ES2344664T3 - Dispositivo de deflexion y de carga de gotas para impresion por chorro de tinta. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo para la carga selectiva de gotas de líquido conductor, que incluye: - un depósito de líquido presurizado (2, 8) que comprende al menos una boquilla de expulsión (4) del líquido en forma de chorro continuo (14); - medios (10, 12) para perturbar el chorro (14) y generar así segmentos de chorro (18) con longitudes ajustables entre una primera longitud (l) y una segunda longitud (L) superior a la primera longitud, estando el punto de ruptura (B) del chorro a la misma distancia de la boquilla (4) para todos los segmentos; - medios de carga (20, 22) puestos a un potencial constante para transferir una carga eléctrica a un segmento de chorro (18), siendo la carga transferida diferente dependiendo de la longitud (l, L) del segmento (18), que comprenden un primer elemento de carga (20) que se extiende sobre un primer grosor a lo largo de la trayectoria del chorro (14) desde el punto de ruptura (B), y un segundo elemento de carga (22) aguas abajo del primer elemento de carga (20) a lo largo de la trayectoria del chorro (14).

Description

Dispositivo de deflexión y de carga de gotas para impresión por chorro de tinta.
Campo técnico
La invención se encuentra en el campo de la proyección líquida que es inherentemente diferente de las técnicas de atomización, y más en particular a la producción controlada de gotas calibradas, por ejemplo utilizadas para impresión digital.
La invención se refiere particularmente a la desviación selectiva de gotas, por lo que un campo de aplicación preferido aunque no exclusivo es la impresión por chorro de tinta. El dispositivo de acuerdo con la invención se refiere a cualquier sistema de producción de un segmento líquido asíncrono en el campo de chorro continuo, por oposición a las técnicas de goteo a demanda.
Estado de la técnica anterior
El funcionamiento típico de una impresora de chorro continuo se puede describir como sigue: una tinta eléctricamente conductora se mantiene bajo presión en un depósito de tinta. El depósito de tinta alimenta una cámara que contiene tinta que va a ser estimulada por medio de un dispositivo de estimulación de tinta. Trabajando desde dentro hacia fuera, la cámara de estimulación comprende al menos un pasaje de tinta hacia una boquilla calibrada taladrada en una placa de boquilla: la tinta presurizada fluye a través de la boquilla, formando así un chorro de tinta.
El chorro de tinta así formado se rompe en un punto bien definido aguas abajo de la placa de boquilla y produce gotas de tinta a intervalos de tiempo regulares bajo la acción del dispositivo de estimulación periódica alojado en la cámara de tinta; esta fragmentación forzada del chorro de tinta se induce en un punto denominado el punto de ruptura de gota por medio de las vibraciones periódicas del dispositivo de estimulación situado en la tinta contenida en el depósito de tinta.
Comenzando desde el punto de ruptura, el chorro continuo se transforma en una secuencia de gotas de tinta. A continuación se utilizan una diversidad de medios para seleccionar gotas que serán dirigidas hacia un sustrato que va ser imprimido, o hacia un dispositivo de recuperación denominado comúnmente canalón. Por lo tanto, el mismo chorro continuo se utiliza para imprimir o para no imprimir el sustrato con el fin de realizar los patrones de impresión requeridos.
Tales impresoras de chorro continuo pueden comprender diversas boquillas de impresión que funcionan simultáneamente y en paralelo, con el fin de incrementar el área superficial impresa y, por lo tanto, la velocidad de
impresión.
Los medios de selección de gotas habituales comprenden un primer grupo de electrodos próximos al punto de ruptura denominados electrodos de carga, cuya función es transferir selectivamente una carga eléctrica predeterminada a cada gota. Todas las gotas en el chorro, algunas de las cuales han sido cargadas, pasan entonces a través de un segundo conjunto de electrodos denominados electrodos de deflexión que generan un campo eléctrico que modificará la trayectoria de las gotas dependiendo de su carga.
Esta deflexión electrostática de gotas líquidas surgidas de la fragmentación de un chorro continuo es una solución ampliamente utilizada en la impresión por chorro de tinta. Por ejemplo, la variante de chorro continuo desviado descrita en el documento US 3.596.275 (Sweet) consiste en proporcionar una multitud de voltajes para cargar gotas con una carga predeterminada, en un instante de aplicación sincronizado con la generación de gotas de modo que se controle de modo preciso una multitud de trayectorias de gotas. El posicionamiento de gotas en tan sólo dos trayectorias preferidas asociadas con dos niveles de carga da como resultado una tecnología de impresión por chorro continuo binaria, descrita en el documento US 3.373.427 (Sweet).
Para todos estos dispositivos, la señal de carga se determina de acuerdo con la trayectoria que va a seguir la gota, y otros factores. Las principales desventajas de este concepto para su uso con chorros múltiples son en primer lugar la necesidad de situar diferentes electrodos próximos a cada chorro, y en segundo lugar controlar cada electrodo individualmente.
Otra aproximación consiste en ajustar el potencial de carga y variar la señal de estimulación para desplazar la posición de ruptura del chorro: la cantidad de carga transportada por cada gota, y consecuentemente la trayectoria de la gota será diferente, dependiendo de si la gota se forma cerca o lejos de un electrodo de carga común a todo el montaje de chorros. El ajuste de los electrodos de carga puede ser más o menos complejo: en el documento US 4.346.387 (Hertz) se explora una multitud de configuraciones. La principal ventaja de esta aproximación es la simplicidad mecánica del bloque de electrodos, pero las transiciones entre dos niveles de deflexión no pueden ser manejadas fácilmente: la transición de un punto de ruptura a otro produce una serie de gotas con trayectorias intermedias no controladas.
En el documento EP 0949077 (Imaje) se han considerado soluciones para superar esta dificultad que comprenden una modulación de la longitud de ruptura, pero con una tolerancia estrecha en la longitud de ruptura (típicamente de unas decenas de micrómetros) que es difícil de controlar; o el manejo de porciones de chorro parcialmente cargadas con una longitud equivalente a la distancia que separa dos posiciones de ruptura claramente definidas en el documento EP 1.092.542 (Imaje), aunque esto requiere el manejo de dos puntos de ruptura y la frecuencia de generación de gotas útil tiene que ser reducida, con la producción de segmentos de chorro inutilizables.
En general, incluso para los desarrollos más recientes, tales como desarrollos llevados a cabo por la compañía Kodak para su generador de gotas basado en una técnica de estimulación térmica que permite modos de producción de gotas excepcionales (por ejemplo, el documento EP 0911167), las soluciones propuestas siempre plantean el problema de las transiciones entre la posición deflectada del chorro y la no deflectada.
Una alternativa sugería la presencia de gotas de diferentes tamaños y la deflexión selectiva de acuerdo con los tamaños de gota por proyección transversal de un flujo de aire, como se describe en el documento US 2003/0222950. Sin embargo, en este caso la producción, circulación y recuperación de un flujo de aire uniforme es difícil de llevar a cabo sin aumentar las fluctuaciones inducidas por el aire a lo largo de la trayectoria de las gotas.
El documento US-A-4.350.986 muestra un sistema de chorro de tinta continuo que genera gotas de diferentes diámetros.
Sumario de la invención
Una de las ventajas de la invención es superar las desventajas de los cabezales de impresión existentes; la invención se refiere a la definición de una trayectoria para gotas de acuerdo con su tamaño.
Más generalmente, la invención se refiere a medios para cargar gotas emitidas por un chorro continuo dependiendo de la longitud de los segmentos del chorro del cual se generaron, y particularmente de su diámetro, sin ninguna acción sobre su punto de ruptura: la carga de las gotas, y por lo tanto su futura deflexión, se determina cuando el chorro es perturbado, sin necesidad de modificar los ajustes de control sobre el lado aguas abajo de los medios de carga y deflexión. De acuerdo con la invención, no se forman gotas con diámetros diferentes por medio de la ruptura de un chorro que tiene un diámetro variable, sino mediante la ruptura de un chorro cilíndrico en el mismo punto de ruptura pero a intervalos de tiempo variables de modo que el chorro forme segmentos con distintas longitudes; la tensión superficial formará así gotas más pequeñas y más grandes. El factor de forma cilíndrico de cada segmento es tal que su longitud es mayor que su diámetro: no se produce una porción de un chorro cuasi esférica, al contrario que con la técnica anterior.
De acuerdo con un aspecto, la invención se refiere a un dispositivo para generar gotas cargadas selectivamente a partir de un depósito de líquido conductor presurizado. El dispositivo comprende medios para perturbar el radio del chorro de modo que se rompa en segmentos con longitudes primera y segunda, estando el punto de ruptura prácticamente a la misma distancia de la boquilla de expulsión independientemente de la longitud de los segmentos; ventajosamente, se proporciona un número de boquillas grande de modo que se obtiene un conjunto de chorros, estando cada chorro controlado preferiblemente de modo individual. De acuerdo con una realización ventajosa, los medios de perturbación del chorro comprenden un accionador piezoeléctrico que actúa sobre la cámara, por ejemplo a través de una membrana y activado por una señal de estimulación eléctrica.
El dispositivo comprende asimismo medios para cargar al menos algunos segmentos, comprendiendo estos medios de carga un elemento a un potencial eléctrico fijo situado alrededor del punto de ruptura del chorro. Los medios de carga transfieren selectivamente una carga al segmento de chorro mientras éste se desgaja del chorro continuo a una distancia dada de la boquilla, el denominado punto de ruptura de chorro; en general, el campo eléctrico generado por los medios de carga actúa a lo largo de la longitud del segmento. Cada segmento puede generar una gota, en cuyo caso la carga transferida a las gotas es diferente dependiendo del diámetro de la gota, debido a la diferencia en la longitud del segmento de chorro cilíndrico del cual son emitidas. Es posible asimismo que los segmentos sucesivos más cortos se aglutinen de nuevo, uniéndose entre sí y formando de este modo gotas más grandes: por ejemplo, el chorro produce gotas de diámetro uniforme pero con diferentes cargas.
Se prevén diferentes configuraciones para los medios de carga. De acuerdo con una realización, los medios de carga comprenden un primer electrodo con un espacio libre alrededor del punto de ruptura, y un segundo electrodo en el lado aguas abajo: se forman pequeñas gotas dentro del espacio libre mientras que los segmentos que forman gotas grandes se proyectan hacia fuera del espacio libre y son cargados por el segundo electrodo. Este segundo electrodo puede actuar asimismo como un medio de deflexión de gotas grandes con relación a gotas pequeñas.
De acuerdo con otra realización, los medios de carga comprenden un bloque con diversos electrodos sucesivos, particularmente dos electrodos, en forma de placa. Las gotas pequeñas se forman en frente del primer electrodo y son cargadas sólo por el primer electrodo, mientras que en las gotas grandes están afectadas por la influencia del otro electrodo de modo tal que la carga embebida es diferente dependiendo del tamaño de las gotas y/o de la longitud del segmento del cual proceden.
El dispositivo de acuerdo con la invención comprende ventajosamente medios de deflexión, usualmente un electrodo, aguas abajo del lugar donde se forman las gotas cargadas, para diferenciar la trayectoria de las gotas.
De acuerdo con otro aspecto, la invención se refiere a un método para cargar selectivamente gotas dependiendo de la longitud del segmento del cual se derivan en el momento de su formación por la ruptura de un chorro continuo, en el que la carga se transfiere a los segmentos en formación por al menos un electrodo, de acuerdo con su longitud. Una vez que la carga ha sido transferida, se puede provocar una deflexión diferencial entre gotas de diferente tamaño o gotas con un origen diferente. Los segmentos se forman ventajosamente en el mismo punto de ruptura independientemente de su longitud por una perturbación del chorro continuo mediante un pulso de estimulación con una amplitud y duración apropiadas, aplicado sobre un accionador piezoeléctrico.
El dispositivo y el método de acuerdo con la invención son particularmente adecuados para un cabezal de impresión por chorro de tinta, siendo discriminadas las gotas para impresión y para recuperación.
Breve descripción de los dibujos
Otras características y ventajas de la invención aparecerán más claramente tras leer la siguiente descripción con referencia a los dibujos adjuntos, ofrecidos como ilustraciones y que en modo alguno son limitativos.
La figura 1 muestra una vista en sección de un generador de gotas adecuado para el dispositivo de acuerdo con la invención.
La figura 2 ilustra el principio de generación de gotas y carga de acuerdo con la invención.
La figura 3 muestra una descripción de la señal de control del accionador piezoeléctrico.
La figura 4 muestra una realización preferida de la invención.
Presentación detallada de realizaciones particulares
El dispositivo de carga de acuerdo con la invención se aprovecha del hecho de que las gotas pueden ser producidas con diferentes diámetros a demanda dentro del chorro continuo: el chorro de tinta puede ser fragmentado en segmentos de longitud variable que pueden reagruparse de nuevo o no, formando así gotas más grandes o más pequeñas, dependiendo del patrón de repetición de la perturbación aplicado al mismo.
La producción de las gotas no está inducida por la variación del diámetro del propio chorro: al contrario que en un proceso de expulsión como el divulgado en el documento US 4.350.986 (Hitachi), no hay modificación del chorro de modo que se formen porciones con diámetros más pequeños y más grandes entre las cuales el chorro se rompería para formar gotas más pequeñas y más grandes. De acuerdo con la invención, el chorro permanece substancialmente cilíndrico y se rompe en segmentos substancialmente cilíndricos.
Además, de acuerdo con la invención y a diferencia de la técnica anterior, las gotas se forman debido a la ruptura del chorro a una distancia prácticamente constante de la boquilla de expulsión, en otras palabras, en un punto fijo con relación al electrodo de carga, independientemente de la longitud del segmento y del diámetro de la gota considerada. En particular, a diferencia del dispositivo descrito en el documento EP 1.092.542 (Imaje), en el cual las gotas y los segmentos se separan del chorro continuo a distancias diferentes de la boquilla, de acuerdo con la invención la estimulación es tal que el chorro se rompe en la misma posición, y la longitud que se proyecta desde este punto de ruptura que forma el segmento o la gota difiere.
Un generador de gotas 1 que es particularmente adecuado para la invención se ilustra en la figura 1, aunque se pueden prever otros tipos de generadores y particularmente generadores térmicos. La tinta presurizada se suministra a un segundo depósito 2 interior al generador 1; el depósito 2 distribuye tinta a una red de boquillas 4, de las que sólo se muestra una en la sección de la figura 1. Cada boquilla 4 está alimentada por una trayectoria hidráulica individual que comprende una secuencia de canales; en particular, uno de los canales 6 realiza una función de restricción, y un segundo canal 8 es una cámara de estimulación, en otras palabras, una cavidad rellena con tinta en la cual una de las caras, por ejemplo una membrana 10, se deforma bajo la acción de un accionador piezoeléctrico 12.
El volumen de tinta atrapado en la cámara 8 varía de acuerdo con la acción del elemento piezoeléctrico 12, controlado el mismo por un voltaje eléctrico: el efecto de esta acción es modular el radio del chorro líquido 14 emitido por la boquilla 4.
Preferiblemente, cada chorro 14 emitido por el generador 1 puede estar controlado individualmente y de modo similar. Si no existe ninguna estimulación, la tinta fluye a través de cada boquilla 4 formando un chorro líquido 14 continuo y cilíndrico. Este chorro 14 se fragmenta en gotas 16 de un modo controlado (véase la figura 2) cuando una señal eléctrica denominada señal de estimulación se aplica al elemento piezoeléctrico 12, modificando por lo tanto la presión sobre el líquido.
La señal de estimulación tiene típicamente la forma de pulsos, como se ilustra en la figura 3a: la consecuencia del pulso de duración \tau_{0} es perturbar localmente el chorro 14, conduciendo a la fragmentación en segmentos 18 (dependiendo de la duración e intensidad del pulso eléctrico), gracias a las leyes de mecánica de fluidos y eso dará lugar a la formación de gotas 16, debido a fenómenos de tensión superficial. Además, si repetición de pulsos \tau_{0} es periódica y constante, la fragmentación se controla con una producción de segmentos 18a de una longitud calibrada que producen gotas equidistantes de idéntico tamaño: véase la figura 2.
Actuando sobre los intervalos temporales de estimulación, en otras palabras repitiendo pulsos a una frecuencia variable, es posible variar el tamaño de las gotas producidas. En particular, una parada de duración variable en la estimulación proporciona los medios para controlar la longitud del segmento: todo lo necesario para formar una gota pequeña 16b es reducir la longitud del segmento 18b y, por lo tanto, detener temporalmente la estimulación por un tiempo más corto: véase la figura 3b.
Un generador adecuado puede funcionar asimismo en múltiples chorros, por ejemplo formando un conjunto de chorros, típicamente 100 chorros situados en el mismo plano, con una separación de 250 \mum: la boquilla 4 ilustrada forma parte de una placa que comprende un gran número de boquillas. Cada corriente 14 que fluye desde la placa está controlada por un accionador piezoeléctrico 12 independiente, y se romperá en segmentos 18 de una longitud predefinida, por ejemplo inferior a 1 mm.
De acuerdo con la invención, la rotura del chorro tiene lugar en un punto fijo B del chorro, en otras palabras, a una distancia d de la placa de boquilla 4 claramente definida, preferiblemente en el espacio libre de un elemento de carga 20 que prolonga la placa de boquilla y que se describirá en detalle posteriormente.
Como se ilustra en la figura 2 (las figuras 3a y 3b ilustran las señales eléctricas asociadas) y dependiendo de la señal de estimulación, el chorro 14 produce lo siguiente aguas abajo del punto de ruptura B:
- segmentos de chorro 18a cilíndricos largos de longitud L, que forman gotas 16a esféricas de gran diámetro;
- segmentos de chorro 18b cilíndricos cortos de longitud l, que forman gotas 16b esféricas de pequeño diámetro.
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Estas gotas de diferente diámetro pueden alternarse de un modo controlado y regular, modificando el intervalo T entre pulsos.
De acuerdo con la invención, la carga líquida, y particularmente la carga de tinta conductora, se aplica selectivamente a las gotas grandes y pequeñas 16a, 16b por la presencia de medios para crear un campo eléctrico en el lado aguas abajo de su punto de formación B, y de acuerdo con la longitud l, L del segmento de chorro 18a, 18b. De hecho, un segmento individual 18a, o un segmento 18b todavía acoplado al chorro 14, dependiendo de la longitud de los mismos, penetrará en un campo electrostático de carga. Los medios de carga y los medios de deflexión son ventajosamente únicos para un conjunto completo de chorros y todas las gotas formadas por un cabezal de impresión.
De acuerdo con una realización preferida, la tinta y el generador 1 están puestos a tierra, al menos algunas gotas se cargan a medida que se forman, y las gotas son deflectadas por un electrodo puesto a un potencial eléctrico suficiente; sin embargo, en los ejemplos presentados de aquí en adelante, es posible tener tinta a un potencial diferente, en cuyo caso los potenciales eléctricos de los electrodos de carga y deflexión tiene valores relativos de acuerdo a este aspecto.
De acuerdo con una realización preferida, ilustrada en la figura 4, la carga de las gotas se aplica en el lado aguas abajo de donde se forman las gotas pequeñas 16b: el elemento de carga 20 comprende una placa conductora en el espacio libre de la cual se forma el segmento corto 18b; la placa conductora 20 se pone a un primer potencial V1 que es preferiblemente idéntico al potencial de la corriente 14 y al de la placa de boquilla 4, por ejemplo a tierra. El electrodo 20 y la placa de boquilla 4 garantizan la neutralidad eléctrica del segmento corto 18b, que produce así una gota 16b eléctricamente neutra. Por lo tanto, independientemente del campo eléctrico a través del cual pasen a continuación, las gotas 16b de pequeño diámetro no se desvían de su trayectoria: su trayectoria en línea recta forma una trayectoria de referencia.
Los medios de carga comprenden asimismo un área con un campo eléctrico E distinto de cero aguas abajo del electrodo 20, que puede estar inducido por la presencia de un electrodo 22 puesto a un potencial eléctrico muy elevado. La presencia de un potencial 22 muy elevado en el lado aguas abajo del electrodo 20 es tal que cualquier porción del chorro que se proyecte aguas abajo del espacio libre del electrodo 20 puede ser cargada por este electrodo 22. El segmento largo 18a se genera de modo tal que se proyecta hacia fuera del electrodo 20, y por lo tanto es cargado eléctricamente por el campo E. Así pues, se generan gotas 16a, 16b de diferente diámetro mediante segmentos 18a, 18b de diferente longitud, estando acompañada la diferencia en diámetro por una diferencia en carga, diferencia en carga que se consigue gracias al factor de forma de los segmentos y que permite la deflexión selectiva de las gotas de acuerdo con su tamaño. Esta deflexión se puede conseguir directamente mediante el electrodo de carga 22.
Así pues, con esta configuración, se puede utilizar un electrodo 22 individual para cargar la parte aguas abajo del segmento largo 18a (por ejemplo la mitad de éste), y para deflectar entonces la gota esférica 16a resultante, que es atraída por el campo E. A la salida del campo de deflexión E (a la salida del electrodo 22), las gotas 16a cargadas continúan su trayectoria a lo largo de la tangente a su deflexión, en otras palabras, a lo largo de una dirección diferente a la trayectoria de referencia de las gotas 16b no cargadas. Las gotas deflectadas 16a pueden ser recogidas así en un canalón, de modo que tan sólo las gotas pequeñas 16b se imprimirán sobre un sustrato.
Obviamente, a la inversa es posible imprimir las gotas grandes 16a y recoger las gotas pequeñas en un canalón, particularmente si las gotas pequeñas 16b son las gotas que están cargadas tras el método (por ejemplo, si la tinta y el generador no están conectados a tierra y si el electrodo 22 cancela la carga).
El grosor del electrodo 20 en el lado aguas abajo del punto de ruptura B se calibra de modo que sea igual al menos a la longitud l del segmento corto 18b. Para mejorar la calidad del apantallamiento eléctrico y tolerar un margen de error en la longitud l de segmentos cortos 18b y en el punto de ruptura B, es útil extender el electrodo 20 a cada lado del segmento 18b, en otras palabras particularmente en el lado aguas arriba del punto de ruptura B. Preferiblemente, el fondo del electrodo 20 se sitúa hacia la mitad del segmento largo 18a, en otras palabras el grosor del electrodo 20 puede ser del orden de d + L/2 si está conectado directamente a la placa de boquilla 4.
La formación de gotas grandes y pequeñas como se describe anteriormente no es indicativa. Por ejemplo, podría ser posible utilizar una señal similar a la ilustrada la figura 3c, con una serie de pulsos aplicados a los accionadores piezoeléctricos 12: la señal de base se compone de un pulso con una duración \tau_{0}, a una frecuencia de repetición F = 1/T. El periodo T combinado con la velocidad de flujo del chorro 14 determina la longitud del segmento largo 18a. La diferencia temporal T - \tau_{0} define el periodo de descanso. Pulsos adicionales \tau_{1}, \tau_{2}, ..., \tau_{n} que tienen lugar durante el periodo de descanso de la señal de base se utilizan entonces para disgregar el segmento de chorro asociado con el periodo T en n + 1 segmentos.
Las duraciones de pulso \tau_{i} y los períodos de descanso intermedios se pueden ajustar, por ejemplo para producir segmentos cortos 18b (y por lo tanto gotas pequeñas 16b) con tamaños idénticos; sin embargo, estos valores pueden elegirse asimismo para controlar la dinámica de encogimiento de segmentos cortos 18b por medio de su carga por unidad de masa haciendo que se reagrupen (en otras palabras, reunificándolos aguas abajo de su formación), de modo que formen una gota esférica 16a casi exactamente del mismo tamaño que la gota producida por un segmento largo 18a. Así pues, esta aproximación proporciona unos medios para producir gotas 16a de idéntico tamaño pero con cargas diferentes (en realidad cargadas eléctricamente o no cargadas), dependiendo de si se originan a partir de un segmento largo 18a o a partir de segmentos cortos 18b que se agrupan entre sí.
El dispositivo de deflexión propuesto en la figura 4 proporciona así unos medios para situar gotas de tinta 16 en dos trayectorias diferentes, que pueden ser seleccionadas por lo tanto para imprimir o no imprimir, haciéndose esta selección en el momento de la estimulación del piezoeléctrico 12.
Si la realización de ejemplo descrita crea una trayectoria de gotas neutra, en otras palabras a lo largo del eje hidráulico del chorro 14, se pueden obtener más generalmente dos trayectorias de gotas cargadas con diferentes cocientes de carga/masa, dependiendo de la configuración del primer elemento de carga 20. Por ejemplo, de acuerdo a una variante, el electrodo 20 puede ser reemplazado por un electrodo plano individual (mostrado esquemáticamente en la figura 4 sólo como una pieza individual 20' del electrodo 20) en el mismo lado que el electrodo 22: los segmentos cortos 18b están entonces cargados tan sólo ligeramente, mientras que los segmentos largos 18a están fuertemente cargados. Este diferencial de carga se puede ajustar situando un electrodo 24 adicional opcional (o un conjunto de electrodos) que refuerza el acoplamiento electrostático de los segmentos largos con el electrodo 22 y forma una pantalla entre los segmentos cortos y el electrodo 22 (el caso especial del electrodo descrito anteriormente es realmente una pantalla total). Además, el electrodo 24 aumenta el campo eléctrico de deflexión, reforzando así la desviación de la gota 16a. Es posible naturalmente montar más de dos electrodos sucesivos 20', 22, particularmente si se prevé una deflexión múltiple.
El dispositivo de acuerdo con la invención proporciona de este modo una manera de situar gotas de un líquido eléctricamente conductor derivadas de la fragmentación de un chorro continuo, sobre dos trayectorias diferentes. Se obtienen las siguientes ventajas, a la vez que se superan las desventajas mencionadas de acuerdo con el estado de la técnica anterior:
- El conjunto de electrodos de carga de gotas individuales se elimina en el dispositivo de múltiples chorros, siendo los electrodos comunes al conjunto de chorros.
- A la escala de las gotas líquidas, los electrodos están muy alejados de las corrientes y no requieren un posicionamiento mecánico preciso.
- Las gotas se sitúan en una de las dos trayectorias predefinidas de acuerdo con la tasa de formación de gotas; consecuentemente, los electrodos que constituyen el dispositivo de deflexión están a potenciales constantes.

Claims (13)

1. Dispositivo para la carga selectiva de gotas de líquido conductor, que incluye:
- un depósito de líquido presurizado (2, 8) que comprende al menos una boquilla de expulsión (4) del líquido en forma de chorro continuo (14);
- medios (10, 12) para perturbar el chorro (14) y generar así segmentos de chorro (18) con longitudes ajustables entre una primera longitud (l) y una segunda longitud (L) superior a la primera longitud, estando el punto de ruptura (B) del chorro a la misma distancia de la boquilla (4) para todos los segmentos;
- medios de carga (20, 22) puestos a un potencial constante para transferir una carga eléctrica a un segmento de chorro (18), siendo la carga transferida diferente dependiendo de la longitud (l, L) del segmento (18), que comprenden un primer elemento de carga (20) que se extiende sobre un primer grosor a lo largo de la trayectoria del chorro (14) desde el punto de ruptura (B), y un segundo elemento de carga (22) aguas abajo del primer elemento de carga (20) a lo largo de la trayectoria del chorro (14).
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer elemento de carga incluye un electrodo (20), cuyo grosor desde el punto de ruptura (B) se encuentra entre las longitudes primera y segunda (l, L) de los segmentos (18a, 18b), y el segundo elemento de carga incluye un electrodo (22) puesto a un potencial alto que puede actuar como un electrodo de deflexión.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de carga incluyen al menos dos electrodos (20', 22) alineados aproximadamente a lo largo de la trayectoria del chorro (14) que forman los dos elementos de carga.
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los medios de carga incluyen al menos un electrodo adicional (24) situado en oposición a los dos elementos de carga (20', 22) con respecto a la trayectoria del chorro (14).
5. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende una multitud de boquillas (4) utilizadas para generar un conjunto de chorros, siendo los medios de carga (20, 20', 22, 24) únicos para el conjunto de chorros.
6. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los medios para perturbar el chorro incluyen un accionador piezoeléctrico (10, 12) utilizado para romper el chorro en una posición única (B) independientemente de la longitud del segmento (18).
7. Cabezal de impresión que incluye un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y medios para recuperar tinta de las gotas (16a, 16b) que se originan a partir de los segmentos de longitud primera o segunda.
8. Método para cargar selectivamente gotas dependiendo de la longitud del segmento del cual son emitidas, que comprende:
- la formación de un chorro continuo (14) de líquido conductor derivado de una cámara presurizada (8);
- la perturbación del chorro (14) para generar segmentos con una primera longitud (18b) y segmentos con una segunda longitud (18a) superior a la primera longitud rompiendo el chorro (14) en un punto fijo (B);
- la carga del segmento (18) derivado de la ruptura por medio de un campo eléctrico (E) de acuerdo con su longitud (l, L).
9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la perturbación del chorro es tal que los segmentos de longitud primera y segunda forman gotas con diámetros primero y segundo.
10. Método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la perturbación del chorro crea agrupamientos de segmentos con una primera longitud (18b) aguas abajo de su formación.
11. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que comprende la formación de un conjunto de chorros continuos y la perturbación de cada uno de los chorros formados.
12. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 la 11, que comprende además la deflexión de las gotas dependiendo de su carga.
13. Método de impresión por chorro de tinta, que comprende el método de acuerdo con la reivindicación 12, la impresión de las gotas originadas a partir de los segmentos de las longitudes primera o segunda, y la recuperación de las otras gotas.
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2892052B1 (fr) * 2005-10-13 2011-08-19 Imaje Sa Impression par deflexion differentielle de jet d'encre
US8199826B2 (en) * 2005-10-13 2012-06-12 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for encoding/decoding
FR2906755B1 (fr) * 2006-10-05 2009-01-02 Imaje Sa Sa Impression par deflexion d'un jet d'encre par un champ variable.
US7828420B2 (en) * 2007-05-16 2010-11-09 Eastman Kodak Company Continuous ink jet printer with modified actuator activation waveform
JP4835637B2 (ja) * 2008-05-12 2011-12-14 パナソニック株式会社 液体塗布装置および液体塗布方法
DE102008055999B3 (de) * 2008-11-05 2010-03-11 Kba-Metronic Aktiengesellschaft Druckkopf mit integrierten Ablenkelektroden
US9022535B2 (en) 2010-07-20 2015-05-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet printers, ink stream modulators, and methods to generate droplets from an ink stream
FR2971451B1 (fr) 2011-02-11 2013-03-15 Markem Imaje Detection de plage de stimulation dans une imprimante a jet d'encre continu
US8382259B2 (en) 2011-05-25 2013-02-26 Eastman Kodak Company Ejecting liquid using drop charge and mass
JP2014515326A (ja) 2011-05-25 2014-06-30 イーストマン コダック カンパニー 滴帯電及び質量を利用した液吐出
US8657419B2 (en) 2011-05-25 2014-02-25 Eastman Kodak Company Liquid ejection system including drop velocity modulation
US8469496B2 (en) 2011-05-25 2013-06-25 Eastman Kodak Company Liquid ejection method using drop velocity modulation
BR112013030233A2 (pt) * 2011-05-25 2019-09-24 Eastman Kodak Co sistema de ejeção contínua de líquido,e, método de ejeção de gotas de líquido
US8465129B2 (en) 2011-05-25 2013-06-18 Eastman Kodak Company Liquid ejection using drop charge and mass
FR2975632A1 (fr) * 2011-05-27 2012-11-30 Markem Imaje Imprimante a jet d'encre continu binaire
CN103302971A (zh) * 2012-03-12 2013-09-18 张爱明 一种连续喷墨的喷头
US8651632B2 (en) 2012-03-20 2014-02-18 Eastman Kodak Company Drop placement error reduction in electrostatic printer
US8646883B2 (en) 2012-03-20 2014-02-11 Eastman Kodak Company Drop placement error reduction in electrostatic printer
US8646882B2 (en) 2012-03-20 2014-02-11 Eastman Kodak Company Drop placement error reduction in electrostatic printer
US8651633B2 (en) 2012-03-20 2014-02-18 Eastman Kodak Company Drop placement error reduction in electrostatic printer
US8585189B1 (en) 2012-06-22 2013-11-19 Eastman Kodak Company Controlling drop charge using drop merging during printing
US8641175B2 (en) 2012-06-22 2014-02-04 Eastman Kodak Company Variable drop volume continuous liquid jet printing
US8888256B2 (en) 2012-07-09 2014-11-18 Eastman Kodak Company Electrode print speed synchronization in electrostatic printer
US8696094B2 (en) 2012-07-09 2014-04-15 Eastman Kodak Company Printing with merged drops using electrostatic deflection
US9782791B2 (en) * 2012-09-28 2017-10-10 Amastan Technologies Llc High frequency uniform droplet maker and method
US9321071B2 (en) * 2012-09-28 2016-04-26 Amastan Technologies Llc High frequency uniform droplet maker and method
US9757747B2 (en) 2014-05-27 2017-09-12 Palo Alto Research Center Incorporated Methods and systems for creating aerosols
US9878493B2 (en) * 2014-12-17 2018-01-30 Palo Alto Research Center Incorporated Spray charging and discharging system for polymer spray deposition device
CN105015166A (zh) * 2015-07-20 2015-11-04 厦门英杰华机电科技有限公司 Cij喷码机分段式高压偏转系统
GB201706562D0 (en) * 2017-04-25 2017-06-07 Videojet Technologies Inc Charge electrode
US10493483B2 (en) 2017-07-17 2019-12-03 Palo Alto Research Center Incorporated Central fed roller for filament extension atomizer
US10464094B2 (en) 2017-07-31 2019-11-05 Palo Alto Research Center Incorporated Pressure induced surface wetting for enhanced spreading and controlled filament size
CN107685539B (zh) * 2017-09-22 2019-04-23 京东方科技集团股份有限公司 喷墨打印喷头、喷墨量测量系统和方法及喷墨量控制方法
FR3088242A1 (fr) * 2018-11-14 2020-05-15 Dover Europe Sarl Procede et dispositif de formation de gouttes a l'aide d'une cavite a facteur de qualite degrade
IT201900007196A1 (it) * 2019-05-24 2020-11-24 St Microelectronics Srl Dispositivo microfluidico per l'espulsione continua di fluidi, in particolare per la stampa con inchiostri, e relativo procedimento di fabbricazione

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3373437A (en) 1964-03-25 1968-03-12 Richard G. Sweet Fluid droplet recorder with a plurality of jets
US3596275A (en) 1964-03-25 1971-07-27 Richard G Sweet Fluid droplet recorder
US4350986A (en) * 1975-12-08 1982-09-21 Hitachi, Ltd. Ink jet printer
JPS5269628A (en) 1975-12-08 1977-06-09 Hitachi Ltd Ink jet recorder
GB1521889A (en) 1975-12-31 1978-08-16 Post Office Ink jet printing apparatus
CA1158706A (en) 1979-12-07 1983-12-13 Carl H. Hertz Method and apparatus for controlling the electric charge on droplets and ink jet recorder incorporating the same
JPS604065A (ja) * 1983-06-23 1985-01-10 Hitachi Ltd インクジエツト記録装置
JPS61263761A (ja) * 1985-05-20 1986-11-21 Ricoh Co Ltd 荷電制御型インクジエツト記録装置
WO1988001572A1 (en) * 1986-08-28 1988-03-10 Commonwealth Scientific And Industrial Research Or Liquid stream deflection printing method and apparatus
US5895631A (en) * 1995-03-20 1999-04-20 Precision System Science Co., Ltd. Liquid processing method making use of pipette device and apparatus for same
EP0965842B1 (en) * 1996-05-20 2010-03-17 Precision System Science Co., Ltd. Method and apparatus for controlling magnetic particles by pipetting machine
JPH10217477A (ja) * 1997-02-07 1998-08-18 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット記録装置
US5963235A (en) 1997-10-17 1999-10-05 Eastman Kodak Company Continuous ink jet printer with micromechanical actuator drop deflection
US6509917B1 (en) 1997-10-17 2003-01-21 Eastman Kodak Company Continuous ink jet printer with binary electrostatic deflection
US6012805A (en) 1997-10-17 2000-01-11 Eastman Kodak Company Continuous ink jet printer with variable contact drop deflection
JPH11192708A (ja) 1997-10-17 1999-07-21 Eastman Kodak Co 静電インク滴偏向機能を備えたコンティニュアス・インクジェットプリンタ
FR2777211B1 (fr) 1998-04-10 2000-06-16 Toxot Science Et Applic Procede de projection d'un liquide electriquement conducteur et dispositif d'impression par jet d'encre continu utilisant ce procede
FR2799688B1 (fr) 1999-10-15 2001-11-30 Imaje Sa Imprimante et procede d'impression par jets d'encre
GB0011713D0 (en) * 2000-05-15 2000-07-05 Marconi Data Systems Inc A continuous stream binary array ink jet print head
US6588888B2 (en) * 2000-12-28 2003-07-08 Eastman Kodak Company Continuous ink-jet printing method and apparatus
US6866370B2 (en) 2002-05-28 2005-03-15 Eastman Kodak Company Apparatus and method for improving gas flow uniformity in a continuous stream ink jet printer
US7364276B2 (en) * 2005-09-16 2008-04-29 Eastman Kodak Company Continuous ink jet apparatus with integrated drop action devices and control circuitry
US7273270B2 (en) * 2005-09-16 2007-09-25 Eastman Kodak Company Ink jet printing device with improved drop selection control

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Publication number Publication date
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