Un sistema de circulación de tinta (1) para uso en un aparato de impresión de inyección de tinta de gota bajo demanda que comprende:

- un subtanque de alimentación de tinta (20) que tiene un primer sensor de nivel de tinta (26), controlando el primer sensor de nivel una bomba de alimentación (73) para el rellenado del subtanque de alimentación con tinta fresca cuando la tinta se consume de forma que pueda mantenerse el nivel de la primera superficie de tinta libre en el tanque de alimentación (20);

- un subtanque de retorno de tinta (30) que tiene un segundo sensor de nivel de tinta (36), controlando el segundo nivel de sensor de tinta el flujo de tinta en una trayectoria de circulación de impresión desde el subtanque de retorno a través de la bomba (76, 69), a través de una unidad de desgasificación de flujo pasante (60) de vuelta al subtanque de alimentación de forma que pueda mantenerse el nivel de una segunda superficie de tinta libre en el subtanque de retorno (30);

- al menos un cabezal de impresión (10) que tiene una entrada de tinta conectada hidráulicamente al subtanque de alimentación de tinta (20) y una salida de tinta conectada hidráulicamente al subtanque de retorno de tinta (30);

- la diferencia de nivel entre la primera y la segunda superficies de tinta libres que crea una diferencia de presión hidrostática (?p) que proporciona una fuerza de accionamiento para la circulación de tinta desde el subtanque de alimentación a través del cabezal de impresión hasta el subtanque de retorno;

- una trayectoria de circulación de desgasificación de tinta desde el subtanque de alimentación (20) a través de una bomba (67, 69), a través de dicha unidad de desgasificación de flujo pasante (60) de vuelta al subtanque de alimentación, sistema caracterizado por que:

- la trayectoria de circulación de impresión y la trayectoria de circulación de desgasificación comparten un segmento de trayectoria común directamente aguas arriba con relación al subtanque de alimentación;

- la trayectoria de circulación de desgasificación comprende medios para controlar el flujo desde la trayectoria de circulación de desgasificación independientemente del flujo a través de la trayectoria de circulación de impresión para obtener un funcionamiento y rendimiento óptimos de la unidad de desgasificación (60)

Desgasificación de tinta para sistemas de circulación de la alimentación de tinta en impresoras de inyección de tinta.

Campo técnico

La presente invención se refiere a aparatos de deposición de gotitas. Más específicamente la invención se refiere a sistemas de alimentación de tinta en circulación para el uso con aparatos de impresión de inyección de tinta.

Técnica anterior

La tecnología de impresión de inyección de tinta, debido a su genuina simplicidad (y su capacidad para dispensar muy pequeñas gotitas de tinta controladas) ha encontrado un amplio público. Folletos, anuncios, octavillas, tarjetas de presentación, etiquetas son algunas áreas de aplicación en donde se ha aprobado esta tecnología (aplicaciones que anteriormente se basaban en la impresión offset). Las aplicaciones de esta tecnología se han expandido a lo largo de su existencia. Desde su comienzo como una tecnología de impresión de documentación para negocios, la inyección de tinta (debido a su amplio atractivo) ha saltado al campo de la impresión de gran formato, paquetería y prototipos 3D. Aun cuando los requisitos dentro de cada uno de estos segmentos industriales se han ido haciendo cada vez más complejos, la tecnología de inyección de tinta ha logrado seguir el ritmo y estar a la altura en cada ocasión.

En las aplicaciones de impresión tradicionales, la tecnología de impresión por inyección de tinta se usa para la deposición de finas gotitas de tinta desde diminutas boquillas sobre un medio receptor, para crear una reproducción impresa de una imagen. En un entorno de fabricación, la impresión por inyección de tinta se usa para la microdeposición y recubrimiento en procesos de fabricación críticos. Todas esas aplicaciones han creado una diversidad de procesos de inyección de tinta y diseños de cabezales de impresión. El mecanismo de accionamiento para el desarrollo de las gotitas en el cabezal de impresión ha evolucionado a lo largo del tiempo y actualmente hay tres tecnologías principales que accionan la impresión por inyección de tinta. Los cabezales de impresión de inyección de tinta producen gotitas o bien continuamente o bien bajo demanda. La producción continua significa que la alimentación de tinta está suficientemente personalizada para crear una corriente continua de gotas de tinta que salen de una boquilla. Las gotas se crean para cada posible localización de píxel sobre el medio de registro dado que la alimentación de tinta presurizada no puede conocer de antemano cuándo y dónde se necesita que un píxel reciba una gota de tinta. Las muchas gotas no necesarias para la impresión sobre el medio de registro (porque se trata de un píxel "blanco") se descartan en alguna manera. Los cabezales de impresión por inyección de tinta continua siempre necesitan una canaleta que pueda capturar estas gotas descartadas. O bien las gotas de la canaleta o bien las gotas de impresión se desvían fuera de la corriente continua de gotas que salen de la boquilla. La fuerza de deflexión de las gotas es normalmente electrostática. "Bajo demanda" difiere de "continuo" en que las gotas de tinta se producen solamente bajo demanda mediante la manipulación de un proceso físico para vencer momentáneamente las fuerzas de tensión superficial de la tinta y emitir una gota de tinta o racimos de gotas de tintas desde una boquilla. La alimentación de tinta no está suficientemente presurizada para formar una corriente continua de gotas de tinta. En su lugar, la tinta se mantiene en una boquilla, formando un menisco. La tinta se queda en su lugar a menos que alguna otra fuerza venza las fuerzas de tensión superficial que son inherentes al líquido. El método más común es aumentar repentinamente la presión sobre la tinta, impulsándola desde la boquilla. Una categoría de cabezales de impresión por inyección de tinta de gotas bajo demanda usan el fenómeno físico de la electroestricción, un cambio en la dimensión del transductor en respuesta a un campo eléctrico aplicado. La electroestricción es más fuerte en materiales piezoeléctricos y de ahí que estos cabezales de impresión se denominen cabezales de impresión piezoeléctricos. El muy pequeño cambio de dimensiones del material piezoeléctrico se aprovecha sobre un área grande para generar un cambio de volumen que sea suficientemente grande para extraer una gota de tinta de una pequeña cámara de tinta. Un cabezal de impresión piezoeléctrico incluye una multitud de pequeñas cámaras de tinta, dispuestas en una matriz, teniendo cada una, una boquilla individual y un porcentaje de un área de una pared transformable para crear los cambios de volumen requeridos para proyectar una gota de tinta desde la boquilla. Otra categoría de cabezales de impresión por inyección de tinta de gotas bajo demanda usan transductores de punto caliente, de aproximadamente el mismo tamaño que un píxel de la imagen, que pueden pulsarse para hacer hervir una cubierta muy delgada de líquido. La tremenda expansión de volumen de la transición de fase líquido a vapor crea el mismo efecto de pulso de presión que la enorme área de un transductor piezoeléctrico.

La presente invención se ocupa de la forma en la que se suministra la tinta a las cámaras de tinta de los cabezales de impresión por inyección de tinta de gotas bajo demanda y el acondicionamiento de la tinta para un funcionamiento óptimo del cabezal de impresión por inyección de tinta.

En la técnica anterior, se han descrito los sistemas de circulación de tinta para los aparatos de impresión por inyección de tinta y se han probado como beneficiosos para evitar el deterioro de la tinta mientras se instala la tinta en el aparato de impresión, por ejemplo debido a la segmentación de las partículas de pigmento. El documento WO 2006/064040 (AGFA) 2006-06-22 describe dicho sistema de alimentación de tinta en circulación para uso con cabezales de impresión por inyección de tinta de gotas bajo demanda de equipos de impresión del tipo de producción. El sistema de alimentación de tinta en circulación tiene una unidad de desgasificación de tinta de flujo pasante, montado en línea con la circulación de la tinta, es decir la tinta que fluye por los cabezales de impresión también fluye a través de la unidad de desgasificación. La desgasificación en línea resuelve los problemas relacionados con el aire atrapado en la trayectoria de la alimentación de tinta y los problemas relacionados con la difusión rectificada de la tinta insuficientemente desgasificada en las cámaras de tinta del cabezal de impresión durante el proceso de producción de gotas. Se describe una realización en la que los principios de la circulación de tinta y la desgasificación en línea se aplican a un aparato de impresión por inyección de tinta que incorpora múltiples cabezales de impresión. El dibujo que ilustra esta realización se ha reproducido como figura 1 en esta solicitud. La fuerza de accionamiento para la circulación de la tinta a través de los cabezales de impresión y a través de la unidad de desgasificación en línea se proporciona mediante una diferencia de presión hidrostática ?p entre la superficie de tinta libre en dos tanques de almacenamiento de tinta diferentes. Una diferencia de presión hidrostática, desde un punto de vista práctico, está siempre limitada y es menos adecuada como variable de proceso para controlar un caudal de tinta. Además, el caudal real en una circulación de tinta accionada hidrostáticamente depende de la resistencia al flujo en la trayectoria del flujo. Esta resistencia al flujo puede depender del número de cabezales de impresión conectados, con la longitud total de tubos en la trayectoria de tinta, etc. Por lo tanto el caudal de tinta en el sistema de circulación de tinta se limita por el tamaño y se limita por su posibilidad de control. Por otro lado, el caudal de tinta es un parámetro importante en el control de la eficiencia de la unidad de desgasificación en línea. La unidad de desgasificación de flujo pasante tratada en el documento WO 2006/064040 (AGFA) 2006-06-22 se indicó que funcionaba mejor con un caudal de tinta a través de la unidad de desgasificación de al menos 1000 ml/h, que es sustancialmente mayor que el caudal de tinta creado por la diferencia de presión hidrostática ?p entre las superficies de tinta libre en dos tanques de almacenamiento de tinta. Para resolver este problema, se ha descrito otra realización que comprende una trayectoria en derivación o en paralelo a la trayectoria de circulación de tinta principal que alimenta el cabezal de impresión. La bomba de circulación crea un caudal de tinta a través de la unidad de desgasificación que es sustancialmente más alto que el caudal de tinta creado...

1. Un sistema de circulación de tinta (1) para uso en un aparato de impresión de inyección de tinta de gota bajo demanda que comprende:

2. El sistema de circulación de tinta de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la trayectoria de circulación de impresión comprende una bomba de circulación de impresión (76) y en el que la trayectoria de circulación de desgasificación comprende una bomba de circulación de desgasificación (67), dispuestas ambas bombas de circulación para que puedan accionarse independientemente entre sí para el control de un caudal de impresión de modo independiente de un caudal de desgasificación.

3. El sistema de circulación de tinta de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el segmento de trayectoria común comprende una bomba de circulación (69) y en el que la mezcla de la trayectoria de circulación de impresión y la trayectoria de circulación de desgasificación en un segmento de trayectoria común comprende una válvula de 3 vías para el control de la relación de flujo entre el caudal de impresión y el caudal de desgasificación.

4. El sistema de circulación de tinta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el caudal de desgasificación es mayor que el caudal de impresión.

5. El sistema de circulación de tinta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el caudal de desgasificación es al menos de 1000 ml/h.

6. El sistema de circulación de tinta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además un filtro (65) dispuesto entre la unidad de desgasificación de flujo pasante (60) y el subtanque de alimentación (20) para la eliminación del material atascado o gelificado en la tinta.

7. El sistema de circulación de tinta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la trayectoria de circulación de impresión y la trayectoria de circulación de desgasificación se apoyan en un carro para un movimiento alternativo a través de un medio de impresión.

8. Un método para proporcionar un flujo de una tinta desgasificada a un cabezal de impresión de inyección de tinta usando un sistema de circulación de tinta como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

9. Un aparato de impresión por inyección de tinta que comprende un sistema de circulación de tinta como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.