Limpieza de cabezal de impresión.

Método para limpiar un cabezal de impresión de una impresora de chorro de tinta que comprende al menos uncañón de tinta (50) con una boquilla de expulsión,

un canalón colector de tinta (22), una cámara de tinta (2), unacámara de disolvente (8), una fuente de vacío (16), donde cada una de las cámaras y la fuente (2, 8, 16) estánconectadas de manera hidráulica, por medio de un dispositivo que puede ser controlado (4, 10, 18), al cañón de tinta(50), que comprende la siguiente secuencia de:

- interrumpir una conexión hidráulica entre el cañón (50) y la cámara de tinta (2), de manera que no se suministratinta al cañón de tinta,

- establecer una conexión hidráulica entre el cañón y la fuente de vacío (16), de manera que la tinta del cañón esaspirada hacia la fuente de vacío,

- establecer una conexión entre la cámara de disolvente (8) y la fuente de vacío (16) a través de un circuitohidráulico (12, 14) que comprende el cañón de tinta, no fluyendo el disolvente a través de la boquilla (54), de maneraque el cañón se limpia sin expulsar disolvente a través de la boquilla (54).

Limpieza de cabezal de impresión

Campo técnico Esta invención se refiere al campo de la limpieza de cabezales de impresión de impresoras de chorro de tinta. Más específicamente, la invención se refiere a un método de limpieza de una impresora de chorro continuo así como a un cabezal de impresión adecuado para este método.

Técnica anterior

El funcionamiento típico de una impresora de chorro continuo puede describirse de la siguiente manera. Tinta eléctricamente conductora se mantiene bajo presión en un cañón de tinta que forma parte de un cabezal de impresión que comprende un cuerpo. El cañón de tinta consiste en una cámara destinada a almacenar tinta que va a estimularse y en un rebaje para un dispositivo de estimulación periódica de tinta, por ejemplo, un accionador piezoeléctrico; entre otros componentes, la cámara de estimulación comprende, de dentro a fuera, al menos un paso para transportar tinta a una boquilla calibrada, formada en una placa de boquillas. La tinta presurizada se descarga desde la boquilla, formando por tanto un chorro de tinta.

El dispositivo de estimulación periódica alojado en el cañón de tinta hace que el chorro de tinta se interrumpa a intervalos de tiempo regulares en un punto en el espacio; esta fragmentación forzada del chorro de tinta se produce normalmente en un denominado punto de interrupción del chorro mediante vibraciones periódicas del dispositivo de estimulación sumergido en la tinta almacenada en un cañón de tinta aguas arriba de la boquilla.

A partir del punto de interrupción, el chorro continuo se transforma en una serie de gotas de tinta idénticas y separadas de manera equidistante. Cerca del punto de interrupción, un primer grupo de electrodos denominados "electrodos de carga" tiene la función de transferir de manera selectiva, a cada gota de la serie de gotas, una cantidad predeterminada de carga eléctrica. Después, todas las gotas del chorro, ahora cargadas, pasan a través de una segunda disposición de electrodos denominados “electrodos de desviación” que generan un campo eléctrico que modificará la trayectoria de las gotas según su carga.

Convencionalmente, las gotas cargadas, y por lo tanto desviadas, se dirigen hacia un sustrato para su impresión. Las gotas no desviadas, es decir, las gotas menos cargadas, no se imprimen y se dirigen hacia un dispositivo 35 colector denominado comúnmente “canalón”. Por lo tanto, el mismo chorro continuo tiene como finalidad tanto imprimir como no imprimir el sustrato con el fin de producir los patrones deseados.

Para aumentar la superficie de impresión y, por lo tanto, la velocidad de impresión, tales impresoras de chorro continuo desviado pueden comprender una pluralidad de boquillas de impresión que funcionan simultáneamente y 40 en paralelo. En particular, se han desarrollado sistemas con dos boquillas, en los que dos cañones funcionan conjuntamente. Por ejemplo, el documento FR-A-2835217 (Imaje) describe un cabezal de impresión que incluye una doble boquilla con ejes convergentes: cada boquilla está asociada a un conjunto de electrodos de carga y de electrodos de desviación (de hecho, uno de los electrodos de desviación de cada par puede ser común) . En el caso descrito, todas las gotas no desviadas llegan al canalón colector, donde los ejes de las boquillas que definen su 45 trayectoria convergen en un punto de este canalón.

También hay impresoras que funcionan con un principio alternativo, por ejemplo descrito en el documento FR-A2851495 (Imaje) , en el que las gotas no desviadas se usan para la impresión. En este caso, convencionalmente, cada cañón está asociado a una placa que presenta una pluralidad de boquillas de expulsión.

Independientemente del tipo de impresora de chorro continuo, resulta evidente que para satisfacer su función, el cabezal de impresión debe estar conectado de manera hidráulica a una cámara de tinta presurizada destinada a abastecer al cañón de tinta, y conectado a una cámara que recibe, a su vez, la tinta no dirigida hacia el sustrato de impresión.

Además de las conexiones de suministro y recogida de tinta, el cabezal de impresión está conectado generalmente a una cámara de disolvente de tinta. El disolvente tiene como finalidad regular la fluidez de la tinta durante el funcionamiento y, en fases de inactividad, limpiar los canales y pasos que forman conjuntamente el circuito de tinta para impedir que se deposite cualquier resto seco en los canales. De hecho, la tinta seca puede producir partículas 60 que generan defectos en la impresión; las boquillas o filtros en los canales también pueden quedar bloqueados. Sobre todo, la tinta seca altera los valores de las secciones transversales efectivas de los canales, posiblemente hasta que queden totalmente obstruidas, generando un mal funcionamiento del cabezal de impresión, o incluso fallos, debido a cambios y/o perturbaciones del chorro. Por lo tanto es necesario limpiar periódicamente los canales y los elementos asociados que forman el circuito de tinta, en particular al nivel del cabezal de impresión, que es el

elemento más sensible del circuito.

El documento EP-A-0424008 (Linx Printing Technology) describe un método de limpieza mediante el circuito de tinta.

Con referencia a la figura 1 de este documento, un circuito de tinta y de disolvente de una impresora de chorro de tinta comprende una cámara de tinta (1) y una cámara de disolvente (29) , canales (11, 33) para la circulación de la tinta, una fuente de vacío (23) en los canales y un sistema de solenoides para el suministro de tinta (11) , para la descarga (35) , para un canalón (27) , para el llenado con disolvente (31) y para el drenaje (37) . Tal y como se especifica (desde la columna 4, línea 30 hasta la columna 5, línea 46) , la operación de limpieza del circuito se lleva a cabo en dos etapas.

En la primera etapa, el solenoide de drenaje (37) se abre y el disolvente de su cámara (29) pasa por los solenoides de drenaje y de suministro de tinta (37, 11) , por el tubo de suministro de tinta (13) y por el cañón de tinta (15) , y vuelve, a través de un conducto de descarga (33) y de los solenoides de descarga y de canalón (35, 27) , a la fuente de vacío (23) y a la cámara de tinta (1) . Esta primera etapa de la operación de limpieza permite por tanto que el

cañón (15) , el solenoide y el tubo de suministro de tinta (11, 13) se limpien.

Como también se especifica en este documento, la limpieza del canalón es menos importante ya que éste último está conectado a la fuente de vacío, que normalmente aspira cualquier cantidad de tinta que pueda estar presente en el mismo cuando la impresora no realiza su función.

Sin embargo, el canalón (21) puede limpiarse en una segunda etapa de la operación de limpieza descrita en el documento EP-A-0424008, que se lleva a cabo en condiciones normales de funcionamiento de impresión. Puesto que la segunda etapa se lleva a cabo inmediatamente después de la primera etapa, el tubo de suministro de tinta (13) y el cañón (15) están inicialmente llenos de disolvente. Este disolvente se distribuye junto con la tinta que llega bajo presión desde la cámara de tinta (1) , a través del tubo de suministro de tinta (13) , después desdel cañón (15) a través de la boquilla de dicho cañón y vuelve a la fuente de vacío (23) , en particular a través del canalón (21) y del conducto de aspiración de canalón (25) , los cuales quedan limpios de este modo.

Por tanto, este método tiene la ventaja de no requerir medios de presurización de disolvente diferentes a los necesarios para la tinta; sin embargo, el método necesita transiciones tinta-disolvente y disolvente-tinta en el flujo a través de la boquilla del cañón. Estas transiciones dan lugar a una inestabilidad direccional del chorro que sale de la boquilla, lo que requiere compromisos y cambios complejos en la forma y configuración de la boquilla, generando problemas en la definición de este elemento que es esencial para una buena impresión. También hace que la dirección del chorro de tinta sea propensa a desplazarse hacia los electrodos de carga o de desviación y a depositarse en los mismos, e incluso a secarse en los mismos: la tinta húmeda o seca provoca cambios en la superficie de los electrodos y, por lo tanto, en las superficies equipotenciales en la zona a través de la cual pasa el chorro, de manera que el valor nominal del potencial creado al nivel de estas zonas será diferente del valor requerido. Además, la suciedad generada por esta tinta da lugar a un mal funcionamiento de cualquiera de los electrodos; en algunos casos hasta puede producirse un cortocircuito.

Descripción de la invención La invención... [Seguir leyendo]

1. Método para limpiar un cabezal de impresión de una impresora de chorro de tinta que comprende al menos un cañón de tinta (50) con una boquilla de expulsión, un canalón colector de tinta (22) , una cámara de tinta (2) , una cámara de disolvente (8) , una fuente de vacío (16) , donde cada una de las cámaras y la fuente (2, 8, 16) están conectadas de manera hidráulica, por medio de un dispositivo que puede ser controlado (4, 10, 18) , al cañón de tinta (50) , que comprende la siguiente secuencia de:

- interrumpir una conexión hidráulica entre el cañón (50) y la cámara de tinta (2) , de manera que no se suministra tinta al cañón de tinta,

- establecer una conexión hidráulica entre el cañón y la fuente de vacío (16) , de manera que la tinta del cañón es aspirada hacia la fuente de vacío,

- establecer una conexión entre la cámara de disolvente (8) y la fuente de vacío (16) a través de un circuito hidráulico (12, 14) que comprende el cañón de tinta, no fluyendo el disolvente a través de la boquilla (54) , de manera que el cañón se limpia sin expulsar disolvente a través de la boquilla (54) .

2. Método según la reivindicación 1, en el que cuando se establece la conexión entre la cámara de disolvente (8) y la fuente de vacío (16) , la conexión entre la cámara de disolvente (8) y el cañón de tinta se interrumpe de manera periódica, de manera que el cañón se vacía cada vez del disolvente que contiene.

3. Método según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que cuando se establece la conexión entre la cámara de disolvente (8) y la fuente de vacío (16) , la conexión entre el cañón de tinta y la fuente de vacío (16) se interrumpe de manera instantánea al menos una vez.

4. Método según la reivindicación 3, en el que la interrupción instantánea de la conexión entre el cañón de tinta (50) y la fuente de vacío (16) se lleva a cabo al menos 3 veces.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el canalón colector de tinta (22) está conectado de manera hidráulica a una fuente de vacío (16) mediante un dispositivo que puede ser controlado (26) , y que incluye las etapas de:

- establecer una conexión entre el canalón colector (22) y la fuente de vacío (16) , 35

- interrumpir dicha conexión entre el canalón colector (22) y la fuente de vacío (16) y establecer simultáneamente una conexión entre el canalón colector (22) y la cámara de disolvente (8) durante un corto periodo de tiempo,

- establecer una nueva conexión entre el canalón colector (22) y la fuente de vacío (16) .

6. Método según la reivindicación 5, en el que la interrupción de dicha conexión entre el canalón colector (22) y la fuente de vacío (16) y el establecimiento simultáneo de una conexión entre el canalón colector (22) y la cámara de disolvente (8) durante un corto periodo de tiempo se repiten varias veces.

7. Método según una de las reivindicaciones 5 ó 6, en el que el canalón (22) está conectado a la misma fuente de vacío (16) que el cañón (50) .

8. Método para poner en funcionamiento un cabezal de impresión de una impresora de chorro de tinta que comprende al menos un cañón de tinta (50) , un canalón colector de tinta (22) , una cámara de tinta (2) , una cámara de disolvente (8) , una fuente de vacío (16) , donde cada una de las cámaras y la fuente (2, 8, 16) están conectadas de manera hidráulica, mediante un dispositivo que puede ser controlado (4, 10, 18) , al cañón de tinta (50) , que incluye las etapas de:

(1) limpiar el cabezal mediante un método según una de las reivindicaciones 1 a 7, 55

(2) conectar el cañón (50) a la fuente de vacío (16) ,

(3) alternar periodos en los que se establece una conexión entre el cañón (50) y la cámara de tinta (2) con periodos en los que se interrumpe esta conexión,

(4) interrumpir la conexión entre el cañón y la fuente de vacío (16) manteniendo abierta la conexión entre la cámara de tinta (2) y el cañón (50) .

9. Cabezal de impresión de impresora (40) , que comprende un primer compartimento que aloja al menos un cañón 65 de tinta (50) equipado con una boquilla de expulsión (54) , al menos un canalón colector (44) , caracterizado porque incluye, para cada cañón (50) :

- un solenoide (10) para limpiar el cañón (50) y controlar una conexión directa, que no incluye la boquilla, entre una cámara de disolvente (8) y el cañón (50) ,

- un solenoide de descarga (18) que controla una conexión entre el cañón (50) y una fuente de vacío (16) , y

- un solenoide de tinta (4) que controla una conexión entre una cámara de tinta (2) y el cañón (50) .

10. Cabezal de impresión según la reivindicación 9, que comprende dos cañones de tinta (50) destinados a 10 expulsar tinta a través de una boquilla (54) en la misma dirección.

11. Cabezal de impresión según la reivindicación 10, en el que dos boquillas de expulsión (54) presentan un eje que convergen en un punto de un canalón (44) .

1.

12. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende un segundo compartimento (70) que aloja al solenoide (10) de limpieza del cañón (50) , al solenoide de descarga (18) y al solenoide de tinta (4) .

13. Cabezal de impresión según la reivindicación 12, que comprende un recubrimiento (60) para circuitos hidráulicos, adyacente al primer y al segundo compartimento (70) . 2.

14. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones 9 a 13, que comprende además un solenoide colector

(26) que controla una conexión entre una fuente de vacío (16) y cada canalón colector (44) , y un solenoide (32) para limpiar el canalón colector, que controla una conexión entre cada canalón colector (44) y una cámara de disolvente (8) .

2.

15. Cabezal de impresión según una de las reivindicaciones 12 y 13, que comprende además un solenoide colector

(26) que controla una conexión entre una fuente de vacío (16) y cada canalón colector (44) , y un solenoide (32) para limpiar el canalón colector, ubicado en el segundo compartimento (70) y que controla una conexión entre cada canalón colector (44) y una cámara de disolvente (8) .