ES2248965T3 - Suministro de tinta con multiples camaras. - Google Patents
Suministro de tinta con multiples camaras.Info
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Abstract
SE PRESENTAN UN SISTEMA DE IMPRESION POR CHORRO DE TINTA (100) Y UNA CONFIGURACION DE SUMINISTRO DE LA TINTA QUE PUEDEN UTILIZAR LAS VENTAJAS DE LAS TINTAS REACTIVAS MIENTRAS QUE PERMITEN UNA MAXIMA FLEXIBILIDAD EN EL DISEÑO Y EN LA ARQUITECTURA DEL SISTEMA DE IMPRESION POR CHORRO DE TINTA. EL APARATO DE IMPRESION POR CHORRO DE TINTA COMPRENDE UNA CABEZA DE IMPRESION (110) QUE TIENE AL MENOS TRES EYECTORES (115); UN DEPOSITO (120) QUE COMPRENDE AL MENOS TRES CAMARAS PARA LA TINTA, CADA CAMARA PARA LA TINTA SUMINISTRA TINTA A UNO DE LOS TRES EYECTORES, DOS DE LAS CAMARAS DE TINTA INCLUYEN CADA UNA UNA DE UNA PRIMERA O UNA SEGUNDA TINTA MUTUAMENTE REACTIVAS, Y LA OTRA CAMARA PARA LA TINTA INCLUYE TINTA QUE NO REACCIONA CON LAS TINTAS MUTUAMENTE REACTIVAS DE LA PRIMERA Y DE LA SEGUNDA CAMARA.
Description
Suministro de tinta con múltiples cámaras.
Este invento se refiere a impresoras de chorro de
tinta y similares y, más particularmente, a un sistema de impresión
por chorro de tinta compacto y con gran velocidad de impresión, que
ofrece un comportamiento mejorado.
La impresión por chorro de tinta es un
procedimiento de impresión sin impacto en el que gotitas de tinta se
depositan sobre un medio de impresión en un orden particular para
formar sobre él caracteres alfanuméricos, áreas entintadas y otros
diseños. El bajo coste y la elevada calidad de la salida impresa, en
combinación con un funcionamiento relativamente silencioso, han
hecho que las impresoras de chorro de tinta se erijan en una
alternativa popular a otros tipos de impresoras empleadas con
ordenadores.
El procedimiento de impresión sin impacto
mediante chorro de tinta lleva consigo la proyección de finas
gotitas de tinta sobre un medio de impresión tal como papel,
película transparente, o textiles, en respuesta a señales eléctricas
generadas por un microprocesador. En la actualidad se dispone de dos
formas básicas para conseguir la proyección de las gotitas de tinta
al imprimir con chorro de tinta: térmicamente y piezoeléctricamente.
En la impresión piezoeléctrica con chorro de tinta, las gotitas de
tinta son proyectadas en virtud de las vibraciones de cristales
piezoeléctricos, también, en respuesta a señales eléctricas
generadas por el microprocesador.
En la impresión térmica con chorro de tinta, se
forma una imagen mediante chorro de tinta cuando un diseño preciso
de puntos es expulsado desde un dispositivo generador de gotas
conocido como "cabeza de impresión", sobre un medio de
impresión. La cabeza de impresión por chorro de tinta típica tiene
una matriz de toberas (o partes de eyector) formadas con precisión
unidas a un sustrato de cabeza de impresión térmica por chorro de
tinta, tal como de silicio, níquel o poliimida, o una combinación de
ellos. El sustrato incorpora una matriz de cámaras de disparo o
partes de eyector de gotas, que reciben tinta líquida (colorantes
disueltos o dispersados en un disolvente) merced a una comunicación
de fluido con uno o más depósitos de tinta. Cada cámara de disparo
tiene una resistencia de película delgada, conocida como
"resistencia de disparo", situada frente a la tobera, de manera
que la tinta pueda quedar recogida entre la resistencia de disparo y
la tobera. La cabeza de impresión está montada en un carro que se
desplaza a lo ancho de la impresora (según lo que, también, se
denomina "eje de barrido").
Las impresoras térmicas de chorro de tinta
comercialmente disponibles, tales como las impresoras Deskjet®
disponibles de Hewlett-Packard Company, emplean
tintas de diferentes colores, a saber, magenta, amarillo y cián y,
opcionalmente, negro. El conjunto particular de colorantes, por
ejemplo, tintes, utilizados para fabricar las tintas, se denomina
"conjunto de tintes primarios". Empleando distintas
combinaciones del conjunto de tintes primarios, puede generarse un
espectro de colores, por ejemplo, colores secundarios.
Una categoría de impresoras de chorro de tinta
utiliza cabezas de impresión desechables en las que los depósitos de
tinta están montados en el carro; de ello la expresión
"incorporados" o "en el eje". Los depósitos pueden estar
formados de una pieza con las partes de cabeza de impresión o
pueden conectarse a ellas de forma desmontable.
Otra categoría de impresoras de chorro de tinta
emplea depósitos de tinta que no están situados en el carro; de ello
la expresión "externos" o "fuera del eje". En un caso, el
depósito rellena intermitentemente la cabeza de impresión con tinta
cuando la cabeza se desplaza periódicamente hasta un depósito
estacionario para ser rellenada. Otro tipo hace uso de un depósito
de tinta reemplazable conectado con la cabeza de impresión mediante
un conducto para fluido. La cabeza de impresión se rellena con tinta
a través de este conducto para fluido.
Los depósitos pueden ser reemplazados
individualmente (por separado de otros depósitos) o bien pueden
estar formados como una parte de depósito enteriza, que ha de ser
sustituida como un todo.
Diferentes configuraciones de cabeza de
impresión/depósito de tinta se dirigen a diferentes necesidades de
los clientes. Por ejemplo, los diseños incorporados ofrecen
facilidad de uso. Las impresoras que utilizan los diseños externos
tienen menos interrupciones durante los trabajos de impresión que
requieren mayores volúmenes de tinta, por ejemplo, al imprimir en
grandes formatos.
En general, un conjunto de tintas satisfactorio
para imprimir en colores con chorro de tinta, debe tener las
siguientes propiedades: buena resistencia a las incrustaciones,
buena estabilidad, viscosidad apropiada, tensión superficial
apropiada, buen alivio del corrimiento entre colores, tiempo de
secado corto, ausencia de reacciones negativas con el vehículo,
seguridad para el consumidor y baja penetración. Cuando se incorpora
en un sistema térmico de chorro de tinta, el conjunto de tintas debe
ser, también, resistente a la carbonización.
Con independencia de si una tinta es a base de
tinte o a base de pigmento, las tintas para impresión por chorro de
tinta se enfrentan, comúnmente, al desafío que supone el control del
corrimiento entre colores o entre el negro y otro color. El término
"corrimiento", como se emplea en esta memoria, define la
invasión de un color en otro, una vez que la tinta se ha depositado
sobre el medio de impresión, lo que se evidencia al aparecer una
frontera irregular entre ellos. El corrimiento ocurre cuando se
mezclan los colores, tanto en la superficie del sustrato de papel
como dentro del propio sustrato. La ocurrencia de corrimiento
resulta especialmente problemática entre una tinta negra y una tinta
de color impresa junto a ella, porque resulta de lo más visible. Por
tanto, para conseguir una buena calidad de impresión, el corrimiento
debe reducirse sustancialmente o eliminarse por completo, de tal
forma que las fronteras entre los colores sean limpias y estén
libres de la invasión de un color en otro. Se han ensayado diversas
soluciones para controlar el corrimiento entre las imágenes
impresas, muchas de las cuales hacen uso de mecanismos de tinta
reactivos.
Una solución empleada para controlar el
corrimiento entre imágenes impresas, como se describe en la patente
norteamericana núm. 5.428.383, titulada "Método y aparato para
evitar el corrimiento de colores en un sistema de impresión con
múltiples tintas", presentada por Shields y otros, y cedida al
mismo cesionario del presente invento, consiste en emplear un agente
de precipitación (por ejemplo, una sal de metal multivalente) en una
tinta y un colorante, de preferencia en forma de tinte orgánico con,
al menos, uno y, de preferencia, dos o más grupos carboxilo y/o
carboxilato, en otra tinta, preferiblemente la tinta negra. Cuando
se imprime con las tintas en el medio de impresión, una junto a
otra, la tinta que contiene el agente de precipitación consigue la
precipitación del colorante con el grupo carboxilo/carboxilato,
impidiendo así la migración del colorante a la otra tinta, con lo
que se reduce el corrimiento entre las dos zonas adyacentes
impresas.
Otro método para reducir el corrimiento entre
tintas para impresión por chorro de tinta, supone el uso de tintes
sensibles al pH, como se describe en la patente norteamericana núm.
5.181.945, titulada "Reducción del corrimiento empleando
tintes/tintas sensibles al pH", presentada por Shields y otros y
cedida al mismo cesionario que el presente invento. En ella se
describe que se evitaría que una tinta con un tinte sensible al pH,
la "tinta sensible al pH", se corriese entrando en una tinta
adyacente con un pH apropiado, la "tinta objetivo". Más
particularmente, la migración de la tinta con el tinte sensible al
pH se evita haciendo que el tinte sea insoluble en la página al
contacto con la tinta adyacente con el pH apropiado. Así, el
corrimiento se reduce o se elimina al emplear tanto la tinta
"sensible al pH" como la tinta "objetivo". Típicamente,
como la invasión de un tinte negro en una tinta de color crea más
problemas que al contrario, debido a su mayor visibilidad, la tinta
negra incorporaría el tinte sensible al pH y el pH de la tinta de
color se controlaría al llevar a la práctica el invento, de tal modo
que se impediría que la tinta negra se corriese entrando en la tinta
de color. El método de la patente norteamericana núm. 5.181.045
exige una diferencia de pH de, aproximadamente, 4 (o, incluso, 5)
unidades para controlar el corrimiento por completo.
La patente norteamericana núm. 5.785.743
(titulada "Reducción del corrimiento en tintas para impresión por
chorro de tinta merced al empleo de ácidos orgánicos", presentada
por Adamic y otros el 6 de Diciembre de 1995, y cedida al mismo
cesionario que el presente invento) y la patente norteamericana núm.
5.679.143 (titulada "Reducción del corrimiento en tintas para
impresión por chorro de tinta merced al empleo de ácidos que
contienen un grupo funcional básico", presentada por Looman y
cedida al mismo cesionario que el presente invento) que se
incorporan, ambas, como referencia, describen además métodos para
controlar el corrimiento forzando la precipitación de un tinte
sensible al pH en una tinta (la tinta sensible al pH) en el medio de
impresión poniendo en contacto el tinte sensible al pH con una
segunda tinta (la tinta objetivo) que tiene un pH apropiado (mayor o
menor que el de la primera tinta). Al entrar en contacto con el
medio de impresión, el tinte sensible al pH de la primera tinta, se
hace insoluble, lográndose que se corra menos. La patente
norteamericana núm. 5.785.743 describe el uso de ácidos orgánicos
para reducir la diferencia de pH necesaria para conseguir la
precipitación de un colorante con tinte sensible al pH en
comparación con lo que se describe en la antes mencionada patente
norteamericana núm. 5.181.045. La patente norteamericana 5.679.143
hace uso de un ácido orgánico sin grupos funcionales básicos y un
compuesto orgánico regulador del pH que contiene grupos funcionales,
tanto ácidos como básicos, específicamente al menos un grupo
funcional ácido y al menos un grupo funcional básico, siendo el
número de grupos funcionales básicos igual o mayor que el número de
grupos funcionales ácidos. La presencia del ácido orgánico en la
composición de tinta para impresión con chorro de tinta, reduce la
diferencia de pH requerida para que el colorante sensible al pH de
una segunda composición de tinta para impresión con chorro de tinta
invasora, sea insoluble, como se describe en la patente
norteamericana núm. 5.785.743 antes citada. La presencia del
compuesto regulador del pH con doble función aumenta adicionalmente
la concentración de un grupo funcional ácido en la composición de
tinta para impresión por chorro de tinta, al tiempo que también
aumenta el pH de la otra composición de tinta para impresión por
chorro de tinta, hasta niveles aceptables. Por tanto, el compuesto
regulador del pH con doble función incrementa la reducción del
corrimiento que se consigue mediante un ácido orgánico solamente, de
acuerdo con el mecanismo descrito en la patente norteamericana núm.
5.785.743.
Con el fin de evitar que exista corrimiento de
los colores primarios (por ejemplo, cián, magenta y amarillo) y los
secundarios (por ejemplo, rojo, azul y verde) con el negro, los tres
colores primarios están diseñados para que sean reactivos con la
tinta negra de acuerdo con mecanismos de reacción tales como los
descritos en lo que antecede (sal de metal multivalente, tinte
sensible al pH).
La patente norteaericana núm. 4.694.302 describe
un aparato de entrega de tinta para incrementar la rapidez y la
calidad de impresión de una tinta empleada en impresoras de chorro
de tinta. El aparato proporciona una especie reactiva que reacciona
con un componente del sustrato para formar un polímero que une el
tinte de la tinta a la retícula polímera. Alternativamente, puede
depositarse un componente reactivo separado sobre el sustrato, en el
mismo lugar que la especie reactiva, que haga que ocurra una
reacción polímera. En este caso, la tinta puede encontrarse en uno u
otro, o en ambos, componentes reactivos.
Las soluciones anteriores que hacen uso de tintas
reactivas, aunque tienen mérito, no explotan al máximo la
flexibilidad de diseño de las tintas y del sistema de impresión en
que se utilizan. Por ejemplo, el uso de sistemas de tinta reactivos
puede conducir a un mezclado indeseado de las tintas reactivas,
contribuyéndose así a la aparición de problemas de fiabilidad del
sistema de impresión, particularmente en disposiciones de cabezas de
impresión compactas o disposiciones compactas de entrega de
tinta.
Por tanto, existe la necesidad de un sistema de
impresión por chorro de tinta y de una configuración de suministro
de tinta, que puedan aprovechar las ventajas de las tintas reactivas
al tiempo que permitan una flexibilidad máxima en el diseño y la
arquitectura del sistema de impresión por chorro de tinta.
De acuerdo con el invento, se proporciona un
aparato para la entrega de tinta, que comprende: una pluralidad de
cámaras de tinta que contienen una pluralidad de tintas, siendo al
menos una de ellas una tinta reactiva, caracterizado porque la
pluralidad de tintas incluyen dos tintas mutuamente reactivas y una
tinta no reactiva con dichas al menos dos tintas mutuamente
reactivas.
El presente invento proporciona, también, un
aparato de impresión por chorro de tinta, que comprende: una parte
de cabeza de impresión que tiene, al menos, tres partes eyectoras;
una parte de depósito que comprende el aparato de entrega de tinta
descrito en lo que antecede con, al menos, tres cámaras de tinta,
cada una de las cuales ha de proporcionar tinta a una de las, al
menos, tres partes eyectoras, incluyendo cada una de dos de las
cámaras una de las tintas primera o segunda, mutuamente reactivas e
incluyendo la otra cámara de tinta una tinta no reactiva con las
tintas primera y segunda, mutuamente reactivas.
El sistema de impresión por chorro de tinta y el
aparato de entrega de tinta del presente invento, pueden utilizar
las ventajas de las tintas reactivas al tiempo que permiten disponer
de una flexibilidad máxima en el diseño y la arquitectura del
sistema de impresión por chorro de tinta.
La Figura 1 es una representación esquemática, no
a escala, de un sistema de impresión por chorro de tinta que
representa una cabeza de impresión por chorro de tinta, un depósito
de tinta y la electrónica de control.
La Figura 2 es una representación esquemática, no
a escala, parcialmente en sección, de una cabeza de impresión por
chorro de tinta enteriza.
La Figura 3 es una representación esquemática, no
a escala, parcialmente en sección, de una cabeza de impresión por
chorro de tinta con múltiples cabezas de impresión enterizas.
La Figura 4 es una representación esquemática, no
a escala, de un sistema de entrega de tinta incorporado en el que el
depósito de tinta puede ser sustituido con independencia de la
cabeza de impresión.
La Figura 5 es una representación esquemática, no
a escala, de un sistema de entrega de tinta externo en el que el
depósito de tinta está conectado a la cabeza de impresión mediante
un conducto para fluido.
Tinta reactiva - Una tinta reactiva con un
ingrediente de otra tinta y que, así, proporciona propiedades
mejoradas tales como, reducción del corrimiento entre la tinta
reactiva y la otra tinta en caso de que la tinta reactiva y la otra
tinta se impriman una junto a otra en un medio de impresión.
Tintas mutuamente reactivas - Tintas que
reaccionan entre sí.
Tinta no reactiva - Una tinta que no reacciona
con una tinta mutuamente reactiva.
Cabeza de impresión enteriza - Una cabeza de
impresión que tiene una matriz de partes de eyección de gotas que
están permanentemente unidas a una estructura rígida. Las partes de
eyección están fabricadas de materiales que incluyen silicio,
níquel, poliimida o una combinación de los mismos. Tales técnicas de
formación de una cabeza de impresión monolítica son conocidas en
este campo y se describen en publicaciones tales como las de las
patentes norteamericanas núms. 4.438.191 y 4.922.265, cedidas ambas
al cesionario del presente invento.
Parte de depósito enteriza - Una parte de
depósito que comprende una pluralidad de cámaras de depósito
permanentemente fijadas una con respecto a otra.
Cartucho de impresión enterizo - Una parte de la
cabeza de impresión por chorro de tinta y, al menos, una cámara de
depósito, o una parte de depósito enterizo, que forman un cartucho
de impresión enterizo.
Incorporados (en el eje) - Una categoría de
impresoras de chorro de tinta que utilizan cabezas de impresión
desechables en las que los depósitos de tinta se encuentran
incorporados en el carro. Los depósitos pueden estar formados de una
pieza con las partes de cabeza de impresión o estar conectados de
forma separable con ellas.
Externos (fuera del eje) - Una categoría de
impresoras de chorro de tinta que utilizan depósitos de tinta que no
están situados en el carro. En un caso, el depósito rellena de
tinta, de forma intermitente, la cabeza de impresión cuando ésta se
desplaza periódicamente hasta un depósito estacionario con fines de
relleno. Otro tipo hace uso de un depósito de tinta sustituible
conectado a la cabeza de impresión mediante un conducto para fluido.
La cabeza de impresión se rellena con tinta a través de su conducto
de fluido.
Eje de barrido - Eje definido por el movimiento
de un carro asociado con el sistema de impresión.
Refiriéndonos ahora a la Figura 1, en ella se
ilustra una representación esquemática, no a escala, de un sistema
100 de impresión por chorro de tinta que incluye un sistema 105 de
entrega de tintas de múltiples colores del presente invento, que
emplea al menos dos tintas mutuamente reactivas para mejorar uno
cualquiera de varios atributos del sistema de impresión, tal como la
reducción del corrimiento, la velocidad de emborronamiento, el
tiempo de secado o cualquier otro atributo deseable. El sistema de
impresión 100 incluye una parte 110 de cabeza de impresión que
recibe señales procedentes de la electrónica 130 de control del
sistema de impresión a través del enlace electrónico 140, para
depositar, en respuesta a ellas, en forma selectiva, gotitas de
tinta disponible a partir de una parte 120 de depósito de tinta,
sobre un medio de impresión 90.
La cabeza de impresión 110 comprende una
pluralidad de partes 115 de eyección para proyectar tintas
diferentes. En una realización ilustrativa, la parte 115 de eyección
comprende partes de eyección 115K, 115C, 115M y 115Y, para expulsar
tintas negra, cián, magenta y amarilla, respectivamente. Sin
embargo, pueden utilizarse más o menos tintas, con distintas
composiciones, dependiendo de la aplicación de impresión y del grado
deseado par la calidad de impresión y la gama de colores.
En el resto de la descripción, a modo de ejemplo,
a no ser que se indique otra cosa, se utilizará el término
"corrimiento" para describir los efectos de la reacción entre
las tintas; y, para referirnos a las tintas primera a cuarta se
utilizaran los términos "negra", "cián", "magenta" y
"amarilla".
Cada parte de eyector recibe tinta de una cámara
de depósito separada. En una realización ilustrativa, la parte de
depósito 120 incluye cámaras 120K, 120C, 120M y 120Y de depósito
para contener tintas negra, cián, magenta y amarilla,
respectivamente. Las cámaras de depósito pueden estar formadas de
manera enteriza con la parte 110 de cabeza de impresión o pueden
estar conectadas de forma separable con la parte de cabeza de
impresión. Por ejemplo, puede haber una parte 16 de separación
opcional entre la parte de depósito y la parte de cabeza de
impresión. Cada cámara de depósito puede ser sustituida de manera
individual. En una realización preferida, para simplificar el
sistema de entrega de tinta, las cámaras de depósito están formadas
como una parte 120 de depósito enteriza, para ser sustituida como
una unidad (es decir, una parte de depósito enteriza).
En una realización preferida, la pluralidad de
partes 115 de eyector están dispuestas a lo largo de un eje
geométrico para simplificar y conseguir una eficacia máxima en el
aprovechamiento del espacio. Este eje se denominará eje "A" de
la agrupación. Para conseguir una eficacia máxima en el
aprovechamiento del espacio, el eje "A" de la agrupación es
paralelo al eje "S" de barrido, en relación con la dirección de
desplazamiento de la parte de cabeza de impresión sobre el medio de
impresión durante una operación de impresión.
A modo de ejemplo, la Figura 1 representa un
sistema de impresión por chorro de tinta que emplea cuatro cámaras
de tinta diferentes, 120K, 120C, 120M y 120Y, para contener cuatro
tintas diferentes, las tintas primera a cuarta, respectivamente, en
el que al menos dos de las tintas son reactivas entre sí
(denominadas, también, "tintas mutuamente reactivas"),
comprendiendo cada una de dichas tintas un vehículo acuoso y un
colorante. En una realización preferida, las tintas mutuamente
reactivas están contenidas en una parte de depósito enteriza. En
otra realización preferida, las tintas mutuamente reactivas se
utilizan en una parte de cabeza de impresión enteriza. La tinta
negra es reactiva con, al menos, la tinta magenta o la tinta
amarilla y, de preferencia, con las tintas magenta y amarilla. Más
preferiblemente, la tinta cián no es reactiva con la tinta negra.
Los expertos en la técnica apreciarán que el presente invento no se
limita a un número fijo de tintas y que en el conjunto de tintas
pueden utilizarse más o menos tintas, teniendo éstas los mismos o
diferentes colorantes.
No es raro que las tintas se encharquen en la
placa de toberas de la cabeza de impresión por chorro de tinta. Este
encharcado, a su vez, puede dar lugar a que se mezclen las tintas,
por ejemplo, durante el proceso de limpieza. Este mezclado de las
tintas, especialmente cuando se utilizan tintas reactivas en
asociación con una cabeza de impresión enteriza, pueden tener como
consecuencia la aparición de problemas relacionados con la
fiabilidad de las cámaras de disparo. Por tanto, cuando se utilizan
soluciones en que intervienen tintas reactivas, tales como las
descritas en lo que antecede (o cualquier otro enfoque de tipo
reactivo en esa cuestión), es preferible separar las partes de
eyector asociadas con las tintas mutuamente reactivas. Así, se
prefiere que las tintas mutuamente reactivas estén separadas por, el
menos, una parte de eyector asociada con una tinta no reactiva, a
fin de proporcionar una zona tampón entre las tintas mutuamente
reactivas. En una realización preferida, la primera tinta es
mutuamente reactiva con la tercera tinta y, preferiblemente, con las
tintas tercera y cuarta; y es no reactiva con la segunda tinta. En
la realización preferida, las tintas primera, segunda, tercera y
cuarta son negra, cián, magenta y amarilla.
La reacción entre las tintas mutuamente reactivas
(por ejemplo, la primera tinta y las tintas tercera y cuarta) puede
hacer uso de uno cualquiera de los bien conocidos mecanismos de la
técnica tales como el uso de un colorante sensible al pH, o el uso
de un agente de precipitación, como se describe en las solicitudes y
en las patentes anteriormente mencionadas. El presente invento puede
emplearse en cualquier sistema reactivo cuando la primera tinta está
diseñada para ser reactiva con la tercera tinta y, opcionalmente,
con la cuarta tinta, con independencia del propósito de la reacción.
La reacción puede servir para mejorar uno cualquiera de varios
atributos del sistema de impresión, tales como el alivio del
corrimiento, la rapidez de emborronamiento, el tiempo de secado o
cualquier otro atributo deseable.
Refiriéndonos ahora a la Figura 2, en ella se
muestra, con arranque, una parte 500 de cabeza de impresión enteriza
que comprende una pluralidad de partes 550; 550K, 550C, 550M y 550Y
de eyector, para proyectar una pluralidad de tintas, ilustrándose
sólo las partes de eyector. En una realización preferida, la
pluralidad de tintas incluye tintas negra, cián, magenta y amarilla.
Cada parte de eyector de la parte 500 de cabeza de impresión
incluye, al menos, una fila de toberas u orificios para proyectar
una tinta asociada con la parte eyectora y dispuestas, de
preferencia, según un eje geométrico "P" del papel,
perpendicular al eje de barrido "S". Al menos dos de las
tintas, por ejemplo las tintas primera y tercera, son mutuamente
reactivas. En una realización preferida, la primera tinta es
negra.
Los conjuntos de tintas que hagan uso del
presente invento reducirán el corrimiento entre zonas impresas
adyacentes, una de las cuales se haya impreso con una de las tintas
mutuamente reactivas (por ejemplo, la primera tinta) y cuya otra
zona se haya impreso con la otra tinta mutuamente reactiva (por
ejemplo, al menos una de las tintas tercera o cuarta). En una
realización preferida, para reducir al mínimo los problemas de
fiabilidad surgidos por una posible reacción entre tintas asociadas
con partes de eyector posicionadas de manera adyacente o una cabeza
de impresión enteriza, puede emplearse una tinta no reactiva (por
ejemplo, la segunda tinta) con las tintas mutuamente reactivas.
Como la segunda tinta es no reactiva con la
primera tinta, no se tiene control del corrimiento entre áreas
impresas adyacentes, una de las cuales se haya impreso con la
primera tinta y la otra se haya impreso, solamente, con la segunda
tinta. Por tanto, se prefiere que la segunda tinta sea de un color,
preferiblemente cián, que presente el corrimiento menos objetable
cuando se imprime con ella cerca de la primera tinta,
preferiblemente, negra.
Cuando se utiliza una tinta no reactiva (una
tinta no reactiva con, por ejemplo, la tinta negra), por ejemplo
cíán no reactiva, y tintas reactivas, magenta y amarilla (reactivas
con, por ejemplo, la tinta negra) se reduciría el corrimiento entre
negro y color para masas de tinta amarilla (reactiva), magenta
(reactiva), roja (magenta + amarilla), azul (cián + magenta) y verde
(amarilla + cián) adyacentes a zonas impresas con tinta negra,
porque al menos una de las tintas reactivas (por ejemplo, amarilla o
magenta), estaría presente en la zona coloreada. Sin embargo, no se
tendría control del corrimiento cuando se imprimiese con la tinta no
reactiva, por ejemplo, cián, junto a negra. Por tanto, puede ser
deseable reducir o eliminar el corrimiento entre todos los colores,
incluyendo las tintas primera y segunda. Para conseguir el alivio
del corrimiento entre las tintas primera y segunda, se emplea un
método de impresión (denominado en lo que sigue, en esta memoria,
método de sub-impresión), según el cual una zona
(denominada en este documento la primera zona) que ha de imprimirse
con la primera tinta (por ejemplo, negra) se imprime también, al
menos parcialmente, con por lo menos una tinta reactiva (por
ejemplo, magenta o amarilla) con la primera tinta. El método de
sub-impresión proporciona la necesaria
inmovilización del colorante de la primera tinta en virtud de la
reacción de un ingrediente de la primera tinta con el ingrediente o
la propiedad de la tinta reactiva, de tal forma que se impide que el
colorante de la primera tinta migre a un zona adyacente impresa con
la segunda tinta no reactiva. Además, el método de
sub-impresión puede utilizarse para mejorar otros
atributos del sistema de impresión tales como la rapidez de
emborronamiento de la primera tinta.
Refiriéndonos ahora a la Figura 3, la parte 600
de cabeza de impresión ha sido dividida en dos cabezas de impresión
600I y 600II para separar aún más las tintas reactivas. En una
realización preferida, la cabeza de impresión 600I comprende partes
eyectoras 660K y 600C, y la cabeza de impresión 600II comprende
partes eyectoras 600M y 600Y. Como se ha expuesto anteriormente,
cuando las tintas están posicionadas una junto a otra en la misma
cabeza de impresión enteriza, preferiblemente, las tintas asociadas
con las partes de eyector de gotas adyacentes, son no reactivas
entre sí. En una realización preferida, las partes de eyector 600K y
600C están asociadas con las tintas negra y cián, y las partes de
eyector 600M y 600Y están asociadas con las tintas magenta y
amarilla, siendo las tintas magenta y amarilla reactivas con la
tinta negra y siendo la tinta cián no reactiva con la tinta negra.
Además, como se ha descrito previamente, puede utilizarse el método
de sub-impresión para reducir al mínimo el
corrimiento entre zonas impresas con tintas negra y cián.
Refiriéndonos ahora a la Figura 4, en ella se
muestra de forma esquemática una realización del sistema 105' de
entrega de tinta. El sistema 105' de entrega de tinta incluye una
parte 110' de cabeza de impresión que comprende una pluralidad de
partes 115' de eyector para proyectar diferentes tintas, y una parte
120' de depósito para suministrar tinta a la parte 110' de cabeza de
impresión por medio de salidas 150' de fluido y entradas 130' de
fluido. Cuando cada salida 150' de fluido se conecta a cada entrada
130' de fluido, se forma una conexión de fluido que acopla en
comunicación de fluido una cámara de depósito que contiene una tinta
particular con una parte de eyector correspondiente de una parte de
cabeza de impresión que utiliza la misma tinta.
En realizaciones preferidas, las salidas 150' de
fluido, que incluyen las salidas 150'K, 150'C, 150'M y 150'Y, están
configuradas para conectarse con las entradas de fluido 130'K,
130'C, 130'M y 130'Y, respectivamente, proporcionando de este modo
tintas negra, cián, magenta y amarilla desde sus correspondientes
cámaras 120'K, 120?C, 120'M y 120'Y de depósito de tinta, a las
partes de eyector 115'K, 115'C, 1150M y 115'Y, respectivamente.
En una realización preferida, por motivos de
compacidad de diseño, las salidas 150 de fluido, las entradas 130'
de fluido, las cámaras 120' de depósito y las partes 115' de eyector
están dispuestas según un eje geométrico de agrupación que,
preferiblemente, es paralelo al eje de barrido "S".
Al menos dos de las tintas son mutuamente
reactivas. En una realización preferida, la primera tinta es negra.
Preferiblemente, la primera tinta es mutuamente reactiva con la
tercera tinta y, preferiblemente, con ambas tintas tercera y cuarta,
y es no reactiva con la segunda tinta. En la realización preferida,
las tintas primera, segunda, tercera y cuarta son negra, cián,
magenta y amarilla. De nuevo, cuando al menos una tinta es no
reactiva con la primera tinta, puede utilizarse el método de
sub-impresión.
En una realización preferida, las cámaras 120'K,
120'C, 120'M y 120'T de depósito y sus correspondientes salidas de
fluido 150'K, 150'C, 150'M y 150'Y están situadas según el eje de
barrido "S", con un orden de posicionamiento predeterminado
igual que para sus partes de eyector correspondientes 115'K, 115'C,
115'M y 115'Y y sus correspondientes entradas de fluido 130'K,
130'C, 130'M y 130'Y, respectivamente. Este orden de posicionamiento
similar, como se representa en la Figura 4, permite mantener una
distancia máxima entre las conexiones de fluido que conectan las
tintas mutuamente reactivas, impidiendo por tanto la contaminación
entre tintas mutuamente reactivas, en particular en el caso de una
posible fuga de las conexiones de fluido.
La Figura 5 ilustra una representación de una
realización de un sistema de impresión 100''. El sistema de
impresión 100ª incluye una entrada 230''A de medio de impresión y
una salida 230'', bandejas para almacenar medio de impresión (no
mostradas) tanto antes como después, respectivamente, de que el
medio de impresión sea alimentado a través de una zona de impresión
232''. Un carro 234'' soporta una parte 110'' de cabeza de impresión
y se desplaza sobre la zona de impresión 232'' en una dirección de
barrido "S" para permitir que las partes de eyector (no
mostradas) asociadas con las partes 110'' de cabeza de impresión
depositen selectivamente tinta sobre el medio de impresión. La parte
110'' de cabeza de impresión está conectada en relación de
comunicación de fluido con una parte de depósito 120'' a través de
un conducto 216''. La parte de depósito 120'' puede estar situada en
un lugar que se desplace con el carro 234'' o en un lugar que no se
desplace con él, para permitir configuraciones variables del carro.
En la realización ilustrada en la Figura 5, la parte 110'' de cabeza
de impresión que comprende cuatro partes de eyector 115''K, 115''C,
115''M y 115''Y (no mostradas) está separada de la parte 120'' de
depósito que comprende cuatro cámaras 120''K, 120''C, 120''M y
120''Y de depósito, para permitir que la parte 120'' de depósito se
coloque en un punto en que no se desplace con el caro 234''. La
cabeza de impresión 110'' recibe tinta de las partes 120'' de
depósito a través del conducto 216''.
Los expertos en la técnica apreciarán que el
número y color del conjunto de tintas no está limitado por los
ejemplos anteriores y que puede emplearse un número mayor o menor de
tintas con colores iguales o diferentes. Debe apreciarse, además,
que la designación de tintas primera a cuarta no se limita a las
tintas negra, cían, magenta y amarilla y, también, que cuando se
utiliza un subconjunto no reactivo, una cualquiera de las tintas
puede definir el subconjunto. A modo de ejemplo, el conjunto de
tintas podría comprender: negra, cián1, cián2, magenta1, magenta2 y
amarilla, refiriéndose las designaciones "1" y "2" a
tintas con el mismo color pero con distintas concentraciones de
colorante, o negra, cián, magenta, amarilla, roja, verde, azul y
blanca, para proporcionar una mayor gama de colores.
El presente conjunto de tintas comprende, al
menos, cuatro tintas, comprendiendo cada una de dichas tintas un
vehículo acuoso y un colorante. De acuerdo con el invento, al menos
dos de las tintas son mutuamente reactivas (por ejemplo, las tintas
primera y tercera). De preferencia, el conjunto de tintas comprende
al menos una tinta no reactiva (por ejemplo, la segunda tinta) con
las, al menos, dos tintas mutuamente reactivas.
La reacción entre la primera tinta y las tintas
reactivas con ella puede seguir uno cualquiera de los mecanismos,
bien conocidos en la técnica, tales como el uso de un colorante
sensible al pH, o el uso de un agente de precipitación, como se
describe en las solicitudes y en las patentes antes mencionadas. El
presente invento puede emplearse en cualquier sistema reactivo
cuando al menos dos de las tintas son mutuamente reactivas, con
independencia del propósito de la reacción. La reacción puede tener
como fin mejorar uno cualquiera de varios atributos del sistema de
impresión tales como el alivio del corrimiento, la rapidez del
emborronamiento, el tiempo de secado o cualquier otro atributo
deseable. Con fines ilustrativos, se hará referencia al corrimiento
y a los correspondientes mecanismos de reacción para su control,
para describir adicionalmente el invento.
Los colorantes pueden ser a base de tintes o a
base de pigmentos. Tal como se utiliza en este documento, el término
"pigmento" se refiere a un colorante insoluble en el vehículo
acuoso, e incluye tintes dispersos.
Los colorantes empleados en las tintas pueden ser
a base de tintes o de pigmentos. La elección de colorantes depende
de la aplicación de impresión particular. Como en el caso del
colorante para la primera tinta, la elección del colorante depende,
además, del mecanismo de reacción que se elija, por ejemplo - uso de
colorante sensible al pH o uso de un agente de precipitación (por
ejemplo, sal de metal multivalente) o cualquier otro mecanismo de
reacción
adecuado.
adecuado.
Ejemplos de colorantes adecuados empleados en la
primera tinta incluyen tintes orgánicos que tiene al menos uno, y de
preferencia dos o más, grupos carboxilo y/o carboxilato, ejemplos de
los cuales se enumeran en la patente norteamericana núm. 4.963.189
(presentada por Hindagolla y cedida al mismo cesionario del presente
invento y que se incorpora a esta memoria como referencia), y
dispersiones de pigmentos carboxilados que tienen un colorante
insoluble en agua (por ejemplo, pigmento) dispersado con un
dispersante que contiene, de preferencia, grupos solubilizantes de
carboxilato, tales como los descritos en la patente norteamericana
núm. 5.085.698 y en la patente norteamericana 5.555.008,
incorporadas ambas a esta memoria como referencias.
Los colorantes para uso en las otras tintas, es
decir, las tintas segunda, tercera y cuarta son bien conocidos en la
técnica y son, por ejemplo, como se describe en las solicitudes y en
las patentes antes mencionadas.
El vehículo acuoso es agua o una mezcla de agua
y, al menos, un disolvente orgánico soluble en agua, como es bien
conocido en la técnica. La selección de una mezcla adecuada depende
de las necesidades de la aplicación específica, tales como la
tensión superficial y la viscosidad deseadas, el colorante elegido,
el tiempo de secado de la tinta que forma el chorro de tinta y el
tipo de medio de impresión sobre el que se imprimirá la tinta. Las
tintas pueden comprender, además, ingredientes adicionales tales
como biocidas, agentes tensioactivos y similares, todos los cuales
son aditivos comúnmente empleados en la impresión por chorro de
tinta.
Dependiendo del mecanismo de reacción, las tintas
reactivas pueden tener ingredientes adicionales. Por ejemplo, cuando
el mecanismo de reacción para reducir el corrimiento es el de
precipitación de un colorante sensible al pH en la primera tinta,
las tintas reactivas tercera y cuarta comprenden un ácido orgánico
en cantidad suficiente para hacer que el colorante sensible al pH de
la primera tinta sea insoluble por contacto, como se describe en la
patente norteamericana 5.679.143 y en la solicitud norteamericana
08/567974, anteriormente mencionadas.
Alternativamente, cuando el mecanismo de reacción
se basa en el uso de un agente de precipitación, tal como sales de
metales multivalentes, como se ha descrito en las patentes antes
mencionadas, las tintas tercera y cuarta contienen un agente de
precipitación, por ejemplo, una sal de metal multivalente.
Como se ha expuesto en lo que antecede, cuando el
conjunto de tintas incluye una tinta no reactiva con la primera
tinta, puede emplearse un método de impresión (el método de
sub-impresión) para reducir el corrimiento entre la
primera tinta y la tinta no reactiva o para mejorar otros atributos
del sistema de impresión. Al aplicar el método, una zona (denominada
en este documento primera zona) que ha de imprimirse con la primera
tinta (por ejemplo, negra) se imprime también, al menos
parcialmente, con, al menos, una tinta reactiva (por ejemplo,
magenta o amarilla) con la primera tinta, reduciendo al mínimo así
la mezcla de colores entre la primera zona y una segunda zona que ha
de imprimirse con la tinta no reactiva.
El método de impresión empleado para aliviar el
corrimiento entre la primera tinta y la tinta no reactiva empleando
el conjunto de tintas y el sistema de impresión del presente invento
comprende imprimir a partir de una cabeza de impresión por chorro de
tinta, comprendiendo el método las operaciones de:
proporcionar un conjunto de tintas para impresión
por chorro de tinta que comprende tintas, comprendiendo las tintas
un vehículo acuoso y un colorante, comprendiendo el conjunto de
tintas:
- al menos dos tintas mutuamente reactivas, comprendiendo dichas al menos dos tintas mutuamente reactivas una primera y una segunda tintas mutuamente reactivas;
- una tinta no reactiva con dichas al menos dos tintas mutuamente reactivas;
seleccionar una primera zona predeterminada en un
medio de impresión;
imprimir al menos una gota de una de las tintas
mutuamente reactivas sobre la primera zona de impresión
predeterminada;
imprimir al menos una gota de la otra tinta
mutuamente reactiva sobre la primera zona de impresión de tal forma
que dicha al menos una gota de la otra tinta mutuamente reactiva se
solape, por lo menos parcialmente, con dicha al menos una gota de la
primera tinta mutuamente reactiva, inmovilizando así a dicha al
menos una gota de la primera tinta mutuamente reactiva en el medio
de impresión;
seleccionar una segunda zona de impresión
predeterminada en el medio de impresión, adyacente a la primera zona
de impresión; e
imprimir al menos una gota de la tinta no
reactiva sobre la segunda zona de impresión predeterminada;
reduciendo por tanto al mínimo el mezclado de
dicha al menos una gota de la primera tinta mutuamente reactiva con
dicha al menos una gota de la tinta no reactiva en el medio de
impresión, reduciendo por tanto el corrimiento entre dicha al menos
una gota de la primera tinta mutuamente reactiva y dicha al menos
una gota de la tinta no reactiva.
Los expertos en la técnica deben apreciar que la
inmovilización del colorante de la primera tinta puede tener lugar
con independencia del orden en que se depositan sobre el medio de
impresión las gotitas de la primera tinta y de la tinta reactiva con
la primera tinta. Por ejemplo, primero puede depositarse la negra
seguida por la magenta o puede depositarse primero la magenta
seguida por la negra. Similarmente, la tinta no reactiva puede
depositarse en cualquier orden en relación con el orden con que se
depositan las tintas mutuamente reactivas, en tanto el colorante de
la primera tinta sea inmovilizado por la tercera tinta. Por ejemplo,
puede depositarse la tinta cián en la segunda zona, seguida por la
magenta y, después, la tinta negra en la primera zona; o bien las
tintas magenta y negra pueden depositarse en primer lugar en la
primera zona, seguidas por el depósito de la tinta cián en la
segunda zona.
Se espera que el presente aparato para impresión
por chorro de tinta y el presente aparato de entrega de tinta
encuentren un uso comercial en la impresión por chorro de tinta.
Así, se han descrito un aparato de impresión por
chorro de tinta y un aparato de entrega de tinta. A los expertos en
la técnica les resultará fácilmente evidente que pueden realizarse
diversos cambios y modificaciones, de naturaleza obvia, sin salirse
del alcance del invento como queda definido por las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (12)
1. Un aparato (105) para entrega de tinta, que
comprende:
una pluralidad de cámaras (120K, 120C, 120M,
120Y) de tinta que contienen una pluralidad de tintas, siendo al
menos una de las tintas una tinta reactiva, caracterizado
porque la pluralidad de tintas incluye dos tintas mutuamente
reactivas y una tinta no reactiva con dichas al menos dos tintas
mutuamente reactivas.
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
la pluralidad de cámaras de tinta forman una parte (120) de depósito
enteriza.
3. El aparato de la reivindicación 2, en el que
la parte (120) de depósito incluye al menos tres salidas (150') de
fluido para proporcionar dichas al menos dos tintas mutuamente
reactivas y la tinta no reactiva a tres entradas (130') de fluido
asociadas con el sistema de impresión, estando las salidas (150') de
fluido que proporcionan las tintas mutuamente reactivas separadas
por la salida (150') de fluido que proporciona la tinta no reactiva,
reduciéndose así al mínimo el mezclado de las tintas mutuamente
reactivas.
4. El aparato de la reivindicación 2, para
proporcionar tinta a un sistema (100) de impresión por chorro de
tinta en el que el sistema de impresión incluye una parte (110) de
cabeza de impresión, y en el que la parte (120) de depósito enteriza
está destinada a poder montarse de forma soltable en la parte (110)
de cabeza de impresión para hacer que las tintas mutuamente
reactivas estén disponibles para la parte (110) de cabeza de
impresión.
5. El aparato de la reivindicación 1, en el
que
la pluralidad de cámaras de tinta proporcionan
tinta a una parte (110) enteriza de cabeza de impresión por chorro
de tinta, conteniendo cada cámara de tinta una de la pluralidad de
tintas que ha de ser proporcionada a una de una pluralidad de
correspondientes partes )115) de eyector asociadas con la parte
(110) enteriza de cabeza de impresión.
6. Un aparato de impresión por chorro de tinta,
que comprende:
una parte (110) de cabeza de impresión que tiene,
al menos, tres partes (115) de eyector;
una parte de depósito que comprende el aparato
(105) de entrega de tinta de la reivindicación 1, que tiene al menos
tres cámaras de tinta, estando destinada cada cámara de tinta a
proporcionar tinta a una de dichas al menos tres partes (115) de
eyector, incluyendo cada una de dos de las cámaras de tinta una de
entre la primera y la segunda tintas mutuamente reactivas, e
incluyendo la otra cámara de tinta una tinta no reactiva con las
tintas primera y segunda mutuamente reactivas.
7. El aparato de la reivindicación 6, en el que
la parte (110) de cabeza de impresión y la parte (120) de depósito
forman un cartucho de impresión enterizo.
8. El aparato de la reivindicación 6, en el que
la parte (120) de depósito está destinada a ser montada de forma
soltable en la parte (110) de cabeza de impresión.
9. El aparato de la reivindicación 6, en el que
la parte (110) de cabeza de impresión incluye al menos tres entradas
(130') de fluido y la parte (120) de depósito incluye al menos tres
salidas (150') de fluido, correspondientes, configuradas para
conexión con las tres entradas (130') de fluido.
10. El aparato de la reivindicación 6, en el que
la parte (115) de eyector para proyectar la tinta no reactiva está
posicionada entre las dos partes (115) de eyector para la primera y
la segunda tintas mutuamente reactivas.
11. El aparato de la reivindicación 6, que
comprende, además, una cuarta tinta reactiva con la primera tinta
mutuamente reactiva.
12. El aparato de la reivindicación 6, que
comprende, además, un carro (234'') de barrido que soporta la parte
(110) de cabeza de impresión y que proporciona un movimiento
relativo entre la parte (110) de cabeza de impresión y un medio de
impresión.
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