ES2200508T3 - Dispositivo para dispensar liquido. - Google Patents
Dispositivo para dispensar liquido.Info
- Publication number
- ES2200508T3 ES2200508T3 ES99910568T ES99910568T ES2200508T3 ES 2200508 T3 ES2200508 T3 ES 2200508T3 ES 99910568 T ES99910568 T ES 99910568T ES 99910568 T ES99910568 T ES 99910568T ES 2200508 T3 ES2200508 T3 ES 2200508T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- liquid
- nozzle
- dispensing
- conduit
- resonator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 199
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 40
- 239000000976 ink Substances 0.000 claims description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 6
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0623—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers coupled with a vibrating horn
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/02—Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
- B41J2/025—Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet by vibration
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Dispositivo para dispensar líquidos, en particular tintes, que comprende un tanque (5) de líquido, un conducto (3) de líquido tubular alargado provisto de una tobera (7) de dispensación, en el que un extremo del conducto (3) de líquido está conectado al tanque (5) de líquido para suministrar el líquido (6) del tanque (5) de líquido a la tobera (7) de dispensación, y que comprende además medios de vibrador acoplados funcionalmente directa o indirectamente a la tobera (7) para inducir una acción vibrante de la tobera (7) de dispensación transversalmente al eje del conducto (3) líquido, caracterizado porque los medios de vibrador están conectados al conducto (3) de líquido a través de un resonador (2), estando constituido el resonador (2) por una placa de metal plana, y los medios de vibrador están destinados a producir dicha acción vibrante transversal que da como resultado una aceleración de la tobera (7) suficiente para originar el desprendimiento del líquido de la tobera (7) en una dirección sustancialmente perpendicular al conducto (3).
Description
Dispositivo para dispensar líquido.
El objeto de la invención es un dispositivo para
dispensar líquidos. El dispositivo según la invención comprende un
tanque de líquido, una tobera de dispensación y un conducto de
líquido con un extremo conectado al tanque de líquido para
suministrar líquido del tanque de líquido a la tobera de
dispensación. El dispositivo es especialmente adecuado para la
exacta dispensación de pequeñas cantidades de líquido, en particular
tintes, medicinas o líquidos similares que hayan de ser dispensados
en porciones controladas muy exactas. La invención se refiere
también a una cabeza de impresión y un sistema de impresión que
utilice el dispositivo de dispensación inventado.
La tecnología de la impresión es un área especial
en la que se usan diversas tecnologías de dispensación de líquidos.
Las imágenes impresas en papel o en otros sustratos son una demanda
constante que es soportada con gran interés por IT y los productos
impresos se usan diariamente prácticamente en todas las áreas de la
economía. La demanda es asimismo probable que subsista o incluso que
aumente en el futuro. Se realizan esfuerzos significativos en el
desarrollo de sistemas de impresión económicos y de alta velocidad.
La investigación es más intensa en dos direcciones diferentes. La
primera es la combinación de tecnologías de impresión convencionales
con la preimpresión digital, y la segunda es el desarrollo de
sistemas de impresión completamente digitalizados.
El sistema de impresión desfasada (offset)
convencional, por ejemplo, es ventajoso desde el punto de vista
económico solamente si han de imprimirse grandes volúmenes. El
coste de imágenes impresas con sistemas digitales modernos depende
menos del volumen, una vez instalados los sistemas. No obstante, el
mayor coste inicial significa que los costes totales de producción
por pieza son todavía muy altos en comparación con los sistemas
convencionales. Como un inconveniente más, los tintes de las
tecnologías de impresión de chorro de borboteo y chorro de tinta
son inferiores a los obtenidos con las técnicas tradicionales en
cuanto a la resistencia al agua y a los UV. Aunque las impresoras
en color de sobremesa están llegando a ser usuales existe, al mismo
tiempo, una necesidad hace largo tiempo sentida de técnicas de
impresión que hagan posible una impresión rápida y económica de muy
pocos, incluso de artículos únicos, combinada con una capacidad de
impresión a gran escala, es decir de productos de grandes
dimensiones. Ejemplos de tales productos son grandes carteles con
propósitos propagandísticos.
La tecnología de la pulverización o dispersión de
líquidos usando ultrasonidos generados por un transductor
piezoeléctrico es conocida en la técnica. En pocas palabras, la
dispensación ultrasónica de líquidos está basada en el fenómeno
siguiente: si puede lograrse una vibración mecánica con una alta
amplitud esta es capaz de dispersar el líquido en forma de gotas
venciendo la tensión superficial. Hay dos tipos básicos de
dispersión ultrasónica de líquidos:
Vibración de alta frecuencia (aproximadamente de
1 MHz o mayor) que radia energía desde el transductor es concentrada
en el líquido para lograr la necesaria densidad de energía, es
decir presión, para la dispersión.
En las técnicas que implican una frecuencia más
baja, la densidad de energía necesaria se logra en su frecuencia
usando diferentes tipos de concentradores sólidos, y el líquido es
conducido a una superficie, que se hace vibrar con una amplitud
relativamente grande.
Los dispensadores de líquido ultrasónicos
disponibles actualmente tienen cierto número de inconvenientes. Sus
dimensiones exteriores son bastante grandes, y por lo tanto su
aplicación en la industria de la impresión es limitada. Asimismo,
debido a su gran tamaño, la masa que vibra es también grande, lo
que requiere un largo tiempo de activación. Además de estos
inconvenientes, el problema de ajustar el tamaño de pixel creado
mediante las gotitas de líquido expulsadas no está resuelto. La
limpieza del dispositivo, la sustitución de las partes y un sistema
eléctrico relativamente complicado originan asimismo problemas.
La Patente de EE.UU. Nº 4.815.661, a Anthony, se
refiere a un dispositivo de pulverización ultrasónico con un cuerpo
y un núcleo vibrante piezoeléctrico. Las vibraciones generadas por
el núcleo vibrante son transmitidas a una tobera de pulverización.
El líquido que ha de ser pulverizado es atomizado por la vibración
de la tobera pulverizadora. El líquido es pulverizado fuera como
resultado de la presión interior dentro del líquido, siendo
originada la presión interior por el núcleo vibrante.
La Patente de EE.UU. Nº 4.897.673, a Okabayashi y
otros, enseña un método para conectar un tubo de tobera de una
impresora de chorro de tinta con un elemento piezoeléctrico. Se
describe un tubo de tobera en conexión operativa con un elemento
piezoeléctrico, que más adelante origina la contracción y la
expansión periódicas del tubo de tobera, y de ese modo la descarga
de líquido (tinta) del tubo de tobera. Como anteriormente, el
líquido es descargado a una presión que se crea dentro del tubo de
tobera.
La solicitud de patente UK 2 024 724 A, describe
un tubo capilar y un montaje de transductor piezoeléctrico (montaje
de cabeza de lectura). El tubo capilar es hecho vibrar en un modo
longitudinal para lograr la expulsión de gotitas de tinta,
sustancialmente en la dirección del eje del tubo. Las vibraciones
longitudinales son generadas por el transductor. El montaje está
provisto de una bobina y un electroimán para producir vibraciones
transversales del tubo capilar. Estas vibraciones transversales
sirven para proporcionar barrido de las gotitas de tinta. Este
documento ha sido usado para la delimitación en la forma de dos
partes de las reivindicaciones 1 y 19.
El documento SU 1007752 A describe un
pulverizador de líquido ultrasónico. Este dispositivo conocido se
usa para generar gotas monodispersas (por ejemplo gotas de
aproximadamente el mismo tamaño) para estudios de procedimientos en
sistemas de dos fases, por ejemplo en los estudios de coagulación
de gotas, y en procedimientos en general en los que hay una
necesidad de una corriente de gotas monodispersas. Este
pulverizador de líquido contiene un tanque con un tubo capilar
unido. El tubo capilar está en conexión con un transductor
piezoeléctrico por medio de un concentrador. El extremo del tubo
capilar está cortado formando un cierto ángulo. El ángulo de corte
proporciona una superficie de pulverización que facilita la
formación de gotas monodispersas. Este sistema de concentrador
transductor conocido no es adecuado para aplicaciones de impresión,
porque el transductor cilíndrico y el concentrador aplicados son
relativamente grandes. Asimismo, los tiempos de arranque y
detención de los transductores convencionales en combinación con un
concentrador son relativamente grandes, de modo que no es posible
la dispensación de cantidades muy pequeñas de líquido, por ejemplo
la dispensación precisa de la cantidad de tinta correspondiente a
un punto de impresión único.
Como se ha mencionado anteriormente, estas
técnicas conocidas no son adecuadas para la impresión rápida a gran
escala. Por lo tanto, los objetivos principales de la invención son
los siguientes:
lograr un tamaño de gota de líquido, o un tamaño
de pixel sobre papel u otros sustratos, que pueda ser variado entre
amplios márgenes. Más concretamente, se pretende proporcionar un
dispositivo que produzca un tono variable en los pixeles
impresos;
crear un dispositivo de dispensación con un
tamaño reducido en al menos una dimensión, que permita el
posicionamiento de las unidades de dispensación de líquido próximas
una al lado de otra. De esta manera, la impresión paralela continua
podría lograrse en toda la anchura de un sustrato de impresión. Para
lograr altas velocidades de impresión, se consideró la reducción
del tiempo de creación de una gota de líquido; y
además, se ha tratado de proporcionar un sistema
sin la necesidad de elaborar un sistema eléctrico, combinado con
una posibilidad de aplicar tipos de líquido muy diferentes.
Asimismo, se ha deseado crear un sistema que pueda ser controlado
por un ordenador, y resuelva los problemas de limpieza y de
sustitución de partes.
Según un primer aspecto de la invención, los
objetos anteriores se logran con un dispositivo según se especifica
en una de las reivindicaciones 1 ó 19.
En una realización preferida el conducto de
líquido forma parte de la tobera de impresión. Ventajosamente, un
extremo libre del conducto de líquido está cortado formando un
cierto ángulo y el extremo libre de corte funciona como la tobera de
dispensación. Alternativamente, la tobera podría estar formada por
un extremo libre del conducto de líquido que tuviera un diámetro
decreciente hacia el extremo libre, al menos en una parte del
conducto adyacente al extremo libre.
En la realización más preferida, los medios de
vibrador comprenden un transductor piezoeléctrico, y el conducto
de líquido es un tubo metálico hueco. En este caso la tobera está
en el extremo vibrante del tubo. El extremo puede estar cortado
formando un ángulo o de modo que su sección sea gradualmente
decreciente.
En el dispositivo según la invención se prevé que
el transductor esté unido al conducto de líquido por medio de un
resonador. Con la máxima preferencia el transductor, el resonador y
el conducto constituyen una unidad resonante.
En una realización concreta, el resonador es una
placa de acero plana fijada directa o indirectamente al conducto de
líquido adyacente al extremo libre. Su mayor ventaja sobre el
tridimensional, es decir sobre los resonadores espaciales, no es
solamente su menor tamaño lateral sino también el tiempo de
activación mucho más corto, que permite el funcionamiento
pulsatorio del aparato de dispensación de líquido y permite un
transporte de líquido controlado en un corto periodo de tiempo.
El resonador de placa de la invención está fijado
al tubo de conducción de líquido que tiene un menor peso que el
propio resonador, y por lo tanto el tubo vibra con una mayor
amplitud. La tobera está formada en un extremo libre en el tubo de
conducción de líquido, y vibra con la máxima amplitud. No obstante,
este sistema dispensa líquido correctamente si la cantidad adecuada
de líquido es dirigida a las partes activas, es decir a las
toberas. Si esta cantidad es mayor o menor que la óptima, las
capacidades del sistema permanecen si ser explotadas. El suministro
de líquido a la tobera es influenciado por el efecto capilar y la
presión hidrostática en el tubo. Puesto que el efecto capilar es de
difícil control, se sugiere que el dispositivo deba comprender
medios para variar la presión hidrostática del líquido en el tanque
de líquido y/o en el conducto de líquido.
En una realización de la máxima preferencia del
dispositivo según la invención, el transductor es un transductor
piezoeléctrico en forma de disco circular, y la placa de acero es
sustancialmente de forma de gota con una parte circular que tiene
una prolongación triangular enteriza con la parte circular. El
transductor se fija paralelo a la parte circular en una posición
concéntrica y la punta de la prolongación triangular se fija al
conducto de líquido.
Facilitando el control de ordenador del
dispositivo, este puede comprender además medios de accionamiento
controlados exteriormente para activar el transductor a frecuencias
variables predeterminadas.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a
una cabeza de impresión que comprende múltiples medios de
dispensación de líquido para dispensar colorante en cantidades
controladas en lugares predeterminados controlados de un medio de
impresión. Según la invención, los medios de dispensación de líquido
comprenden un dispositivo de dispensación de líquido según el
primer aspecto de la invención. En una realización preferida, la
cabeza de impresión comprende ranuras paralelas para recibir los
dispositivos de dispensación de líquido, y resortes de contacto para
fijar los dispositivos de dispensación de líquido a la pared de
las ranuras.
Para fijar un tamaño de pixel variable y/o un
tono variable en diferentes sustratos, la cabeza de impresión
comprende múltiples dispositivos de dispensación dispuestos en una
línea, y comprende además medios de movimiento para el movimiento de
traslación de al menos las toberas de los dispositivos de
dispensación en una dirección paralela a la línea. También se
sugiere incluir medios de ajuste para un movimiento de traslación
adicional de las toberas de los dispositivos de dispensación en una
dirección perpendicular a la línea, simultánea o individualmente
para cada tobera. Este movimiento es especialmente útil para
ajustar el tamaño (anchura) de pixel con la resolución de los
pixeles (número de pixeles por unidad de longitud) y/o con el tono
(cubrición).
La invención se refiere también a un sistema de
impresión con un mecanismo de alimentación del medio de impresión y
al menos una cabeza de impresión para dispensar colorante en
cantidades controladas en lugares controlados predeterminados del
medio de impresión, con una cabeza de impresión según el segundo
aspecto de la invención. Se sugiere utilizar múltiples cabezas de
impresión, con cada cabeza de impresión dedicada a un color
predeterminado.
La presente invención es adecuada para la
dispensación continua o interrumpida de pequeñas cantidades de
líquido. La invención expulsa las partículas líquidas como gotitas
hacia el medio que hace de blanco con una gran energía y con un alto
régimen de repetición, y las cantidades expulsadas del líquido
pueden ser ajustadas exactamente. El líquido puede ser un
disolvente (por ejemplo agua, acetona, etc.), una solución
colorante (por ejemplo tinta), emulsión o suspensión (por ejemplo
tinta pigmentada). Debido a las características anteriormente
mencionadas, el aparato es más adecuado para propósitos de
impresión, y la aplicación del dispositivo inventado en sistemas de
impresión pone en práctica un nuevo procedimiento de impresión. No
obstante, los propósitos médicos y farmacéuticos son también
considerados como áreas de aplicación, así como cualquier otra área
en la que hayan de ser dispensadas pequeñas cantidades de líquido
con gran exactitud y sin contaminación.
Una realización de la invención se describirá a
continuación, a modo de ejemplo solamente, con referencia al dibujo
que se acompaña, en el que:
la figura 1 es un diagrama esquemático que
ilustra los elementos básicos del dispositivo de administración de
líquido según la invención;
las figuras 2a-b muestran vistas
lateral y frontal, respectivamente, de una realización preferida
del dispositivo según la invención;
la figura 3 es una vista en perspectiva
esquemática de una fila de dispositivos de dispensación, en la
configuración usada en la cabeza de impresión según la
invención;
las figuras 4a-b ilustran una
realización propuesta de los medios de vibrador usados en el
dispositivo según la invención;
la figura 5 es una vista lateral de un montaje de
transductor resonador, que muestra el principio de funcionamiento
del resonador;
las figuras 6a-b muestran dos
realizaciones diferentes de la unidad de conducción de líquido de
resonador;
las figuras 7a-b ilustran el
principio de funcionamiento del dispositivo de dispensación según
la invención;
las figuras 8a-c ilustran el
ajuste del tono de los pixeles con el dispositivo según la
invención;
las figuras 9a-b ilustran la
forma de la señal activadora para lograr una descarga de líquido
única;
las figuras 10a-b muestran una
unidad de pixel para ser montada en una cabeza de impresión según
la invención;
la figura 11 muestra una sección transversal a
través de parte de una cabeza de impresión, que usa las unidades de
pixel de las figuras 10a-b;
las figuras 12a-b ilustran otra
realización de una unidad de pixel para ser montada en una cabeza
de impresión según la invención;
las figuras 13a-b muestran una
sección transversal a través de una parte de otra cabeza de
impresión, y una vista en perspectiva esquemática de la cabeza de
impresión, que usa las unidades de pixel de las figuras 12a, 12b;
y
la figura 14 ilustra la dependencia del tiempo de
la cubrición de pixeles (tono) durante un ciclo de descarga de
líquido en el dispositivo según la invención.
Con referencia a la figura 1, en ella se muestra
la estructura principal de un dispositivo 1 de dispensación de
líquido. El dispositivo 1 está equipado con un resonador 2 en la
forma de una placa de metal plana, fijada a un conducto de líquido
que tiene una tobera 7. El conducto de líquido es un tubo 3 de
conducción de líquido, con un extremo libre que termina en la
tobera 7, y el otro extremo conectado a un tanque 5 de líquido. El
líquido 6 que ha de ser dispensado por la tobera 7 es mantenido por
el tanque 5 de líquido. El dispositivo 1 está provisto también de
medios de vibrador, formados por como un transductor 4. La
vibración del resonador 2 es inducida por el transductor 4, que
finalmente se une al resonador 2. El transductor 4 es
preferiblemente un transductor piezoeléctrico, por ejemplo una
placa piezocerámica. El modo de resonancia del resonador 2 -modo de
espesor, modo radial o modo de doblamiento- es una cuestión de
construcción. No obstante, en una realización preferida, se usa un
modo radial, y se mostrará más adelante. El tubo 3 que conduce
líquido está unido al resonador 2 por una pieza 9 de acoplamiento.
El resonador 2 y el tubo 3 que conduce líquido constituyen una
unidad resonante, es decir un sistema vibrante mecánico que tiene
una frecuencia de resonancia concreta.
Un extremo del tubo 3 que conduce líquido está
inmerso en el líquido 6 del tanque 5 de líquido. La sección
transversal del otro extremo del tubo 3 que conduce líquido es
decreciente para formar una tobera, o, como con las realizaciones
preferidas de los dibujos, el extremo del tubo 3 está cortado
formando un ángulo agudo. La tobera 7 está en el extremo vibrante
del tubo 3 que conduce líquido.
La tobera 7 sirve para transmitir la energía
vibratoria del resonador 2 al líquido. Es también importante
ajustar las características resonantes de la tobera 7 a las
características del líquido (parámetros de circulación, masa,
viscosidad, constante de capilaridad, tensión superficial, etc.).
Por lo tanto, la tobera 7 es una parte que vibra con una frecuencia
ajustada a la frecuencia de resonancia del resonador (un sistema de
vibración unido). En algunos casos, el resonador 2 puede estar
conectado a la tobera 7 con una pieza 9 de acoplamiento. En este
caso, la parte 9 de acoplamiento constituye también una parte del
sistema vibrante. La energía vibratoria de la tobera 7 y el grado de
eficiencia dependen del propio diseño vibratorio de la pieza 9 de
acoplamiento. Ha de tenerse en cuenta que no es necesario que la
pieza 9 de acoplamiento esté separada del resonador 2 o de la tobera
7, por el contrario, puede ser parte enteriza de ellas.
La conducción del líquido a la tobera 7 puede ser
efectuada de diferentes maneras. Para evitar dificultades con la
calibración y para hacer más simple la limpieza, se sugiere colocar
la tobera 7 en el extremo vibrante del tubo 3 de conducción de
líquido. El tubo 3 de conducción de líquido tiene una sección
transversal decreciente hacia el extremo libre, que funciona como
un concentrador de modo de doblamiento, puesto que si la sección
transversal del tubo 3 que conduce líquido -y como resultado, la
masa específica a lo largo- se disminuye adecuadamente, el
equilibrio energético requiere un incremento en la amplitud
vibratoria. Esta disminución de la sección transversal se efectúa
cortando el extremo del tubo con un ángulo agudo, o reduciendo el
diámetro interior y/o el espesor de la pared del tubo en el extremo
de tobera.
El suministro de líquido se proporciona mediante
una sobrepresión en el líquido 6, así como por el efecto capilar
en el tubo 3 de conducción de líquido. En el extremo 7 de tobera
del tubo 3 de conducción de líquido se evita un suministro excesivo
mediante la tensión superficial que mantiene un equilibrio de
autorregulación con la sobrepresión en el otro extremo del tubo 3
de conducción de líquido.
Como se muestra en las figuras
2a-b, el dispositivo de dispensación de líquido
según la invención puede ser realizado como una unidad independiente
del tanque 5 de líquido. Por ejemplo, varios de estos dispositivos
pueden estar conectados a un tanque 5 común de líquido como se ve
en la figura 3.
El aparato de dispensación según la invención es
notablemente plano. Realmente, casi puede ser considerado como un
cuerpo bidimensional, como se ve mejor en le figura 2b. En cuanto a
la aplicación en sistemas de impresión, esta forma plana es de gran
importancia. En este caso la pieza cerámica de transductor 4 está
fijada al resonador 2, preferiblemente por adherencia.
El resonador 2 transfiere su energía vibratoria
al tubo 3 de conducción de líquido en el punto de unión 8 de
soldadura. El modo de vibración longitudinal del resonador 2 es
transformado en un modo de doblamiento, es decir una vibración
transversal del tubo 3, en la unión 8. Es evidente que el tubo 3 de
conducción de líquido debe ser dimensionado para la frecuencia de
vibración apropiada, y esta ha de estar ajustada a la frecuencia de
resonancia del sistema completo.
En el caso de esta construcción, la tobera 7 está
en el extremo vibrante del tubo 3 de conducción de líquido, como se
muestra mejor en las figuras 7a y 7b.
El dispositivo de dispensación de líquido según
la presente invención, especialmente las realizaciones de las
figuras 2a-b pueden ser usadas en cabezas de
impresión. La disposición básica de los dispositivos 1 de
dispensación dentro de una cabeza de impresión se muestra en la
figura 3.
En ella, una cabeza 10 de impresión comprende
múltiples dispositivos 1 de dispensación dispuestos a lo largo de la
línea L, con los planos de los resonadores 2 dispuestos paralelos
entre sí.
Las toberas 7 están a una cierta altura h por
encima del medio M de impresión. Puesto que los dispositivos 1 son
muy planos, la distancia entre ellos es bastante pequeña, del orden
de 1 mm. Esto significa que un gran número de pixeles puede ser
impreso a través de todo el ancho w del medio M de impresión. Los
tubos 3 de conducción de líquido están conectados a un tanque 5
común de líquido. Alternativamente, cada tres o cuatro dispositivos
1, periódicamente, pueden ser conectados a un tanque común de
líquido que corresponda, por ejemplo, a los colores CMYK o RGB.
El medio M de impresión, por ejemplo una hoja de
papel extraída de un rollo R de papel es trasladada bajo la cabeza
10 de impresión mediante un mecanismo de alimentación conocido por
sí mismo. El mecanismo de alimentación puede estar compuesto de un
engranaje G y un motor EM que acciona el rollo D de tracción.
Para poder ajustar la resolución lateral de la
cabeza 10 de impresión, se prevé proporcionar medios de movimiento
(no mostrados en la figura 3) para el movimiento de traslación de
al menos las toberas de los dispositivos de dispensación en una
dirección paralela a la línea L, a lo largo del eje X de
coordenadas. También se sugiere proporcionar medios de ajuste (no
mostrados en la figura 3) para un movimiento de traslación
adicional de las toberas 7 de los dispositivos de dispensación en
una dirección perpendicular a la línea L (a lo largo del eje Z de
coordenadas), simultanea o individualmente para cada tobera. Por
"movimiento de traslación adicional" se define en esta memoria
un movimiento que es adicional con relación a la acción de
oscilación de la tobera a lo largo del eje Z, una componente
sustancialmente constante añadida al movimiento alternativo. Estos
medios de ajuste podrían ofrecer un método alternativo para ajustar
el tamaño de los pixeles en el medio impreso, variando la altura h
de las toberas 7 por encima del medio M.
Ha de tenerse en cuenta que teóricamente también
es posible el movimiento de la cabeza 10 de impresión y/o de las
toberas 7 a lo largo de la coordenada Y. No obstante, en la
realización preferida el movimiento relativo entre la cabeza 10 de
impresión y el medio M de impresión se logra moviendo el medio M de
impresión, y manteniendo la cabeza 10 de impresión en una posición
fija a lo largo de la coordenada Y.
Han sido desarrollados varios prototipos de la
cabeza 10 de impresión, en una denominada impresora paralela, en la
que los dispositivos 1 de dispensación dentro de las cabezas 10 de
impresión están colocados a una distancia de tamaño de trama
(distancia d) uno a otro. Se han efectuado ensayos de fiabilidad así
como de ciclo de vida en las cabezas de impresión, y se ha hallado
que las cabezas de impresión con los dispositivos de dispensación
de líquido según la invención funcionan de modo fiable y
preciso.
Las cabezas 10 de impresión según la invención
están incluidas en un sistema de impresión (no mostrado
detalladamente). El sistema incluye un mecanismo de alimentación de
medio de impresión y al menos una cabeza de impresión para dispensar
tinta en cantidades controladas en lugares controlados,
predeterminados del medio de impresión, tal como papel. La
impresión en color se logra usando cabezas de impresión múltiples,
con cada cabeza de impresión dedicada a un color predeterminado.
Usando una configuración similar a la mostrada en la figura 3,
podrían colocarse varias cabezas 10 de impresión una tras otra, a
lo largo de la dirección del movimiento relativo entre la cabeza
10 de impresión y el medio M (la dirección Y en la figura 3). La
coordinación de la impresión entre las cabezas se efectúa mediante
un ordenador.
Ha de tenerse en cuenta que la distancia d entre
los dispositivos 1 de dispensación en la cabeza de impresión puede
ser mayor que la anchura p de pixel real (véanse las figuras
8a-c y la figura 14). En este caso, pueden aplicarse
métodos conocidos para garantizar que el área total del medio M de
impresión es alcanzada por las toberas de la cabeza 10 de
impresión, y de esta manera la resolución lograda puede ser
realmente mejor que la distancia física entre los lugares de
dispensación de líquido, es decir la distancia d entre las toberas
7. Tales métodos pueden incluir un ligero movimiento lateral de la
cabeza de impresión o el medio, durante varios pasadas de la cabeza
de impresión por encima del medio. Alternativamente, la cabeza de
impresión puede moverse lateralmente varias veces en una pasada
única del medio, de modo similar al funcionamiento de las
impresoras de chorro de tinta de sobremesa conocidas. Tales métodos
son conocidos en la técnica por sí mismos, y no son parte de la
invención.
Los detalles de la estructura y el funcionamiento
del dispositivo de dispensación de líquido según la invención se
explicarán a continuación.
Las figuras 4a y 4b muestran una vista lateral y
una perspectiva del transductor 4. En la realización más preferida,
el transductor 4 es un disco piezoeléctrico plano, por ejemplo un
transductor PZT. Es accionado de un modo radial, como se indica
mediante las flechas. En este modo, los puntos circunferenciales del
disco oscilan en las direcciones radiales. Como se muestra en la
figura 5, el resonador 2 fijado el transductor 4 es sustancialmente
de forma de gota con una parte circular 2a y una prolongación
triangular 2b que forma parte de la parte circular 2a. El
transductor 4 está fijado a la parte circular 2a del resonador 2 en
una posición concéntrica paralela.
Como se ve mejor en las figuras 5 y
6a-b, la punta 2c de la extensión triangular está
fijada al conducto 3 de líquido. Los puntos periféricos del
resonador vibrarán también debido a la excitación del transductor
4. Este efecto se indica mediante las líneas de trazos y las
flechas en la figura 5 y en los dibujos siguientes.
El tubo 3 de conducción de líquido puede estar
conectado al resonador 2 de diversas maneras. Por ejemplo, es
posible fijar el resonador 2 al tubo 3 adyacente a su extremo
libre, cerca de la tobera 7. En este caso el tubo 3 puede permanecer
siendo relativamente corto, con una pequeña masa. Esta disposición
se muestra en la figura 6a. Pero la práctica mostró que pueden
obtenerse mejores resultados con un tubo 3 más largo, si el
resonador 2 está fijado a una cierta distancia de la tobera 7, y se
permite que resuene el extremo libre de la tobera 7. Esto da como
resultado una mayor amplitud de vibración de la tobera 7, y
consecuentemente, mayor eficiencia de la dispensación. Esta
disposición se muestra en la figura 6b.
El principio físico de la nueva técnica de
dispensación según la invención es el siguiente (véase la figura
6b):
El líquido 6 entra en el tubo 3 debido al efecto
capilar y a la presión en el tanque 5 de líquido. Como el
transductor 4 es excitado con una frecuencia apropiada, la
vibración del transductor 4 es transmitida al resonador 2 y al tubo
3 conectado. El extremo libre 11 del tubo empezará asimismo a
vibrar. Si la frecuencia de accionamiento es la misma o próxima a
la frecuencia de resonancia, la amplitud de la vibración será
relativamente grande. Puesto que la aceleración de un sistema de
vibración es linealmente proporcional a la amplitud (ambas cambian
sinusoidalmente, y en la misma fase), la aceleración del extremo
libre 11 será también grande. Eventualmente, la fuerza de
aceleración (realmente la fuerza de inercia del líquido resultante
de la aceleración de la tobera) que actúa sobre el líquido 6 en la
tobera 7 será suficiente para superar las fuerzas adhesivas de
capilaridad, que de otra manera mantendrían el líquido 6 fijado a la
tobera 7, y las partículas de líquido se desprenderán de la tobera
7 en la forma de minúsculas gotas 12. Las gotitas 12 desprendidas
mantendrán la dirección y la velocidad que tenían en su último
instante cuando fueron desprendidas de la tobera 7, y fueron
expulsadas en una dirección sustancialmente perpendicular al tubo 3,
en el plano de la vibración. Ahora a causa del corte inclinado del
tubo 3 en la tobera 7, la parte principal del líquido será
expulsada solamente en una dirección (hacia abajo en las figuras 6 a
8). La cantidad del líquido expulsado (tinte) es esencialmente
lineal con relación al tiempo de la excitación (véanse las figuras
8a-c y 14), porque la presión y el efecto capilar
suministrarán de modo continuo la nueva cantidad del líquido
procedente del tanque de líquido.
Si la cantidad del líquido excede el nivel
óptimo, el comportamiento del sistema puede deteriorarse. La unidad
que comprende el resonador y la tobera funcionan óptimamente como un
dispensador de líquido solamente si se conduce a este la cantidad
correcta de líquido. El suministro de líquido es óptimo si la
cantidad de líquido expulsado se suministra en un corto espacio de
tiempo sin llevar más líquido a las toberas del requerido. El
problema del suministro de líquido controlado es resuelto mediante
una ligera sobrepresión creada en el tanque de líquido, así como por
el efecto capilar en el tubo de conducción de líquido. Se impide un
suministro excesivo porque la tensión superficial del líquido en el
extremo de la tobera 7 está en un equilibrio de autorregulación con
la sobrepresión en el otro extremo en el tanque 5 de líquido. Esta
estructura permite el ajuste de la cantidad de líquido mediante la
sobrepresión. Ha de tenerse en cuenta que escogiendo el diámetro de
la tobera y el tubo correctamente, esta sobrepresión puede ser
mantenida en un valor relativamente pequeño, por ejemplo del orden
de 10^{3} Pa. Puesto que este valor corresponde a la presión
hidrostática de una columna de agua de unos pocos centímetros de
altura, este pequeño valor se logra mediante la presión hidrostática
del propio líquido en el tanque de líquido. Esto significa que son
suficientes medios de control relativamente simples para mantener
un cierto nivel del líquido en el tanque de líquido. El nivel de
líquido controlado proporcionará automáticamente el valor exacto de
las sobrepresión que es necesaria para el correcto funcionamiento
de las toberas.
Las figuras 7a y 7b muestran los modos de
resonancia aplicables del tubo 3 de conducción de líquido.
Teóricamente, tanto la frecuencia fundamental (figura 7a) como los
armónicos más altos (figura 7b) pueden utilizarse si el tubo es
activado en una frecuencia fundamental, el líquido puede ser
conducido al tubo 3 por medio de un tubo flexible intermedio (no
mostrado en la figura 7a), porque el extremo opuesto al extremo
libre 11 vibrará también con una amplitud relativamente grande. La
práctica ha mostrado que es mejor usar un armónico más alto del
tubo que tenga una frecuencia base de aproximadamente 200 KHz. En
este caso se formarán nodos estacionarios 13 en el tubo 3, y en
tales tipos de nodo 13 el tanque 5 de líquido puede estar fijado al
tubo 3. Una importante característica del dispositivo de
dispensación de líquido según la invención es que la densidad de un
pixel puede ser modificada. Esto significa que incluso si el tamaño
del pixel generado por el dispositivo inventado es algo mayor que el
tamaño de pixel que puede obtenerse con otras, por ejemplo
tecnologías de chorro de tinta, la cubrición resultante (densidad o
tono) de un pixel será más "uniforme" que con otras técnicas.
Este efecto es especialmente significativo cuando se imprimen
imágenes fotográficas. El procedimiento se ilustra en las figuras
8a a 8c. La figura 8a muestra la tobera 7 en el estado inactivo,
cuando no se expulsa líquido alguno (tinte o tinta), y el pixel 17
no está cubierto, La tobera 7 es activada mediante una señal 14 de
control. La señal 14 de control es la señal de entrada de una
electrónica de activación (no mostrada), que a su vez suministrará
la señal 15 activadora al transductor 4 del dispositivo. La señal 15
activadora es una señal de c.a. con la frecuencia de resonancia, y
originará la vibración de la tobera 7. La amplitud (y aceleración)
de la tobera 7 se muestra mediante la función 16 de amplitud
tiempo. Después de unas pocas oscilaciones, que duran alrededor de
60 \mus en un sistema práctico, la tobera alcanzará el umbral T,
por encima del que la fuerza de aceleración debida al movimiento de
oscilación de la tobera superará la fuerza de adhesión entre la
tobera y el líquido, y se desprenderán gotitas de líquido de la
tobera. El tiempo transcurrido para alcanzar el umbral T a partir
del estado inactivo es denominado tiempo t_{1} de activación de
la tobera 7. Las gotitas son expulsadas con una gran energía hacia
el medio de impresión, y forman un pixel 17 con la anchura media P.
El tamaño de las gotitas 18 de líquido es aproximadamente de 10
\mum, en tanto que la anchura P está comprendida entre 0,2 y 0,4
mm, dependiendo de las dimensiones geométricas y los parámetros de
resonancia del montaje completo (altura h por encima del medio,
véase la figura 3, tamaño y forma del tubo 3 y la tobera 7,
frecuencia resonante, etc.).
En un montaje ensayado concreto, fueron usados
los parámetros siguientes: el tubo de metal se hizo de acero según
la Norma Húngara KO38 (usada principalmente para agujas de inyección
médicas). La longitud del tubo fue de 27 mm, el diámetro exterior
0,9 mm y el diámetro interior 0,5 mm. La tobera fue cortada con un
ángulo \alpha de 20º (véase la figura 6a). La tinta usada fue una
tinta de dispersión basada en agua pigmentada, y el nombre
comercial IDRO ET, producida por la compañía italiana
"Colorprint". La tinta fue diluida con agua en la relación
5:1. Los transductores PZT fueron activados con 200 kHz usando un
circuito excitador de entrada de nivel TTL estándar.
Como se muestra en las figuras 8b, 8c y en la
figura 14, la cantidad de líquido expulsada de la tobera 7 es
sustancialmente lineal en la primera fase (después del tiempo
t_{1} de activación), y la densidad o tono (color) del pixel 17
será proporcional al líquido expulsado. Después de varios ciclos
de oscilación, más y más líquido alcanzará el pixel 17, y la
densidad alcanzará gradualmente una fase saturada después de un
tiempo t_{2} de saturación. El tiempo t_{2} de saturación es un
valor estadístico, que es aproximadamente de 600 \mus en un
sistema ensayado, con un diámetro de pixel nominal de 0,2 mm. Se
considera cubierto el 100% del pixel 17 con tinte después del tiempo
t_{2} de saturación.
Las figuras 9a y 9b ilustran como es suprimida la
vibración de la tobera 7 después de la expulsión de la cantidad
deseada. Si se permitiese que la tobera 7 vibrase después de
desconectar la señal 15 de activación, la amplitud podría alcanzar
incidentalmente el umbral T, incluso después de unas pocas
oscilaciones, y sería expulsado más tinte de la requerida. Esto se
muestra en la figura 9a. Para evitar este efecto, se alimentan uno
o dos impulsos de accionamiento en contrafase al transductor antes
de que la señal 15 de activación sea desactivada. De ese modo las
oscilaciones de la tobera 7 disminuirán muy rápidamente,
prácticamente al cabo de uno o dos ciclos, y la descarga de líquido
terminará en un tiempo definido, De esta manera pueden dispensarse
cantidades de líquido muy bien definidas y muy pequeñas desde la
tobera.
Las figuras 10a-b, y 11 ilustran
la estructura de la cabeza de impresión según la invención. Las
figuras 10 y 10b muestran un dispositivo 1 de dispensación de
líquido, sustancialmente equivalente a la realización de las figuras
2a-b. Un cierto número de tales dispositivos se
integran lado con lado en una cabeza 10 de impresión (véase también
la figura 3). La cabeza 10 de impresión comprende ranuras paralelas
20 para recibir los dispositivos 1 de dispensación de líquido. Se
proporcionan resortes 19 de contacto para fijar los dispositivos 1
de dispensación de líquido a la pared de las ranuras 20. La cabeza
10 de impresión comprende un tanque 5 de líquido común (no mostrado
en la figura 11). La pared del tanque 5 que mira a los dispositivos
1 es de caucho elástico, con aberturas circulares, y el extremo 22
de entrada de los tubos 3 es simplemente insertado en las
aberturas. Esta estructura es inherentemente simple, y permite
cambios rápidos y sin problemas de los dispositivos 1 de
dispensación.
Las figuras 12a-b y las figuras
13a-b muestran una realización alternativa pero
similar. En ella, los dispositivos 1 de dispensación están
encerrados en una envuelta 21, de modo que un dispositivo 1 y una
envuelta 21 juntos constituyen una unidad intercambiable dentro de
la cabeza 10 de impresión. La envuelta 21 está provista de una
abertura 23 en la tobera, para permitir la dispensación del líquido
a través de la abertura 23. Esta solución es más complicada, pero
proporciona mejor protección a las toberas sensibles. Asimismo, se
evita mejor la polución de las toberas y la contaminación
transversal entre las toberas.
El dispositivo de dispensación de líquido según
la invención tiene un cierto número de ventajas:
es adecuado para dispensar líquidos de cualquier
clase, ya sea un disolvente o una tinta de impresión. Las
cantidades dispensadas de líquido, el peso de las gotas así como
los regímenes de repetición de las gotas pueden ser modificados
dentro de un amplio margen. El dispositivo es plano y pequeño lo
cual permite su aplicación en sistemas de impresión, pero es capaz
de imprimir con mucha rapidez (1-2 m/s). Este
dispositivo y la cabeza de impresión pueden ser controlados por
ordenador, y no requiere sistemas eléctricos elaborados. El aparato
tiene una simple estructura mecánica que reduce los costes de
producción, y facilita la limpieza, así como las sustituciones. Para
ensayar la invención, ha sido construido un prototipo completamente
funcional. Los resultados de los ensayos mostraron que la invención
es aplicable en la práctica. Se ha demostrado que la cabeza de
impresión dispensa gotas líquidas a una frecuencia de resonancia
concreta. Las cantidades dispensadas de líquido son proporcionales
a la longitud del tiempo de conexión, así como a la amplitud de las
vibraciones. En la práctica, el método correcto de controlar las
cantidades dispensadas de líquido -en una impresión la cantidad de
tinta- parece ser lo que varía con el tiempo de conmutación en tanto
que la amplitud de las vibraciones permanece constante.
La invención no está limitada a las realizaciones
mostradas en los dibujos y explicadas en la descripción, sino que
está destinada a incluir más realizaciones que son evidentes para
los expertos en la técnica. Por ejemplo, el dispositivo de
dispensación según la invención es igualmente adecuado para
dispensar otros tipos de líquidos distintos de colorantes o tintas.
Especialmente, también se considera la dispensación de medicinas en
pequeñas cantidades como una posible aplicación del concepto
inventado.
Claims (24)
1. Dispositivo para dispensar líquidos, en
particular tintes, que comprende un tanque (5) de líquido, un
conducto (3) de líquido tubular alargado provisto de una tobera (7)
de dispensación, en el que un extremo del conducto (3) de líquido
está conectado al tanque (5) de líquido para suministrar el líquido
(6) del tanque (5) de líquido a la tobera (7) de dispensación, y
que comprende además medios de vibrador acoplados funcionalmente
directa o indirectamente a la tobera (7) para inducir una acción
vibrante de la tobera (7) de dispensación transversalmente al eje
del conducto (3) líquido, caracterizado porque los medios de
vibrador están conectados al conducto (3) de líquido a través de un
resonador (2), estando constituido el resonador (2) por una placa de
metal plana, y los medios de vibrador están destinados a producir
dicha acción vibrante transversal que da como resultado una
aceleración de la tobera (7) suficiente para originar el
desprendimiento del líquido de la tobera (7) en una dirección
sustancialmente perpendicular al conducto (3).
2. El dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el conducto (3) de líquido forma parte
de la tobera (7) de dispensación.
3. El dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque un extremo libre del conducto (3) de
líquido está cortado formando un cierto ángulo, y el extremo libre
cortado funciona como la tobera (7) de dispensación.
4. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios de
vibrador comprenden un transductor (4) piezoeléctrico.
5. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el conducto (3)
de líquido es un tubo de metal hueco.
6. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el transductor
(4) está fijado al conducto (3) de líquido por medio de una parte
(9) de acoplamiento del resonador (2).
7. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el transductor
(4), el resonador (2) y el conducto (3) de líquido constituyen una
unidad de resonancia.
8. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el resonador
(2) es sustancialmente de forma de gota con una parte circular (2a)
que tiene una prolongación triangular (2b) enteriza con la parte
(2a) circular.
9. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque comprende
medios para variar la presión hidrostática del líquido (6) en el
tanque (5) de líquido y/o en el conducto (3) de líquido.
10. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque el transductor
(4) es un transductor (4) piezoeléctrico de forma de disco
circular, y la placa de acero es sustancialmente de forma de gota
con una parte circular que tiene una prolongación triangular
enteriza con la parte circular, estando fijado el transductor (4)
paralelo a la parte circular en una posición concéntrica y estando
fijada la punta de la prolongación triangular al conducto (3) de
líquido.
11. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque comprende
además medios activadores controlados exteriormente para activar el
transductor (4) a frecuencias variables predeterminadas.
12. Una cabeza (10) de impresión que comprende
múltiples medios de dispensación de líquido para dispensar tinte en
cantidades controladas en lugares controlados predeterminados de un
medio (M) de impresión, en la que los medios de dispensación de
líquido comprenden un dispositivo (1) de dispensación de líquido
según las reivindicaciones 1 a 11.
13. La cabeza (10) de impresión según la
reivindicación 12, caracterizada porque comprende ranuras
paralelas (20) para recibir dispositivos (1) de dispensación de
líquido.
14. La cabeza (10) según la reivindicación 13,
caracterizada porque comprende resortes (19) de contacto
para fijar los dispositivos (1) de dispensación de líquido a la
pared de las ranuras (20).
15. La cabeza de impresión según una cualquiera
de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada porque
comprende múltiples dispositivos (1) de dispensación de líquido
dispuestos en una línea (L), y comprende además medios de movimiento
para un movimiento de traslación de al menos las toberas (7) de los
dispositivos (1) de dispensación de líquido en una dirección
paralela a la línea (L).
16. La cabeza de impresión según una cualquiera
de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada porque
comprende medios de ajuste para un movimiento de traslación
adicional de las toberas (7) de los dispositivos (1) de dispensación
de líquido en una dirección perpendicular a la línea (L), de modo
simultáneo o individual para cada tobera (7).
17. Sistema de impresión con un mecanismo (G, EM,
D, R) de alimentación de medio (M) de impresión y al menos una
cabeza (10) de impresión para dispensar tinte en cantidades
controladas en lugares controlados predeterminados del medio (M) de
impresión, caracterizado porque comprende una cabeza (10) de
impresión según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16.
18. El sistema de impresión según la
reivindicación 17, caracterizado porque comprende múltiples
cabezas de impresión, con cada cabeza dedicada a un color
predeterminado.
19. Dispositivo para dispensar líquidos, en
particular tintas o colorantes, que comprende una tobera (7) de
dispensación, y un conducto (3) de líquido tubular alargado
conectado a la tobera (7) de dispensación, y que comprende además
medios de vibrador acoplados funcionalmente directa o
indirectamente a la tobera (7) para inducir una acción vibrante en
la tobera (7) de dispensación transversalmente al eje del conducto
(3) de líquido,
caracterizado porque los medios de
vibrador están conectados al conducto (3) de líquido a través de un
resonador (2), estando formado el resonador por una placa de metal
plana, y los medios de vibrador están adaptados para producir dicha
acción vibrante transversal que da como resultado una aceleración
de la tobera (7) que es suficiente para causar el desprendimiento
del líquido de la tobera (7), en una dirección sustancialmente
perpendicular al conducto (2).
20. Dispositivo según la reivindicación 19,
caracterizado porque comprende además medios para la
conexión a un tanque (5) de líquido.
21. Dispositivo según las reivindicaciones 19 ó
20, caracterizado porque comprende además, una envuelta (21)
protectora con una abertura (23) para permitir la dispensación del
líquido.
22. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque los medios de
vibrador comprenden un transductor (4) piezoeléctrico.
23. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque el transductor
(4), el resonador (2) y el conducto (3) de líquido constituyen una
unidad resonante.
24. El dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 23, caracterizado porque el resonador
(2) es sustancialmente de forma de gota con una parte circular (2a)
que tiene una prolongación triangular (2b) enteriza con la parte
circular (2a).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU9800508A HUP9800508A1 (hu) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | Szerkezet vibrációs folyadékadagoláshoz |
| HU9800508 | 1998-03-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2200508T3 true ES2200508T3 (es) | 2004-03-01 |
Family
ID=89996234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99910568T Expired - Lifetime ES2200508T3 (es) | 1998-03-09 | 1999-03-02 | Dispositivo para dispensar liquido. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6460980B1 (es) |
| EP (1) | EP1062097B1 (es) |
| JP (1) | JP4249390B2 (es) |
| CN (1) | CN1165427C (es) |
| AT (1) | ATE240210T1 (es) |
| AU (1) | AU740215B2 (es) |
| CA (1) | CA2320704C (es) |
| DE (1) | DE69907883T2 (es) |
| EA (1) | EA004492B1 (es) |
| ES (1) | ES2200508T3 (es) |
| HU (1) | HUP9800508A1 (es) |
| WO (1) | WO1999046126A1 (es) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE516696C2 (sv) | 1999-12-23 | 2002-02-12 | Perstorp Flooring Ab | Förfarande för framställning av ytelement vilka innefattar ett övre dekorativt skikt samt ytelement framställda enlit förfarandet |
| JP2001235400A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Olympus Optical Co Ltd | 液体分注装置及び液体分注方法 |
| US6669327B1 (en) * | 2002-06-07 | 2003-12-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ink solvent delivery apparatus |
| US7245756B2 (en) * | 2002-06-11 | 2007-07-17 | Fujifilm Corporation | Liquid ejection inspecting method, liquid ejection inspector, and image forming apparatus |
| FR2877241B1 (fr) * | 2004-10-29 | 2007-08-24 | Osmooze Sa | Nebulisateur comprenant des moyens pour mettre en surpression un liquide a nebuliser |
| ITRE20080065A1 (it) * | 2008-07-09 | 2010-01-10 | Sacmi | '' metodo e dispositivo per l erogazione controllata di sostanze colorate '' |
| US7854496B2 (en) * | 2008-09-29 | 2010-12-21 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer with small drop size |
| FR2937884A1 (fr) * | 2008-11-05 | 2010-05-07 | Osmooze | Procede de formation d'une emulsion a partir de liquides non miscibles en eux et application a l'alimentation en liquide d'un dispositif de nebulisation |
| US20110039077A1 (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Klemann Bruce M | Stain-Resistant Overcoat |
| US8133556B2 (en) * | 2009-08-12 | 2012-03-13 | Brady Worldwide, Inc. | Durable multilayer inkjet recording media topcoat |
| ES2386267B2 (es) | 2012-04-24 | 2013-02-11 | Esmalglass, Sau | Tinta esmalte digital |
| CN105451950B (zh) | 2013-08-15 | 2019-03-12 | 哈利伯顿能源服务公司 | 支撑剂的加成制造 |
| EP4101651B1 (en) | 2014-10-31 | 2023-12-06 | Agfa Nv | Manufacturing methods of decorative laminates by inkjet |
| EP3017960B1 (en) | 2014-11-05 | 2017-07-19 | Agfa Graphics Nv | Inkjet printing of pearlescent and metallic colours |
| EP3034311B1 (en) | 2014-12-18 | 2017-10-11 | Agfa Graphics Nv | Inkjet printing of pearlescent and metallic colours |
| FR3048624B1 (fr) | 2016-03-10 | 2018-03-09 | Seb S.A. | Procede de fabrication d'un revetement thermostable par impression digitale |
| CN105665145A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-15 | 艾尼科环保技术(安徽)有限公司 | 一种收尘极板清洗水的均配方法 |
| GB2549720A (en) | 2016-04-25 | 2017-11-01 | Jetronica Ltd | Industrial printhead |
| GB2553300A (en) | 2016-08-30 | 2018-03-07 | Jetronica Ltd | Industrial printhead |
| DE102018103049A1 (de) | 2018-02-12 | 2019-08-14 | Karlsruher Institut für Technologie | Druckkopf und Druckverfahren |
| CN113145376B (zh) * | 2021-05-24 | 2025-10-24 | 深圳市帝拓电子有限公司 | 横波式高频雾化方法和横波雾化结构 |
| CN114260133B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-01-31 | 广州大学 | 一种压电式雾化装置 |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3667678A (en) * | 1970-03-13 | 1972-06-06 | Ibm | Nozzle structure for jet printers |
| US3653598A (en) | 1970-05-28 | 1972-04-04 | Amchem Prod | Vibrating spray apparatus and method of spraying |
| GB1470388A (en) * | 1973-05-21 | 1977-04-14 | Rca Corp | Fluid control or ejection device |
| SE7905836L (sv) * | 1978-07-07 | 1980-01-08 | Dennison Mfg Co | Tungaggregat |
| US4229748A (en) * | 1979-02-16 | 1980-10-21 | The Mead Corporation | Jet drop printer |
| FR2465528A1 (fr) * | 1979-09-26 | 1981-03-27 | Hotchkiss Brandt Sogeme | Dispositif vibratoire a element piezo-electrique pour canon a liquide destine a une tete d'ejection d'un liquide fragmente |
| US4349830A (en) * | 1980-11-12 | 1982-09-14 | Burroughs Corporation | Conical nozzle for an electrostatic ink jet printer |
| US4375347A (en) | 1981-04-29 | 1983-03-01 | Ortho Diagnostics, Inc. | Apparatus for promoting the formation of microparticles |
| US4390484A (en) * | 1981-04-29 | 1983-06-28 | Ortho Diagnostics, Inc. | Methods for promoting the formation of microparticles |
| US4439780A (en) * | 1982-01-04 | 1984-03-27 | Exxon Research And Engineering Co. | Ink jet apparatus with improved transducer support |
| CA1206996A (en) * | 1982-01-18 | 1986-07-02 | Naoyoshi Maehara | Ultrasonic liquid ejecting apparatus |
| US4646104A (en) | 1982-06-21 | 1987-02-24 | Eastman Kodak Company | Fluid jet print head |
| IT1155548B (it) * | 1982-07-16 | 1987-01-28 | Olivetti & Co Spa | Sistema di pilotaggio di un elemento scrivente a getto selettivo d inchiostro |
| US4485388A (en) * | 1982-07-21 | 1984-11-27 | Ncr Corporation | Compact print head |
| US4583101A (en) * | 1982-12-27 | 1986-04-15 | Eastman Kodak Company | Fluid jet print head and stimulator therefor |
| US4563688A (en) * | 1983-05-16 | 1986-01-07 | Eastman Kodak Company | Fluid jet printer and method of ultrasonic cleaning |
| EP0200258A3 (en) | 1985-04-29 | 1988-02-03 | Jean Michel Anthony | Ultrasonic spraying device |
| US4683477A (en) * | 1986-08-29 | 1987-07-28 | Eastman Kodak Company | Ink jet print head |
| US4887100A (en) * | 1987-01-10 | 1989-12-12 | Am International, Inc. | Droplet deposition apparatus |
| DE3864871D1 (de) * | 1987-04-01 | 1991-10-24 | Polaroid Corp | Verfahren und vorrichtung zum aufbringen ultraduenner schichten auf ein substrat. |
| US5049404A (en) | 1987-04-01 | 1991-09-17 | Polaroid Corporation | Method and apparatus for applying ultra-thin coatings to a substrate |
| US4897673A (en) | 1989-02-28 | 1990-01-30 | Juki Corporation | Method for connecting nozzle tube of ink jet nozzle with piezoelectric element |
| US5938117A (en) | 1991-04-24 | 1999-08-17 | Aerogen, Inc. | Methods and apparatus for dispensing liquids as an atomized spray |
| US5682191A (en) * | 1994-01-24 | 1997-10-28 | Iris Graphics Inc. | Ink jet printing apparatus having modular components |
| JPH07314665A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-05 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド、それを用いた記録装置及び記録方法 |
| RU2072148C1 (ru) | 1994-12-15 | 1997-01-20 | Виталий Константинович Дмитриев | Струйная печатающая головка |
| DE69805457T2 (de) * | 1997-02-21 | 2003-01-16 | Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo | Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
| US6196656B1 (en) * | 1998-10-27 | 2001-03-06 | Eastman Kodak Company | High frequency ultrasonic cleaning of ink jet printhead cartridges |
-
1998
- 1998-03-09 HU HU9800508A patent/HUP9800508A1/hu unknown
-
1999
- 1999-03-02 WO PCT/HU1999/000015 patent/WO1999046126A1/en not_active Ceased
- 1999-03-02 JP JP2000535520A patent/JP4249390B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-02 EA EA200000914A patent/EA004492B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-03-02 AU AU29493/99A patent/AU740215B2/en not_active Expired
- 1999-03-02 CA CA002320704A patent/CA2320704C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-02 ES ES99910568T patent/ES2200508T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-02 AT AT99910568T patent/ATE240210T1/de active
- 1999-03-02 US US09/623,735 patent/US6460980B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-02 CN CNB998038547A patent/CN1165427C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-02 DE DE69907883T patent/DE69907883T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-02 EP EP99910568A patent/EP1062097B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HK1036957A1 (en) | 2002-01-25 |
| ATE240210T1 (de) | 2003-05-15 |
| AU2949399A (en) | 1999-09-27 |
| DE69907883T2 (de) | 2004-05-19 |
| CN1292752A (zh) | 2001-04-25 |
| JP2002505971A (ja) | 2002-02-26 |
| EA004492B1 (ru) | 2004-04-29 |
| EA200000914A1 (ru) | 2001-04-23 |
| EP1062097B1 (en) | 2003-05-14 |
| HUP9800508A1 (hu) | 2000-02-28 |
| AU740215B2 (en) | 2001-11-01 |
| JP4249390B2 (ja) | 2009-04-02 |
| WO1999046126A1 (en) | 1999-09-16 |
| HU9800508D0 (en) | 1998-04-28 |
| CA2320704A1 (en) | 1999-09-16 |
| US6460980B1 (en) | 2002-10-08 |
| DE69907883D1 (de) | 2003-06-18 |
| CN1165427C (zh) | 2004-09-08 |
| CA2320704C (en) | 2008-12-02 |
| EP1062097A1 (en) | 2000-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2200508T3 (es) | Dispositivo para dispensar liquido. | |
| EP0243117B1 (en) | Spatially addressable capillary wave droplet ejectors | |
| US4719480A (en) | Spatial stablization of standing capillary surface waves | |
| US5838350A (en) | Apparatus for generating droplets of fluid | |
| US7449283B2 (en) | Producing method of electrostatic sucking type liquid jetting head, producing method of nozzle plate, driving method of electrostatic sucking type liquid jetting head, electrostatic sucking type liquid jetting apparatus and liquid jetting apparatus | |
| US4308547A (en) | Liquid drop emitter | |
| JP2004001472A (ja) | プリント方式 | |
| JPH10502570A (ja) | 液体スプレー装置及び方法 | |
| JPS61189949A (ja) | 熱的インクジエツトプリンターに用いるためのプリントヘツド | |
| JPH11268274A (ja) | 画像形成システムと方法 | |
| JP2861980B2 (ja) | インク滴噴射装置 | |
| JPH10278241A (ja) | インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 | |
| US4958168A (en) | Inkjet drop generator | |
| JP2003072104A (ja) | 吐出用ヘッドおよび吐出装置 | |
| US7404624B2 (en) | Ink-jet printhead and ink expelling method using a laser | |
| US6336707B1 (en) | Recording element and recording device | |
| ES2205110T3 (es) | Dispositivo para aplicar un liquido de recubrimiento en un cilindro. | |
| WO1990001997A1 (en) | Electronic aerosol generator | |
| US4827285A (en) | Continuous ink jet printer having orifice plate flexure stimulation | |
| HK1036957B (en) | Liquid dispensing apparatus | |
| JP2000263776A (ja) | 画像記録装置及び方法 | |
| JP3486402B2 (ja) | 印刷機の湿し装置 | |
| JPH1024568A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JP2007136928A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに気泡処理方法 | |
| JP2000233498A (ja) | インクジェット記録方法およびインクジェット記録装置 |