliquer un surcoût. On peut constater également que l'on ne compense pas la pression statique du fluide car les valeurs caractéristiques sont établies en air et la position de la tête influence cette pression statique. Toutefois l'erreur engendrée par la position de la tête 25 (quelques mbar sur la pression de fonctionnement mesurée) n'affecte pas de manière significative la précision attendue. Enfin, cette compensation n'intègre pas les erreurs (très faibles) associées à la chaine de mesure. Selon un 3' procédé, on procède par connaissance partielle des caractéristiques du capteur. 3049214 27 C'est une variante du 2ème procédé, pour laquelle on connait l'offset à une température donnée, par une séquence simple et peu couteuse réalisée lors de la production de la machine. En effet, le circuit est encore en air ; on mesure la pression annoncée par la chaîne de mesure, cette valeur constitue l' »offset » qui sera appliqué à 5 toute mesure de pression ultérieure. Là encore, cette information peut être stockée dans une mémoire associée à chaque capteur. Les avantages de cette variante sont sa facilité de mise en oeuvre, associée au fait que la compensation se fait par calcul (aucune séquence mettant en oeuvre des composants n'est nécessaire). Et la valeur mesurée de l' »offset » est bien 10 représentative si la température de fonctionnement est proche de la température à laquelle on l'a mesurée. Les erreurs de la chaine de mesure (très faibles) sont très bien compensées à une température proche de la température à laquelle l'offset a été mesuré durant la production de la machine. 15 Les défauts de ce principe sont les suivants : - le problème des dérives en température de l'offset peut se poser. On peut donc avoir à vérifier les valeurs de dérive pour s'assurer que l'erreur engendrée n'affecte pas de manière significative la précision de la mesure ; - on peut également constater que l'on ne compense pas la pression 20 statique du fluide car les valeurs caractéristiques ont été établies en air et la position de la tête influence cette pression statique. Toutefois l'erreur engendrée (quelques mbar sur la pression de fonctionnement mesurée) n'affecte pas de manière significative la précision attendue ; - enfin, il faut gérer les données de calibration du capteur de tête lors 25 des opérations de maintenance, incluant des échanges de têtes. Selon un 4ème procédé, on procède à une compensation de l'offset généralisé (« offset » à la pression de fonctionnement). C'est une variante du 2ème procédé, pour laquelle on connait les caractéristiques du capteur permettant de compenser intégralement les erreurs associées au capteur et aux variations de 30 température. 3049214 28 Ce 4ème procédé fait utilisation des quatre informations suivantes concernant les caractéristiques du capteur de pression par rapport à son offset et à sa sensibilité: - Offset à une température donnée To Offset (To). 5 - Dérive de l'offset en fonction de la température : d Offset. - Sensibilité à une température donnée To S(T0). - Dérive de la sensibilité avec la température : dS. Ces informations peuvent être obtenues de la part du fournisseur du capteur et peuvent être stockées dans une mémoire associée à chaque capteur. 10 La relation permettant de connaître la pression (P) en fonction de la mesure (Mesure) et de la température (T) est alors : P 0,5 15 On décrit maintenant plus en détail, en liaison avec la figure 9A, comment le débit et la viscosité peuvent être mesurés à l'aide d'un débitmètre tel que décrit ci-dessus et d'une tête d'impression telle que décrite ci-dessus. Le système de la figure 9A comporte un débitmètre selon l'un des types décrits ci-dessus (un débitmètre 20 a été représenté sur cette figure, mais le système fonctionne aussi avec des 20 débitmètres 20a-20c du type des figures 7A-7C). La mesure peut notamment résulter de la connaissance des paramètres suivants : - les caractéristiques hydrauliques de l'orifice 22, plus exactement les deux coefficients a et p caractéristiques des pertes de charge singulière et régulière de 25 l'orifice ; - les caractéristiques physiques du fluide (encre), en fait la masse volumique et la viscosité du fluide ; - la différence de pression entre la pression d'entrée (Pin) et la pression de sortie (Pout) lorsque la vanne 30 est fermée et la vanne 32 ouverte ; 3049214 29 - la pression de fonctionnement PHead mesurée par le capteur 56 ; éventuellement corrigée de son offset. - les caractéristiques hydrauliques de la tête d'impression ; plus exactement les deux coefficients aHead et l3Head caractéristiques des pertes de charge 5 singulière et régulière de la tête. Éventuellement, on peut tenir compte de l'offset, de préférence généralisé, du capteur de débit, correspondant à la différence de pression entre la pression d'entrée (Pin) et la pression de sortie (Pout) lorsque la vanne 30 est ouverte et la vanne 32 fermée. On mesure alors l'offset généralisé utile pour obtenir la précision 10 désirée, comme déjà expliqué ci-dessus. Éventuellement, on peut tenir compte de l'offset du capteur 56, la pression de fonctionnement P Head étant ensuite corrigée de cet offset, mesuré comme déjà expliqué ci-dessus. 15 Les équations qui modélisent le système sont les suivantes : - Pou q P H cid = H, H e a ci. Pin - Pout, P Head, q, p, a, p, aHead et l3Head ont chacun la 20 signification déjà donnée ci-dessus. La résolution classique de ces deux équations à deux inconnues (débit et viscosité) amène à : 25 .CP He F P 1 - - r 1 I-1 = 3049214 30 On discute ci-dessous des aspects concernant la connaissance des différents paramètres cette relation, Pin - Pout, p, a et p, et les méthodes de détermination correspondantes, ayant déjà été discutés plus haut. En ce qui concerne la pression de fonctionnement P Head, celle-ci 5 s'obtient par acquisition du signal délivré par le capteur de pression 56. La valeur brute délivrée par le capteur peut en outre être corrigée de l'offset, comme expliqué ci-dessus. En ce qui concerne les caractéristiques hydrauliques (aHead, l3Head), on utilise l'équation (2) de fonctionnement suivante : Pltf,md cul. p. i2 ,;3 11. 4. .û. 10 dont les paramètres ont déjà été décrits ci-dessus, PHead, p, q et u étant connus par mesure, les valeurs à déterminer étant aHead (Coefficient de perte de charge singulière) et l3Head (Coefficient de perte de charge régulière) : En remarquant qu'en divisant les deux termes de l'équation par le débit q l'équation devient linéaire on voit que l'on peut avantageusement tracer PHead/q en 15 fonction de q. Deux points avec débits distincts peuvent suffire pour déterminer les coefficients, toutefois, on peut avantageusement tracer la courbe avec plusieurs valeurs de débit autour du débit nominal. La connaissance de plusieurs points permet avantageusement 20 l'utilisation d'une régression linéaire qui permet de déterminer : a) L'ordonnée à l'origine, soit Pead.p.; en divisant cette valeur par la valeur connue de la viscosité on obtient le coefficient Pead ; b) La pente de la droite, soit aHead. p; en divisant cette valeur par p, on obtient le coefficient aHead. 25 On peut de plus utiliser le coefficient de corrélation (valeur absolue proche de 1) pour juger de la qualité de l'ajustement. On décrit maintenant plus en détail, en liaison avec la figure 9B, comment le débit et la viscosité peuvent être mesurés à l'aide d'un autre dispositif selon l'invention. Ce dernier comporte une tête d'impression 50 telle que décrite ci-dessus (en 30 lien avec la figure 8) et un débitmètre 20d par exemple de type à effet « Coriolis » ou à 3049214 31 ultrasons ou électromagnétique. Ce débitmètre 20d permet de mesurer le flux d'encre qui est envoyé vers la tête d'impression 50 via le conduit 200. La mesure peut notamment résulter de la connaissance des paramètres suivants : 5 - les caractéristiques physiques du fluide (encre), en fait la masse volumique et la viscosité du fluide ; - la pression de fonctionnement PHead mesurée par le capteur 56 ; - les caractéristiques hydrauliques de la tête d'impression ; plus exactement les deux coefficients aHead et l3Head caractéristiques des pertes de charge 10 singulière et régulière de la tête. Éventuellement, on peut tenir compte de l'offset du capteur 56, la pression de fonctionnement P Head étant ensuite corrigée de cet offset, mesuré comme déjà expliqué ci-dessus. L'équation qui modélise le système est alors la suivante : 15 Hec Hecia. p. q 2 + 13 e Ci a . P Head, q, p, aHead et l3Head ont chacun la signification déjà donnée ci-dessus. La résolution de cette équation (débit et viscosité) amène à : = (P Head - a Head . p . q2) / 3 Head, 20 le débit q étant mesuré avec le débitmètre 20d. Un débitmètre 20, en particulier tel que décrit ci-dessus peut être combiné à un conduit ou un tuyau d'écoulement 220 comme illustré en figure 10A. Le conduit d'écoulement 220 est représenté ici en aval du débitmètre, mais, en variante, il 25 pourrait être en amont de ce dernier. Les aspects de nettoyage, de purge et de compensation des offset décrits ci-dessus pour le débitmètre 20 s'appliquent également ici. Aux extrémités du conduit 220 (qui n'est pas l'ombilic : on cherche en effet à connaître la viscosité sans contraintes liées à l'ombilic et à la tête), on trouve un ler 30 et 2ème capteur de pression 226, 228, de préférence à membrane affleurante avec les 3049214 32 avantages déjà décrits ci-dessus. Les pressions qu'ils vont permettre ici de mesurer sont désignées, respectivement, par PinF et PoutF. L'ensemble des moyens 220 et 226-232 forme un viscosimètre. Dans la réalisation illustrée, un organe 230 de mise en communication 5 fluidique des 2 capteurs, de préférence une vanne ou une électrovanne, à deux orifices (entrée et sortie) et deux positions (ouverte ou fermée), permet de relier ou de mettre en communication fluidique les deux capteurs de pression 226 et 228, c'est-à-dire de permettre une mise à la même pression de ces 2 éléments. Un organe 232 de mise en communication fluidique du capteur 228 et 10 de la sortie du conduit 220, de préférence une vanne ou une électrovanne, à deux orifices (entrée et sortie) et deux positions (ouverte ou fermée) permet de relier ou de mettre en communication fluidique le capteur de pression 228 avec la sortie du conduit 220. Une circulation du fluide par les éléments 226, 230, 228, 232 est utilisée dans le cas d'une purge du système. 15 Le débit du fluide à mesurer traverse à la fois l'orifice calibré 22 du débitmètre ainsi que le tuyau, placé en série avec le débitmètre, et alimente l'ensemble des jets de la tête d'impression au travers de l'ombilic 200, comme illustré en figure 10C. Un capteur de température 229 est disposé de manière à mesurer la température T du fluide dans le circuit (en amont de la tête), par exemple en sortie du 20 capteur 228. Cet ensemble va permettre de calculer le débit et la viscosité du fluide. En fait, comme décrit ci-dessous, le calcul se limite alors à la résolution de deux équations à deux inconnues. Le tuyau 220 forme une restriction très longue devant son diamètre (par 25 exemple 3m pour un diamètre de 1.6mm ; plus généralement on prendra un ratio supérieur à 1000 entre longueur et diamètre. Par exemple : L = 3000 mm et d=1.6mm ; ou encore : L=3000mm et d=2,7mm. La mesure de l'offset généralisé de l'ensemble formé par les capteurs 226 et 228 peut être réalisée de la même manière que pour le débitmètre 20, comme 30 déjà décrit ci-dessus. 3049214 33 La mesure du débit et de la viscosité peut notamment résulter de la connaissance des paramètres suivants : - les paramètres déjà présentés ci-dessus pour la mesure du débit (ces paramètres sont désignés, pour ce mode de réalisation, par OEF et (3F), 5 - la différence de pression (à la pression de fonctionnement) entre la pression d'entrée (PinV) et pression de sortie (PoutV) du tuyau220 lorsque la vanne 230 est ouverte et la vanne 232 fermée ; on peut alors mesurer l'offset ou l'offset généralisé pour obtenir la précision désirée ; - la différence de pression (à la pression de fonctionnement), de 10 préférence corrigée de l'offset généralisé, entre la pression d'entrée (PinV) et pression de sortie (PoutV) du tuyau 220 lorsque la vanne 230 est fermée et la vanne 232 ouverte, rapportée à la différence (PinV - PoutV) ; - les caractéristiques hydrauliques du tuyau 220 ; en fait il suffit d'un seul coefficient (3v caractéristique de perte de charge régulière du tuyau. 15 L'équation (1) déjà présentée ci-dessus : PinF - PoutF = af.p.q2 +13F.u..q est ici complétée par l'équation suivante : (3) PinV - PoutV = (3v. u..q dans laquelle les paramètres ont la signification déjà présentée ci- 20 dessus. Ce système est un système de deux équations à deux inconnues (débit et viscosité), dont la résolution amène à : 25 Et à: 3049214 34 On pourra se reporter aux explications déjà données ci-dessus en ce qui concerne la mesure de PinF - PoutF ainsi que la connaissance et la détermination des coefficients aF et I3F. En variante, pour la détermination de aF et I3F, on peut garder la 5 relation quadratique (1) ci-dessus ; ce deuxième principe de détermination de aF et I3F est plus adapté que le premier. Il permet en particulier de mieux appréhender la qualité des mesures. Dans ce cas, bien entendu, deux points avec débit distincts suffisent pour déterminer les coefficients ; toutefois, on a intérêt à tracer la courbe avec de 10 nombreuses valeurs de débit entourant le débit nominal. Et la connaissance de nombreux points permet avantageusement l'utilisation d'une régression qui permet de déterminer : On obtient alors le coefficient du débit q ((3F.p.); en divisant par la valeur connue de la viscosité on obtient le coefficient I3F. Le coefficient du débit q2 qui n'est rien d'autre que aF.p; en divisant par 15 pon obtient le coefficient aF. On peut de plus utiliser un coefficient de corrélation (de valeur absolue proche de 1) pour juger de la qualité de l'ajustement. On peut également utiliser l'ordonnée à l'origine (valeur de l'équation donnée par la régression lorsque q=0) pour juger de la qualité de l'ajustement. 20 En ce qui concerne la mesure de PinV - PoutV, elle est de préférence effectuée en intégrant l'offset ou l'offset généralisé. La chaîne de mesure peut être équipée d'un convertisseur permettant de ne pas affecter la résolution de la mesure. Typiquement un convertisseur 16 Bit sera largement suffisant pour la précision recherchée. 25 Dans ces conditions, et comme déjà expliqué ci-dessus pour la mesure de Pin - Pout, la valeur typique de (PinV-PoutV) étant de l'ordre de 100 mbar, l'erreur de résolution, en %, est : 0,15 %. Pour la détermination du coefficient-(3V, on utilise l'équation : PinV - PoutV = I3V . u . q. 3049214 La relation étant linéaire, I3V peut être déterminé avec 2 approches (calculs avec uniquement 2 points ou régression linéaire). Deux points avec débits distincts peuvent suffire pour déterminer le coefficient, toutefois, on peut avantageusement tracer la courbe avec plusieurs valeurs 5 de débit autour du débit nominal. La connaissance plusieurs points permet avantageusement l'utilisation d'une régression linéaire qui permet de déterminer la pente de la droite, soit I3V. p.; en divisant cette valeur par i (valeur connue de la viscosité) on obtient le coefficient I3V. On peut de plus utiliser un coefficient de corrélation (de valeur absolue 10 proche de 1) pour juger de la qualité de l'ajustement. On peut également juger de la qualité des mesures en évaluant l'ordonnée à l'origine (qui regroupe les erreurs de principe et de mesure). On décrit plus loin un exemple de dispositif qui permet de mesurer les coefficients aF, BF et pv. 15 En variante, représentée en figure 10B, il est possible de simplifier le circuit en utilisant un même capteur de pression pour mesurer PoutF et PinV (en fait, il s'agit alors d'une même pression Pout/in) et en gardant une ligne 32a et les moyens 32 entre, d'une part, le point de sortie du débitmètre (qui est aussi l'entrée du viscosimètre) et, d'autre part, le capteur commun 28 (pour mesurer Pout/in), situé entre les vannes 30 20 et 230. Si le viscosimètre est placé en amont du débitmètre, ces 2 dispositifs peuvent avoir les capteurs 26 et 228 en commun ; cette configuration n'est pas représentée ici. D'une manière générale, pour des questions de précision, il est 25 préférable d'utiliser un dispositif dans lequel le débitmètre et le viscosimètre n'ont pas de capteur en commun (configuration de la figure 10 A, ou configuration dans laquelle le viscosimètre est en amont du débitmètre). Pour la détermination des offsets généralisées dans la configuration de la figure 10B, on ouvre les moyens 30 et 230 en fermant les moyens 32 et 232 lorsque la 30 pression est appliquée au circuit sans débit ; la pression réelle est alors identique sur les 3 3049214 36 capteurs de pression 26, 28, 228. Les différences de pression mesurées permettent de déterminer les offsets nécessaires. Pour le nettoyage et la purge de cette variante de la figure 10B, l'opération se fait en 2 phases : 5 -les moyens 30 et 32 sont ouverts, les moyens 230 et 232 étant fermés ; - puis les moyens 30 et 32 sont fermés, les moyens 230 et 232 étant ouverts. En fonctionnement normal : les moyens 32 et 232 sont ouverts, les moyens 30 et 230 étant fermées. 10 Enfin, dans les équations, PoutF et PinV sont remplacés par Pout/in. Les variantes des figures 7A-7C sont applicables aux configurations des figures 10 A-C. Autrement dit, un débitmètre tel que décrit en lien avec l'une des figures 7A-7C peut être utilisé en combinaison avec un viscosimètre décrit ci-dessus en lien avec la figure 10A ou 10B. 15 Un débitmètre, en particulier tel que décrit ci-dessus, et/ou une tête selon l'invention peut (ou peuvent) être mise(s) en oeuvre dans une imprimante telle que celle décrite ci-dessus en liaison avec la figure 1. Celle-ci comporte notamment une tête d'impression 1 (ou 50), généralement déportée par rapport au corps de l'imprimante 300, et reliée à celui-ci par des moyens, par exemple sous forme d'un ombilic 200 souple, 20 rassemblant les liaisons hydrauliques et électriques permettant le fonctionnement de la tête. L'ombilic 200 peut incorporer un débitmètre comme expliqué ci-dessus (voir figure 3B). Le corps 300 comporte des moyens formant contrôleur ou des moyens de contrôle. 25 Ces derniers comportent par exemple un micro-ordinateur ou un micro- processeur et/ou un circuit électronique ou électrique, de préférence programmable, qui va transmettre les instructions d'impression à la tête mais aussi piloter les moyens ou les éléments hydrauliques du système d'alimentation en encre et en solvant, notamment les pompes de solvant et/ou d'encre et/ou les vannes du système, en particulier les vannes 3049214 37 30, 32, 60, afin de gérer l'alimentation du circuit en encre et/ou en solvant ainsi que la récupération du mélange d'encre et de solvant depuis la tête. Ce contrôleur ou ces moyens de contrôle peuvent aussi recueillir les informations de pression ou de différences de pression fournies par les capteurs 26, 28, 5 28a, 56, ou par le débitmètre 20d, les éventuelles informations de température, et calculer ou estimer le débit et/ou la viscosité de l'encre. Il peut aussi effectuer une ou des corrections d'offset, comme expliqué ci-dessus. Ce contrôleur ou ces moyens de contrôle peuvent aussi: - commander l'envoi de solvant, afin d'adapter la viscosité de l'encre 10 dans le circuit ; - commander une pompe de mise en pression de l'encre, afin d'adapter le débit. Le contrôleur ou les moyens de contrôle sont donc programmés selon les fonctions qui doivent être gérées dans l'imprimante. 15 Un dispositif selon l'invention peut être incorporé dans un système d'asservissement d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une imprimante à jet d'encre. Par rapport à une ou des consignes de ce (ou ces) paramètre(s), par exemple de débit et/ou de viscosité, un dispositif selon l'invention permet de calculer ou d'estimer un ou des écarts, qui peuvent être corrigés ou réduits à l'aide de moyens d'asservissement 20 de ce (ou ces) paramètre(s). Plus particulièrement, la combinaison d'un débitmètre et d'un capteur de la pression (ou d'un viscosimètre comme décrit ci-dessus, en particulier en lien avec les figures 10A-10C) tels que décrits ci-dessus permet de réaliser 2 asservissements : a) un asservissement de la vitesse des jets. Pour une imprimante multi 25 jets on utilise le débit global des jets comme paramètre de pilotage, le débitmètre peut donc former le capteur de la boucle d'asservissement en débit, b) un asservissement de qualité d'encre. On peut asservir la concentration de l'encre, ou la viscosité. L'utilisation du débitmètre couplé avec un capteur de la pression de fonctionnement (ou avec un viscosimètre comme décrit ci- 3049214 38 dessus, en particulier en lien avec les figures 10A-10C) permet de connaître la viscosité de l'encre (ainsi que le débit global des jets). Un débitmètre et un capteur de la pression de fonctionnement (ou un viscosimètre comme décrit ci-dessus, en particulier en lien avec les figures 10A-10C) 5 décrits ci-dessus peuvent être mis en oeuvre dans un système d'asservissement selon l'invention, formant des capteurs de boucles d'asservissement mis en oeuvre dans une imprimante multi-jets. Les données fournies par ces deux capteurs sont liées : la connaissance de la viscosité permet au débitmètre d'être précis et la connaissance du débit permet, par 10 la pression de fonctionnement, de déterminer correctement la viscosité du fluide. Les deux boucles d'asservissement sont donc liées. De préférence, l'asservissement en débit est prioritaire, avec un temps de réponse typique de l'ordre de la seconde : l'écart temporel entre une modification d'un paramètre du circuit (par exemple la vitesse d'une pompe) pour modifier le débit et 15 la modification effective du débit des jets est inférieur ou égal à 1 s. La gestion de la qualité d'encre à travers l'asservissement de la viscosité est moins prioritaire et moins rapide, un temps de réponse de l'ordre de la minute étant suffisant : l'écart temporel entre une modification d'un paramètre du circuit (par exemple l'ouverture d'une vanne d'alimentation en solvant) pour modifier la viscosité et la modification effective de la 20 viscosité de l'encre des jets est d'environ 1 mn, ou inférieur ou égal à 1 min, ou compris entre 30 s et 2mn. Comme illustré en figure 11, un calculateur central 70 (par exemple le contrôleur de la machine d'impression) peut être utilisé pour assurer ces asservissements. Celui-ci peut faire partie du contrôleur ou des moyens de contrôle, dans le corps 300 de 25 l'imprimante. Les données en mémoire du calculateur peuvent être les suivantes : a) Les caractéristiques hydrauliques a et p (ou aF et (3F) du débitmètre, 3049214 39 b) Les caractéristiques hydrauliques aHead et Mead de la tête (ou la caractéristique hydraulique (3v du viscosimètre comme décrit ci-dessus, en particulier en lien avec les figures 10A-10C) ; c) Les caractéristiques p et il, par exemple mesurées en laboratoire, 5 de l'encre. Dans le cas du dispositif de la figure 9B, les données en mémoire du calculateur peuvent être les suivantes : a) Les caractéristiques hydrauliques aHead et l3Head de la tête, b) Les caractéristiques p et il, par exemple mesurées en laboratoire, 10 de l'encre. Les données d'entrée du calculateur peuvent être les suivantes: a) La différence de pression (Pin-Pout, ou PinF-PoutF), fournie par le débitmètre 20, ou 20a-20c ou le débit fournit par le débitmètre 20d, b) La température TFi de l'encre dans, ou près, du débitmètre 15 (mesurée à l'aide du capteur de température 27, éventuellement intégré avec un des capteurs de pression), c) La pression de fonctionnement P Head, fournie par le capteur 56 ou la différence de pression PinV-PoutV du viscosimètre, d) La température de l'encre dans la tête (T Head, mesurée à l'aide du 20 capteur de température 57, éventuellement intégré avec le capteur de pression 56) ou dans le viscosimètre (mesurée avec le capteur 228), e) une consigne de débit (qui peut être constante) ; cette consigne peut être stockée dans une mémoire du calculateur 70, f) une consigne de viscosité de l'encre, qui peut être fonction de la 25 température ; cette consigne peut également être stockée dans une mémoire du calculateur 70. Les données de sortie du calculateur 70 sont par exemple: a) une donnée de contrôle du moteur d'une pompe 72 de mise en pression du circuit d'encre, en vue d'une variation de la vitesse de ce moteur, 3049214 b) et/ou une donnée de commande d'une électrovanne 76, en vue d'ajout de solvant dans le circuit, à partir d'une cartouche 140 de solvant, par exemple via un circuit en partie identique au circuit d'envoi d'encre à la tête. Avec les données mises en mémoire et les données d'entrée, le 5 calculateur 70 peut (par exemple avec les calculs déjà explicités ci-dessus) estimer ou calculer le débit (ou la vitesse) et/ou la viscosité de l'encre. Les données de pressions sont de préférence corrigées pour leur offset, de préférence encore leur offset généralisé. Pour le pilotage du débit, un asservissement de type proportionnel est adapté. La prise en compte d'un terme intégral est possible. Le gain, qui permet de 10 transformer l'écart de débit observé en écart de vitesse du moteur de la pompe 72, peut être par exemple obtenu par des mesures effectuées sur un ensemble représentatif de machines. Il est préférable de donner plus d'importance à la précision qu'à la rapidité de l'asservissement en choisissant un gain ne présentant pas le risque de pompage de l'asservissement (la rapidité est souvent source de dépassement de la valeur cible, un 15 système qui réagit rapidement pouvant se retrouver en dessous de cette dernière et cela à plusieurs reprises ; on parle alors de « pompage »). Pour le pilotage de la viscosité, un asservissement de type proportionnel-intégral est adapté. Du point de vue pratique le gain de l'asservissement (terme proportionnel et terme intégral) peut être obtenu de manière expérimentale. 20 L'ajout d'un terme dérivé (traduisant la tendance de l'écart à la consigne : soit on se rapproche de la consigne ou de la valeur cible et la tendance ou la pente est négative, soit on s'éloigne de la consigne ou de la valeur cible et la tendance ou la pente est positive) est possible, mais d'intérêt limité. En effet, un avantage de ce système de mesure, donnant viscosité et débit, est de bénéficier d'une mesure continue 25 (ou quasiment en continu) de la viscosité, par exemple avec un écart d'une seconde (ou plus) entre 2 mesures consécutives. Le fait de bénéficier d'une mesure continue, ou très fréquente, permet : - de moduler et d'adapter un volume de solvant à ajouter ; - de piloter un asservissement à partir de valeurs de la viscosité filtrées 30 ou moyennées ; en fait, dans une imprimante CIJ équipée d'un viscosimètre à mesure de 3049214 41 temps d'écoulement, on ne dispose que d'une valeur de mesure de viscosité environ toutes les 8 minutes et on arrive à assurer un asservissement correct de la qualité d'encre. En disposant d'une valeur de mesure fréquemment, par exemple chaque seconde, on peut traiter les valeurs mesurées (par exemple par calcul d'une moyenne, 5 et/ou par filtrage..), par des moyens de calcul d'une moyenne ou par un filtre. - de pouvoir suivre les effets des ajouts de solvant sur une imprimante ayant un temps de réponse plus rapide qu'une imprimante de type CIJ. En effet le temps de réponse d'une imprimante est principalement associé (toute chose égale par ailleurs) au temps de transfert de l'encre du réservoir d'encre (dans lequel elle est stockée) vers la 10 tête d'impression (là où sont visibles les effets de la viscosité de l'encre). Un calcul simple permet d'évaluer le ratio des temps de réponse entre une imprimante de type multi-jet binaire et une imprimante CIJ (mono-jet ou bi-jet). Par exemple, en faisant les hypothèses suivantes: - longueurs d'ombilic identiques entre les deux types d'imprimantes ; 15 - diamètre intérieur du tuyau de pression d'une imprimante de type multi-jet binaire: 2.7 mm ; diamètre intérieur du tuyau de pression d'une imprimante de type CIJ : 1.6mm ; - débit des jets pour imprimante de type multi-jet binaire 3.1 1/h ; débit pour une imprimante de type CIJ : 0,24 1/h ; 20 Sur la base de ces hypothèses, on a un ratio des temps de réponse (multi-jet binaire /CU) = (1,6/2,7)2 x 3,1/0,24= 4,5. On peut vérifier expérimentalement la réponse des asservissements de débit et de viscosité : 1) à un écart instantané, c'est-à-dire la réponse à un échelon, par 25 exemple à un écart de 10% par rapport à une valeur de débit dite nominale, 2) et/ou à un écart de viscosité, par exemple un écart de 1 Centipoise ; 3) et/ou à une rampe de température, par exemple comprise entre 0°C et 50°C avec une pente de 5°C/h. Une mesure de débit ou de vitesse des jets et/ou de viscosité selon 30 l'invention, et éventuellement un asservissement de la pression et/ou de la viscosité tel 3049214 42 qu'expliqué ci-dessus peuvent être effectués pendant une impression d'une imprimante à jet d'encre multi-jets. Ce qui a été décrit ci-dessus, par exemple le système décrit en lien avec la figure 11, peut être appliqué à un exemple d'architecture du circuit fluidique d'une 5 imprimante comme illustrée en figure 12. Un exemple d'une architecture du circuit fluidique d'une imprimante auquel les divers aspects de l'invention peuvent être appliqués, individuellement ou en combinaison, est illustré en figure 12. Des références identiques à celles déjà utilisées précédemment désignent des éléments identiques ou correspondants. En particulier, on 10 retrouve l'ombilic 200 souple, qui rassemble les liaisons hydrauliques et électriques et la tête d'impression 1, auxquels l'architecture d'imprimante décrite ci-dessous peut être reliée. Sur cette figure 12, on voit que le circuit fluidique 400 de l'imprimante comporte une pluralité de moyens 410, 500, 110, 210, 310, chacun associé à une 15 fonctionnalité spécifique. 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. 20 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. 25 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. 3049214 43 En sortie du réservoir 410, un ensemble de moyens, globalement désignés par la référence 210, permet de mettre sous pression l'encre prélevée à partir du réservoir principal, et de l'envoyer vers la tête d'impression 1. Selon une réalisation, illustrée ici par la flèche 250, il est également possible, par ces moyens 210, d'envoyer de 5 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 210 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 10 d'impression, plus exactement de la gouttière 7 de la tête d'impression ou du circuit de rinçage de la tête. Ces moyens 500 sont donc disposés en aval de l'ombilic 200 (par rapport au sens de circulation des fluides qui reviennent de la tête d'impression). Comme on le voit sur la figure 12, les moyens 11 peuvent permettre également d'envoyer du solvant directement vers ces moyens 500, sans passer ni par 15 l'ombilic 200 ni par la tête d'impression 1 ni par la gouttière de récupération. Les moyens 110 peuvent comporter au moins 3 alimentations parallèles en solvant, l'une vers la tête 1, la 2ème vers les moyens 500 et la 3ème vers les moyens 310. Chacun des moyens décrits ci-dessus est muni de moyens, tels que des vannes, de préférence des électrovannes, qui permettent d'orienter le fluide concerné 20 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 est muni d'une pompe qui permet de traiter le fluide concerné (respectivement : Pre pompe, 2ème pompe, 3ème pompe, 4ème pompe). Ces différentes pompes assurent des fonctions 25 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 (1ère pompe) qui permet de pomper le fluide, récupéré, comme expliqué ci-dessus, de la tête d'impression, 30 et de l'envoyer vers le réservoir principal 410. Cette pompe est dédiée à la récupération 3049214 44 de ce fluide en provenance de la tête d'impression et est physiquement différente de la 4ème pompe des moyens 310 dédiée au transfert de l'encre ou de la 3ème 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 2ème pompe) qui permet de 5 pomper du solvant et de l'envoyer vers les moyens 500 et/ou les moyens 310 et/ou vers la tête d'impression 1. C'est par exemple la pompe 72 de la figure 11. Un dispositif de mesure de débit, et éventuellement de viscosité, selon l'invention, est situé dans la tête d'impression ou en amont, par exemple comme expliqué ci-dessus en lien avec la figure 3B. La tête d'impression est par exemple celle décrite ci- 10 dessus en lien avec la figure 8. L'ensemble comportant le dispositif de mesure de débit (et éventuellement de viscosité) et la tête d'impression a par exemple la structure décrite ci-dessus en lien avec la figure 9A ou 9B. Des moyens d'asservissement ont été décrits ci-dessus, en particulier en lien avec la figure 11. Pour déterminer les coefficients a, (3 ou aHead, 13Head, par exemple au 15 moment de la production des imprimantes, on peut utiliser un montage tel que celui illustré en figure 13A ou 13B, lequel comporte un ensemble pour générer un fluide sous pression régulée précisément. Cet ensemble comporte une réserve 82 de fluide pressurisé par air comprimé à l'aide d'un régulateur de pression 80, de préférence à commande électrique, pour imposer une pression régulée dans le circuit, par exemple au 20 moins 4 bar à partir d'une pression source d'au moins 7 Bar, Le régulateur de pression à commande électrique 80 permet, à partir d'une valeur de tension, d'obtenir une pression maintenue constante dans le réservoir 82.Cet ensemble alimente un filtre 84, un capteur de débit 86 de précision, un capteur de pression 88, l'élément à tester dont on veut déterminer les paramètres a et p (il s'agit, en figure 12A, du ,débitmètre 20 décrit plus 25 haut). L'orifice calibré 93 simule le fonctionnement de la tête lorsqu'on identifie les paramètres a et (3 du débitmètre. Le capteur 88 est un capteur de pression de référence. Il permet de vérifier, par cohérence, que les capteurs équipant le débitmètre et/ou la tête d'impression ne fournissent pas de valeurs aberrantes. Dans le cas d'une mesure des paramètres aHead et F3Head d'une tête 30 d'impression 50 (figure 13B), celle-ci remplace l'orifice calibré 93, comme illustré en 3049214 figure 13B. Cette configuration permet de mesurer les paramètres de la tête 50 pour un dispositif tel que celui de la figure 9B. En variante, le système de la figure 13A pourrait caractériser à la fois les 2 composants (débitmètre 20 et tête 50) en maintenant le débitmètre 20 en place et en 5 remplaçant l'orifice 93 par la tête d'impression 50. Pour déterminer les coefficients aF, BF, By dans le cas du dispositif des figures 10A-10C, par exemple au moment de la production des imprimantes, on peut utiliser un montage tel que celui illustré en figure 13C, lequel comporte un ensemble pour générer un fluide sous pression régulée précisément. 10 Des références identiques à celles des précédentes y désignent les mêmes éléments, avec les mêmes avantages techniques. En amont de débitmètre 20 (dont on veut déterminer les caractéristiques hydrauliques, de même pour le viscosimètre 220, 226-232) est positionné un conduit ou tuyau 221 dont on connaît les caractéristiques hydrauliques. Les références 15 290 et 292 représentent des vannes. Dans les 3 cas, l'utilisation d'un débitmètre 86 de type Coriolis présente l'avantage de permettre une mesure très précise du débit, de la température et de la masse volumique du fluide. La mesure de viscosité peut être réalisée simplement par prélèvement 20 de fluide puis mesure au laboratoire sur un viscosimètre de type Couette (dont la précision est satisfaisante). En variante, on peut mesurer la viscosité à l'aide de la mesure de 2 capteurs de pression 90 et 92 disposés comme indiqué sur les figures 13A et 13B, aux extrémités d'un ombilic 200 (Pinu. - Poutu.) ; en figure 13C il n'y a pas d'ombilic 200, mais la mesure de différence de pression entre les capteurs 90 et 92 renseigne sur la 25 viscosité. La différence de pression entre les 2 capteurs 90 et 92 renseigne directement sur la viscosité du fluide (un premier étalonnage permet de déterminer la relation entre perte de charge et viscosité (calibration du viscosimètre) puis la viscosité s'obtient à partir de la différence de pression entre 90 et 92). Avantageusement une calibration (courbe de correspondance) entre la mesure (Pinu. -Poutu.) et la mesure de viscosité en laboratoire 3049214 46 permet d'obtenir la mesure de viscosité en direct, sans autre mesure en ligne (donc sans mesure de la pression, de la masse volumique, de la température, ou du débit). Un tel dispositif permet de recueillir les données qui vont permettre de relier, d'une part, la différence de pression, (Pin - Pout)/q (ou (PinF - PoutF)/q et (PinV - 5 PoutV)/q) et, d'autre part, le débit q, et enfin d'obtenir les coefficients (a, 3) ou (aF, (3F) et 13v.Un système 100 d'acquisition de données permet de recueillir l'ensemble des informations nécessaires aux calculs des coefficients hydrauliques par exemple (a, 3) ou (aHead,13Head) ou (aF, (3F) et 3v. Ce système 100 comporte par exemple un micro-ordinateur ou un 10 micro-processeur et/ou un circuit électronique ou électrique, de préférence programmable, qui va recueillir les informations de pression ou de différences de pression fournies par les capteurs 86, 88, et éventuellement 90, 92, les éventuelles informations de température, et calculer ou estimer (Pin - Pout), q, et les coefficients (a, 3). Avantageusement, ce système 100 gère également le régulateur de pression 20, la 15 réserve 82 ; on a ainsi un système automatisé de caractérisation des composants (débitmètre et/ou tête). Lors d'une impression sur un support 800, une mesure de débit et/ou de viscosité peut être effectuée à l'aide d'un dispositif selon l'invention ; une correction du débit et/ou de la viscosité peut être mise en oeuvre pendant l'impression. 20 47 REVENDICATIONS1. Dispositif (20, 20a, 20b, 20c) de mesure du débit d'encre envoyée à une tête d'impression d'une imprimante à jet d'encre, comportant : - une restriction (22) du diamètre de l'écoulement de l'encre, disposé sur le trajet de celle-ci, - des moyens (26, 28, 28a) de mesure de la différence de pression (P,,, - ['out), entre la pression du fluide en amont de la restriction (Pin) et la pression de l'encre en aval de la restriction (Poe). - des moyens (300, 70) pour calculer le débit de l'encre en fonction de la différence de pression (Pin - Pout). 2. Dispositif selon la revendication 1, les moyens pour calculer le débit de l'encre étant aptes à calculer celui-ci en fonction des caractéristiques hydrauliques (a, (3) de la restriction, de la masse volumique (p) et de la viscosité (g) de l'encre, et de la différence de pression IP P ,. - - ot,- 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, les moyens de mesure de la différence de pression comportant un dispositif (20c) de mesure de la pression différentielle entre la pression du fluide en amont de la restriction et la pression du fluide en aval de la restriction, sans mesure de chacune de ces 2 pressions séparément. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, les moyens de mesure de la différence de pression comportant un unique dispositif (28) de mesure de pression et des moyens (30, 32) pour mettre ce dernier en communication fluidique, alternativement avec le fluide en amont de la restriction et le fluide en aval de la restriction. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, les moyens de mesure de la différence de pression comportant un ler dispositif (26) pour mesurer la pression de l'encre en amont de la restriction et un 2ème dispositif (28) pour mesurer la pression de l'encre en aval de la restriction. 48 3049214 6. Dispositif selon la revendication 5, comportant des moyens (30) pour ouvrir ou fermer une communication fluidique entre le 1er dispositif de mesure de pression (26) et le 2ème dispositif de mesure de pression (28), et des moyens (32) pour ouvrir ou fermer une communication fluidique entre le 2ème dispositif de mesure de 5 pression (26) et un point d'un conduit en aval de la restriction (22). 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, comportant des moyens (300, 70) pour corriger une différence de mesure, pour au moins une même pression, entre le 1er dispositif de mesure de pression (26) et le 2ème dispositif de mesure 10 de pression (28) et/ou une erreur de sensibilité d'au moins l'un des dispositifs de mesure de pression (26, 28). 8. Dispositif selon la revendication 7, la différence de mesure, pour au moins une même pression et/ou l'erreur de sensibilité d'au moins l'un des dispositifs 15 de mesure de pression (26, 28) étant corrigés en fonction de la température. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, les moyens de mesure de la différence de pression étant disposés sur le trajet d'un conduit fluidique disposé en parallèle de la restriction (22). 20 10. Dispositif de mesure du débit et de la viscosité de l'encre d'une imprimante à jet d'encre comportant un dispositif (20, 20a, 20b, 20c, 20d) de mesure du débit d'encre, selon l'une des revendications 1 à 9, et des moyens (56, 220, 226, 228) de mesure de la viscosité. 25 11. Dispositif selon la revendication 10, les moyens (56) de mesure de la viscosité comportant un capteur de pression (56) pour mesurer la pression dans la tête d'impression. 49 3049214 12. Dispositif selon la revendication 11, comportant en outre des moyens (300, 70) pour calculer la viscosité de l'encre en fonction de la pression (PHead) mesurée par le capteur de pression. 5 13. Dispositif selon la revendication 12, les moyens pour calculer la iscosité de l'encre étant aptes à calculer celui-ci en fonction des caractéristiques hydrauliques (aHead, (3Head) de la tête d'impression, et de la pression mesurée par le capteur de pression de la tête. 10 14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, comportant des moyens (300, 70) pour corriger une différence de mesure, pour au moins une pression, entre une valeur de pression mesurée par le capteur de pression (56) de la tête et ladite pression effective. 15 15. Dispositif selon la revendication 14, la différence de mesure, pour au moins une pression, entre une valeur de pression mesurée par le capteur de pression (56) de la tête et ladite pression effective, étant corrigée en fonction de la température. 16. Dispositif selon la revendication 10, les moyens (220, 226, 228) de 20 mesure de la viscosité comportant un conduit (220), disposé en série avec le dispositif (20, 20a, 20b, 20c, 20d) de mesure du débit d'encre, et des moyens (226, 228), pour mesurer une différence de pression (Poutv - Pinv) entre une entrée et une sortie dudit conduit 25 17. Dispositif selon la revendication 16, un même capteur commun (26, 28) permettant de mesurer : - la pression de l'encre en aval de la restriction et la pression en entrée du conduit (220) des moyens (220, 226, 228) de mesure de la viscosité ; - ou la pression de l'encre en amont de la restriction et la pression en 30 sortie du conduit (220) des moyens (220, 226, 228) de mesure de la viscosité. 50 3049214 18. Circuit d'alimentation en encre et/ou en solvant d'une imprimante à jet d'encre comportant un dispositif de mesure du débit, et éventuellement de la viscosité, de l'encre d'une imprimante à jet d'encre comportant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, et des moyens (70, 72, 74, 76) pour asservir ou corriger la 5 pression et/ou la viscosité de l'encre fournie en fonction des mesures du débit et éventuellement de la viscosité de l'encre. 19. Câble de liaison fluidique (200), pour imprimante à jet d'encre comportant un dispositif de mesure de débit, et éventuellement de viscosité, selon l'une 10 des revendications 1 à 17. 20. Imprimante à jet d'encre comportant : - une tête d'impression, à un jet ou multi-jets (1, 50); - des moyens (110, 210, 310, 410) pour former un flux de fluide à 15 envoyer à ladite tête d'impression ; - un câble (200) de liaison fluidique entre ces moyens pour former un flux de fluide et la tête d'impression ; - un dispositif de mesure de débit dudit fluide selon l'une des revendications 1 à 9. 20 21. Imprimante à jet d'encre selon la revendication 20, la tête d'impression (50) comportant un capteur de pression (56). 22. Imprimante selon la revendication 21, comportant en outre des 25 moyens (300, 70) pour calculer la viscosité de l'encre en fonction de la pression (PHead) mesurée par le capteur de pression, par exemple en fonction des caractéristiques hydrauliques (aHead, (3Head) de la tête d'impression, et de la pression mesurée par le capteur de pression. 51 3049214 23. Imprimante selon la revendication 22, comportant des moyens (300, 70) pour corriger, de préférence en fonction de la température, une différence de mesure, pour au moins une pression, entre une valeur de pression mesurée par le capteur de pression (56) de la tête et ladite pression effective. 5 24. Imprimante selon l'une des revendications 21 à 23, comportant en outre des moyens (70, 72, 74, 76) pour asservir ou corriger la pression et/ou la viscosité de l'encre en fonction des mesures du débit et éventuellement de la viscosité de l'encre. 10 25. Imprimante à jet d'encre comportant : - un dispositif selon l'une des revendications 10 à 16; - des moyens (110, 210, 310, 410) pour former un flux de fluide à envoyer à la tête d'impression ; - un câble (200) de liaison fluidique entre ces moyens pour former un 15 flux de fluide et la tête d'impression. 26. Procédé d'impression à l'aide d'une imprimante à jet d'encre, comportant une mesure du débit et/ou de la viscosité de l'encre à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 17. 20 27. Procédé d'impression à l'aide d'une imprimante à jet d'encre selon l'une des revendications 20 à 25, comportant une étape de mesure du débit et/ou de la viscosité de l'encre et une étape de correction du débit et/ou de la viscosité de l'encre.