Sistema de circulación de tinta (1) para su uso en una caída en la demanda de un aparato de impresión de inyección de tinta,

comprendiendo dicho sistema: - un subtanque de suministro de tinta (20) que tiene un primer sensor de nivel de tinta (26) para controlar una primera superficie de nivel libre de tinta en el tanque de suministro (20), controlando el primer sensor de nivel una bomba de suministro (73) para la reposición del subtanque de suministro con tinta fresca al consumirse la tinta; - un subtanque de retorno de tinta (30) que tiene un segundo sensor de nivel de tinta (36) que controla una segunda superficie de nivel libre de tinta en el subtanque de retorno (30); - por lo menos un cabezal de impresión (10) que tiene una entrada de tinta conectada hidráulicamente al subtanque de suministro (20) y una salida de tinta conectada hidráulicamente al subtanque de retorno (30); - creando la diferencia de altura entre el primer y segundo niveles libres de tinta una diferencia de presión hidrostática que proporciona una fuerza de accionamiento para el flujo de tinta a través del cabezal de impresión, en el que el sistema comprende adicionalmente: - una trayectoria de refresco desde el subtanque de retorno al subtanque de suministro que comprende una bomba de circulación (76) y una unidad de desgasificación de flujo pasante activa (60) para controlar un nivel de gas disuelto de la tinta, con lo que la bomba de circulación (76) se controla mediante el segundo sensor de nivel (36)

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un aparato de deposición de gotas y especialmente a un aparato de impresión de inyección de tinta. Más específicamente, la invención se refiere a sistemas de suministro de tinta para impresoras de inyección de tinta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las impresoras se utilizan para imprimir la producción de ordenadores o un tipo similar de dispositivos que generan información sobre un medio de grabación tal como papel. Los tipos de impresoras comúnmente disponibles incluyen impresoras de impacto, impresoras láser e impresoras de inyección de tinta. El término "inyección de tinta" cubre una variedad de procesos físicos y de hardware, pero básicamente estas impresoras transfieren tinta desde un suministro de tinta al medio de grabación en un patrón de finas gotas de tinta. Los cabezales de impresión de inyección de tinta producen gotas continuamente o bajo demanda. "Continuamente" significa que se crea una corriente continua de gotas de tinta, por ejemplo, mediante presurización del suministro de tinta. "Bajo demanda" difiere de "continuamente" en que las gotas de tinta sólo se expulsan de un cabezal de impresión mediante la manipulación de un proceso físico para superar momentáneamente las fuerzas de tensión superficial que mantienen la tinta en el cabezal de impresión. La tinta se mantiene en una boquilla formando un menisco. La tinta permanece en posición a menos que alguna otra fuerza supere las fuerzas de tensión superficial que son inherentes en el líquido. La práctica más común es aumentar súbitamente la presión sobre la tinta, expulsándola de la boquilla. Una categoría de cabezales de impresión de inyección de tinta de gotas bajo demanda utiliza el fenómeno físico de la electrostricción, un cambio en la dimensión del transductor en respuesta a un campo eléctrico aplicado. La electrostricción es más fuerte en materiales piezoeléctricos y, por lo tanto, a estos cabezales de impresión se les conoce como cabezales de impresión piezoeléctricos. El cambio dimensional muy pequeño del material piezoeléctrico se aprovecha en una gran área para generar un cambio de volumen que es lo suficientemente grande para que exprimir una gota de tinta de una pequeña cámara. Un cabezal de impresión piezoeléctrico incluye una multitud de pequeñas cámaras de tinta, dispuestas en una agrupación, teniendo, cada una, una boquilla individual y un porcentaje del área de la pared transformable para crear los cambios de volumen requeridos para expulsar una gota de tinta de la boquilla, de acuerdo con los principios de la electrostricción.

La presente invención se ocupa de la manera en la que la tinta se suministra a las cámaras de tinta, del acondicionamiento de la tinta y del impacto del acondicionamiento de la tinta sobre el funcionamiento de un cabezal de impresión de inyección de tinta.

El documento US-A-2003/0011664 describe una estación de regeneración para rellenar los cartuchos de impresoras de inyección de tinta. AIRE ATRAPADO EN LAS CÁMARAS DE TINTA

Se sabe que la presencia de burbujas de aire en la cámara de tinta del cabezal de impresión piezoeléctrico a menudo provoca fallos de funcionamiento en el cabezal de impresión. Si está presente aire en la cámara de tinta, los cambios de presión deseados resultantes de la deformación piezoeléctrica de parte de las paredes de la cámara de tinta serán absorbidos por el aire, dejando que la presión de la tinta no se vea afectada. La fuerza de la tensión superficial de la tinta en la boquilla mantiene el menisco y ninguna gota será expulsada de la cámara de tinta. En las frecuencias en las que funcionan los transductores piezoeléctricos en el cabezal de impresión piezoeléctrico, es decir, en el rango de kHz a MHz, no solamente las burbujas del aire, sino también el aire disuelto en la tinta, pueden provocar fallos de funcionamiento tal como se ha descrito anteriormente. En el estado de la técnica se han descrito conceptos para evitar burbujas de aire en la cámara de tinta mediante la creación de una trampa de aire aguas arriba de la cámara de tinta, es decir, antes de que la tinta entre en la cámara de tinta. Se han propuesto soluciones en los documentos EP-A-0 714 779 y US 4.929.963 en forma de tampones de aire o separadores de gas que permiten que las burbujas de aire se eleven y sean evacuadas de la tinta en un tanque intermedio antes de que la tinta se suministre al cabezal de impresión.

Los documentos EP-A-1 403 059 y US 6.231.174 describen un principio de retirada de burbujas de aire de una trayectoria de suministro de tinta mediante la circulación de tinta durante una operación de purgado de circulación dedicada. Estas operaciones de purgado de la circulación se ejecutan antes o después de la impresión. En el documento US 5.771.052 se describe un tubo desaireador como una parte interna de un cabezal de impresión de inyección de tinta. El tubo desaireador es una membrana tubular permeable al aire e impermeable a la tinta que permite que el aire se retire de la tinta, a través de la membrana, a través de una fuente de vacío.

El documento US 4.555.709 describe un sistema de reconstitución de tinta y un método para impresoras de gotas de tinta, en el que un sistema de suministro esencialmente cerrado suministra tinta bajo presión a una barra de impresión, y un receptor recoge la tinta no impresa. La tinta no impresa se suministra a un soporte temporal o tanque de reconstitución que tiene medios de detección de nivel alto y bajo, y se hace funcionar una bomba en respuesta al nivel del líquido cuando alcanza los medios de detección de nivel alto para suministrar una cantidad de líquido recogido del tanque de soporte de nuevo al sistema de suministro. La reconstitución se realiza mediante la medición en el tanque de soporte de una cantidad predeterminada de líquido de reconstitución

o reposición, cada vez que funcionan los medios de detección de nivel bajo, de manera que la cantidad de reposición siempre está relacionada con la cantidad de tinta devuelta por el receptor y, por lo tanto, sujeta a evaporación. CONTROL DE LA CONTRAPRESIÓN EN LA BOQULLA EN APLICACIONES DE ESCANEADO RÁPIDO

Un segundo punto de atención en los sistemas de suministro de tinta es la presión en la boquilla, que es crítica para que un cabezal de impresión que esté bien afinado y que funcione bien. Los cabezales de impresión de inyección de tinta funcionan mejor con una presión ligeramente negativa en la boquilla o contrapresión. En la práctica, esto se consigue a menudo manteniendo una diferencia de altura entre la superficie libre de tinta en un tanque de suministro de tinta ventilado y el menisco en la boquilla. Es decir, la superficie libre de tinta en el tanque de suministro ventilado se mantiene gravimétricamente un par de centímetros por debajo del nivel del menisco en la boquilla. Esta diferencia de altura establece una diferencia de presión hidrostática para controlar la contrapresión en la boquilla. En configuraciones de cabezales de impresión de movimiento alternativo, el tanque de suministro de tinta está colocado fuera del eje, es decir, no escanea, porque de lo contrario la posición inferior del tanque de suministro de tinta en comparación con el cabezal de impresión interferiría con la trayectoria de transporte del medio de impresión. Se utiliza un tubo flexible para conectar el tanque de suministro de tinta con el eje desplazado con el cabezal de impresión en el eje, tal como se describe en, por ejemplo, el documento US 4.929.963. Durante la aceleración y la desaceleración del cabezal de impresión se crean ondas de presión en los tubos, que pueden alterar significativamente el equilibrio de la presión en el menisco, y pueden provocar el derrame de la boquilla en el caso de una disminución de la presión negativa, o la rotura del menisco en el caso de un aumento de la presión negativa y de entrada en el canal de tinta. Se han propuesto muchos enfoques para el control de la contrapresión en aplicaciones de cabezales de impresión de movimiento alternativo. Mecanismos de regulación de la contrapresión en forma de tampones o amortiguadores de presión montados junto con el cabezal de impresión en la corredera de movimiento alternativo se describen en los documentos EP-A-1 120 257 y US 6.485.137. Para aceleraciones y desaceleraciones de la corredera por encima de 1G, el tiempo de respuesta de estos dispositivos es insuficiente. En el documento EP-A-1 142 713 se utiliza un subtanque ventilado. El subtanque sirve como depósito de tinta local cerca del cabezal...

1. Sistema de circulación de tinta (1) para su uso en una caída en la demanda de un aparato de impresión de inyección de tinta, comprendiendo dicho sistema:

- un subtanque de suministro de tinta (20) que tiene un primer sensor de nivel de tinta (26) para controlar una primera superficie de nivel libre de tinta en el tanque de suministro (20), controlando el primer sensor de nivel una bomba de suministro (73) para la reposición del subtanque de suministro con tinta fresca al consumirse la tinta;

- un subtanque de retorno de tinta (30) que tiene un segundo sensor de nivel de tinta (36) que controla una segunda superficie de nivel libre de tinta en el subtanque de retorno (30);

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

- creando la diferencia de altura entre el primer y segundo niveles libres de tinta una diferencia de presión hidrostática que proporciona una fuerza de accionamiento para el flujo de tinta a través del cabezal de impresión, en el que el sistema comprende adicionalmente:

- una trayectoria de refresco desde el subtanque de retorno al subtanque de suministro que comprende una bomba de circulación (76) y una unidad de desgasificación de flujo pasante activa (60) para controlar un nivel de gas disuelto de la tinta, con lo que la bomba de circulación (76) se controla mediante el segundo sensor de nivel (36).

2. Sistema de circulación de tinta según la reivindicación 1, en el que el nivel de gas disuelto de la tinta se controla entre un nivel mínimo y un nivel máximo.

3. Sistema de circulación de tinta según la reivindicación 2, en el que el nivel mínimo o el nivel máximo son dependientes de un parámetro de tinta.

4. Sistema de circulación de tinta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la unidad de desgasificación de flujo pasante

(60) también comprende una entrada de tinta (61) para recibir un flujo de tinta, una salida de tinta (62) para suministrar un flujo de tinta desgasificada, una conexión de vacío (63) para aplicar un vacío, y una membrana semipermeable para proporcionar un área de superficie para la tinta y el vacío para entrar en contacto directo entre sí sin que la tinta penetre en la membrana semipermeable.

5. Sistema de circulación de tinta según la reivindicación 4, que también comprende una válvula (66) para controlar el vacío aplicado a la unidad de desgasificación (60).

6. Sistema de circulación de tinta según la reivindicación 4 ó 5, en el que la membrana semipermeable es una membrana de tipo de fibra hueca.

7. Sistema de circulación de tinta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el subtanque de suministro (20) está conectado hidráulicamente con la entrada de un cabezal de impresión a través de una barra colectora de suministro (28).

8. Sistema de circulación de tinta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el subtanque de retorno está conectado hidráulicamente con la salida de un cabezal de impresión a través de una barra colectora de retorno (38).

9. Aparato de impresión de inyección de tinta que comprende un sistema de circulación de tinta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.