Dispositivo de dispersión de gotitas.

Dispositivo de dispersión de gotitas, que comprende:

- una cámara (2) para contener un líquido de impresión,

a presión, que comprende una placa inferior (4);

- al menos un canal de salida (5) que tiene un eje central, dispuesto en dicha cámara (2) para expulsar el líquido deimpresión; y

- un accionador (7), conectado mecánicamente al canal de salida (5), para dispersar un chorro de fluido (60)expulsado hacia el exterior de dicho canal de salida (5) en gotitas; en el que

- el accionador (7) está dispuesto simétrico respecto al eje central del canal de salida, dispuesto para impartir unpulso de presión al chorro de fluido (60), simétrico respecto al eje central del canal de salida, caracterizado porqueuna barra estática (9) está dispuesta concéntricamente al canal de salida (5) y tiene una parte inferior (91)distanciada del canal de salida (5), para enfocar el pulso de presión cerca del canal de salida (5).

Dispositivo de dispersión de gotitas

La invención se refiere a un dispositivo de dispersión de gotitas, conocido en la técnica como un sistema de gotas bajo demanda o un sistema de impresión continua, configurado para expulsar gotitas desde una tobera de impresión de diversas maneras. En relación con esto, el término “impresión” hace referencia, de modo general, a la generación de pequeñas gotitas y, en particular, no está limitado a la generación de imágenes.

En este sentido, se entiende por técnica de impresión de chorro continuo, la generación continua de gotas que se puede utilizar de manera selectiva con el objetivo de un proceso predeterminado de generación de gotitas. El suministro de gotas tiene lugar continuamente, en contraste a la denominada técnica de gotas bajo demanda, en el que se generan gotas según el proceso predeterminado de generación de gotitas.

Un aparato conocido se describe, por ejemplo, en el documento WO2004/011154. Este documento da a conocer la llamada impresora de chorro continuo para la generación de gotitas a partir de materiales que comprenden fluidos. Con esta impresora, se pueden imprimir fluidos. Durante la salida del fluido a través de un canal de salida, un mecanismo de regulación de presión proporciona una perturbación del fluido adyacente a la abertura de salida de flujo. Esto conduce a la aparición de una perturbación en el chorro de fluido que sale de la abertura de salida de

flujo. Esta perturbación conduce a una reducción del chorro que conduce, a su vez, a una dispersión de dicho chorro a gotas. Esto produce un flujo continuo de gotas de salida con una distribución uniforme de propiedades tales como las dimensiones de las gotitas. El accionador está dispuesto como una placa inferior vibratoria. No obstante, debido al dimensionamiento de la placa inferior, son difíciles de conseguir frecuencias más altas.

El documento EP0011170 da a conocer un elemento cilíndrico opuesto a unos orificios dispuestos en un tubo cilíndrico exterior que está controlado de modo piezoeléctrico. El espacio entre los tubos cilíndricos interior y exterior forma una cavidad anular para tinta.

El documento EP1637329 da a conocer un émbolo para impedir el paso involuntario de tinta a través de un elemento

de tobera. El émbolo incluye un cierre estanco elastómero en su extremo libre, cuyo cierre estanco contacta con la superficie posterior del elemento de tobera.

En un aspecto, la presente invención tiene por objetivo dar a conocer un dispositivo de dispersión que proporciona gotitas más pequeñas a frecuencias más altas, para superar las limitaciones de los sistemas actuales.

Según un aspecto de la invención, se da a conocer un dispositivo de dispersión de gotitas, que comprende: una cámara para contener un líquido de impresión, a presión, que comprende una placa inferior; al menos un canal de salida que tiene un eje central, dispuesto en dicha cámara para expulsar el líquido de impresión; y un accionador para dispersar un chorro de fluido expulsado hacia el exterior de dicho canal de salida en gotitas; en el que el

accionador está situado simétrico respecto al eje central del canal de salida, dispuesto para impartir un pulso simétrico de presión al chorro de fluido respecto al eje central del canal de salida.

Una barra estática está dispuesta de manera concéntrica al canal de salida y tiene una parte inferior distanciada del canal de salida para enfocar el pulso de presión cerca del canal de salida.

45 Según otro aspecto de la invención, se da a conocer un método para expulsar gotitas con el objetivo de imprimir, que comprende: disponer una cámara para contener un líquido de impresión, que comprende una placa inferior, una bomba para comprimir el líquido de impresión y un canal de salida en la cámara, que tiene un eje central; e impartir un pulso de presión al líquido cerca del canal de salida para dispersar un fluido expulsado a chorro de dicho canal de

50 salida; en el que el pulso de presión se imparte mediante un movimiento de la placa inferior axial o radialmente simétrico respecto al eje central del canal de salida. El pulso de presión se enfoca cerca del canal de salida mediante la disposición de una barra estática situada concéntricamente al canal de salida y que tiene una parte inferior distanciada del canal de salida.

55 En consecuencia, se puede aumentar la frecuencia propia del sistema de dispersión, lo que conduce a frecuencias de trabajo más altas y a gotitas más pequeñas. Sin limitación, las frecuencias y las gotitas pueden ser del orden de 5 kHz a 20 MHz, con gotitas menores que 50 micras.

Además, mediante alta presión, se pueden imprimir fluidos que tienen una viscosidad particularmente alta, tales

60 como, por ejemplo, fluidos viscosos que tienen una viscosidad de 300•10-3 Pa•s cuando se están tratando. En particular, la presión predeterminada puede ser una presión entre 0, 5 y 600 bares.

Otras características y ventajas resultarán evidentes a partir de la descripción, junto con los dibujos anexos, en los que:

la figura 1 muestra de manera esquemática una primera realización de un sistema de generación de gotitas que no forma parte de la presente invención;

la figura 2 muestra de manera esquemática una segunda realización de un sistema de generación de gotitas que no forma parte de la presente invención;

la figura 3 muestra de manera esquemática una tercera realización de un sistema de generación de gotitas que no forma parte de la presente invención;

la figura 4 muestra de manera esquemática una cuarta realización de un sistema de generación de gotitas que no forma parte de la presente invención;

la figura 5 muestra una vista detallada de una contracción del canal de salida; y

la figura 6 muestra de manera esquemática una quinta realización de un sistema de generación de gotitas para su utilización en la presente invención; y

las figuras 7 y 8 muestran el principio de un accionador, conectado mecánicamente al canal de salida, para una serie de canales de salida.

En adelante, las partes -A-, -B- y -C- indican posiciones de funcionamiento respectivas del accionador y de la dirección de accionamiento.

La figura 1 muestra una primera realización esquemática de un dispositivo de dispersión de gotitas. En particular, el dispositivo -10- de dispersión de gotitas, indicado asimismo como cabezal de impresión, comprende una cámara -2-, que tiene una placa inferior -4-. La cámara -2- es adecuada para contener un líquido a presión -3-, comprimido, por ejemplo, mediante una bomba o mediante un suministro a presión (no mostrado) . La cámara -2- comprende un canal de salida -5- a través del que un chorro de fluido a presión -60- se dispersa en gotitas -6-. El canal de salida define un eje central y un accionador -7- está formado alrededor de dicho canal, sustancialmente simétrico al eje central del canal de salida -5-. El accionador es preferentemente un elemento piezoeléctrico o magnetoestrictivo en forma de un disco anular dispuesto en la placa inferior -4-. Mediante el accionamiento del accionador -7-, se forma un pulso de presión que es simétrico respecto al eje del canal de salida -5-. En consecuencia, se forman correctamente gotitas -6- de modo simétrico y se pueden conseguir gotitas monodispersas más pequeñas. En la realización de la figura 1, el canal de salida -5- está dispuesto centrado respecto al elemento de accionamiento -7-, en el que las paredes del canal de salida -5- están formadas mediante el material de accionamiento.

En este ejemplo, la abertura de salida de flujo -5- está incluida en el accionador -7-, que está dispuesto en la placa inferior -4-. En este ejemplo, la abertura de salida de flujo -5- en la placa -4- tiene un diámetro de 50 !m. Una dimensión transversal de la abertura de salida de flujo -5- puede estar en el intervalo de 5 a 250 !m. Como una indicación del tamaño del intervalo de regulación de presión, puede servir como ejemplo una presión media del orden de magnitud de 0, 5 a 600 bares [=0, 5 a 600 x105 Pa]. El cabezal de impresión -10- puede estar dotado además de una placa de apoyo (no mostrada) que soporta la placa -4- de la tobera, de manera que no se aplasta a alta presión en la cámara. En... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de dispersión de gotitas, que comprende:

- una cámara (2) para contener un líquido de impresión, a presión, que comprende una placa inferior (4) ;

- al menos un canal de salida (5) que tiene un eje central, dispuesto en dicha cámara (2) para expulsar el líquido de impresión; y

- un accionador (7) , conectado mecánicamente al canal de salida (5) , para dispersar un chorro de fluido (60) expulsado hacia el exterior de dicho canal de salida (5) en gotitas; en el que

- el accionador (7) está dispuesto simétrico respecto al eje central del canal de salida, dispuesto para impartir un pulso de presión al chorro de fluido (60) , simétrico respecto al eje central del canal de salida, caracterizado porque

una barra estática (9) está dispuesta concéntricamente al canal de salida (5) y tiene una parte inferior (91) distanciada del canal de salida (5) , para enfocar el pulso de presión cerca del canal de salida (5) .

2. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que el accionador (7) está dispuesto en la

placa inferior (4) . 20

3. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 2, en el que el canal de salida (5) está dispuesto en el accionador (7) .

4. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que el accionador es anular y está dispuesto

concéntricamente alrededor del canal de salida (5) , estando dicho accionador fijado a una pared de la cámara y a la placa inferior (4) en lados opuestos.

5. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que el accionador (7) está dispuesto como un

elemento piezoeléctrico o magnetoestrictivo. 30

6. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que el accionador (7) está dispuesto para accionar axialmente el canal de salida (5) .

7. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que el accionador (7) está dispuesto para 35 proporcionar una contracción del canal de salida.

8. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que la placa inferior (4) comprende una parte saliente que está dispuesta para curvarse o cizallarse axialmente respecto al canal de salida (5) .

9. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que la parte inferior (91) de la barra estática

(9) está distanciada en un intervalo de distancias de 1 a 500 micras desde el canal de salida (5) .

10. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que el diámetro del canal de salida (5) está

comprendido en el intervalo de 5 a 250 micras. 45

11. Dispositivo de dispersión de gotitas, según la reivindicación 1, en el que la longitud del canal de salida está comprendida en el intervalo de 0, 01 a 3 milímetros.

12. Método para expulsar gotitas, que comprende: 50

- disponer una cámara (2) para contener un líquido de impresión, que comprende una placa inferior (4) , una bomba para comprimir el líquido de impresión y un canal de salida (5) en la cámara (2) , que tiene un eje central; e

- impartir un pulso de presión al líquido cerca del canal de salida (5) para dispersar un fluido expulsado a chorro de 55 dicho canal de salida (5) ;

- en el que el pulso de presión se imparte mediante un movimiento de la placa inferior (4) axial o radialmente simétrico respecto al eje central del canal de salida; y

60. en el que se enfoca el pulso de presión, cerca del canal de salida (5) , disponiendo una barra estática (9) situada concéntricamente al canal de salida (5) y que tiene una parte inferior (91) distanciada del canal de salida (5) .

13. Método, según la reivindicación 12, en el que el movimiento de la placa inferior (4) se proporciona por

contracción del canal de salida (5) . 65

14. Método, según la reivindicación 12, en el que el movimiento del canal de salida (5) se proporciona por vibración axial a lo largo del eje del canal de salida, en el que el movimiento se proporciona mediante un elemento de accionamiento piezoeléctrico o magnetoestrictivo dispuesto en la placa inferior (4) y en el que el elemento de accionamiento está dispuesto simétricamente alrededor del eje central del canal de salida.