ES2553749T7 - Cabezal de impresión para una impresora de inyección de tinta - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Cabezal de impresión para una impresora de inyección de tinta

Cabezal de impresión para una impresora de inyección de tinta La presente invención se refiere a un cabezal de impresión para una impresora de inyección de tinta, presentando el cabezal de impresión al menos un canal de suministro de tinta y al menos una boquilla con canal de boquilla y abertura de entrada de flujo, pudiendo presionarse tinta a través de la abertura de entrada de flujo desde el canal de suministro de tinta al canal de la boquilla y expulsarse de éste, estando dispuesta la boquilla de manera fija en una pared lateral del canal de suministro de tinta y asignándose a la al menos una boquilla un empujador con lado frontal de empujador dispuesto en el canal de suministro de tinta, que se encuentra opuesto a una distancia de la abertura de entrada de flujo, comprendiendo el cabezal de impresión primeros medios para mover el lado frontal del empujador en el canal de suministro de tinta entre un punto de inversión mínimamente distanciado de la abertura de entrada de flujo de la boquilla y un punto de inversión distanciado máximamente de la abertura de entrada de flujo de la boquilla. La invención se refiere además, a un procedimiento para llevar a cabo procesos de impresión con los siguientes pasos:

- puesta a disposición de un cabezal de impresión con canal de suministro de tinta, empujador y boquilla con

canal de boquilla y abertura de entrada de flujo que forma la conexión del canal de la boquilla con el canal de suministro de tinta,

- llenado del canal de suministro de tinta con tinta.

Un cabezal de impresión para una impresora de inyección de tinta, como el que es objeto de la invención, comprende un canal de suministro de tinta y al menos una boquilla, asignándose a la boquilla un empujador móvil para provocar la expulsión de la tinta desde el canal de suministro de tinta.

En este lugar, han de definirse de antemano algunos de los conceptos utilizados en este documento: el concepto “posición de reposo” ha de entenderse en el presente contexto de tal manera, que un cuerpo de cierre adopta una posición dependiente del proceso de impresión en el canal de suministro de tinta de un cabezal de impresión, que conduce a que no salga tinta del cabezal de impresión o a que no se produzca la impresión de un sustrato. El concepto “posición de trabajo” ha de entenderse en el contexto de tal manera, que un cuerpo de cierre adopta una posición dependiente del proceso de impresión en el canal de suministro de tinta, que permite la impresión de un sustrato con tinta. El concepto “medio” ha de entenderse en el contexto de tal manera, que en referencia con el contexto puede hacerse referencia tanto al singular como también al plural del concepto. El concepto “pigmentos” ha de entenderse en el contexto de tal manera, que se trata de partículas en la tinta con propiedades de cuerpos sólidos, que no son solubles. El concepto “canal de tinta” ha de entenderse en el contexto como sinóni concepto “canal de suministro de tinta”.

La técnica de impresión de inyección de tinta es una técnica de impresión muy extendida para la impresión de sustratos. Los cabezales de impresión de dispositivos de impresión de inyección de tinta comprenden normalmente al menos un canal de suministro de tinta y al menos una boquilla para la expulsión de la tinta del canal de suministro de tinta.

En el caso de impresoras de inyección de tinta piezoeléctricas, se deforma al menos un elemento piezoeléctrico de tal forma mediante la aplicación de una tensión eléctrica, que mediante la deformación se produce una onda de presión en la cámara de la tinta o en el canal de la tinta, que provoca una expulsión de una gota de tinta a través de la boquilla.

Del documento WO2008/044069 A se conoce por ejemplo, un cabezal de impresión del tipo mencionado. En el dispositivo conocido se mueven o se hacen vibrar boquillas, que están configuradas en forma de franjas delgadas con un agujero de paso para tinta, para provocar una expulsión de gota de la boquilla.

En el caso de otros cabezales de impresión conocidos, que permiten la impresión de tinta con una alta viscosidad, la tinta a menudo se solicita con sobrepresión para la expulsión de la gota y se abre por poco tiempo una válvula, para dejar pasar una gota. Este tipo de sistemas tienen no obstante la desventaja, de que durante la utilización de tintas con tamaños de pigmento grandes, pueden darse problemas con la estanqueidad de las válvulas y es muy difícil de realizar un impedimento de sedimentaciones en la zona del asiento de la válvula.

Los cabezales de impresión convencionales, que comprenden un canal de suministro de tinta y al menos una boquilla, asignándose a cada boquilla un cuerpo de cierre, comprenden medios que abren una boquilla durante el proceso de impresión. En la posición de reposo la boquilla es cerrada de manera estanca por el cuerpo de cierre, de manera que se impide una salida de la tinta solicitada con sobrepresión del canal de suministro de tinta. En una posición de trabajo el empujador es elevado por la boquilla, de manera que la tinta puede fluir a la boquilla y expulsarse del canal de suministro de tinta.

Un cabezal de impresión de este tipo se divulga en la publicación EP0445137B1. La publicación describe un cabezal de impresión para una impresora de inyección de tinta con una cámara de tinta conectada con una fuente de presión

de tinta, en la que hay dispuestos varios cuerpos de cierre que cierran respectivamente una boquilla, que están unidos respectivamente con una barra de tracción y moviéndose los cuerpos de cierre con una instalación de accionamiento hacia arriba y hacia abajo en la cámara de tinta. En la posición de reposo el cuerpo de cierre cierra completamente la boquilla de inyección de tinta. Si se mueve el cuerpo de cierre desde la posición de reposo a una posición de trabajo, éste es elevado o retraído por la boquilla. La tinta es solicitada permanentemente con sobrepresión en la cámara de tinta, de manera que la tinta solo puede ser expulsada a través de la boquilla desde el 5 canal de suministro de tinta al retraerse el cuerpo de cierre. Una vez que el cuerpo de cierre ha vuelto a adoptar la posición de reposo, la boquilla de inyección de tinta está cerrada.

En la publicación EP0787587B1 se divulga otro cabezal de impresión. La publicación describe un cuerpo de cierre que está configurado en forma de T a partir de un émbolo con un vástago de cierre asignado axialmente. El cuerpo de cierre se encuentra dentro de una cámara de forma cilíndrica, correspondiéndose el diámetro exterior del émbolo cilíndrico aproximadamente con el diámetro interior de la cámara, de manera que el émbolo se mueve en una y otra dirección de manera sellante a lo largo de la pared de la cámara. El émbolo separa la cámara en dos zonas, presentando una zona una placa frontal en la base, que contiene una boquilla configurada como perforación para la expulsión de gotas de tinta. Esta zona comprende la tinta y forma la cámara de la tinta, que está conectada con una fuente de presión de tinta. En la otra cámara hay un resorte que presiona contra el cuerpo de cierre. Debido a la construcción, en la posición de reposo el vástago de cierre se introduce en la perforación de la boquilla y en este caso la cierra, existiendo entre la placa frontal y el émbolo una película de tinta. Si se genera una sobrepresión en la cámara de la tinta, la presión provoca que en contra de la fuerza de retroceso de un resorte, el émbolo, y con ello el vástago de cierre, se retraiga desde la perforación en la posición de reposo a una posición de trabajo, fluyendo a continuación la tinta solicitada con sobrepresión a la perforación, y pudiendo ser expulsada por la boquilla. Si se reduce la sobrepresión, el vástago de cierre vuelve a llevarse a la posición de reposo y se desplaza nuevamente a la perforación, desplazándose el resto de la tinta que se encuentra en la boquilla y cerrándose la perforación.

Los cabezales de impresión convencionales para llevar a cabo procesos de impresión con un cuerpo de cierre están configurados debido a su estructura funcional y característica para la configuración de procesos de impresión con frecuencias de impresión relativamente bajas, lo cual se refleja en procesos de impresión relativamente lentos.

Al llevar a cabo un paso de impresión se lleva el cuerpo de cierre desde la posición de reposo a una posición de trabajo, saliendo la tinta solicitada con una sobrepresión del canal de la tinta a través de la boquilla. El flujo de la tinta se detiene en cuanto que el cuerpo de cierre entra en contacto con la boquilla o con la pared interior de la cámara de tinta y cierra la abertura de entrada de flujo de la boquilla de manera estanca. Para poder separar una gota de tinta de manera limpia del resto de la tinta, el cuerpo de cierre tiene que cerrar completamente o de manera estanca la abertura de entrada de flujo de la boquilla, no pudiendo evitarse una colisión del cuerpo de cierre con la boquilla y/o con la pared interior de la cámara de tinta. Si la abertura de entrada de flujo de la boquilla no se cierra completamente con el cuerpo de cierre en una posición de reposo, la tinta puede salir de manera continua en forma de un chorro de tinta del canal de tinta a través de la boquilla.

Cuantas más gotas se necesiten por unidad de tiempo para la producción de un motivo o motivo de impresión estructurada deseado, mayor será la correspondiente frecuencia de impresión de los pasos de impresión a llevar a cabo. Se entiende por sí mismo, que la factibilidad de pasos de impresión con una frecuencia de impresión relativamente alta queda limitada por colisiones que se producen periódicamente del cuerpo de cierre con la boquilla y/o con la pared interior de la cámara de tinta, ya que las colisiones pueden provocar en un corto tiempo un fallo en los materiales del cuerpo de cierre y/o de la boquilla, lo cual conlleva una vida útil corta del cabezal de impresión. La estabilidad del proceso de impresión se reduce en aumento en el caso de cabezales de impresión convencionales cuanto más elevada se selecciona la frecuencia de impresión, dado que la probabilidad de un fallo en los materiales en el cuerpo de cierre y/o en la boquilla aumenta correspondientemente.

En el caso de otros cabezales de impresión convencionales, como por ejemplo, en la publicación EP0787587B1, puede evitarse una colisión dura de un cuerpo de cierre configurado en forma de T con la boquilla y/o con la pared interior de la cámara de la tinta al menos parcialmente, dado que una película de tinta separa al menos una sección o parte del cuerpo de cierre de la boquilla. Cuando se desplaza el cuerpo de cierre desde una posición de trabajo a la posición de reposo, el vástago de cierre del cuerpo de cierre alcanza en la posición de reposo el interior del canal de la boquilla y la cierra, no pudiendo salir, debido a la construcción y al procedimiento, la tinta o la película de tinta ya no desplazable de la cámara de la tinta, radialmente hacia el exterior por una sección opuesta al lado frontal del émbolo del cuerpo de cierre a través del borde exterior del émbolo del cuerpo de cierre, dado que el émbolo del cuerpo de cierre se desplaza en una y otra dirección de manera sellante por la pared de la cámara, de manera que también se produce una colisión del cuerpo de cierre con la película de tinta. Una colisión con la película de tinta es algo más suave que la colisión con un cuerpo sólido, dado que de manera conocida un líquido presenta una compresibilidad mayor que un cuerpo sólido, de manera que la vida útil puede aumentarse al menos parcialmente. Un fallo en los materiales no obstante, no puede excluirse, sino solo posponerse en el tiempo. También en el caso de la forma de realización del cabezal de impresión mencionada tiene validez lo siguiente, y concretamente, cuanto mayor es la frecuencia de impresión, y con ello la frecuencia de colisión, mayor es la probabilidad de un fallo en los materiales. Si la tinta contiene pigmentos, un fallo en los materiales puede darse con una probabilidad aún mayor.

El documento WO 98/56585 A1 describe una disposición de boquilla para una impresora de inyección de tinta. En este caso se expulsan gotas de tinta individuales a través de una abertura de salida de la boquilla en dirección hacia un medio de impresión, en cuanto que un émbolo, que puede moverse en dirección axial en un canal de suministro de tinta, se empuja con su superficie frontal contra la abertura de entrada de flujo de la boquilla. En este caso se presiona una pequeña cantidad de la tinta que se encuentra en el canal de suministro de la tinta hacia la abertura de salida de la boquilla y experimenta en este caso una aceleración tan alta, que finalmente se expulsa una gota de tinta. El émbolo está pretensado mediante un resorte helicoidal en dirección hacia la abertura de entrada de flujo de la boquilla, de manera que la superficie frontal del émbolo se pone en contacto con la abertura de entrada de flujo de la boquilla -que la cierra de manera estanca-. Para el accionamiento del émbolo, éste se eleva de manera electromagnética, de manera que su superficie frontal se eleva de la abertura de entrada de flujo de la boquilla, y debido a ello la tinta del canal de suministro de tinta puede fluir a la boquilla. Si se desconecta después de ello nuevamente el campo magnético, se produce nuevamente bajo la actuación del resorte que retrocede, una aceleración del émbolo en dirección hacia la boquilla, y con ello una expulsión de otra gota de tinta.

Es una tarea de la invención proporcionar un proceso de impresión y un dispositivo de impresión que permitan la factibilidad de pasos de impresión con una mayor frecuencia que en el caso de procedimientos de impresión convencionales.

Esta tarea se soluciona según la invención con un dispositivo de impresión del tipo mencionado inicialmente, debido a que los primeros medios limitan el movimiento de un lado frontal de empujador a un movimiento entre los puntos de inversión, y se proporcionan segundos medios para la solicitación de la tinta en el canal de suministro de tinta con una presión inferior relativa con respecto a la presión del aire del entorno.

Durante el procedimiento de impresión, es decir, al menos durante los intervalos de tiempo en los que no ha de imprimirse o no ha de expulsarse tinta del canal de la tinta, el canal de suministro de la tinta se solicita al menos en la zona de la abertura de entrada de flujo de la boquilla con una presión inferior relativa con respecto a la presión del entorno. Mediante la presión inferior se evita que se filtre tinta de manera no intencionada del canal de la tinta. De esta manera puede renunciarse a un cuerpo de cierre. Para la expulsión de la tinta se utiliza un empujador previsto en el canal de la tinta, cuyo lado frontal se mueve hacia el canal de la boquilla, de manera que se presiona tinta a través del canal de la boquilla y hacia el exterior de éste, manteniéndose preferiblemente durante todo el proceso de impresión una separación entre empujador/boquilla, es decir, presentando una superficie frontal del empujador en un punto de inversión una separación de la abertura de entrada de flujo mayor de cero y permaneciendo la abertura de entrada de flujo de la boquilla permanentemente abierta durante la totalidad del proceso de impresión. El empujador según la invención no asume precisamente por lo tanto la función de un cuerpo de cierre.

Con el cabezal de impresión según la invención es posible utilizar tintas que se encuentran en un amplio rango de viscosidad y/o que contienen pigmentos.

Esto particularmente, porque el empujador no ha de funcionar como cuerpo de cierre y la tinta y/o los pigmentos que se desplazan entre el lado frontal del empujador y la abertura de entrada del canal de la boquilla no se molestan entre sí.

Las tintas mencionadas pueden utilizarse con el cabezal de impresión según la invención para la impresión de estructuras. Con el concepto impresión de estructuras se entiende en este caso la aplicación de formas tridimensionales, líneas, estructuras, etc., sobre al menos una superficie con zonas lisas y/o rugosas, por ejemplo, una estructura de madera sobre una placa de MDF/HDF o baldosa, escritura Braille, o simulación de la escritura estampada, etc.

La boquilla se dispone preferiblemente de manera fija en una pared lateral del canal de suministro de la tinta y se proporciona un empujador, que se mueve en una y otra dirección en el canal de suministro de la tinta entre dos puntos de inversión opuestos a la boquilla.

La estructura funcional y característica según la invención y el proceso de impresión del dispositivo de impresión se caracterizan particularmente porque se proporcionan medios, preferiblemente medios externos, que producen una presión inferior en el canal de suministro de la tinta, de manera que una boquilla puede permanecer abierta durante todo el proceso de impresión sin que pueda producirse una salida involuntaria de tinta. Según una forma de realización preferida, un empujador se desplaza en una y otra dirección entre dos puntos de inversión, (U1) y (U2), opuestos a la boquilla, siendo la separación entre empujador/boquilla, mayor de cero, de manera que en ningún momento durante el proceso de impresión, es decir, antes y/o durante la expulsión de la tinta se producen colisiones de aparición periódica del empujador con la boquilla. De esta manera se logra, que con el cabezal de impresión según la invención pueda imprimirse con frecuencias de impresión mayores que en el caso de procedimientos de impresión convencionales.

El empujador no está dispuesto en una forma de realización preferida de manera sellante en el canal de suministro de tinta en una pared del canal de tinta, es decir, no forma en ningún momento un cuerpo de cierre, moviéndose para la expulsión de la tinta un lado frontal del empujador desde un punto de partida hacia una abertura de entrada de flujo. Un lado frontal del empujador se mueve solo hacia la abertura de entrada de flujo hasta un primer punto de inversión (U1), estando separado este primer punto de inversión (U1) de la abertura de entrada de flujo, de manera que en el primer punto de inversión (U1) mismo tampoco se produce un cierre del canal de suministro de tinta. Si se mueve el lado frontal del empujador desde un punto de partida hacia la abertura de entrada de flujo para la expulsión de la tinta, entonces se presiona la tinta partiendo desde una zona de estancamiento entre el lado frontal del empujador y la zona de la pared lateral con boquilla opuesta al lado frontal del empujador, en dirección hacia la abertura de entrada de flujo de la boquilla, pudiendo fluir al mismo tiempo tinta del interior del canal de suministro de tinta hacia el exterior, es decir, más allá del borde exterior del empujador.

Los conceptos “lado frontal del empujador” y “lado frontal” han de entenderse en el contexto como con el mismo significado. Con lado frontal del empujador no se hace referencia en la invención únicamente a una superficie unida, sino que puede hacerse referencia también a dos o más superficies.

El procedimiento de impresión según la invención ha demostrado que se aumenta la vida útil del cabezal de impresión, dado que el empujador impide colisiones con el líquido o con la película de líquido que se encuentra debajo del lado frontal del empujador y/o con la boquilla y/o con la pared interior del canal de suministro de tinta. Mediante la invención se logra frente a un cabezal de impresión convencional, que comprende un empujador, una mayor estabilidad de proceso, dado que debido a la construcción y al procedimiento se reduce fuertemente la probabilidad de un fallo de los materiales del empujador y/o de la boquilla.

El cabezal de impresión inventivo para una impresora de inyección de tinta comprende al menos un canal de suministro de tinta y al menos una boquilla con canal de boquilla y abertura de entrada de flujo, pudiendo presionarse tinta a través de la abertura de entrada de flujo desde el canal de suministro de tinta al canal de la 20 boquilla y pudiendo expulsarse de éste, estando dispuesta la boquilla de manera fija en una pared lateral del canal de suministro de tinta y asignándose a la al menos una boquilla un empujador con lado frontal de empujador dispuesto en el canal de suministro de tinta, que se encuentra opuesto a una distancia de la abertura de entrada de flujo, comprendiendo el cabezal de impresión primeros medios para mover un lado frontal de empujador en el canal de suministro de tinta entre un punto de inversión (U1) separado mínimamente de la abertura de entrada de flujo de la boquilla y un punto de inversión (U2) separado máximamente de la abertura de entrada de flujo de la boquilla, limitando los primeros medios el movimiento de un lado frontal del empujador a un movimiento entre los puntos de inversión (U1, U2) y proporcionándose segundos medios para solicitar la tinta en el canal de suministro de tinta con una presión inferior en relación con la presión del aire del entorno. Pueden proporcionarse terceros medios para bombear la tinta a través del canal de suministro de tinta, para impedir la sedimentación de la tinta en el canal de suministro de tinta.

Los medios para mover un empujador comprenden en una forma de realización preferida al menos un actuador, pudiendo desplazar el al menos un actuador el empujador entre dos puntos de inversión. En otra configuración preferida de la presente invención, los medios para mover un empujador pueden comprender al menos un actuador y al menos un resorte. Pero también pueden utilizarse otros medios convencionales para mover el empujador.

Los medios preferiblemente externos para solicitar la tinta en el canal de suministro de tinta con una presión inferior en relación con la presión del aire del entorno, pueden ser por ejemplo, bombas de vacío convencionales, con las cuales es posible producir una correspondiente presión contraria con respecto a la presión del aire del entorno y a la presión geodésica de la tinta en el canal de la boquilla, para impedir una salida de la tinta del canal de suministro de tinta.

La presión de la tinta ha de ajustarse de tal manera en combinación con la presión capilar, que no se aspire nada de aire a través del canal de la boquilla hacia el canal de suministro de la tinta y que no salga nada de tinta de manera indeseada del canal de la boquilla. La presión de la tinta es según la definición, la suma de la presión de la circulación y de la presión inferior meniscal.

Los medios externos pueden ser bombas convencionales, como por ejemplo, una bomba circuladora o una bomba de circulación. Con los medios se bombea la tinta a través del canal de suministro de tinta, preferiblemente de manera permanente.

En una forma de realización preferida de la presente invención, en el punto de inversión (U1) separado mínimamente la separación entre el lado frontal del empujador y la abertura de entrada de flujo es mayor de cero. Para poder garantizar una productividad óptima de un cabezal de impresión según la invención, pueden proporcionarse varias boquillas en el canal de suministro de la tinta, asignándose a cada boquilla un empujador. En otra configuración ventajosa de la invención, al menos en el caso de la al menos una boquilla, no se configura ninguna pared lateral de una pieza junto con la boquilla, y un lado frontal que rodea la abertura de entrada de flujo, de la al menos una boquilla, se configura en unión de superficies con una superficie interior que está en contacto con la tinta, de una pared lateral del canal de suministro de la tinta.

La tarea que se ha mencionado anteriormente también puede solucionarse con un procedimiento del tipo mencionado inicialmente según la invención, debido a que la tinta se solicita al menos durante los intervalos de tiempo en los que no ha de imprimirse en el canal de suministro de tinta al menos en la zona de la abertura de entrada de flujo de la boquilla, con una presión inferior en relación con la presión del aire del entorno, evitándose de esta manera una salida de la tinta del canal de la boquilla también sin un cuerpo de cierre, y que para expulsar la tinta se mueve un lado frontal del empujador hacia la abertura de entrada de flujo partiendo de un punto de partida. El procedimiento de impresión según la invención para llevar a cabo procesos de impresión comprende varios pasos, poniéndose a disposición en un primer paso, un cabezal de impresión con canal de suministro de tinta, empujador y boquilla con canal de boquilla y abertura de entrada de flujo, que forma la conexión del canal de la boquilla con el canal de suministro de la tinta, y llenándose en un segundo paso el canal de suministro de tinta con tinta, solicitándose la tinta al menos durante los intervalos de tiempo en los que no ha de imprimirse, en el canal de suministro de tinta al menos en la zona de la abertura de entrada de flujo de la boquilla, con una presión inferior, evitándose de esta manera una salida de la tinta del canal de la boquilla también sin cuerpo de cierre, moviéndose para la expulsión de la tinta un lado frontal del empujador hacia la abertura de entrada de flujo partiendo de un punto de partida.

En el procedimiento de impresión, en una forma de realización preferida se mueve un lado frontal del empujador hacia la abertura de entrada de flujo solo hasta un primer punto de inversión (U1), estando separado este primer punto de inversión (U1) de la abertura de entrada de flujo, de manera que en el primer punto de inversión (U1) mismo no se produce un cierre del canal de suministro de la tinta.

Tras alcanzar el punto de inversión (U1), el lado frontal del empujador se desplaza desde la abertura de entrada de flujo hacia un segundo punto de inversión (U2), el cual forma el punto de partida para el ciclo de impresión que le sigue.

La posición del punto de partida y del punto de inversión (U1) que le sigue, se selecciona de tal manera, que la elevación del empujador expulsa una cantidad de tinta y con ello un tamaño de gota predeterminadas.

En una configuración preferida, en el procedimiento de impresión, en el paso de trabajo en el que el lado frontal del empujador se mueve desde un punto de partida hacia la abertura de entrada de flujo para expulsar la tinta, la tinta se presiona partiendo de una zona de estancamiento entre el lado frontal del empujador y la zona de la pared lateral con boquilla opuesta al lado frontal del empujador, en dirección hacia la abertura de entrada de flujo de la boquilla, pudiendo salir al mismo tiempo tinta del interior del canal de suministro de tinta hacia el exterior, es decir, más allá del borde exterior del empujador, teniendo que ser en este procedimiento de impresión preferido, la distancia desde el borde exterior del empujador hasta una pared lateral del canal de suministro de tinta mayor de cero en una dirección vertical con respecto al eje de la boquilla. Mediante el movimiento del empujador predomina permanentemente un flujo relativamente fuerte de la tinta en la zona de la abertura de entrada de flujo de la boquilla, de manera que en esta zona puede impedirse de manera muy eficiente la sedimentación de la tinta.

Cuando se mueve el lado frontal del empujador hacia la abertura de entrada de flujo partiendo de un punto de partida, se produce una modificación del volumen y de la presión en la zona próxima a la boquilla, que provoca una expulsión de tinta del canal de suministro de tinta.

En el procedimiento según la invención se bombea la tinta a través del canal de suministro de tinta, preferiblemente de manera permanente.

Una zona de estancamiento es aquella zona entre el lado frontal del empujador y la zona de la pared lateral con boquilla opuesta al lado frontal del empujador. En esta zona de estancamiento, la tinta experimenta, como consecuencia del movimiento del empujador, que se mueve hacia la abertura de entrada de flujo de la boquilla 40 partiendo de un punto de partida, la presión más alta, de manera que la tinta se presiona partiendo desde esta zona de estancamiento en dirección de la abertura de entrada de flujo de la boquilla, pudiendo salir al mismo tiempo tinta del interior del canal de suministro de tinta hacia el exterior, es decir, por el borde exterior del empujador. Si según una forma de realización preferida, el empujador está configurado en forma de cilindro, y la boquilla también, la zona de estancamiento se denomina en un caso ideal por motivos de simplificación, como radio de estancamiento.

En el procedimiento de impresión según la invención, la boquilla permanece abierta durante la totalidad del proceso de impresión, de manera que el empujador no cierra la abertura de entrada de la boquilla y no toca la boquilla y/o la pared interior del canal de suministro de tinta.

En el procedimiento de impresión en un paso (a) se mueve el lado frontal del empujador con medios desde un punto de inversión (U2) opuesto a la abertura de entrada de flujo de la boquilla mediante un movimiento de elevación en 50 dirección de la abertura de entrada de flujo de la boquilla hacia un punto de inversión (U1) opuesto a la boquilla, produciéndose una modificación del volumen y de la presión en la zona próxima a la boquilla, que produce una expulsión de tinta por la boquilla. En un paso (b) se mueve el lado frontal del empujador con medios desde un punto de inversión (U1) mediante un movimiento de elevación en dirección opuesta de la abertura de entrada de flujo de la boquilla hacia un punto de inversión (U2), produciéndose los pasos (a) y (b) uno tras otro y formado el punto de 55 inversión (U2) el punto de partida del ciclo de impresión posterior, siendo durante la totalidad del proceso de impresión, la separación entre empujador/boquilla mayor de cero. El punto de inversión (U1) siempre tiene una separación entre boquilla/empujador más pequeña que el punto de inversión (U2).

Ha de remarcarse particularmente, que en el caso del procedimiento de impresión con el dispositivo de impresión se trata de una técnica de impresión DOD (“Drop on Demand” - gota bajo demanda), en la que solo se expulsan por una boquilla gotas de tinta, cuando éstas realmente se necesitan.

Se evita una sedimentación de tinta en el canal de la tinta y en las boquillas en cuanto que en el cabezal de impresión según la invención se proporcionan según una forma de realización preferida medios externos para bombear la tinta a través del canal de la tinta, que bombean la tinta a través del canal de suministro de tinta, preferiblemente de manera permanente.

El procedimiento de impresión según la invención para llevar a cabo procesos de impresión con el cabezal de impresión, se caracteriza en una forma de realización preferida porque el empujador se desplaza en el canal de suministro de tinta entre dos puntos de inversión opuestos a la abertura de entrada de flujo de la boquilla, un punto de inversión (U1) y un punto de inversión (U2), no tocando ni cerrando en preferiblemente ningún momento durante la impresión, es decir, antes y/o durante y/o tras la expulsión de tinta, el empujador la boquilla y/o una pared lateral del canal de suministro de tinta.

La solución según la invención permite de una manera sencilla una disposición mecánicamente muy estable de las boquillas y un impedimento muy eficiente de sedimentación de la tinta también al utilizar tintas con pigmentos grandes. En este lugar se menciona que el concepto fijo ha de entenderse en el presente contexto de tal manera, que la posición de la boquilla no cambia durante el funcionamiento en relación con el canal de la tinta. Para los fines del mantenimiento y del reemplazo, la boquilla también puede retirarse no obstante, del canal de la tinta, de esta manera, la boquilla por ejemplo, puede estar atornillada en el canal de la tinta. Además de ello, mediante la utilización de un empujador de actuación conjunta con la boquilla, puede renunciarse a la disposición de una válvula, la cual se abre en el canal de la tinta tras la producción de una sobrepresión.

También puede evitarse bien una sedimentación en las boquillas, debido a que un lado frontal de la boquilla que presenta la abertura de entrada de flujo está configurada en unión de superficies con una superficie interior, que se encuentra en contacto con la tinta, de la pared lateral del canal de suministro de tinta.

La expulsión de la tinta, así como una autolimpieza de la boquilla, se favorecen debido a que un eje central longitudinal de la al menos una boquilla se extiende normal con respecto a la superficie del canal de suministro de tinta. Una forma de realización particularmente preferida de la invención consiste en que la abertura de entrada de flujo de la boquilla esté dispuesta en una zona de la pared lateral opuesta al empujador, que está delimitada por una superficie de delimitación cilíndrica que se configura por el movimiento del empujador en la tinta. Esta forma de realización de la invención se caracteriza porque puede realizarse una cámara de bombeo, es decir, aquella zona en la que al expulsarse o aspirarse la tinta, se produce una modificación del volumen, en la que solo las dos superficies de cubierta (superficie frontal del empujador y el lado frontal de la boquilla) están configuradas como cuerpos rígidos, y las superficies de revestimiento se forman mediante el líquido de la tinta. De esta manera pueden reducirse notablemente la sedimentación y la aglomeración de la tinta en la cámara de bombeo, así como el esfuerzo de mantenimiento.

Según un perfeccionamiento ventajoso de la invención, puede estar previsto que una sección del empujador opuesta al lado frontal esté unida de manera fija con una barra de empujador móvil, la cual está solicitada con una fuerza de retroceso de actuación en dirección hacia la boquilla. Mediante esta forma de configuración de la invención, puede activarse de manera sencilla un movimiento del empujador en dirección hacia la boquilla para la expulsión de tinta. La fuerza de retroceso puede estar producida por ejemplo, por un resorte helicoidal, el cual es comprimido por la boquilla al retraerse el empujador. La fuerza necesaria para retraer el empujador puede producirse mediante medios como un actuador, por ejemplo, un actuador electromecánico, particularmente un electroimán, un actuador neumático u otro adecuado. Para este fin, la barra del empujador puede estar conectada con el actuador, el cual produce una fuerza de actuación en contra de la fuerza de retroceso. Al utilizar un actuador electromecánico, en un estado libre de corriente del actuador, el empujador puede moverse mediante el resorte contra la boquilla. Naturalmente también es concebible, que el resorte y el actuador estén invertidos en la forma de realización descrita anteriormente. También sería posible la utilización de un segundo actuador en lugar del resorte.

En correspondencia con una variante de la invención, puede estar previsto que la barra del empujador esté guiada de manera móvil al menos por secciones por un vástago hueco paralelo con respecto a una recta central longitudinal del vástago hueco, pudiendo proporcionarse entre la barra de guía y el vástago hueco una junta circundante radial. Mediante esta forma de realización de la invención, puede reducirse notablemente la resistencia al flujo en el canal de la tinta, dado que el vástago hueco, que en lo sucesivo también se denomina como vástago de guía, puede configurarse de una manera muy delgada, sin que se dé una influencia negativa en la función de guía de la barra de empujador. Mediante el sellado entre la barra de empujador y el vástago de guía, puede impedirse una entrada de tinta en el vástago de guía.

Para reducir la resistencia al flujo en la boquilla y para aumentar el grado de actuación, puede estar previsto, que la abertura de entrada de flujo de la boquilla esté configurada de manera cónica, en forma de un embudo que se estrecha en dirección hacia una abertura de salida. Un perfeccionamiento particularmente ventajoso de esta forma de realización, prevé que la abertura de salida de la boquilla esté configurada de manera cilíndrica.

Para impedir un vaciado completo de la boquilla durante una aspiración de tinta provocada por un movimiento de elevación del empujador y una entrada de aire en la cámara de bombeo, la boquilla puede presentar una longitud en la dirección de flujo, que sea de un múltiplo, pero de al menos el doble, de un diámetro máximo de la boquilla.

Las vidas útiles de la boquilla y del empujador pueden aumentarse debido a que la boquilla está producida de cerámica, metal duro o acero tratado en superficie y/o el lado frontal del empujador está formado al menos por secciones de cerámica, metal duro o acero tratado en superficie.

La invención, junto con otras ventajas, se explica con mayor detalle mediante algunos ejemplos de realización no limitadores, que se representan en los dibujos.

En estos muestran respectivamente de manera muy esquemática en representación simplificada:

La Fig. 1 una sección parcial a través de un cabezal de impresión;

La Fig. 2 una parte del cabezal de impresión de la Fig. 1 con mayor detalle;

La Fig. 3 una cámara de bombeo formada entre un lado frontal de un empujador y una boquilla;

La Fig. 4 un principio de funcionamiento de una cámara de bombeo imaginaria, y

La Fig. 5 una distribución de presión calculada teóricamente bajo el lado frontal de un empujador.

A modo de introducción se hace referencia a que en las formas de realización descritas de diferente manera, las mismas partes se proveen de las mismas referencias o de las mismas denominaciones de componentes, pudiendo trasladarse las divulgaciones contenidas en la totalidad de la descripción, según el sentido, a las mismas partes con las mismas referencias o con las mismas denominaciones de componentes. También han de trasladarse las indicaciones de posición elegidas en la descripción, como por ejemplo, arriba, abajo, lateralmente, etc., que se refieren a la figura directamente descrita, así como representada, según el sentido, a la nueva posición en caso de una modificación de la posición.

Las figuras se describen a continuación de manera general.

Según la Fig. 1 y la Fig. 2, el cabezal de impresión 1 para una impresora de inyección de tinta según la invención, presenta al menos un canal de suministro de tinta 2 y al menos una boquilla 3 para expulsar la tinta del canal de suministro de la tinta 2.

En el cabezal de impresión 1 pueden proporcionarse varios canales de tinta, dispuestos en paralelo entre sí y extendidos en longitud, en los cuales, como se ve en la Fig. 1, hay dispuestas a distancias regulares boquillas 3 y empujadores 6 móviles. Los canales de tinta, las boquillas 3 y los empujadores 6, están configurados o dispuestos en este caso como el canal de tinta 2 descrito a continuación, boquilla 3 y empujador 6. El canal de tinta 2 sirve para el suministro de tinta de la boquilla 3.

La tinta puede fluir de manera continua a través del canal de tinta 2 para evitar sedimentaciones de la tinta. La reducción de la presión en el canal de la tinta 2 es ventajosamente muy reducida, lo cual puede lograrse mediante una sección transversal lo más grande posible del canal de la tinta.

La boquilla 3 está dispuesta de manera fija en una pared lateral 4 del canal de suministro de tinta 2 y en el canal de suministro de tinta 2 se proporciona un empujador 6 que puede moverse en una y otra dirección entre dos puntos de inversión opuestos a la abertura de entrada de flujo de la boquilla, un punto de inversión (U1) y un punto de inversión (U2). La boquilla 3 puede estar dispuesta de manera reemplazable en la pared lateral 4, la boquilla 3 puede estar atornillada por ejemplo, en la pared lateral 4 del canal de suministro de tinta 2. Para poder hacer frente a los pigmentos abrasivos de la tinta, la boquilla 3 puede estar producida a partir de cerámica, metal duro, vidrio, etc. Un lado frontal 7 de la boquilla 3 que presenta la abertura de entrada de flujo 5, puede estar configurado en unión de superficies con una superficie 8 interior de la pared lateral 4 del canal de suministro de tinta 2, que está en contacto con la tinta. Mediante la configuración al ras de las boquillas 3 en sus lados frontales 7 interiores con la pared interior del canal de tinta 2, el flujo de la tinta se perturba lo menos posible y se evita una sedimentación. Un eje central longitudinal a de la boquilla 3 puede transcurrir en este caso normal con respecto a la superficie 8 del canal de suministro de tinta 2.

Una sección del empujador 6 opuesta a un lado frontal 9 del empujador 6, puede estar unida de manera fija con una barra de empujador 10 móvil solicitada con una fuerza de retroceso de actuación en la dirección de la boquilla 3. El empujador 6 puede retraerse de la boquilla mediante un actuador. Como actuador para el accionamiento del empujador, puede proporcionarse un actuador electromecánico, por ejemplo, en forma de anclaje magnético 11 unido con la barra del empujador 10, que interactúa con una bobina 12, que puede estar bobinada alrededor de un núcleo 13. El empujador 6 puede ser desplazado hacia arriba por el anclaje 11 del imán de tracción. En este caso, se tensa un resorte provisto en la Fig. 1 con la referencia 14, que empuja nuevamente hacia abajo el empujador 6 en el estado libre de corriente del actuador. Cuando el empujador 6 se acerca a la boquilla 3 o cuando el anclaje magnético 11 se acerca al núcleo 13, se da un fuerte amortiguamiento producido por flujo de película radial y evita el choque violento del empujador 6 o del anclaje magnético 11 sobre la tinta o la película de tinta que se encuentra/n entre el empujador y la boquilla o la pared interior del canal de suministro de tinta y eleva de esta manera la vida útil del empujador 6 y del actuador. En lugar del imán de tracción, también son concebibles otros tipos de accionamiento para el empujador, por ejemplo, en forma de un actuador de aire comprimido o piezoeléctrico.

La barra del empujador 10 puede estar guiada al menos por secciones de manera móvil por un vástago hueco 15 en paralelo con respecto a una recta central longitudinal del vástago de guía o del vástago hueco 15, pudiendo proporcionarse entre la barra de guía 10 y el vástago hueco 15 una junta 6 circundante radialmente.

Como puede verse a partir de las Figs. 1 y 2, el vástago de guía 15 puede sobresalir de la pared delimitadora 17 del canal de tinta 2 opuesta a la boquilla 3 e introducirse en el canal de tinta 2. Mediante el sellado del paso entre el vástago de guía 15 y el empujador 6, puede evitarse que la tinta pueda entrar en el vástago de guía 15. El vástago de guía 15 puede tener una configuración delgada para producir la menor resistencia al flujo posible en el canal de la tinta. Es particularmente ventajoso en este caso, cuando el vástago de guía o el vástago hueco 15 presentan una superficie lisa y/o redondeada. El vástago de guía o el vástago hueco 15, puede presentar por ejemplo, una sección transversal en forma circular, elíptica o similar.

En la superficie frontal del empujador 9 puede haber incorporada una pieza de cerámica o una pieza de otro material diferente del material del empujador, para mantener en caso de existir pigmentos abrasivos, una vida útil más larga de la superficie frontal 9.

Como puede verse en la Fig. 3, la abertura de entrada de flujo 5 de la boquilla 3, puede estar configurada de manera cónica, en forma de un embudo que se estrecha en dirección hacia una abertura de salida 18. La abertura de salida 18 de la boquilla 3 puede estar configurada en este caso de manera cilíndrica. Además de ello, la boquilla 3 puede presentar una longitud L, que es un múltiplo, al menos sin embargo, el doble, de un diámetro máximo d de la boquilla 3.

De manera ventajosa, la abertura de entrada de flujo 5 de la boquilla 3 está dispuesta en una zona de la pared lateral 4 opuesta al empujador 6, que está dispuesta dentro de una cámara de bombeo 19 y la delimita en una dirección.

El efecto de bombeo existente y necesario en cualquier cabezal de impresión de inyección de tinta, que se ilustra mediante una cámara de bombeo 19 imaginaria y que puede estar formada por una zona espacial cilíndrica, que es delimitada por el diámetro d1 de la superficie frontal del empujador 9 y la distancia a1 entre la superficie frontal del empujador y la superficie frontal de la boquilla interior o hasta el lado frontal de la abertura de entrada de flujo 5. Esta zona espacial no obstante, no tiene que ser obligatoriamente cilíndrica.

La cámara de bombeo 19 es aquel espacio en el que se produce una modificación del volumen. La cámara de bombeo 19 tiene siempre, como se representa en la Fig. 4 que solo sirve para la ilustración del principio de actuación de una cámara de bombeo, dos aberturas 20 y 21, una para la entrada y una para la salida. Durante el 35 ciclo de rellenado, el empujador 6 se mueve hacia arriba y la tinta fluye a través de la abertura de entrada 20 y la de salida 21 al espacio de la cámara de bombeo 19. Durante el ciclo de expulsión, el empujador 6 se mueve hacia abajo y la tinta fluye a través de la abertura de entrada 20 y la de salida 21 hacia el exterior de la cámara de bombeo 19.

Para que el cabezal de impresión 1 pueda expulsar una gota, a través de la abertura de salida 21 de la cámara de 40 bombeo tiene que salir más tinta de la que vuelve por la abertura de entrada de la cámara de bombeo 19 al canal de la tinta 2. Para la aspiración de tinta hacia la cámara de bombeo 19, es válida la condición contraria. En la Fig. 4 se muestra esto de manera gráfica, indicándose las direcciones de movimiento del empujador 6 y las direcciones de flujo de la tinta al aspirarse o al expulsarse la tinta de la cámara de bombeo 19 mediante flechas en la Fig. 4. Mediante flechas de diferente grosor han de indicarse las diferentes cantidades de tinta entrante o saliente.

Cuando se mueve el empujador 6, se empuja o se aspira tinta desde la cámara de bombeo 19. El movimiento del empujador provoca al mismo tiempo una modificación del volumen y de la presión en la cámara de bombeo 19. En este caso, como puede verse en la Fig. 5, se forma a lo largo del radio del empujador r un transcurso de la presión. Allí donde este transcurso de la presión tiene su máximo o su mínimo, se produce según la Fig. 3 una superficie delimitadora 22 en forma de cilindro con el llamado radio de estancamiento rs. Fuera de esta superficie delimitadora 22, la tinta fluye hacia o desde el canal de la tinta, dentro de esta superficie delimitadora 22, la tinta fluye hacia el exterior de la boquilla o hacia la boquilla, dependiendo de la dirección de movimiento del empujador 6. El radio de estancamiento rs depende de la dirección de movimiento y de la velocidad del empujador 6, de la distancia a1 del empujador 6 hasta la boquilla y de la presión en el radio r y en el radio ri. De ello resultan los volúmenes de tinta que fluyen en las dos direcciones durante el movimiento en una y otra dirección del empujador 6.

La abertura de entrada de flujo 5 de la boquilla 3 puede estar dispuesta directamente en la abertura de salida 21 de la cámara de bombeo 19. En esta forma de realización, la abertura de entrada de flujo 5 de la boquilla 3 está dispuesta en una zona de la pared lateral 4 opuesta al empujador 6, que en el caso del movimiento del empujador 6 queda delimitada por la superficie delimitadora 22 configurada dentro de la tinta debido al transcurso de la presión en la tinta relacionado con éste.

La Fig. 5 muestra un transcurso de presión debajo del empujador 6 dependiente del radio calculado teóricamente. El radio de estancamiento rs se encuentra allí donde la presión tiene el valor máximo.

En el caso de cabezales de impresión de inyección de tinta comerciales, la longitud L está configurada habitualmente en la dirección de flujo de tal manera, que el volumen de la tinta de la boquilla se corresponde aproximadamente con el volumen de la gota. Dado que el diámetro de la boquilla en el caso de un cabezal de impresión para impresoras de estructura ha de ser mayor que en el caso de cabezales de impresión de inyección de tinta comerciales para lograr el volumen de gota requerido, la presión capilar es esencialmente menor, y durante el ciclo de rellenado se aspira más tinta a través de la boquilla 3 nuevamente hacia la cámara de bombeo 19. Debido a este motivo, la longitud de la boquilla L puede haberse ampliado notablemente para que la boquilla no pueda vaciarse completamente durante el ciclo de rellenado y entre aire en la cámara de bombeo 19.

La longitud L de la boquilla consiste en las longitudes para la pieza cilíndrica 12 y para la pieza cónica 11. Debido al orden se hace referencia finalmente a que para un mejor entendimiento de la estructura del dispositivo según la invención, éste o sus componentes se han representado parcialmente no a escala y/o de manera ampliada y/o reducida.

Debido al orden se hace referencia a continuación, a que para un mejor entendimiento de la estructura del dispositivo según la invención, éste o sus componentes se han representado parcialmente no a escala y/o de manera ampliada y/o reducida. En una forma de realización preferida de la presente invención hay alineados varios canales de suministro de tinta 2 en un cabezal de impresión en paralelo entre sí en dirección longitudinal, en los que hay dispuestas respectivamente varias boquillas 3 con canal de boquilla y abertura de entrada de flujo 5, preferiblemente a distancias regulares en la pared del canal de suministro de tinta. Se proporcionan primeros medios 23, como al menos un actuador o al menos un actuador y al menos un resorte para el movimiento de un lado frontal de empujador 9 o del empujador 6, que limitan el lado frontal del empujador 9 a un movimiento entre los puntos de inversión (U1, U2). Proporcionándose segundos medios externos, como una bomba de vacío, que está dispuesta por ejemplo, en un depósito intermedio de tinta, que está unido mediante al menos un conducto de suministro de tinta con el cabezal de impresión, estando la bomba en el espacio de aire por encima de un nivel de líquido, para solicitar la tinta en el canal de suministro de tinta 2 con una presión inferior en relación con la presión del aire del entorno. Se proporcionan terceros medios exteriores, como una bomba de circulación, en por ejemplo, un depósito intermedio de tinta, que bombea la tinta preferiblemente de manera permanente a través de al menos un conducto de suministro de tinta y canales de suministro de tinta del cabezal de impresión.

En una configuración preferida del procedimiento de impresión, la tinta se solicita en el canal de suministro de tinta 2 con una presión inferior en el rango mayor de cero hasta preferiblemente 5 mbar en relación con la presión del entorno con un diámetro interior de la boquilla en la abertura de salida de la boquilla de 300 pm. Sin embargo, también pueden utilizarse por ejemplo, otras presiones inferiores, no debiendo elegirse la presión de la tinta en cuanto a la cantidad, inferior a la presión capilar, para que quede asegurado que no se aspire aire a través de la boquilla hacia el canal de suministro de tinta. Debido a la comprensión, con “presión inferior en el rango mayor de cero hasta preferiblemente 5 mbar en relación con la presión del aire del entorno”, se hace referencia a una presión que en el rango mayor de cero hasta 5 mbar es inferior a la presión del aire del entorno.

La cantidad de transporte de tinta bombeada por el canal de suministro de tinta por unidad de tiempo “X” es en una forma de realización preferida mayor que la suma de la cantidad de tinta que puede ser expulsada como máximo a través de todas las boquillas durante el funcionamiento de impresión, a razón de un factor determinado adaptado al sistema, aplicándose siempre la regla de que la presión de la tinta en combinación con la presión capilar ha de ajustarse de tal manera, que no se aspire aire a través del canal de la boquilla hacia el canal de suministro de tinta y que no salga tinta de manera no deseada del canal de la boquilla.

El empujador 6 no está dispuesto en el canal de suministro de tinta 2 de manera sellante en una pared del canal de la tinta, siendo una separación desde el borde exterior del empujador hasta una pared lateral del canal de suministro de tinta en una dirección vertical con respecto al eje de la boquilla preferiblemente mayor de 1 mm y preferiblemente mayor de 3 mm.

En una configuración preferida del dispositivo de cabezal de impresión, el empujador 6 presenta un diámetro exterior de preferiblemente entre 3,0 a 5,0 mm. La boquilla 3 presenta en este caso un diámetro interior de preferiblemente entre 200 a 300 pm.

En una forma de realización preferida del procedimiento de impresión, el cambio de dirección presenta en el punto de inversión (U1) una frecuencia de preferiblemente hasta 1,1 kHz y de manera más preferida hasta 1,0 kHz. Si se elige el diámetro exterior del empujador más pequeño, puede imprimirse con frecuencias mucho mayores.

En el procedimiento de impresión se mantiene la separación entre empujador y boquilla en el punto de inversión (U1) mayor de cero y preferiblemente hasta 100 pm y la separación entre empujador y boquilla en el punto de inversión (U2) se mantiene mayor de 250 pm y preferiblemente hasta 400 pm.

El procedimiento se utiliza durante la impresión de tintas con diferente viscosidad, teniendo validez preferiblemente, que la tinta presente una viscosidad q de q = 50 - 100 mPa ■ s y/o la tinta para imprimir presente pigmentos con un tamaño de pigmento de hasta 10 |jm, conteniendo la tinta un tamaño de pigmento de preferiblemente hasta 5 jm. Las tintas con una viscosidad inferior o mayor que la viscosidad mencionada q de q = 50 - 100 mPa ■ s y/o con tamaños de pigmentos mayores a 10 jm básicamente también pueden ser utilizadas, siempre y cuando pueda garantizarse una estabilidad de impresión óptima.

Si se utilizan en el proceso de impresión tintas con pigmentos las cuales presentan un tamaño de partículas “g”, se entiende por sí mismo que debería elegirse en un punto de inversión al menos una separación de empujador/boquilla al menos mayor que el correspondiente tamaño de partícula “g”, para evitar colisiones del empujador con los pigmentos que posiblemente se encuentran en la superficie de la boquilla.

Si se mueve el lado frontal del empujador 9 hacia la abertura de entrada de flujo partiendo desde un punto de 15 partida, se produce una modificación del volumen y de la presión en una zona de la abertura de entrada de flujo de la boquilla y se expulsa una cantidad de tinta, y con ello tamaño de gota, determinada por la boquilla. Se expulsa una gota principal por la boquilla, pero dependiendo del procedimiento de impresión se expulsan junto con la gota principal adicionalmente más o menos gotas pequeñas no deseadas, los llamados satélites, con la gota principal. En otras formas de realización de la presente invención pueden montarse varios cabezales de impresión en una disposición escalonada o en cualquier otra, y disponerse en este caso de tal manera, que en el proceso de impresión, al menos una boquilla de un cabezal de impresión se solape con al menos una boquilla de otro cabezal de impresión en al menos una dirección y/o que las boquillas de una fila de boquillas de un cabezal de impresión estén desplazadas frente a la boquillas de una fila de boquillas de otro cabezal de impresión a razón de una separación de boquillas determinada entre sí.

Si se desplazan las boquillas unas frente a otras pueden lograrse mayores densidades de gota y con ello resoluciones de imagen mayores.

En otra forma de realización de la presente invención, en la que los cabezales de impresión se mueven en el proceso de impresión en una dirección de escaneo secundaria Y, y en una dirección de impresión principal X, las filas de boquillas de los cabezales de impresión pueden ajustarse en paralelo entre sí y en oblicuo en un ángulo con respecto a una dirección de escaneo secundaria Y, para que la separación de las boquillas entre las boquillas individuales de un cabezal de impresión en una dirección de impresión principal X presente una separación de boquillas Y, de manera que pueda imprimirse en la dirección de impresión principal X con una mayor resolución que con la resolución nativa de un cabezal de impresión.

La presente invención no ha de entenderse como limitada a las formas de realización del dispositivo de cabezal de impresión del ejemplo y de los dibujos.

Lista de referencias

1 Cabezal de impresión

2 Canal de suministro de tinta

3 Boquilla

4 Pared lateral

5 Abertura de entrada de flujo

6 Empujador

7 Lado frontal de la boquilla

8 Superficie

9 Lado frontal del empujador o lado frontal

10 Barra de empujador

11 Anclaje magnético

12 Bobina

13 Núcleo

14 Resorte

15 Vástago hueco

16 Junta

17 Pared delimitadora

18 Abertura de salida de la boquilla

19 Cámara de bombeo

20 Abertura de entrada

21 Abertura de salida

22 Superficie delimitadora

Claims (24)

REIVINDICACIONES

1. Cabezal de impresión (1) para una impresora de inyección de tinta y para usar con una tinta que contiene pigmentos, presentando el cabezal de impresión (1) al menos un canal de suministro de tinta (2) y al menos una boquilla (3) con canal de boquilla y abertura de entrada de flujo (5), pudiendo presionarse tinta a través de la abertura de entrada de flujo (5) desde el canal de suministro de tinta (2) al canal de la boquilla y expulsarse del mismo, estando dispuesta la boquilla (3) de manera fija en una pared lateral (4) del canal de suministro de tinta (2) y asignándose a la al menos una boquilla (3) un empujador (6) con lado frontal de empujador (9) dispuesto en el canal de suministro de tinta (2), que se encuentra opuesto a una distancia de la abertura de entrada de flujo (5), comprendiendo el cabezal de impresión (1) primeros medios para mover el lado frontal del empujador (9) en el canal de suministro de tinta (2) entre un punto de inversión (U1) mínimamente distanciado de la abertura de entrada de flujo (5) de la boquilla (3) y un punto de inversión (U2) distanciado máximamente de la abertura de entrada de flujo (5) de la boquilla (3),caracterizado porquelos primeros medios limitan el movimiento de un lado frontal del empujador (9) a un movimiento entre los puntos de inversión (U1, U2) y se proporcionan segundos medios para solicitar la tinta en el canal de suministro de tinta (2) con una presión inferior en relación con la presión del aire del entorno, en el que en el punto de inversión (U1) mínimamente distanciado, la distancia entre un lado frontal de empujador (9) y la abertura de entrada de flujo (5) es mayor que el tamaño de partícula de los pigmentos de la tinta.

2. Cabezal de impresión según la reivindicación 1,caracterizado porqueun borde exterior del empujador es con respecto a una pared lateral (4) del canal de suministro de tinta (2) en una dirección vertical con respecto al eje de la boquilla, mayor de cero, preferiblemente mayor de 1 mm y de manera preferida mayor de 3 mm.

3. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueexisten varias boquillas (3) y a cada boquilla (3) se le asigna un empujador (6).

4. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueal menos en el caso de la al menos una boquilla (3) ninguna pared lateral (4) está configurada de una pieza junto con la boquilla (3) y un lado frontal (7), que rodea la abertura de entrada de flujo (5), de la al menos una boquilla (3), está configurado en unión de superficies con una superficie (8) interior, en contacto con la tinta, de una pared lateral (4) del canal de suministro de tinta (2).

5. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueun eje central longitudinal (a) de la al menos una boquilla (3) se extiende normal con respecto a la superficie (8) del canal de suministro de tinta (2).

6. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizado porquela abertura de entrada de flujo (5) de la boquilla está dispuesta en una zona de la pared lateral (4) opuesta al empujador (6), que está delimitada por una superficie delimitadora cilíndrica que se configura en la tinta durante el movimiento del empujador.

7. Cabezal de impresión según la reivindicación 6,caracterizado porqueuna sección del empujador (6) opuesta a un lado frontal (9) del empujador (6) está unida de manera fija con una barra de empujador (10) móvil solicitada con una fuerza de retroceso de actuación en dirección de la boquilla (3).

8. Cabezal de impresión según la reivindicación 7,caracterizado porquela barra de empujador (10) está conducida de manera móvil al menos por secciones por un vástago hueco (15) en paralelo con respecto a una recta central longitudinal del vástago hueco (15), proporcionándose entre la barra de guía (10) y el vástago hueco (15) una junta (16) circundante radialmente.

9. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela abertura de entrada de flujo (5) de la boquilla (3) está configurada de manera cónica, en forma de un embudo que se estrecha en dirección de una abertura de salida (18).

10. Cabezal de impresión según la reivindicación 9,caracterizado porquela abertura de salida (18) de la boquilla (3) está configurada de manera cilíndrica.

11. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela boquilla (3) presenta una longitud (L) que es un múltiplo, preferiblemente no obstante, el doble, de un diámetro (d) máximo de la boquilla.

12. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela boquilla (3) está producida a partir de cerámica, metal duro o acero tratado en superficie y/o el lado frontal del empujador está formado al menos por secciones de cerámica, metal duro o acero tratado en superficie.

13. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel empujador (6) presenta un diámetro exterior de preferiblemente entre 3,0 hasta 5,0 mm.

14. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueuna boquilla presenta un diámetro interior de preferiblemente entre 200 y 350 |jm.

15. Procedimiento para llevar a cabo procesos de impresión con los siguientes pasos:

- puesta a disposición de un cabezal de impresión con canal de suministro de tinta (2), empujador (6) y boquilla (3) con canal de boquilla y abertura de entrada de flujo (5) que forma la conexión del canal de la boquilla con el canal de suministro de tinta (2),

- llenado del canal de suministro de tinta (2) con una tinta que contiene pigmentos, en el que la tinta se solicita al menos durante los intervalos de tiempo en los que no ha de imprimirse, en el canal de suministro de tinta (2) al menos en la zona de la abertura de entrada de flujo (5) de la boquilla (3) con una presión inferior en relación con la presión del aire del entorno, evitándose de esta manera una salida de la tinta del canal de la boquilla también sin cuerpo de cierre y porque para la expulsión de la tinta se mueve un lado frontal (9) del empujador (6) hacia la abertura de entrada de flujo (5) partiendo desde un punto de partida, caracterizado porqueun lado frontal (9) del empujador (6) se mueve hacia la abertura de entrada de flujo (5) solo hasta un primer punto de inversión (U1), estando distanciado este primer punto de inversión (U1) de la abertura de entrada de flujo (5), de manera que ni siquiera en el primer punto de inversión (U1) ocurre un cierre del canal de suministro de tinta (2), en el que la distancia émbolo/boquilla en el punto de inversión (U1) es mayor que el tamaño de partícula de los pigmentos de tinta.

16. Procedimiento según la reivindicación 15,caracterizado porquetras alcanzar el punto de inversión (U1), un lado frontal (9) del empujador (6) se aleja desde la abertura de entrada de flujo (5) hacia un segundo punto de inversión (U2), el cual forma el punto de partida para el ciclo de impresión posterior.

17. Procedimiento según la reivindicación 16,caracterizado porquela posición del punto de partida y del punto de inversión (U1) siguiente se escogen de tal manera que la elevación del empujador expulsa una cantidad de tinta, y con ello tamaño de gota, predeterminados.

18. Procedimiento según las reivindicaciones 15 a 17,caracterizado porqueen el paso de trabajo en el que el lado frontal del empujador (9) se mueve hacia la abertura de entrada de flujo (5) desde un punto de partida, para la expulsión de la tinta, se presiona la tinta partiendo desde una zona de estancamiento entre el lado frontal (9) del empujador (6) y la zona de la pared lateral (4) con boquilla (3), opuesta al lado frontal del empujador (9), en dirección de la abertura de entrada de flujo (5) de la boquilla (3), pudiendo fluir la tinta del interior del canal de suministro de tinta (2) al mismo tiempo hacia el exterior, es decir, más allá del borde exterior del empujador.

19. Procedimiento según las reivindicaciones 15 a 18,caracterizado porquela tinta se bombea a través del canal de suministro de tinta (2), preferiblemente de manera permanente.

20. Procedimiento según las reivindicaciones 15 a 19,caracterizado porqueun cambio de la dirección del empujador (6) en el punto de inversión (U1) presenta una frecuencia de preferiblemente hasta 1,1 kHz y más preferiblemente hasta 1,0 kHz.

21. Procedimiento según las reivindicaciones 15 a 20,caracterizado porquela separación entre empujador/boquilla se mantiene en el punto de inversión (U1) mayor que cero y preferiblemente hasta 100 jm.

22. Procedimiento según las reivindicaciones 15 a 21,caracterizado porquela separación entre empujador/boquilla es en el punto de inversión (U2) mayor que 250 y preferiblemente hasta 400.

23. Utilización de un procedimiento según las reivindicaciones 15 a 22 para imprimir con tintas de diferente viscosidad, teniendo validez preferiblemente que la viscosidad q presente un valor de q = 50 - 100 mPa seg y/o para imprimir con tintas que presentan pigmentos con un tamaño de pigmento de hasta 10 jm, siendo el tamaño de pigmento preferiblemente hasta 5 jm.

24. Procedimiento según las reivindicaciones 15 a 23,caracterizado porquecon el cabezal de impresión se aplican formas tridimensionales, líneas, estructuras, sobre al menos una superficie con zonas lisas y/o rugosas.