ES2204148T3 - Maquina de impresion directa por proyeccion de gotas de tinta sobre un soporte. - Google Patents

Maquina de impresion directa por proyeccion de gotas de tinta sobre un soporte.

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ES2204148T3 ES99936715T ES99936715T ES2204148T3 ES 2204148 T3 ES2204148 T3 ES 2204148T3 ES 99936715 T ES99936715 T ES 99936715T ES 99936715 T ES99936715 T ES 99936715T ES 2204148 T3 ES2204148 T3 ES 2204148T3
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Abstract

Máquina de impresión directa sobre un soporte hecho sobre una mesa (1) por medio de uno o varios cabezales con boquillas de proyección, siendo dicha máquina del tipo con movimientos relativos entre el soporte a imprimir y los cabezales de proyección, estando cada cabezal dedicado preferiblemente a un color o a una tinta, de manera que el cabezal o los cabezales es o son soportados por un equipo móvil (3), encima del soporte a imprimir, según los tres ejes X, Y y Z ortogonales en el espacio, caracterizada por el hecho de que cada cabezal está dotado de un recipiente tampón (6) movible, que puede separarse del cabezal, soportado por el equipo móvil, y que el cabezal o cabezales y su recipiente tampón (6) se mantienen en depresión para asegurar el funcionamiento de dicho cabezal o de dichos cabezales.

Description

Máquina de impresión directa por proyección de gotas de tinta sobre un soporte.
El presente invento hace referencia a una máquina de impresión directa por proyección de gotas de tintas sobre un soporte.
La técnica de chorro de tinta es conocida (véase por ejemplo, la patente FR-A- 2.707.919).
La misma utiliza cabezales de impresión piezoeléctricos de cerámica con una cámara que, por deformación, proyecta la tinta a la salida de boquillas sobre un soporte. La proyección de la tinta también puede conseguirse, para determinados tipos de tinta, mediante calentamiento, lo cual genera la formación de una burbuja gaseosa cuya expulsión provoca el chorro de tinta.
Dichas técnicas están asociadas a sistemas de gobierno por microprocesador que permiten obtener la realización, mediante proyección de tinta, de la imagen deseada que puede ser, por ejemplo, un signo o una letra alfabética, o cualquier representación. Estas técnicas ya no se utilizan más especialmente en el material burocrático.
En estos materiales, los desplazamientos relativos del cabezal de impresión por medio de chorros de tinta y del soporte a imprimir tienen poca amplitud, lo cual no perjudica la calidad de la impresión, no efectuándose la necesaria depresión a la salida de las boquillas de proyección por pequeños desplazamientos.
No obstante, estas tecnologías tan sólo están adaptadas a algunos tipos específicos de tintas y no convienen para la proyección de tintas con alto poder corrosivo cuyo empleo se procura por la calidad de impresión obtenida y por su adherencia inalterable sobre el soporte o para las tintas detectables por rayos ultravioleta.
El invento pretende realizar una máquina que, indistintamente, permita la impresión directa, mediante tintas corrosivas, es decir a base de disolventes o ultravioletas, sobre pequeños formatos o muy grandes formatos y sobre cualquier tipo de soporte, especialmente rígidos, planos o con forma.
La realización de tal máquina que cumpla dicha definición exige el dominio de un cierto número de problemas.
Las tintas corrosivas no pueden cargarse en cartuchos distribuidores conocidos tipo HEWLETT PACKARD (marca registrada) o LEXMARK (marca registrada), siendo necesario concebir un sistema de alimentación específico de tinta con dispositivos que permitan mantener una depresión de 4 milibares al nivel de las boquillas de proyección, sin variaciones de presión que resulte perjudiciales para una buena impresión y ello, independientemente del dato técnico según el cual los movimientos relativos entre los cabezales y boquillas de proyección deben ser muy rápidos.
A título de ejemplo, los cabezales y boquillas pueden estar sometidas a velocidades de desplazamiento de 800 milímetros por segundo y a aceleraciones de 5000 milímetros por segundo al cuadrado, lo cual genera una variación de presión al nivel de las boquillas.
Además, las boquillas que funcionan con una ligera depresión, con las variaciones antes indicadas, son susceptibles, durante el desplazamiento en funcionamiento dinámico, de aspirar burbujas de aire.
Esto genera una degradación de su funcionamiento: paro de la proyección, chorro desviado, etc. ...
El presente invento viene a aportar una solución a este problema en la realización de una máquina de impresión directa.
A tal efecto, la máquina de impresión directa, según el invento, que funciona por proyección de gotas de tinta sobre un soporte, mediante uno o dos cabezales con boquillas de proyección, siendo dicha máquina del tipo con movimientos relativos entre el soporte a imprimir y los cabezales de proyección, estando cada cabezal dedicado preferentemente a un color o a una tinta, caracterizándose esencialmente por el hecho de que:
-
el cabezal o cabezales es o son llevados por un equipo móvil encima del soporte a imprimir según los tres ejes X, Y y Z ortogonales en el espacio, véase por ejemplo la patente EP-A-754.555;
-
cada cabezal está dotado de un recipiente tampón llevado por el equipo móvil;
-
el cabezal o cabezales y su recipiente tampón se mantienen en depresión y los recipientes tampón son alimentados a presión a partir de uno de recipientes en un emplazamiento fijo.
Según otra característica del invento, el equipo móvil lleva cíclicamente los cabezales y las boquillas a un sistema de limpieza y mantenimiento de los cabezales que, por aspiración, limpia las boquillas y las inicia, eliminando por raspado las gotas sobrantes, y permite mantener las boquillas en situación de correcto funcionamiento.
Todavía, según otra característica del invento, el volumen interno de cada recipiente tampón embarcado está dividido para reducir la amplitud de las olas producidas por los desplazamientos de los recipientes.
Otras ventajas y características del viento se pondrán de manifiesto al leer la siguiente descripción de una forma de realización del invento, dada a título de ejemplo no limitativo, y representada en los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 es una vista esquemática, en planta, de una máquina de acuerdo con el invento;
La figura 2 es una representación esquemática del sistema hidráulico de la máquina de acuerdo con el invento;
La figura 3 es una vista esquemática de los recipientes tampón con los cabezales de proyección;
Las figuras 4 y 5 son vistas en planta y en sección de la inserción divisora introducida en cada uno de los recipientes;
La figura 6 representa, en planta, el sistema de limpieza y mantenimiento de los cabezales y boquillas de proyección que va conectado al circuito hidráulico;
La figura 7 es una vista en sección del dispositivo representado en la figura 8;
La figura 8 representa esquemáticamente el ciclo de mantenimiento; y
La figura 9 representa, en sección, un recipiente tampón y un recipiente adicional.
Tal como se ha representado esquemáticamente, vista en planta en la figura 1, la máquina de acuerdo con el invento comprende una mesa rectangular 1 que comprende una placa plana, horizontal, de forma rectangular sobre la que va dispuesto el soporte que debe recibir la impresión.
Sobre la mesa hay un pórtico 2 transversal y móvil en el sentido X.
Sobre el pórtico 2 va montado un equipo embarcado 3, móvil por todos los medios conocidos, según el eje Y y el eje Z; los ejes X, Y y Z son ortogonales en el espacio. Por tanto, el equipo móvil puede desplazarse en todos sentidos sobre la tabla 1 y con una altura según Z respecto al mismo. Sus desplazamientos son gobernados por una unidad de control y gobierno que comporta un microprocesador con el equipamiento relacionado. La posición del equipo móvil, sobre todo en altura, con respecto a la mesa, está regulada por cualquier sistema de detección de tipo conocido.
Lateralmente a la mesa va dispuesto, en un emplazamiento fijo, uno o varios recipientes 4 que reciben las tintas utilizadas y alimentan, a través de los conductos 7, el recipiente o recipientes 6 del equipo móvil 3, estando situados dichos recipientes 6 más abajo que el recipiente o recipientes 4.
En un lugar fijo, sobre la tabla 1, hay dispuesto un sistema 5 de limpieza de cabezales y placas de boquillas de proyección.
El equipo embarcado 3 ha sido representado con más detalle en la figura 2, junto con el sistema hidráulico.
El equipo embarcado que se mueve a gran velocidad comprende uno o varios recipientes tampón 6.
En el ejemplo de la figura 2 se han representado cuatro recipientes tampón 6, cada uno de los cuales está destinado a un color de tinta o a una tinta que sirve para componer un color, estando cada uno de ellos unidos por un conducto 7 al recipiente 4 de emplazamiento fijo, el cual comprende tantas cámaras y líneas como recipientes tampón existentes.
Más adelante de cada recipiente tampón le corresponden uno o dos cabezales de proyección de tinta por sistema piezoeléctrico u otro, de manera que cada cabezal alimenta sus boquillas de proyección montadas en una placa de boquillas.
Según la forma de realización preferida, cada recipiente tampón alimenta un cabezal de proyección y tan solo uno.
Además, los recipientes tampón 6 son independientes unos de otros y van montados de manera desmontable sobre el equipo móvil. Esta disposición, autorizando la sustitución individual de cada recipiente, facilita el mantenimiento del conjunto. Con el mismo espíritu se preverá una disposición análoga para los cabezales de proyección y las boquillas asociadas. Otra ventaja de la amovilidad de los recipientes 6 y de los cabezales de proyección reside en la mejora de la flexibilidad de uso de la máquina de impresión. Así, cada recipiente 6 cabezal de proyección asociado ahora podrá estar dedicado a un solo color y a una única categoría de tinta, evitándose de este modo la obligación de una completa limpieza de los recipientes y cabezales antes de la sustitución de la tinta justificada por problemas de incompatibilidad química y/o física que puedan existir entre tintas de diferentes categorías y/o de diferentes colores.
La referencia 8 indica las conexiones de cada uno de los cabezales que son alimentadas por un electrodistribuidor respectivo 9 más abajo de cada uno de los recipientes tampón 6. Los distribuidores 9 son gobernados individualmente por la unidad de control y de gobierno. Para el gobierno de los electrodistribuidores se interrumpe o establece la comunicación entre los recipientes tampón y los cabezales de proyección asociados y por tanto se establece o interrumpe la alimentación de tinta de las boquillas de pulverización.
Dichos electrodistribuidores son gobernados independientemente unos de otros.
Más arriba de cada recipiente tampón 6, en cada una de las líneas 7 de alimentación desde el recipiente en emplazamiento fijo 4, hay montado un respectivo electrodistribuidor 10 gobernado por la unidad de control y gobierno. Mediante el gobierno de cada uno de los electrodistribuidores se establece e interrumpe la comunicación entre los recipientes 4 y 6 asociados y por tanto la alimentación o no del recipiente 6 de tinta.
A fin de detectar el nivel de tinta en el recipiente y gobernar la alimentación de tinta cuando el nivel es mínimo e interrumpir dicha alimentación cuando el nivel es máximo, hay asociado al recipiente 6 un detector de nivel apto para suministrar dos señales eléctricas distintas, una de las cuales es representativa de un nivel mínimo y la otra es representativa de un nivel máximo. Dicho detector de nivel va conectado eléctricamente a la unidad de control y gobierno para suministrar a esta última las señales de nivel mínimo y nivel máximo.
Tal como puede verse en la figura 2, los recipientes tampón 6 pueden mantenerse en depresión por medio de una línea 11 común con medio de puesta en depresión 12, estando dicha línea conectada a un compresor 13. Ventajosamente, dicho medio de puesta en depresión está constituido por un dispositivo con efecto venturi. Dicho dispositivo, ya conocido, comprende un primer canal interno provisto, en uno de sus extremos, de una boca de entrada de aire comprimido y, en su otro extremo, de una boca de salida de aire comprimido. En dicho canal interno desemboca radialmente el extremo de un segundo canal conectado por otro extremo a la línea 11. Mediante el paso de un flujo de aire por el primer canal se crea en el segundo canal un efecto de aspiración que genera la depresión.
La línea 11 está provista, entre el compresor 13 y el dispositivo con efecto venturi 12, de medios de servicio y ajuste, tales como filtro, reductor y manómetro de tipos conocidos y que por tanto no se describen.
Una derivación 14 conectada a la línea 11, está unida, a través de un obturador 15 controlado, a un dispositivo de efecto venturi 16 que somete a depresión un recipiente 17 con un grifo de vaciado 18.
El recipiente de depresión 17 está unido mediante un electrodistribuidor 19 al sistema 5 de limpieza y mantenimiento de las boquillas de proyección de tinta.
El dispositivo de efecto venturi 12 en la línea 11 mantiene en depresión el recipiente tampón.
De acuerdo con otra forma de realización, cada recipiente tampón 6 está equipado con su propio medio de puesta a depresión. Preferiblemente, dicho medio de puesta a depresión está constituido por un dispositivo de efecto venturi 12 como el antes descrito. La boca de aspiración de dicho dispositivo de efecto venturi va directamente conectada por su boca de aspiración a un taladro pasante practicado en la pared superior del recipiente tampón 6. Así se crea una depresión en la parte superior del recipiente 6, por encima del nivel de tinta.
Según una primera forma de realización, los recipientes tampón son alimentados de tinta a través de las líneas 7, la presión de alimentación de tinta es del orden de 0,1 a 0,2 bar.
De acuerdo con una segunda forma de realización cada recipiente tampón 6 es alimentado con tinta a través de un recipiente adicional 34 correspondiente, estando dicho recipiente adicional 34 conectado al respectivo conducto 7 por medio del correspondiente electrodistribuidor 10. Este recipiente adicional, por ejemplo de forma cilíndrica, comprende una pared de fondo, una pared envolvente dispuesta verticalmente sobre la pared de fondo y una tapa de obturación que descansa sobre el borde superior horizontal de la pared envolvente para obturar la abertura que delimitan dicha pared a este nivel. El recipiente adicional 34 recibe el dispositivo detector de nivel y está conectado al recipiente tampón 6 por medio de un conducto inferior 34a situado debajo del nivel mínimo de tinta, permitiendo tanto la alimentación de tinta del recipiente tampón 6 como el equilibrio de las presiones de aire dentro de los dos recipientes. Preferiblemente, los conductos 34a y 34b aseguran una unión mecánica rígida entre el recipiente tampón 6 y el recipiente adicional 34. De este modo, los dos recipientes 6 y 34 constituyen ambos un conjunto movible de un sólo sostenedor.
Tal como puede verse en la figura 9, la parte inferior de la pared envolvente del recipiente adicional está provista de un taladro pasante al que va conectada la boca de salida del electrodistribuidor 10. Dicho recipiente adicional está por tanto alimentado desde abajo; así se evita que, durante la alimentación de tinta, se formen olas u ondas de choque, generadoras de variaciones de presión de la tinta en el recipiente adicional 34 y en el recipiente tampón 6.
Ventajosamente, el detector de nivel está constituido por un flotador 35 y por un sensor 34 de la posición del flotador, siendo dicho sensor, conectado eléctricamente a la unidad de control y gobierno, apto para proporcionar a dicha unidad una señal de nivel mínimo y una señal de nivel máximo. Dicho detector va montado en la tapa del recipiente adicional 34.
Los cabezales de proyección funcionan con una ligera depresión, siendo necesario para la regularidad de la impresión que dicha depresión permanezca constante, entorno de por lo menos 4 milibares, o que sufra las menores variaciones posibles, siendo admisible una variación de menos cuatro a menos ocho milibares.
Es necesario que dentro de cada uno de los recipientes tampón 6, independientemente de las variaciones de nivel de tinta y del desplazamiento de la misma en cada recipiente, debido al hecho del desplazamiento del equipo que los lleva, haya un mínimo de cambio de depresión para evitar variaciones de depresión a la salida de las boquillas lo cual produciría desórdenes de impresión.
A tal efecto, cada recipiente tampón 6 está dividido para evitar la formación de olas.
La figura 3 representa una vista en sección de un recipiente tampón entre los cuatro recipientes tampón 6 embarcados.
Preferiblemente, cada recipiente tampón 6 es un volumen cilíndrico, cuya cima está obturada y cuya base 20 hacia al electrodistribuidor y el cabezal está reducida.
A tal efecto, la pared de fondo 21 de cada recipiente tampón presenta un volumen cilíndrico de poca altura y de menor diámetro que el del recipiente con una boquilla 22 de salida.
En el volumen cilíndrico de cada uno de los recipientes tampón 6 se introduce un dispositivo divisor 23 que lo descompone en varios pequeños recipientes y ejerce una función de amortiguador para eliminar las ondas.
Tal como puede verse en las figuras 4 y 5, el dispositivo divisor es un bloque de sección correspondiente a la del volumen interno del recipiente tampón que está dotado de canales paralelos 24, de arriba a abajo, que definen otros tantos recipientes.
Ventajosamente, el divisor presenta en su base una escotadura 25 que facilita la circulación de la tinta.
Como se comprenderá, puede adaptarse cualquier otro sistema que realice una división y tabicado del recipiente.
Los recipientes tampón 6 y los adicionales, las divisiones y tapas están hechas de materiales apropiados, resistentes a los disolventes de las tintas utilizadas.
El dispositivo de limpieza de las placas de boquillas y de mantenimiento de boquillas conectadas al compresor por medio de la derivación 14 (figura 2) y representado esquemáticamente en posición en la figura 1 se muestra con detalle en las figuras 6 y 7.
Está constituido por una platina 26 de forma rectangular.
Sobre dicha platina van dispuestos reservas de forma rectangular 27. En cada una de estas reservas 27 desembocan dos canales 28 y 29 conectados por medio de conductos al recipiente 17 en depresión.
Las reservas 27 están alineadas y desplazadas oblicuamente con respecto a su eje de alineación.
Cada reserva 27 recibe una plaqueta de un material flexible, por ejemplo de silicona.
La plaqueta presenta dos aberturas oblongas dispuestas paralelas y oblicuas.
Una primera abertura 30 corta corresponde a un estrechamiento del conducto 28. La abertura 30 está provista de dos labios 31 de poca altura.
Una segunda abertura 32 oblonga corresponde al conducto 29. Dicha abertura 32 presenta un labio de raspado 33.
El ciclo de mantenimiento de los cabezales y boquillas se ha representado, en trato continuo, en la figura 8, mientras que las diferentes etapas del ciclo y el desplazamiento del cabezal o cabezales vienen indicadas por las letras A, B, C, D, E, F y G.
En A el cabezal de proyección es llevado, a una velocidad V1, sobre los labios 31 de la abertura 30.
En B el cabezal se hace bajar a una velocidad V2 sobre los labios 31.
En C se interrumpe la depresión en el cabezal; entra en funcionamiento la aspiración mediante la acción del dispositivo con efecto venturi 16 durante un tiempo T1.
En D el cabezal se hace subir un valor de 2 milímetros por encima de los labios 31, se detiene la aspiración, y vuelve a ponerse en marcha la depresión.
En E el cabezal se desplaza a una velocidad V2 sobre el labio de rascado 33.
En F se hace subir el cabezal a una velocidad V3.
En G el cabezal se lleva encima de la zona de mantenimiento y de la abertura 32, se activa el escupido de las tramas, es decir una cantidad de tinta durante un tiempo T.
Este ciclo de mantenimiento permite limpiar las boquillas y placas de boquilla, y poner en marcha los cabezales y las boquillas, evitando así una obstrucción de las mismas, por ejemplo al evaporarse los disolventes.
Finalmente, para evitar la migración de las tintas entre las diferentes zonas impresas sobre el soporte se lleva a cabo una prepolimerización. A tal efecto, detrás de los cabezales de proyección la máquina está equipada con un medio apto para generar una polimerización de la tinta a colocar sobre el soporte, medio que puede estar constituido por una fuente de radiación de luz ultravioleta orientada hacia al soporte. Puede utilizarse cualquier otro medio apropiado.

Claims (14)

1. Máquina de impresión directa sobre un soporte hecho sobre una mesa (1) por medio de uno o varios cabezales con boquillas de proyección, siendo dicha máquina del tipo con movimientos relativos entre el soporte a imprimir y los cabezales de proyección, estando cada cabezal dedicado preferiblemente a un color o a una tinta, de manera que el cabezal o los cabezales es o son soportados por un equipo móvil (3), encima del soporte a imprimir, según los tres ejes X, Y y Z ortogonales en el espacio, caracterizada por el hecho de que cada cabezal está dotado de un recipiente tampón (6) movible, que puede separarse del cabezal, soportado por el equipo móvil, y que el cabezal o cabezales y su recipiente tampón (6) se mantienen en depresión para asegurar el funcionamiento de dicho cabezal o de dichos cabezales.
2. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el equipo móvil (3) lleva cíclicamente los cabezales y las boquillas a un sistema (5) de limpieza y mantenimiento que, por aspiración, limpia las boquillas y las inicia, eliminando por raspado las gotas sobrantes y permite mantener las boquillas en situación de correcto funcionamiento.
3. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el volumen interno de cada recipiente tampón (6) embarcado está dividido para reducir la amplitud de las olas producidas por los desplazamientos de los recipientes.
4. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1 y la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que un compresor (13) unido por medio de una línea (11) a cada recipiente tampón (6) comprende por lo menos un dispositivo venturi (12) para someter a depresión dichos recipientes tampón que son alimentados con tinta a través de las líneas (7) a partir del recipiente o recipientes (4) y que una derivación (14) de la línea (11) está unida por intermedio de un dispositivo de efecto venturi (16) al dispositivo (5) de limpieza de los cabezales y boquillas.
5. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1 y la reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que un recipiente (17) se somete a depresión entre el dispositivo de efecto venturi (16) y el dispositivo de limpieza (5).
6. Máquina de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que cada recipiente tampón (6) está equipado con su propio dispositivo de efecto venturi (12).
7. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que cada recipiente tampón (6) es alimentado con tinta por medio de un recipiente adicional (34) equipado de un dispositivo detector de nivel y va conectado al recipiente tampón (6) a través de un conductor inferior situado debajo del nivel mínimo de tinta y a través de un conducto superior situado encima del nivel de tinta, permitiendo respectivamente la alimentación de tinta al recipiente tampón (6) y el equilibrio depresiones de aire dentro de los dos recipientes (6 y 34).
8. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1 y la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que el sistema de limpieza comprende, para cada cabezal y/o placa de boquillas, una abertura (30) oblonga de aspiración y una abertura (32) oblonga de escupido de la trama.
9. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1 y la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que la abertura de aspiración (30) está dotada de labios (31).
10. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1, la reivindicación 2, la reivindicación 8 y la reivindicación 9, caracterizada por el hecho de que la abertura (32) está dotada de un labio (33) de rascado.
11. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1 y las reivindicaciones 2, 8 y 9, caracterizada por el hecho de que, en el ciclo de mantenimiento, cada cabezal pasa por la etapa de aspiración, de rascado y de escupido de una trama.
12. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1 y la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que el volumen interno de cada recipiente embarcado recibe un dispositivo divisor.
13. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
por el hecho de que detrás de los cabezales de proyección está equipada de un medio apto para engendrar una polimerización de la tinta aplicada sobre el soporte.
14. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que los recipientes tampón (6) son alimentados de tinta a partir de uno o varios recipientes (4) emplazados fijos, a través de líneas (7) de alimentación, en cada una de las cuales va montado un respectivo electrodistribuidor (9) gobernado por la unidad de control y de gobierno, de manera que mediante el gobierno de cada uno de dichos electrodistribuidores se establece o interrumpe la comunicación entre los recipientes (4 y 6) asociados y por tanto la alimentación o no del recipiente (6) de tinta.
ES99936715T 1998-08-10 1999-08-10 Maquina de impresion directa por proyeccion de gotas de tinta sobre un soporte. Expired - Lifetime ES2204148T3 (es)

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