ES2312151T3 - Aparato de impresion. - Google Patents

Abstract

Un aparato para mantener una cabeza de impresión (1) de una impresora por chorro de tinta en estado de funcionamiento, definiendo la cabeza de impresión una formación de orificios (3) desde los cuales se proyectan en uso unos chorros de tinta, comprendiendo el aparato unos medios (20, 21, 22, 23, 24) adaptados para aplicar un impulso de presión a la tinta dentro de la cabeza de impresión (1) suficiente para proyectar tinta desde cada orificio (3) cuando no se utiliza para proyectar tinta, caracterizado porque el impulso de presión tiene un borde delantero de elevación relativamente rápida y un borde trasero de caída relativamente lenta.

Description

Aparato de impresión.

La presente invención se refiere a un aparato de impresión por chorro de tinta, y en particular a un aparato para limpiar, mantener y suministrar tinta a una cabeza de impresión de una impresora por chorro de tinta.

Existen determinados tipos de impresoras que hacen uso de la llamada tecnología de impresión piezoeléctrica por chorro de tinta. Una cabeza de impresión piezoeléctrica (también designada algunas veces como cabeza de impresión PZT) de dicha impresora se caracteriza porque tiene una pluralidad de cámaras en miniatura de cámaras de chorro a presión o de "surtidores" dispuestos en íntima proximidad en una formación. Cada chorro está dispuesto para proyectar tinta desde un orificio respectivo de una formación de orificios definida por la cabeza de impresión, y los chorros son selectivamente energizados mediante un controlador para proyectar (o no proyectar según los casos) "píxeles" de tinta. La tinta es proyectada sobre un substrato que va a ser impreso, produciendo el desplazamiento relativo entre la cabeza de impresión y el substrato que la tinta proyectada se deposite sobre el substrato desde un orificio a lo largo de una trayectoria alargada. La cabeza de impresión está dispuesta dentro de la impresora de forma que la formación de chorros se extiende en un ángulo predeterminado (por ejemplo 90º) respecto de la dirección del movimiento relativo entre la cabeza de impresión y el substrato. El controlador selecciona una primera combinación de chorros a través del cual la tinta se proyecta, y a continuación una segunda combinación de chorros, etc., produciendo el movimiento relativo entre el substrato y la cabeza de impresión que se imprima una imagen bidimensional sobre el
substrato.

Las impresoras por chorro de tinta piezoeléctricas se utilizan en muchas aplicaciones de oficina e industriales. Las aplicaciones de impresión industriales incluyen impresoras de embalajes, las cuales imprimen directamente sobre los substratos, como por ejemplo cajas de cartón, bandejas, películas y etiquetas flexibles.

Las impresoras industriales actuales utilizan una gama de tintas diferentes en combinación con una diversidad de modelos diferentes de cabezas de impresión piezoeléctricas. Algunas utilizan tinta líquida, otras utilizan tinta sólida que se calienta para cambiar a la fase líquida dentro de la impresora, siendo la tinta líquida, en el momento que es expulsada por los surtidores.

Las formaciones de cabezas de impresión utilizadas en aplicaciones industriales típicamente tienen una longitud que oscila entre 10 mm y 70 mm. En cabezas de impresión de alta resolución, hasta un total de 512 surtidores están dispuestos en una formación lineal de 70 mm sobre una cabeza de impresión. Es evidente por tanto que los surtidores deben ser muy pequeños. Cada surtidor expulsa una gotícula muy pequeña (con una magnitud del orden del picolitro) de tinta cada vez que es energizado por el controlador.

Aunque dichas impresoras pueden producir imágenes con una resolución nítida, están expuestas a la degradación de la imagen debido a que uno o más de los surtidores resultan bloqueados por la suciedad u otro contaminante, o de cualquier forma fallan como resultado de que un surtidor no está lleno de tinta para situarse adyacente al orificio en el momento de que la tinta debe proyectarse (habitualmente designado como estado "descebado"), de forma que ya no se expulsa tinta adecuadamente. Este fallo del chorro (a menudo designado como "retirada del chorro") se traduce en una imagen degradada que tiene una o varias líneas no impresas que discurren a lo largo de la imagen impresa en la dirección de movimiento relativo entre la cabeza de impresión y el substrato. Un contaminante que no bloquee completamente un chorro puede también ocasionar problemas provocando la deflexión de una gotícula de tinta cuando es expulsada por el surtidor, produciendo dicha deflexión una imagen distorsionada.

En determinadas aplicaciones industriales, como por ejemplo la impresión sobre cajas o bandejas de cartón, un elemento que contribuye poderosamente a la contaminación es el polvo, ya sea el transportado por el aire o el que se deposita por la superficie del cartón. El proceso del cartón piezoeléctrico requiere que la cara de la formación de surtidores de la cabeza de impresión se sitúe en muy íntima proximidad con el substrato diana. Así mismo, puede producirse la formación de electricidad estática en el proceso de producción en el área situada alrededor de la impresora, lo que puede provocar que el polvo sea positivamente atraído sobre la cara de impresión. Así, especialmente en aplicaciones industriales, la contaminación de los surtidores es un problema importante.

Dados los problemas anteriormente mencionados, es una práctica habitual, especialmente en aplicaciones industriales, seguir un procedimiento habitualmente designado como "purga" con el fin de mantener o restaurar la función adecuada de los surtidores de la cabeza de impresión. El procedimiento de purga consiste en forzar la tinta a través de todos los surtidores de la cabeza de impresión, con la intención de limpiar y retirar cualquier contaminante de los surtidores y asegurando que los surtidores están correctamente cebados, esto es llenos de tinta para situarse adyacente a los orificios. Después de la ejecución del procedimiento de purga, los chorros deben estar en un estado de funcionamiento estable (habitualmente designado como estado "cebado") de forma que pueda iniciarse o reiniciarse una impresión de alta calidad.

En impresoras industriales conocidas, el procedimiento de purga es típicamente iniciado por el usuario. La acción de purga se desarrolla típicamente poniendo un suministro de tinta en la cabeza de impresión bajo una presión positiva suficiente para forzar a una determinada cantidad de tinta a través de todos los surtidores de la cabeza de impresión. Esto puede conseguirse por el usuario aplicando manualmente una presión sobre un depósito de tinta que comunica con la tinta de la cabeza de impresión, o aplicando una presión utilizando una bomba sobre el depósito. Típicamente la presión positiva es aplicada durante un periodo de unos pocos segundos.

En aplicaciones industriales, como por ejemplo la impresión sobre cajas o bandejas de impresión, la cabeza de impresión está a menudo montada adyacente a una cadena de impresión, de forma que las cajas pasen en íntima proximidad con la cabeza de impresión. En estas aplicaciones, la cabeza de impresión está muy a menudo montada de tal forma que la formación de surtidores es vertical o en un cierto ángulo predeterminado con respecto a la horizontal. Cuando la tinta es purgada a través de los surtidores, se agrupa en una placa de orificios de la cabeza de impresión en la cual se constituyen los orificios de los surtidores, y empieza a descender por la placa de orificios por acción de la gravedad. El flujo de tinta es relativamente lento, invirtiendo la tinta unos segundos para fluir hacia abajo hasta la cabeza de impresión. Por supuesto, cuanto más larga sea la cabeza de impresión en la dirección vertical, más tarda el flujo de tinta en descender.

Debido al volumen relativamente grande tinta (en comparación con el volumen de tinta normalmente proyectado por un chorro individual) que es purgado de los orificios, los surtidores no pueden expulsar tinta adecuadamente para crear una imagen hasta que sustancialmente toda la tinta haya fluido hacia abajo lejos de los surtidores o haya sido desplazada de cualquier otra forma lejos de los surtidores. En general se adoptan determinadas medidas para retirar la tinta purgada. Por ejemplo, la tinta purgada es empapada en un paño y a continuación desechada. Esto puede determinar fácilmente que la tinta gotee sobre el suelo o sobre el equipamiento de la fábrica circundante, creando una suciedad no deseada que es difícil de retirar y limpiar. La tinta purgada desechada es un porcentaje considerable del consumo total de tinta. Así mismo, la limpieza de la tinta purgada en la forma indicada típicamente lleva varios segundos. El tiempo total invertido para completar un solo procedimiento de purga de tinta resulta por tanto sustancial.

De acuerdo con ello, aunque el procedimiento de purga es en general satisfactorio en la recuperación de los surtidores, puede provocar una diversidad de problemas. Primeramente, el procedimiento de purga requiere en general intervención manual y lleva al menos varios segundos. Debe apreciarse que la cabeza de impresión no puede imprimir imágenes adecuadamente mientras está siendo purgada. Por consiguiente, a menudo es necesario detener un proceso asociado (por ejemplo una cadena de producción) hasta que el procedimiento de purga haya sido completado. En segundo lugar, la cantidad de tinta consumida en el proceso es relativamente grande, siendo a menudo varias veces mayor que la cantidad de tinta utilizada para imprimir una imagen.

Se han propuesto distintas alternativas para mejorar los procedimientos de purga de tinta. Por ejemplo, un procedimiento de purga conocido descrito en la Patente británica GB 2339170 proporciona una abertura en una placa que define los orificios por los cuales la tinta se proyecta, estando la abertura situada, en uso, verticalmente por debajo de los surtidores. Ya sea en respuesta a la detección de la retirada de los chorros que requiera un tratamiento correctivo, o bien en los intervalos por motivos de mantenimiento antes de que se produzca la detención de los chorros, un depósito de alimentación de tinta es presurizado con una bomba o manualmente para hacer que la tinta fluya fuera de los orificios de la cabeza de impresión. Después de la purga, la tinta fluye por debajo de la placa de orificios por la acción de la gravedad por la abertura. La tinta es succionada a través de la abertura y canalizada hasta un depósito para su filtrado y subsecuente reutilización. Así se reduce el gasto de tinta, pero dado que la tinta fluye únicamente por la gravedad debe reconocerse que se necesitan al menos varios segundos para que la tinta fluya lejos por los surtidores hasta la abertura. Incluso en cadenas de producción que funcionan a una velocidad modesta, el tiempo invertido para que la tinta purgada sea eliminada de la placa de orificios es demasiado largo para que la purga sea ejecutada entre dos ciclos sucesivos de impresión de los productos. Por tanto se reconocerá que este procedimiento de purga conocido requiere demasiado tiempo para evitar la necesidad de tener que detener la cadena de producción mientras se produce la
purga.

La memoria descriptiva de la Patente internacional WO 89/04255 describe un sistema de cebado de chorros de tinta en el cual el aire presurizado es utilizado para purgar la tinta dentro de un sistema de recogida de tinta que está situado adyacente a los surtidores de tinta que van a ser purgados únicamente durante el procedimiento de purga. Durante la purga, se aplica una presión suficientemente alta a la tinta de forma que fluye dentro del sistema de recogida más que escurrir por los surtidores. Así, la tinta purgada es retirada desde la posición adyacente a los surtidores sin requerir intervención manual, pero solo a expensas de proveer un montaje mecánico complejo para conseguir el desplazamiento relativo necesario entre los surtidores y el sistema de recogida de tinta. El sistema descrito tiene la capacidad de controlar la forma de un impulso de presión que sea utilizado para purgar tinta de los surtidores, teniendo el impulso un perfil "suave" (un borde delantero de elevación lenta y un borde trasero de elevación rápida) o un perfil "duro" (un borde delantero de elevación rápida y un borde trasero de elevación rápida). En los ejemplos descritos, la parte del borde delantero de elevación lenta, incluso tiene una duración de 100 milisegundos o 200 milisegundos. Se declara que es deseable terminar abruptamente el suministro de aire que provoca que la tinta fluya fuera de los surtidores (el borde trasero de caída rápida de los impulsos). Esto se supone que provoca que la corriente de tinta procedente de los surtidores cese abruptamente. Se declara que la disposición descrita elimina el goteo de tinta por los surtidores.

La memoria descriptiva de la Patente europea EP 1016530 describe otra disposición para limpiar e impedir la obstrucción de la placa de orificios de una impresora por chorros de tinta. El dispositivo descrito incorpora un montaje de limpieza que puede desplazarse con respecto a la placa de orificios hasta una posición en la cual una cámara cerrada se forma sobre la placa de orificios. Un fluido es entonces bombeado a través de la cámara cerrada para limpiar cualquier contaminante retirándolo de la placa de orificios o de cualquier orificio individual de las placas.

La disposición altamente compleja del documento EP 1016530 se presenta como una mejora de una propuesta anterior que se describe en la Patente estadounidense 4970535. Esa patente divulga una disposición en la cual un limpiador de la placa de orificios de surtidores de tinta es desplazado para quedar conectado con la placa de orificios para proporcionar una vía de paso de aire cerrada a través del cual el aire es dirigido para proporcionar el efecto de limpieza requerido. También aquí, el montaje descrito es complejo, requiriendo el desplazamiento relativo entre una configuración de "listo para imprimir" y una configuración de "limpieza". Así mismo, se declara en el documento EP 1016530 que la limpieza por aire de la manera sugerida en el documento US 4970535 no proporciona resultados aceptables.

La memoria descriptiva de la Patente europea EP 604029 describe otra disposición de limpieza en la cual una corriente de aire es dirigida a través de una placa de orificios de surtidores de tinta. Los surtidores están situados por detrás de una abertura existente en la placa, proyectándose la tinta al pasar a través de la abertura antes de ser depositada sobre un substrato que va a ser impreso. El aire fluye entre la placa con aberturas y la placa de orificios y así atraviesa los orificios. El flujo de aire es mantenido durante la impresión a una velocidad del flujo de aire suficientemente lenta para no llevar a cabo una proyección de tinta significativa. La finalidad de este flujo de aire es evitar la formación de contaminantes sobre la placa de orificios, no limpiar la tinta de la placa de orificios. La limpieza de la cabeza de impresión requiere una operación separada e implica la liberación de un mecanismo de pestillo para posibilitar que la placa de orificios oscile de una posición "lista para imprimir" a una posición en la cual puede ser fácilmente limpiada. La colocación de la placa de orificios detrás de otra placa significa que ninguna placa de orificios está abierta al espacio a través del cual el substrato que va a ser impreso se desplaza con respecto a la placa de orificios. Como resultado de ello, la distancia a través de la cual debe proyectarse la tinta es relativamente grande.

La Patente estadounidense 5184147 describe un sistema de mantenimiento de la cabeza de impresión por chorro de tinta que incorpora diversos componentes que pueden desplazarse con relación unos a otros que incluye un limpiador mecánico alargado de desplazamiento lento y una "cuchilla de aire". La cuchilla de aire genera una corriente de aire estrecha que atraviesa barriendo la placa de orificios. Así, la cuchilla de aire requiere el desplazamiento relativo entre la estructura que genera la corriente de aire estrecha y la placa de orificios. Así mismo, la cuchilla de aire se expone únicamente como uno entre una pluralidad de mecanismos de limpieza complementarios dentro de un montaje global de gran complejidad.

En ausencia de un sistema sencillo de purga de los surtidores de funcionamiento rápido, en muchas aplicaciones la purga generalmente requiere la detención de un proceso asociado, por ejemplo una cadena de producción. Como resultado de ello, los usuarios prefieren iniciar el procedimiento de purga lo menos a menudo posible. Esto puede traducirse en un compromiso entre la eficiencia de la cadena de producción, por un lado, y en la calidad de imagen, por la otra. En la práctica es habitual que los operadores esperen a que la calidad de la impresión se deteriore de manera considerable antes de iniciar el procedimiento de purga. Debe también apreciarse que cuanto más tiempo se deje que se formen el polvo y los detritos sobre la cabeza de impresión, tanto más probable será la necesaria purga y limpieza de los surtidores para restaurar completamente la calidad de la impresión.

Constituye un objetivo de la presente invención proporcionar un aparato de impresión por chorros de tinta mejorado que de respuesta a uno o más de los problemas anteriormente esbozados.

Este objetivo se resuelve mediante las características de la reivindicación 1.

Este aparato hace posible desplazar rápidamente la tinta purgada de la cabeza de impresión utilizando un montaje que está permanentemente fijado en posición y que no está interpuesto entre la cabeza de impresión y un substrato sobre la cual la tinta va a ser proyectada desde la cabeza de impresión. Así se proporciona una disposición de impresión compacta y mecánicamente sencilla la cual puede rápidamente ser limpiada, posibilitando que la limpieza se lleve a cabo después de la consumación de la operación de impresión y antes del inicio de la subsecuente operación de la impresión incluso si las dos operaciones de impresión están separadas por un periodo de tiempo relativamente corto, por ejemplo un segundo o menos.

Determinadas formas de realización preferentes se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Dicha disposición hace posible volver a llenar una serie de depósitos de tinta cada uno de los cuales alimenta un conjunto de surtidores diferentes utilizando solo una disposición para suministrar tinta a todos los depósitos.

Preferentemente, la cortina de aire es dirigida para que fluya en una dirección perpendicular a la formación alargada de orificios. Una abertura de recepción de tinta puede extenderse a lo largo del lateral de la formación de orificios, dirigiéndose la cortina de aire a través de la formación de orificios hacia la abertura. La abertura puede definirse entre un espacio libre entre un deflector situado sobre el lateral de la abertura lejos de la formación de orificios y un borde de una superficie de la cabeza de impresión dentro de la cual los orificios están conformados.

Preferentemente, un borde del deflector que define un primer lado del espacio libre está retrasado con respecto a la superficie de la cabeza de impresión dentro de la cual los orificios están conformados, de manera que dicho borde del deflector está más alejado del espacio dentro del cual los sustratos que van a imprimirse se presentan que dichos bordes de la superficie de la cabeza de impresión que define un segundo lado del espacio libre. El atrasamiento del borde deflector puede oscilar entre 0,1 mm y 3 mm, por ejemplo 1 mm.

El deflector preferentemente define una superficie del deflector que se extiende desde el borde del deflector que define el primer lado del espacio libre, estando la superficie del deflector inclinada sobre la cortina de aire para desviar la cortina de aire hacia dicho espacio dentro del cual se presentan los sustratos que van a ser impresos. La superficie del deflector puede estar inclinada en un ángulo de entre 10º y 35º, por ejemplo 20º, respecto de la dirección en la cual la cortina de aire fluye a través de la cabeza de impresión, midiéndose el ángulo de inclinación entre la superficie del deflector y una línea que se extiende desde dicho borde dentro de la dirección de flujo. La superficie del deflector preferentemente se extiende desde dicho borde del deflector hasta un borde corriente abajo situada sobre el lado del borde del deflector alejado de la formación de orificios, extendiéndose una superficie adicional del aparato desde el borde corriente abajo del deflector en una dirección alejada de dicho espacio dentro del cual se presentan los sustratos que van a ser impresos. La superficie adicional está preferentemente inclinada respecto de la superficie del deflector en un ángulo inclinado de entre 70 y 155º, por ejemplo 110º.

Preferentemente, un canal de recepción de tinta se define por detrás del deflector, comunicando el canal de recepción de tinta con el interior del espacio libre y extendiéndose hasta un borde inferior del deflector. Un colector de tinta puede estar situado por debajo de un extremo inferior del canal de recepción de tinta. El extremo inferior del canal puede estar situado para suministrar tinta a una formación en la cual la tinta se acumule y que esté en contacto con o estrechamente separado de una superficie definida por el colector. Un tornillo ajustable manualmente puede estar montado sobre el colector y puede ajustarse en posición con respecto a la formación de forma que la tinta de la formación pueda fluir sobre el tornillo y por medio del tornillo hacia el interior del colector. Preferentemente, el colector comprende un tubo de sobreflujo, un medio para detectar la tinta que fluye a través del tubo de sobreflujo, y un medio para señalar un fallo si se detecta un sobreflujo de tinta. El medio de detección preferentemente comprende un emisor y un detector al menos uno de los cuales está situado para que quede al menos parcialmente cubierto por la tinta sobreflujo, y un medio para señalar un fallo si una salida del detector indica un sobreflujo de tinta. El emisor y el detector pueden estar dispuestos para proyectarse desde una superficie de soporte que esté situada por debajo de la cabeza de impresión y que esté abierta a dicho espacio dentro del cual se presentan los sustratos que van a ser impresos, estando el emisor y el detector conectados a un circuito de detección sensible tanto a la presencia de la tinta de sobreflujo como a la presencia de un objeto situado enfrente de la cabeza de impresión que refleje las emisiones desde el emisor hasta el detector. El emisor y el detector pueden estar en ángulo uno con respecto a otro y en ángulo hacia arriba. La abertura de recepción de tinta puede tener una anchura entre 0,5 mm y 2 mm, por ejemplo 1 mm.

La cortina de aire puede generarse a partir de una ranura alargada que se extienda a lo largo de dicho un lado de la formación de orificios mediante el bombeo de aire a través de los orificios. La ranura puede estar definida entre un cuerpo adyacente a la cabeza de impresión y un borde de una placa fijada al cuerpo, comunicando una entrada de aire con un espacio definido entre el cuerpo y la placa. La ranura puede tener una anchura de entre 0,1 mm y 0,3 mm, por ejemplo 0,2 mm. El aire puede suministrarse a la ranura a una presión de entre 100.000 y 60.000 Pa por encima de la presión atmosférica, por ejemplo 300.000 Pa.

Preferentemente, el impulso de la presión aplicada a la tinta tiene una duración desde el inicio del borde delantero hasta el inicio del borde trasero de menos de 1 segundo, por ejemplo menos de 300 ms o menos de 100 ms, o dentro del margen de 10 a 50 ms.

La presión puede ser aplicada a través de una válvula que puede accionarse entre un primer estado en el cual una fuente de aire comprimido está conectada a una disposición de suministro de tinta, y un segundo estado en el cual la disposición de suministro de tinta está conectada a un conducto de escape que comunica con la atmósfera por medio de un estrangulador del flujo de aire. Preferentemente el estrangulador del flujo de aire es manualmente ajustable para posibilitar el control de la pendiente del borde trasero del impulso de la presión. El impuso de la presión puede ser aplicado después de que se haya llevado a cabo una pluralidad de operaciones de impresión mediante la proyección de tinta desde los orificios, por ejemplo después de cada operación de impresión.

El volumen de tinta suministrado al depósito puede ser controlado en respuesta a una demanda de tinta iniciada por la detección de un nivel de tinta en una cualquiera de las secciones del depósito por debajo del nivel predeterminado, siendo el medio de control de suministro de tinta operativo para suministrar un volumen de tinta predeterminado en respuesta a una demanda de tinta, para suspender el suministro de tinta durante un periodo predeterminado, y para suministrar más tinta si se indica una demanda de tinta después del final del periodo predeterminado. Las secciones del depósito pueden comunicar con un único departamento al cual se suministre aire comprimido por medio de una entrada de aire única para presurizar la tinta de las secciones del depósito, estando situada una pantalla de separación sobre la entrada de aire dentro del compartimento para distribuir el aire entrante de manera uniforme sobre todas las secciones del depósito. Las secciones del depósito están preferentemente definidas dentro de un cuerpo común tabicado para dividir el interior del cuerpo en las secciones del depósito, definiendo cada tabique un borde sobre el cual la tinta puede derramarse sobre una sección del depósito situada sobre un lado del tabique hasta una sección del tabique situada sobre el otro lado del tabique. Preferentemente, cada sección del depósito tiene alojada dentro de ella un flotador que soporta un imán, provocando el desplazamiento del flotador mediante el cambio del nivel de la tinta el desplazamiento del imán con respecto al sensor del campo magnético soportado dentro de la pared de la sección del depósito, proporcionando el sensor del campo magnético una salida que indica una demanda de tinta, si el imán adopta una posición predeterminada con respecto al sensor del campo magnético. El sensor del campo magnético puede ser un dispositivo de efecto Hall. El flotador y el imán pueden apoyarse en un brazo montado sobre pivote situado sobre la pared de la sección del depósito o el flotador y el imán pueden apoyarse sobre un brazo montado sobre pivote situado sobre una tapa del depósito.

A continuación se ofrecerán, a modo de ejemplo, determinadas formas de realización de la presente invención, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La Figura 1 es una vista frontal esquemática de un aparato de limpieza de la impresora por chorro de tinta de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 es una vista esquemática desde arriba del aparato mostrado en la Figura 1;

la Figura 3 es una representación esquemática de los componentes asociados con el aparato de limpieza de la cabeza de impresión ilustrado en las Figuras 1 y 2;

las Figuras 4 y 4a ilustran la forma de un impulso de la presión aplicado a la tinta dentro de un depósito incorporado en la disposición ilustrada en la Figura 3;

la Figura 5 es una vista frontal esquemática en perspectiva de las porciones inferiores del aparato ilustrado en las Figuras 1 y 2;

la Figura 6 es una vista desde arriba de los componentes mostrados en la Figura 5;

las Figuras 7, 8, 9 y 10 son vistas esquemáticas de un colector de tinta de desecho y de un montaje de detector incorporado en el aparato esquemáticamente ilustrado en las Figuras 1 y 2;

la Figura 11 es una ilustración esquemática de un depósito de tinta alternativo mostrado en la Figura 3;

las Figuras 12 y 13 son vistas esquemáticas de dos disposiciones de detección del nivel de la tinta alternativas que pueden incorporarse dentro de la disposición de depósito mostrado en la Figura 11;

las Figuras 14, 15, 16 y 17 ilustran con mayor detalle una forma de realización de la invención que presenta las características generales de la disposición ilustrada en las Figuras 1 y 2;

la Figura 14 es una sección horizontal a través de montaje de la cabeza de impresión ilustrado en vista frontal en la Figura 15 y una vista en perspectiva de la Figura 16 y 17 y que muestra una sección parcial sobre la línea 17-17 de la Figura 14; y

las Figuras 18, 19, 20 y 21 ilustran una forma de realización práctica de una disposición de depósito del tipo general ilustrado en la Figura 11, siendo las Figuras 19 y 20 vistas sobre las líneas 19-19 y 20-20 de la Figura 18 y siendo la Figura 21 una sección sobre las líneas 21-21 de la Figura 20.

Con referencia a las Figuras 1 a 3, en ellas se ilustra de forma esquemática un aparato de impresión de acuerdo con la invención el cual comprende una cabeza de impresión 1 que tiene una superficie frontal 2 dentro de la cual se constituye una formación lineal de orificios 3, un dispositivo de suministro 4 para generar una corriente de aire (representada por las flechas 5) que barren de través la superficie 2, y una placa deflectora 6 situada corriente abajo de la superficie 2. En uso, la superficie 2 da frente a una trayectoria a lo largo de la cual son transportados los substratos que van a ser impresos (no mostrados). La tinta es proyectada desde los orificios 3 sobre dichos substratos. La cabeza de impresión 1 puede ser de cualquier tipo convencional. La superficie frontal 2 de dichas cabeza de impresión la cual define los orificios 6 es genéricamente designada como "placa de orificios", y ese término se utilizará en lo sucesivo en la presente memoria para referirse a la superficie 2 en la cual están constituidos los orificios 3. En la forma de realización descrita, la placa de orificios 2 es plana y se extiende verticalmente, aunque debe apreciarse que en otras formas de realización de la invención el orificio de placas 2 no necesita ser plano y puede estar montado para que quede inclinado respecto de la vertical, en cualquier ángulo entre 0º y 90º.

El dispositivo de suministro de aire 4 es alimentado con aire comprimido por medio de un conducto 7, siendo el suministro de aire controlado por una válvula 8 accionada por solenoide. Cuando la válvula 8 está abierta, la cortina de aire 5 se establece para barrer cualquier tinta o contaminante existente sobre la placa de orificios 2 hacia un orificio 9 definido entre un borde corriente abajo 10 de la placa de orificios y un borde corriente arriba 11 de la placa deflectora 6. La tinta barrida desde la placa de orificios 2 es dirigida por el flujo de aire hacia el interior del espacio libre 9 y a continuación fluye hacia abajo por gravedad para gotear desde un punto de goteo 12 situado sobre el borde inferior de la placa deflectora 6. Dicha tinta es recogida en un colector 13.

Como se muestra en la Figura 2, el dispositivo de suministro de aire 4 tiene una porción que se extiende hacia atrás (con respecto a la placa de orificios 2) que está acoplada al conductor de suministro de aire 7 y una porción terminal abierta dispuesta para dirigir la cortina de aire 5 dentro de un plano indicado mediante la línea A paralela a la placa de orificios 2. El extremo abierto del dispositivo de suministro de aire 4 define una salida alargada con una sección transversal sustancialmente rectangular. La salida puede tener por ejemplo 0,2 mm de ancho. Dicha disposición canaliza de manera eficiente una cortina de aire bien definida a través de la placa de orificios 2 hacia el borde corriente abajo 10 y hacia el espacio libre 9.

\newpage

El borde corriente arriba 11 de la placa deflectora 6 está retrasado desde la superficie 2 de la placa de orificios, situándose el borde 11 sobre un plano indicado mediante la línea B en la Figura 2, siendo el plano indicado por la línea B paralelo al plano indicado por la línea A. La separación entre el plano B y el plano que incluye la superficie 2 de la placa de orificios es inferior a 1 mm. La anchura del espacio libre 9 (que es la separación entre el borde 11 de la placa deflectora 6 y una línea a través del borde 10 de la placa de orificios 2 que se extiende en perpendicular a la línea B) oscila entre 0,5 mm y 1,5 mm, por ejemplo es de 1 mm.

La placa deflectora 6 se extiende en una dirección paralela en un plano indicado mediante la línea C, estando el plano C inclinado con respecto al plano de la placa de orificios 2 en un ángulo \alpha el cual en la forma de realización ilustrada es de 20º pero en general oscilará entre 10º y 35º. La placa deflectora 6 tiene una anchura (una dimensión en la dirección alejada de la cabeza de impresión paralela a la línea C) de aproximadamente 5 mm. El borde corriente abajo de la placa 6 está truncado para definir el ángulo \beta mostrado en la Figura 2. El ángulo (que es igual al ángulo incluido definido entre las superficies que se extienden desde el borde corriente abajo de la placa 6) será típicamente del orden de 110º pero en general oscilará entre 70º y 155º.

El borde corriente abajo de la placa 6 está truncado con el fin de mejorar el flujo de aire sobre la placa de orificios 2. Al imprimir por ejemplo una caja de cartón que define una superficie plana próxima al montaje de la cabeza de impresión, la presencia de la caja incrementa la presencia al flujo de aire. Si el borde corriente abajo de la placa 6 no estuviera truncado de forma que una superficie extendida estuviera definida extendiéndose en paralelo al plano A (correspondiente a la suma de los ángulos \alpha y \beta iguales a 180º), un pequeño espacio libre alargado se definiría entre el montaje de la cabeza de impresión y la caja corriente abajo de la placa 6. Dicho espacio libre produciría una resistencia al flujo de aire que podría romper el flujo de la cortina de aire a través de la placa de orificios 2.

La Figura 3 ilustra la interconexión de la cabeza de impresión 1, el dispositivo de suministro de aire 4 y el colector 13 de la tinta de desechos con los componentes asociados. La tinta es suministrada a la cabeza de impresión 1 desde un depósito 14. El depósito 14 comprende una primera entrada 15 conectada por medio de unas válvulas de control monodireccionales 16 y 17 (para asegurar el flujo unidireccional de tinta) con un conducto 18 que va desde un recipiente de almacenaje principal de suministro de tinta (no mostrado) hasta un conducto 19 que está acoplado mediante un mecanismo de reciclaje de la tinta al colector 13. El depósito 14 también tiene una segunda entrada 20 conectada por medio de una válvula 21 a un conducto de suministro de aire comprimido 22 y a un conducto de escape de aire 23 que termina en una válvula de limitador 24 que puede ser manualmente ajustada para modificar la velocidad a la cual el aire puede ser expulsado a través del conducto 23. La válvula es controlable para adoptar o bien un estado "abierto" en el cual los conductos 20 y 22 estén en comunicación, o un estado "cerrado" en el cual los conductos 20 y 23 estén en comunicación.

El conducto 19 está acoplado al colector de tinta 13 mediante un conducto 25 que comunica con una bomba 26, un conducto 27 dentro del cual la bomba 26 descarga la tinta procedente del colector 13, y una unidad de filtro 28 que asegura que solo la tinta que esté suficientemente limpia para ser reutilizada se descargue en el depósito 14.

La presión del aire es suministrada al dispositivo de suministro 24 será del orden de 300.000 Pa. La válvula 8 o bien estará cerrada o estará completamente abierta para proporcionar la presión de suministro al interior del dispositivo de suministro de aire 4. El aire comprimido suministrado a la válvula 8 estará adecuadamente regulado para mantener la presión deseada y el aire suministrado estará convenientemente limpio y filtrado. El mismo suministro de aire se utiliza para proporcionar aire comprimido al conducto 22 conectado a la válvula 21, pero la presión aplicada a la superficie de la tinta existente en el depósito 14 puede ser limitada de acuerdo con lo descrito con referencia a las Figuras 4 y 5. En el sentido de que en la forma de realización descrita la presión está limitada a 100.00 Pa por encima de la presión atmosférica, pero estará limitada a un margen de entre 20000 a 80000 Pa o de 40000 a 60000 Pa, por ejemplo.

Las válvulas 8 y 21 y la bomba 26 están controladas por un controlador 29. Cuando un substrato va a ser impreso la válvula 8 está cerrada y la válvula 21 está cerrada. Así no hay aire que fluya a través de la placa de orificios 2 y, por consiguiente, no hay riesgo de que los chorros de tinta proyectados sean desviados de su trayectoria prevista. En un momento en el que no se imprima, se ejecuta un proceso de purga en el cual inicialmente la válvula 8 se abre para establecer un flujo de aire a través de la placa de orificios 2, y a continuación la válvula 21 se abre para aplicar una presión positiva a la tinta dentro del depósito 14 haciendo que la tinta sea descargada fuera por los orificios 3 sobre la superficie de la placa de orificios 2. Esa tinta es a continuación desplazada por el aire que fluye a través de la placa de orificios y se agrupa en el espacio libre 9 situado sobre el lado corriente abajo sobre la placa de orificios. El flujo de aire a través de la placa de orificios 2 es a continuación cortado mediante el cierre de la válvula 8. La impresora está entonces lista para el siguiente ciclo de impresión. Puede llevar un tiempo para que la tinta se desplace hasta el interior del colector 13 pero dado que queda retenida en el espacio libre 9 existente en el lado corriente abajo de la placa de orificios 2 esto no impide el funcionamiento normal de la impresora. La bomba 26 se utiliza para transferir periódicamente tinta desde el colector 13 hasta el depósito 14. Por ejemplo, la bomba 26 puede ser activada durante un periodo de tiempo predeterminado después de cada procedimiento de purga.

El tiempo que transcurre entre el inicio del procedimiento de purga y la descarga de sustancialmente toda la tinta purgada sobre el espacio libre 9 es la suma de la dirección del periodo dentro del cual la tinta es purgada desde los orificios existentes en la placa de orificios 2 y el periodo de tiempo invertido para que la tinta purgada sea barrida hasta el interior del espacio libre 9. La reducción al mínimo del periodo durante el cual es aplicada una presión positiva sobre la tinta existente en el depósito es por consiguiente deseable y, de acuerdo con lo ilustrado en las Figuras 4 y 4a en la forma de realización descrita en la invención un impulso de corta duración de presión positiva es aplicado a la tinta existente en el depósito 14. La Figura 4 representa una ejecución idealizada que podría conseguirse utilizando componentes de activación extremadamente rápidos, mientras que la Figura 4A representa el rendimiento conseguido con componentes estándar fácilmente disponibles.

La mitad superior de la Figura 4 muestra un diagrama de la tensión respecto al tiempo que representa una tensión de control aplicada a la válvula 21, una tensión 0 correspondiente al cierre de la válvula 21 y 24 voltios correspondientes a la apertura completa de la válvula 21. Un impulso de tensión de control de duración T que tiene un borde delantero de elevación pronunciada y un borde trasero de caída pronunciada es aplicado a la válvula 21. La válvula 21 está dispuesta sin embargo en la posición de "cerrada" para conectar el conducto de escape 23 a la entrada 20 del depósito. Como resultado de ello, cuando la válvula 21 está cerrada el aire puede salir del depósito 14 a una velocidad determinada mediante la regulación de la válvula de limitador 24.

La mitad inferior de la Figura 4 muestra la variación de la presión positiva aplicada al depósito 14 con el tiempo. Se apreciará que la presión se eleva rápidamente tan pronto como la válvula 21 se abre pero cae relativamente despacio cuando la válvula 21 se cierra, estando determinada la velocidad de caída por la regulación de la válvula de limitador 24. Así, el impulso de presión aplicada a la tinta dentro del depósito 14 tiene un borde delantero de elevación relativamente rápida y un borde trasero o de caída relativamente lenta. Es deseable que el borde delantero se eleve de manera relativamente rápida en cuanto ello sirve para reducir al mínimo la duración del ciclo de purga. Es deseable contar con un borde trasero de caída lenta dado que, si el borde trasero es pronunciado, la retirada brusca resultante de la fuerza que determina que la tinta sea purgada fuera de los orificios puede provocar que los surtidores individuales resulten descebados o puede provocar que el aire sea succionado dentro de la cabeza de impresión lo que podría perturbar el funcionamiento de la cabeza de impresión. Un surtido será descebado si no está completamente lleno de tinta formando la tinta un menisco en el orificio de aspersión. En general, el periodo T será más de 1 segundo pudiendo utilizarse con éxito periodos más cortos de tiempo. Preferentemente T será inferior a 100 ms y se han obtenido resultados satisfactorios con unos impulsos de presión generados utilizando un impulso de tensión de una duración T entre 10 ms y 30 ms.

El resultado representado en la Figura 4 está idealizado en el sentido de que la presión comienza a responder sustancialmente de forma instantánea al impulso de control. En la práctica, dicho resultado no puede conseguirse utilizando componentes fácilmente disponibles y con unos costes apropiados. La Figura 4A ilustra el rendimiento conseguido en una forma de realización práctica de la invención en la cual la válvula 21 se obtuvo de MAC Valve Europe, número de pieza 34AA BA GD FA - 1BA con un tiempo de actividad específico de 3,4 ms (tiempo invertido para responder a una entrada de control de apertura de la válvula) y un tiempo de desactivación de 15 ms (tiempo invertido para responder a una entrada de control de cierre de la válvula). El limitador 24 se obtuvo de SMC UK número de pieza AS1001F-04 y tenía una simple disposición de tornillo ajustable manualmente. La parte superior de la Figura 4A representa una corriente arrastrada por la válvula, y la parte inferior representa la presión en la entrada 20.

Debe destacarse que hay un retardo de varios milisegundos después de que la válvula 21 comienza a arrastrar corriente (tiempo t_{1}) antes de que la válvula 21 empiece a abrirse, pero a continuación la válvula se abre rápidamente y la presión dentro de la entrada 20 del depósito se eleva rápidamente. La velocidad de elevación de la presión se corta cuando la presión se eleva hasta la presión de suministro existente en el conducto 22. Dado este corte de la velocidad de la elevación de la presión, y la corta duración del impulso de presión, la máxima presión aplicada al depósito de tinta puede situarse sustancialmente por debajo de la presión de suministro, por ejemplo, solo 50000 Pa con una presión de suministro de 100,00 Pa. De modo similar, hay un retardo después de que la corriente sobre la válvula 21 comienza a caer (tiempo t_{2}) antes de que la válvula 21 comience a cerrarse. Una vez que la válvula 21 comienza a cerrarse, hay una rápida caída inicial de la presión dentro de la entrada 20, pero a continuación hay una caída relativamente lenta de la presión dentro de la entrada 20 a medida que el aire fluye fuera a través del limitador 24. La rápida caída inicial de la presión reduce el periodo durante el cual la tinta está siendo purgada, mientras que la lenta caída subsecuente de la presión evita los problemas del descebado de los surtidores.

En el caso ilustrado en la Figura 4A, la salida de control sobre la válvula 21 tiene una duración (t_{-2}- t_{-1}) de 20 ms. El impulso de presión resultante tiene una duración de aproximadamente 30 ms hasta la rápida caída inicial de la presión, cayendo todavía más la presión durante un periodo de varias decenas de milisegundos. Una duración del impulso de la presión de 30 ms ha producido buenos resultados, pero se han obtenido resultados aceptables con la cabeza de impresión concreta utilizada empleando duraciones del impulso de presión en torno a entre 10 y 50 ms e impulsos de presión mayores resultarán apropiados con cabezas de presión diferentes y el equipamiento asociado.

Aunque un impulso de presión de una duración de 30 ms es preferente, incluso con un impulso de duración corto la tinta puede continuar siendo purgada de los orificios de la cabeza de impresión durante un periodo sustancial dependiendo de las características hidrodinámicas del montaje global. Por ejemplo, la tinta puede seguir purgándose durante más de 100 ms después de la terminación del impulso de presión. La cortina de aire que limpia la placa de orificios debe ser mantenida durante un tiempo suficiente para asegurar que toda la tinta purgada ha sido desplazada fuera de la placa de orificios, por ejemplo durante una duración de 200 ms o 300 ms. Cuanto más eficiente sea la limpieza mejor, en cuanto se reducirá el riesgo de que se pegue el polvo sobre la placa de orificios. En un entorno muy sucio, podría adoptarse una decisión para mantener la cortina de aire excepto durante la impresión, aunque habrá una transacción entre la eficacia de la limpieza y el coste del aire comprimido que suministra la cortina de aire.

Las Figuras 5 y 6 muestran con mayor detalle una posible disposición del colector 13 que recoge la tinta que gotea desde el punto de goteo 12 situado en el fondo de la placa deflectora 6. La Figura 5 es una vista en perspectiva esquemática desde el frente del colector 13, mientras que la Figura 6 es una vista desde arriba que muestra que el colector 13 tiene una primera porción 30 de pared frontal que se extiende en paralelo a la superficie 2 de la placa de orificios y una segunda porción 31 de pared frontal que se extiende en paralelo a la cara exterior de la placa deflectora 6. El colector 13 se extiende más allá de los bordes de la cabeza de impresión y de la placa deflectora de forma que la separación horizontal entre el borde superior de la porción de pared frontal 30 y la placa de orificios 2 oscila entre 0,5 y 2,5 mm y preferentemente es de aproximadamente 1 mm. La misma separación se mantiene entre el borde superior de la segunda porción 31 de la pared frontal y el plano de la superficie frontal de la placa deflectora 6. El borde superior de la porción 31 de la pared frontal está contorneado para seguir el borde inferior del punto de goteo 12 como se muestra en la Figura 12. Así, el borde superior de las primera y segunda porciones 30 y 31 de la pared frontal está en íntima proximidad con el punto de goteo 12 y del borde inferior de la placa de orificios 2. Esto facilita la rápida transferencia de tinta por acción capilar hasta el interior del colector 13.

El colector 13 está conformado para hacer que la tinta recogida discurra hacia atrás lejos de las porciones 30 y 31 de la pared frontal para desembocar en un sumidero en forma de copa desde donde es succionada y retirada mediante la bomba 26 (Figura 3). La tinta puede ser reciclada bombeando a través de la unidad de filtrado 28 que la introduce directamente en el depósito que está estrechamente acoplado a la cabeza de impresión como se muestra en la Figura 3, o, como una alternativa, a un recipiente de suministro principal que puede estar situado en un emplazamiento relativamente remoto y desde el cual la tinta es descargada hasta el depósito 14 para mantener el nivel de tinta del depósito 14 dentro de límite aceptables. El colector 13 puede ser modificado para soportar los componentes que posibiliten la detección de un problema resultante del sobreflujo del colector 13 y la detección de productos que se desplacen en íntima proximidad a la placa de orificios 2. Como se muestra en las Figuras 7 a 10, un emisor 32 y un detector 33 están montados de forma que sobresalgan desde la primera porción 30 de la pared frontal del colector 13, que es la porción inmediatamente por debajo de la placa de orificios 2. El emisor y el detector están montados para que sobresalgan en una pequeña distancia, por ejemplo 2 mm, desde la pared 30. El emisor 32 y el detector 33 están montados en un ángulo \gamma (típicamente de manera aproximada de 70º) respecto del plano de la porción frontal 30 del colector 13 para que se sitúen ligeramente en ángulo uno con respecto a otro. El emisor y el receptor son también montados en un ángulo \delta de aproximadamente 5º respecto a la horizontal. Es preferente montar el detector y el emisor desde arriba de esta forma para reducir el riesgo de que se detecten señales no deseadas como resultado, por ejemplo, de la reflexión procedente de un transportador o elemento similar sobre el cual los substratos que van a ser impresos (por ejemplo cajas) son transportados más allá de la placa de orificios.

El emisor 32 y el detector 33 están conectados al controlador 29 de la Figura 3. Las señales recibidas por el detector 33 incluyen un componente que representa una cantidad de luz emitida por el emisor 32 y transmitida directamente al detector 33. Dicha comunicación directa entre un emisor y un detector se designa genéricamente como "conversación cruzada". La señal recibida por el detector puede también incluir un componente adicional que represente la luz que ha sido emitida por el emisor 32 y reflejada de nuevo hasta el detector desde un objeto situado enfrente del par emisor/detector. Este segundo componente de la señal detectada puede ser procesado por el controlador 29 para proporcionar una señal que represente la presencia de un objeto enfrente de la cabeza de impresión el cual en circunstancias normales será un objeto que defina una superficie sobre la cual una información va a ser impresa. Mediante la apropiada regulación de la circuitería del emisor/detector, la disposición puede montarse para limitar el alcance de las distancias de separación respecto de los sensores a las que el "producto" puede ser detectado. En algunos procesos de impresión es ventajoso ignorar los productos que están más allá de una determinada distancia máxima aceptable de separación respecto de la cabeza de impresión.

Así el par emisor/detector tal como se muestra en las Figuras 7 a 10 puede ser utilizado para mostrar la presencia de una caja u objeto similar sobre el cual va a ser impreso un motivo. Pero también sin embargo el par emisor/detector puede ser utilizado para detectar el sobreflujo de la tinta recogida. Para conseguir esto, una salida 34 del sobreflujo se define en la porción 30 de la pared frontal inmediatamente por encima del detector 33. En circunstancias normales, los niveles de tinta del colector 13 serán tales que la tinta no pueda fluir a través de la salida 34 de sobreflujo. Dichas circunstancias se representan en la Figura 9. Si, no obstante, como resultado de un fallo la tinta recogida no es descargada por el colector 13 a través del conducto 25, el nivel de tinta se elevará de tal forma que la tinta fluirá a través de la salida 34 sobre el detector 33. La tinta de sobreflujo discurre hacia abajo, por la fuerza de la gravedad, por la cara frontal 30 del colector 13 e incide sobre la parte superior del detector 33. La tinta a continuación fluye alrededor de la circunferencia del detector, bloqueando así parte de la pared lateral del detector. Esto produce un cambio en el componente de "conversación cruzada" de la salida de la señal por el detector y mediante el adecuado procesamiento de esta señal el controlador 29 puede detectar el sobreflujo de tinta. Como resultado de ello el controlador 29 puede enunciar o de cualquier otra forma comunicar un aviso de la situación de fallo.

En la forma de realización de la invención ilustrada en la Figura 3, el depósito 14 desde el que la tinta es descargada sobre la cabeza de impresión 1 se muestra como un depósito único. Dicha disposición es aceptable si la extensión vertical de la formación de orificios 3 de la placa de orificios 2 está limitada a, por ejemplo, 10 mm. Si se requiere una extensión vertical mayor de la formación de orificios, es deseable dividir la placa de orificios en secciones verticalmente separadas siendo suministrada cada sección a partir de una sección de depósito separada, estando situada la sección de depósito en alturas diferentes de forma que las posiciones virtuales relativas de cada par de sección de depósito/sección de placa de orificios sean sustancialmente las mismas. Así la placa de orificios recibe tinta procedente de múltiples conductos de suministro de tinta, succionando cada conducto una sección del depósito sobre una sección de placa de orificios respectiva. Esto evita que la presión hidrostática presente una diferencia de presión demasiado grande entre los orificios de la parte superior de la formación y los orificios de la parte inferior de la formación. Dichas presiones hidrostáticas pueden determinar que o bien los orificios de la parte más elevada no estén correctamente cebados o que la tinta sea descargada de forma no intencionada de los orificios adyacentes al fondo de la formación. La Figura 11 ilustra un depósito 14 dividido en cuatro secciones verticalmente separadas alimentando cada sección un grupo respectivo de orificios.

Con referencia a la Figura 11, el depósito 14 esquemáticamente ilustrado comprende una sección más elevada 35 del depósito, una sección de más abajo del todo 36 del depósito, una sección superior intermedia 37 del depósito y una sección inferior intermedia 38 del depósito. La tinta puede suministrarse a la sección más elevada 35 desde la primera entrada 15 del depósito (véase la Figura 3). La sección más elevada 35 del depósito tiene un sobreflujo de forma que si esa sección resulta sobrellenada la tinta se desbordará penetrando en la sección superior intermedia 37. De modo similar, la sección 37 se desborda penetrando en la sección 38 y la sección 38 se desborda y penetra en la sección 36. En circunstancias normales, la sección de más abajo 36 nunca se desbordará. Cada una de las secciones está conectada a una salida respectiva 39 la cual a su vez está conectada a un grupo respectivo de surtidores de la cabeza de impresión asociado. La disposición vertical de cada sección del depósito con respecto al grupo respectivo de orificios es sustancialmente la misma de forma que se aplicarán los mismos diferenciales de presión en el caso de que cada uno de los cuatro grupos de orificios constituya la formación única de orificios de la cabeza de impresión. Normalmente, el interior de un compartimento dentro del cual está alojada cada una de las secciones 36 a 38 del depósito se mantendrá en una presión atmosférica normal. Durante un procedimiento de purga, sin embargo, esa presión se incrementará en aproximadamente 100,00 Pa como resultado del bombeo de aire comprimido dentro del depósito a través de la entrada 20. Una placa de pantalla 40 está dispuesta sobre la entrada 20 para distribuir de manera uniforme el aire comprimido entrante a través de todas las secciones del depósito.

Cada sección del depósito está provista de una disposición de sensores esquemáticamente representada en la Figura 11 mediante unos círculos 41. Cada sensor proporciona una salida al controlador 29 (Figura 3) representativa del nivel de tinta existente dentro de la respectiva sección del depósito. Si uno cualquiera de los sensores indica que el nivel de tinta existente dentro de la sección del depósito respectiva ha caído por debajo de un límite inferior determinado, la tinta es bombeada dentro del depósito para ser inicialmente descargada dentro de la sección más alta 41 del depósito. Si es esa sección la que ha sido indicada como vacía, la tinta es suministrada hasta que el sensor del nivel de esa sección indique que el nivel se ha elevado hasta un límite superior predeterminado. En dichas circunstancias la tinta no se desborda desde la sección más elevada 35 del depósito. Si, no obstante, un sensor del nivel asociado con una de las otras tres secciones del depósito indica que la sección respectiva necesita ser rellenada, la tinta sigue suministrándose desde la sección más elevada 35 pero cae en cascada por abajo de la serie de secciones del depósito hasta que llega al depósito que requiere ser rellenado. Tan pronto como ese depósito ha sido rellenado, hasta un nivel predeterminado, el suministro de tinta a la sección más elevada se detiene.

Los volúmenes de tinta descargados desde y suministrados a las diversas secciones del depósito son relativamente pequeños. Como resultado de ello, si por ejemplo la sección de más abajo 36 requiriera ser rellenada y la tinta fuera bombeada continuamente dentro de la sección más elevada hasta que la sección más baja 36 estuviera llena, podría resultar que se descargara tanta tinta sobre la sección más elevada en el momento de que la sección de más abajo 36 estuviera llena, de forma que la sección de más abajo podría desbordarse una vez que toda la tinta ya descargada se desbordara hacia abajo hasta la sección más elevada. Para evitar que esto suceda, la tinta puede ser suministrada a la sección más elevada 35 de manera controlada. Por ejemplo, siempre que se produzca una señal para una demanda de tinta por parte de uno de los sensores 41, podría suministrarse un volumen de tinta controlado, limitándose el volumen a asegurar que no se produzca un sobreflujo. Si después de un retardo predeterminado se sigue produciendo una demanda de tinta podría de nuevo suministrarse el mismo volumen, repitiéndose el ciclo hasta el momento en que la señal indicativa de una demanda de tinta hubiera desaparecido. Por ejemplo la tinta podría ser bombeada hasta el interior de la sección más elevada del depósito durante un periodo fijo y a continuación podría detenerse el suministro de tinta durante un segundo periodo fijo. Dicho procedimiento evita el riesgo de sobreflujo.

La Figura 12 es una ilustración esquemática de un sensor del nivel de la tinta que podría utilizarse para detectar el nivel de la tinta en cada una de las secciones 35 a 38 del depósito. Un sensor magnético de efecto Hall 42 está montado en la superficie exterior de la pared 43 del depósito de tinta. Montado dentro del depósito se encuentra un flotador 44 siendo el flotador 44 soportado sobre un brazo inferior 45 que es soportado mediante pivote sobre un brazo superior 46 fijado a la pared interior del depósito. El brazo inferior de pivote 45 soporta un imán 47. El nivel de tinta cuando el depósito está sustancialmente vacío se indica mediante la línea 48. Si el nivel de tinta se eleva el flotador se desplaza hacia arriba con la tinta, haciendo que el imán 47 oscile y se separe de la pared 43 y por tanto se aleje del detector de efecto Hall 42. El detector de efecto Hall 42 puede estar conectado a un circuito de detección que señale que el depósito está sustancialmente vacío tan pronto como el imán 47 se desplaza en íntima proximidad con la pared 43. Por tanto la salida del sensor de efecto Hall 42 puede ser utilizada para controlar el suministro de tinta hasta el depósito.

Con referencia a la Figura 13, se describirá un sensor del nivel de la tinta alternativo ilustrado en la Figura 12. En la disposición de la Figura 13, un flotador 49 está montado sobre un brazo 50 el cual está montado para pivotar alrededor de un eje de pivote 51, siendo el eje de pivote soportado sobre un miembro 52 que forma parte de la tapa de depósito. Un sensor de efecto Hall 53 está montado sobre el miembro de tapa 52. El brazo 50 soporta un imán bipolar 54 dispuesto de tal forma que la rotación del brazo 50 alrededor del pivote 51 altera sustancialmente el campo magnético al cual está expuesto el detector de efecto Hall 53. Por tanto puede utilizarse una salida del detector de efecto Hall 53 para controlar el suministro de tinta al depósito en el cual está situado el flotador 49, correspondiendo la orientación del flotador 49 de la Figura 13 con un estado vacío del depósito.

Con referencia a las Figuras 14, 15, 16 y 17, en ellas se muestran determinados detalles estructurales de una forma de realización de la invención que funciona de acuerdo con lo descrito con referencia a las Figuras 1 a 3. Un cuerpo moldeado y mecanizado 55 de una sola pieza define una placa deflectora 56 correspondiente a la placa deflectora 6 de las Figuras 1 a 3 y una entrada de aire 57 la cual en uso está conectada a un conducto de suministro de aire correspondiente al conducto de suministro de aire 7 de las Figuras 1 a 3. Un cuerpo de cabeza de impresión 58 está montado sobre el cuerpo 55, definiendo el cuerpo de cabeza de impresión una placa de orificios 59 correspondiente a la placa de orificios 2 de las Figuras 1 a 3. Una formación lineal de orificios se extiende hacia abajo por el centro de la placa de orificios 59 en la posición indicada por el numeral 60. Una placa 61 está fijada mediante unos tornillos 62 al cuerpo 55, definiendo la placa 61 con el cuerpo un canal 63 que comunica con la entrada de aire 57 y desde el cual se dirige una cortina de aire a través de la placa de orificios 59 cuando la entrada de aire 57 es conectada a un suministro de aire comprimido. Debe destacarse que, como en la forma de realización de la Figura 2, la superficie encarada hacia los sustratos que van a ser impresos está truncada sobre el lado corriente abajo de la placa deflectora. Mientras que en la Figura 2, el truncamiento se sitúa a partir de un borde agudo situado en el lado corriente abajo de la placa 6, en la Figura 14, el truncamiento se produce a partir de una superficie que se extiende en paralelo a la placa de orificios 59 desde el borde corriente abajo de la placa deflectora 56.

En uso, cuando la tinta es purgada desde los orificios 60 y una cortina de aire es dirigida a través de la placa de orificios 59, ese aire empuja la tinta purgada hasta el borde corriente abajo 64 de la placa de orificios 59 y la tinta fluye a través de un espacio libre definido entre el borde corriente abajo 64 y un borde corriente arriba 65 de la placa de deflexión 56 para entrar en un canal de recogida 66 definido detrás de la placa deflectora 56. La tinta a continuación fluye hacia abajo por el canal 66 para su recogida y recirculación. Un volumen sustancial de tinta puede quedar retenido dentro del canal 66 de forma que, incluso si es purgado un volumen relativamente grande sobre la placa de orificios 59, todo ese volumen puede ser desviado hasta y retenido dentro del canal 66 a la espera del flujo descendente de la tinta retenida dentro del colector de tinta al pie de la placa deflectora 56. En la forma de realización ilustrada, el espacio libre entre los bordes 64 y 65 es de 1 mm, y el canal 66 dentro del cual se abre el espacio libre tiene una sección transversal rectangular con una longitud de 4 mm y una anchura de 1 mm.

La tinta que fluye por debajo del canal 66 fluye sobre una proyección 67 dispuesta sobre una cavidad conformada en la base del montaje que forma un recipiente de recogida de tinta. Un tornillo de cabeza hendida está situado dentro del recipiente y puede ser manualmente ajustado para que justo toque la proyección 67 sobre la cual la tinta fluye, facilitando de esta forma el flujo de tinta dentro del colector y reduciendo al mínimo el riesgo de que se forme una gran gota de tinta en la base del canal 66 y reduciendo con ello al mínimo el riesgo de que el canal 66 se llene de tinta de forma que una parte de la tinta pudiera emerger en la dirección hacia delante desde el canal 66.

Con referencia ahora a las Figuras 18 a 21, en ellas se ilustra una forma de realización de un depósito de cuatro secciones funcionalmente equivalente al descrito con referencia a la Figura 11. El montaje comprende un moldeo maquinado 68 dividido por tres tabiques 69, 70 y 71 en una sección más elevada 72, una sección de más abajo 73, una sección superior intermedia 74 y una sección inferior intermedia 75. Una ranura 76 está conformada en cada uno de los tabiques 69, 70 y 71, definiendo cada ranura un borde inferior 77 sobre el cual puede desbordarse la tinta desde un depósito al depósito inferior inmediatamente adyacente. Una vía de paso respectiva 78 de salida de flujo de tinta comunica con la base de cada una de las secciones del depósito. Cada sección del depósito recibe un montaje de detección del nivel que incluye un flotador 79. Los montajes de detección del nivel pueden ser del tipo descrito con referencia a la Figura 12, controlando cada flotador la posición de un imán cuya posición a su vez es detectada por un detector de efecto Hall (no mostrado) montado en un rebajo de una superficie exterior de la carcasa 68.

El modo de funcionamiento de la disposición ilustrada en las Figuras 18 a 21 es como el descrito con referencia a la Figura 11, esto es la tinta es suministrada a la sección de más arriba 72 siempre que uno cualquiera de los flotadores 79 caiga hasta un nivel indicativo de que el depósito dentro del cual ese flotador está situado está sustancialmente vacío.

La carcasa 68 mostrada en las Figuras 18 a 21 está en uso cerrada mediante una placa superior (no mostrada) que tiene una abertura central de entrada de aire, estando situada una placa de pantalla inmediatamente por debajo de la placa de cierre para distribuir de manera uniforme el aire entrante sobre las cuarto secciones del depósito. Esto evita la posibilidad de una irrupción repentina de aire que desplace la tinta desde una sección del depósito situada por debajo de la entrada de aire.

Claims (13)

1. Un aparato para mantener una cabeza de impresión (1) de una impresora por chorro de tinta en estado de funcionamiento, definiendo la cabeza de impresión una formación de orificios (3) desde los cuales se proyectan en uso unos chorros de tinta, comprendiendo el aparato unos medios (20, 21, 22, 23, 24) adaptados para aplicar un impulso de presión a la tinta dentro de la cabeza de impresión (1) suficiente para proyectar tinta desde cada orificio (3) cuando no se utiliza para proyectar tinta, caracterizado porque el impulso de presión tiene un borde delantero de elevación relativamente rápida y un borde trasero de caída relativamente lenta.

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el impulso tiene una duración desde el inicio del borde delantero hasta el inicio del borde trasero de al menos 1 segundo.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha duración es inferior a 300 ms.

4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicha duración es inferior a 100 ms.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha duración es de 10 ms a 50 ms.

6. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los medios de aplicación de presión (20, 21, 22, 23, 24) comprenden una válvula (21) que puede ser conmutada entre un primer estado en el que una fuente de aire comprimido está conectada a una disposición de suministro de tinta (14), y un segundo estado en el que la disposición de suministro de tinta (14) está conectada a un conducto de escape (23) que comunica con la atmósfera por medio de un limitador (24) del flujo de aire.

7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el limitador (24) del flujo de aire puede ajustarse manualmente para posibilitar el control de la pendiente del borde trasero del impulso de presión.

8. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende un medio (29) para aplicar el impulso de presión después de que se ha llevado a cabo un número predeterminado de operaciones de impresión mediante la proyección de tinta a partir de los orificios (3).

9. Un aparto de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el número predeterminado es 1.

10. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que los medios de aplicación de presión (20, 21, 22, 23, 24) limitan la presión máxima aplicada sobre la tinta hasta 300,000 Pa.

11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la presión máxima está limitada a 100,000 Pa.

12. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la presión máxima está limitada a una presión dentro del margen de 20000 a 80000 Pa.

13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la presión máxima está limitada a una presión dentro del margen de 40000 a 60000 Pa.