ES2297447T3 - Impresora de chorro de tinta con control de la presion de la tinta. - Google Patents
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Abstract
Impresora de chorro de tinta del tipo continuo, por ejemplo, para imprimir textiles, papel, paquetes tales como paquetes de alimentos, por ejemplo, cajas de cartón, botes de alimentos, paquetes de leche o similares, cuya impresora de chorro de tinta tiene un circuito de tinta que comprende: al menos un recipiente de suministro (1) para tinta; una primera bomba (6) cuya alimentación de entrada está conectada a ella a través de un primer conducto (62); al menos una cabeza (12) de chorro de tinta eléctricamente controlada, conectada a ella a través de un segundo conducto (73, 74); un recipiente de amortiguación (75) que está dispuesto en el segundo conducto (73, 74) entre la alimentación de salida de la bomba (6) y la cabeza (12) de chorro de tinta y cuya alimentación de entrada (33) está situada más alta que la alimentación de salida (34) y el nivel de tinta (35) está situado a una altura entre la altura de la alimentación de entrada (33) y la altura de la alimentación de salida (34); y un tanque de aire (10) conectado por encima del nivel de tinta (35) al recipiente del amortiguador (75); que se caracteriza por medios de ajuste de presión (21) que ajustan la presión de aire en el tanque de aire (10) por medio de una unidad de control (CPU) (36) y que de esa manera mantienen constante dentro de tolerancias elegidas, la altura del nivel de tinta (35) en el recipiente de amortiguación (75); medios de medición (20, 50) que miden la altura de dicho nivel de tinta (35), cuyos medios de medición (20, 50) controlan la primera bomba (6) por medio de la CPU (36).
Description
Impresora de chorro de tinta con control de la
presión de la tinta.
Este invento se refiere a una impresora de
chorro de tinta del tipo continuo, por ejemplo, para imprimir
textiles, papel, paquetes tales como paquetes de alimentos, por
ejemplo, cajas de cartón, botes de alimentos, paquetes de leche o
similares, cuya impresora de chorro de tinta tiene un circuito de
tinta que comprende:
al menos un depósito de suministro para
tinta;
una primera bomba, cuya alimentación de entrada
está conectada a ella a través de un primer conducto;
al menos una cabeza de chorro de tinta
controlada eléctricamente y conectada a ella a través de un segundo
conducto;
un recipiente de amortiguación que está
dispuesto en el segundo conducto entre la alimentación de salida de
la bomba y la cabeza de chorro de tinta y cuya alimentación de
entrada está situada más alta que la alimentación de salida y el
nivel de tinta está situado a una cierta altura entre la altura de
la alimentación de entrada y la altura de la alimentación de
salida; y
un tanque de aire conectado al recipiente de
amortiguación por encima del nivel de tinta.
El circuito de tinta descrito está adaptado para
alimentar tinta a la cabeza de chorro de tinta bajo condiciones
controladas con precisión. La cabeza de chorro de tinta está
adaptada para desviar gotas de tinta generadas, por ejemplo, por
medios electrostáticos, de una manera tal que por medio del control
ejercido desde una unidad de control central, cada gota de tinta
generada sea enviada a un lugar sobre el sustrato a imprimir
determinado con precisión.
Se ha realizado una impresora de chorro de tinta
continua tal que las cabezas de chorro de tinta generan gotas de
tinta continuamente. Las gotas que no deban llegar al substrato, por
ejemplo, papel, textil o estaño, son recogidas y realimentadas al
circuito de tinta.
Se conoce una impresora de chorro de tinta del
tipo expuesto en el primer párrafo, por ejemplo, por el documento
FR-A-2 618 727.
Un circuito de tinta que funcione apropiadamente
debe satisfacer tres requisitos importantes.
- (1)
- La tinta debe ser alimentada de manera correcta a la o a cada cabeza de chorro de tinta.
- (2)
- En el caso de una impresora de chorro de tinta continuo, la tinta debe ser realimentada desde las cabezas al circuito de tinta de la manera correcta.
- (3)
- El circuito de tinta debe estar adaptado de tal modo que permita al usuario cambiar de color de una manera económicamente rentable.
A continuación se describen con más detalle los
requisitos anteriores.
Sub (1): La tinta debe ser alimentada a las
cabezas de chorro de tinta rápidamente, a la presión correcta y sin
contaminaciones ni inclusiones de aire.
La velocidad a la que las gotas dejan los
chorros, la llamada velocidad del chorro, está directamente
determinada por la presión a la que se suministra la tinta. Si esta
velocidad no se corresponde exactamente con el valor nominal, ello
tiene entonces un efecto negativo sobre la imagen de impresión. Para
la impresión de textiles es posible prever una presión del orden,
por ejemplo, de 3,5 bares, que es mantenida constante con una
imprecisión máxima de \pm 0,03%. Debido a que la presión
requerida depende entre otros factores de la viscosidad de la tinta
y de la presión del aire exterior, la presión debe ser ajustable con
mucha precisión. En una impresora con cabezas múltiples, resulta
esencial además que todos los conductos paralelos funcionalmente
equivalentes tengan exactamente la misma resistencia al flujo, o
sea, los mismos diámetros, las mismas longitudes y el mismo número
de curvas, similarmente formadas. Adicionalmente, es importante que
la tinta esté libre de inclusiones de aire. Si una burbuja de aire
entra en la cabeza de chorro de tinta, puede detener el proceso de
generación de gotas de tinta o contaminar las cabezas, por lo que
la tinta se derramaría sobre el sustrato a imprimir.
Sub (2): La tinta que no ha sido usada para
imprimir deber ser devuelta al circuito de tinta para que pueda ser
reutilizada. Sin embargo, debido a que la tinta es generada y
realimentada en forma de gotas, se produce una formación de espuma
más o menos considerable, dependiendo del tipo de tinta. Esta espuma
contiene burbujas de aire que no deben ser alimentadas a las
cabezas. El circuito de tinta debe por tanto ser capaz de eliminar
la formación de espuma.
Sub (3): La mayoría de impresoras de chorro de
tinta están adaptadas para imprimir solamente un color único, es
decir, negro. Para la impresión de pautas, sin embargo, es necesario
cambiar de color con mucha regularidad. Esto significa que en la
práctica el circuito de tinta con las cabezas de chorro de tinta
deben ser purgadas con el color nuevo hasta que toda la tinta en el
circuito de tinta sea completamente sustituida por el color nuevo.
Para que este proceso resulte tan económico como sea posible, son
importantes los siguientes aspectos:
- \ding{118}
- el volumen del circuito de tinta debe ser tan pequeño como sea posible;
- \ding{118}
- el sistema no debe tener ningún conducto ciego o espacios muertos;
- \ding{118}
- la mezcla de los dos colores de tinta debe limitarse en la mayor medida posible;
- \ding{118}
- debe impedirse la acumulación de tinta contaminante detrás y en las válvulas;
- \ding{118}
- es importante recuperar en la mayor medida posible la tinta usada por primera vez;
- \ding{118}
- el proceso debe ser completado todo lo rápidamente que sea posible, por ejemplo, en dos minutos;
- \ding{118}
- la presión del sistema debe ser mantenida tan estable como sea posible, por ejemplo, dentro de \pm 0,03%.
La impresora de chorro de tinta de acuerdo con
la memoria de técnica anterior mencionada anteriormente,
FR-A-2 618 727, es incapaz de
alimentar tinta a las cabezas de chorro de tinta en las condiciones
controladas con precisión requeridas, debido a lo cual, la calidad
de la impresión no es la deseada.
La impresora de chorro de tinta de acuerdo con
el invento que será descrita más adelante es capaz de conseguir los
objetivos anteriormente expuestos. Como resultará evidente a
continuación, se hace uso de una bomba y de un amortiguador de
aire. Se usa la bomba para presurizar y transportar la tinta. Sin
embargo, si se usa sólo una bomba, se producen un número de
problemas:
- \ding{118}
- para producir la presión constante correcta, la bomba debe ser ajustable de una manera reguladora o debe emplearse una válvula de desvío. Para controlar la bomba se necesita un sensor que mida la presión producida por la bomba. Hasta donde conoce la solicitante, no existen sensores absolutos que posean la precisión deseada;
- \ding{118}
- prácticamente, todos los tipos de bombas producen pulsaciones de valores superiores a la estabilidad deseada de la presión de \pm 0,03%:
- \ding{118}
- las diferentes cabezas de chorro de tinta pueden ser conectadas y desconectadas. Esto produce un salto en el caudal de la tinta. Sin embargo, la bomba necesita un poco de tiempo para ajustar su velocidad de giro y salida, por lo que se crea una fluctuación de presión.
Para prevenir esos problemas, el invento
proporciona una impresora de chorro de tinta que es capaz de
eliminar completamente las pulsaciones de la bomba, para compensar
los saltos del caudal, mantener la presión constante dentro de
tolerancias extremadamente estrechas y que se puedan eliminar
inclusiones de aire.
Con respecto a los objetivos mencionados
anteriormente, el invento proporciona una impresora de chorro de
tinta del tipo expuesto en el preámbulo, cuya impresora se
caracteriza por:
medios de ajuste de presión que ajustan la
presión del aire en el tanque de aire por medio de una unidad de
control (CPU) y de esa manera mantienen constante la altura del
nivel de tinta en el recipiente de amortiguación, dentro de las
tolerancias elegidas;
medios de medida que miden la altura de dicho
nivel de tinta, cuyos medios de medida controlan la primera bomba
por medio de la CPU.
El tanque de aire puede, por ejemplo, tener un
volumen de cinco litros. El volumen del recipiente de amortiguación
no tiene ninguna importancia técnica per se; el recipiente de
amortiguación puede ser considerablemente más pequeño que el tanque
de aire.
La base del invento es un control que ajusta la
bomba de una manera reguladora continua tal que el nivel de tinta
en el recipiente de amortiguación permanece siempre constante dentro
de, por ejemplo, \pm1 mm. Como es sabido, a una columna de diez
metros de agua le corresponde 1 bar de presión. La presión en el
circuito de tinta puede de esa manera permanecer constante dentro
de un margen de \pm 100 \mubares.
Si se presuriza el tanque de presión desde una
fuente de presión externa, la bomba trabajará cada vez más forzada
para compensar el aumento de caudal. La presión en el circuito de
tinta es proporcional a la velocidad del chorro. Midiendo la
velocidad del chorro puede ajustarse con exactitud la presión del
aire en el tanque a la presión correcta.
El tanque de aire opera como un resorte con una
constante de resorte muy pequeña. Las pulsaciones en la tinta
suministrada causadas por la bomba pueden expandirse en el
recipiente de amortiguación sin que sean transmitidas a la tinta en
el recipiente de amortiguación, ya que la parte superior del espacio
del recipiente de amortiguación está en comunicación directa con el
tanque de aire.
Si ocurren ahora fluctuaciones repentinas del
caudal, serán absorbidas con un cambio mínimo de presión que hará
que la tinta del recipiente de amortiguación suba o baje
ligeramente.
El amortiguador es, al menos hasta cierto punto,
capaz también de permitir el escape de una inclusión de aire en la
superficie de la tinta. De aquí en adelante se concretarán medios
incluso más refinados y efectivos para eliminar inclusiones de aire
y burbujas de aire.
Sobre la base de lo que antecede, una
realización determinada se caracteriza por medios de medición para
medir la altura de dicho nivel de tinta, cuyos medios de medición
controlan la primera bomba por medio de la CPU. Medir el nivel de
tinta no es sencillo, ya que muchas técnicas estándar se contaminan
fácilmente o son sensibles a una posible capa de espuma y a
inclusiones de aire.
Para permitir en todo momento un ajuste
regulador del tanque de aire al valor correcto de la presión, la
impresora de chorro de tinta puede tener la característica, de
acuerdo con el invento, de que los medios de ajuste de presión
estén adaptados, bajo el control de la unidad de control, a admitir
aire dentro del tanque de aire a un caudal elegido o a permitir el
escape de aire del tanque de aire a un caudal elegido.
Una impresora de chorro de tinta que opera
continuamente se caracteriza de acuerdo con el invento por medios
de realimentación de tinta añadidos a la o a cada cabeza de chorro
de tinta, y que comprenden un tercer conducto y una segunda bomba
conectada a él para transportar selectivamente el exceso de tinta
hasta un recipiente deseado. La realimentación de la tinta se
realiza por medio de una bomba de vacío.
La realización descrita anteriormente puede
tener una variante con la característica de que el recipiente
deseado comprenda un recipiente de tinta residual para tinta
residual.
La impresora puede tener también la
característica de que el recipiente deseado comprenda el o cada
recipiente de suministro.
Una realización práctica puede incluir una
combinación de los dos aspectos últimos, en cuyo caso la impresora
de chorro de tinta se caracteriza por primeros medios de conmutación
para conmutar entre el recipiente de tinta residual y el o un
recipiente de suministro elegido.
Para permitir un cambio de color que sea
sencillo, fiable y económicamente rentable, a la vez que se cumplan
los requisitos expuestos anteriormente, la impresora de chorro de
tinta de acuerdo con el invento puede caracterizarse por tener al
menos dos recipientes de suministro, a cada uno de cuyos recipientes
de suministro está conectado un primer conducto, estando cada uno
de dichos conductos conectado a las entradas respectivas de una
válvula de selección, cuyas salidas están conectadas conjuntamente
a la primera bomba.
Para una impresora de chorro de tinta que opera
continuamente, esta última realización puede tener la característica
especial de que el tercer conducto se ramifica en dos conductos
ramales, uno para cada recipiente de suministro, pudiendo estar
conectado cada uno a un recipiente deseado.
De acuerdo con un aspecto particular del
invento, la impresora de chorro de tinta tiene la característica
especial de que un filtro está dispuesto en el segundo conducto
entre la alimentación de salida y la al menos una cabeza de chorro
de tinta. Se puede prevenir efectivamente con ello la contaminación
que posiblemente se produzca a largo plazo, y de esa manera incluso
el bloqueo de las cabezas de chorro de tinta. El filtro está
situado tan cerca como sea posible de las cabezas.
De acuerdo con un aspecto muy importante del
invento, la impresora de chorro de tinta tiene la característica
especial de que en el tercer conducto hay dispuesto un dispositivo
para retirar aire de la tinta de realimentación, cuyo dispositivo
comprende: un tanque cerrado, en el que la primera parte del tercer
conducto desemboca en la parte superior y en el que la segunda
parte del tercer conducto desemboca en el fondo, y al cual se
conecta una bomba de succión en la parte superior para crear una
baja presión en el tanque de tal manera que hayan sido retiradas
las inclusiones de aire a la tinta suministrada al tanque a través
de la primera parte del conducto, y la tinta llevada a través de la
segunda parte del tercer conducto a la bomba esté libre de
inclusiones de aire. Con esto se consigue que a la tinta de
retorno, que fluye a través del tercer conducto y es realimentada
al recipiente de suministro, uno al menos, se le hayan retirado las
inclusiones de aire. Si no fuera así, éstas tendrían un efecto muy
perjudicial sobre la calidad de impresión del dispositivo.
De acuerdo todavía con otro aspecto del invento,
la impresora de chorro de tinta posee la característica especial de
que tiene más de una cabeza de chorro de tinta y el segundo conducto
se ramifica en cierto número de subconductos, cada uno conectado a
una cabeza de chorro de tinta respectiva y teniendo todos
sustancialmente idénticos parámetros del flujo de la tinta, tales
como diámetro, longitud y resistencia al flujo. De esta manera se
consigue que la tinta suministrada a todas las cabezas sea tratada
exactamente en las mismas condiciones. Esto es esencial para
conseguir la alta calidad de impresión que se requiere y de la que
es capaz la impresora de chorro de tinta del invento.
Resulta esencial además que permanezca constante
la presión a la que se alimenta la tinta a la o a cada una de las
cabezas de chorro de tinta, dentro de tolerancias extremadamente
ajustadas de acuerdo con un valor preseleccionado.
En este sentido, la impresora de chorro de tinta
de acuerdo con el invento puede tener los siguientes aspectos.
Un primer aspecto es que hay medios de medición
de nivel añadidos al recipiente de amortiguación para medir el
nivel de tinta, cuyos medios de medición de nivel suministran
señales de nivel a la CPU y, de acuerdo con ellas, los medios de
ajuste de presión establecen la presión de aire en el tanque de
aire.
Un segundo aspecto es que los medios de medición
de nivel comprenden un sensor de nivel del tipo de un flotador y un
sensor de posición que coopera con él, por ejemplo, un imán presente
en el flotador y un sensor magnetoestrictor dispuesto fijamente con
relación al recipiente de amortiguación.
Un tercer aspecto es que hay medios de medición
de presión añadidos al recipiente de amortiguación, cuyos medios de
medición de presión suministran señales de presión a la CPU y, de
acuerdo con ellas, los medios de ajuste de presión establecen la
presión de aire en el tanque de aire.
A continuación se describirá el invento haciendo
referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos:
la Figura 1 muestra de manera muy esquemática un
circuito de tinta de una impresora de chorro de tinta de acuerdo
con una realización ejemplar del invento;
la Figura 2 es una vista en perspectiva de un
sistema alternativo de válvulas que forma parte del diagrama de
bloques de la Figura 1;
la Figura 3 muestra un corte longitudinal
vertical a lo largo de la línea III-III de la Figura
2 a través de dos válvulas de selección que actúan conjuntamente;
y
la Figura 4 es una vista en perspectiva cortada
de un filtro.
Los mismos componentes son designados en todas
las figuras con los mismos números de referencia.
En primer lugar, se hace referencia a la Figura
1.
Para poner el circuito de tinta en operación, se
realizan sucesivamente un número de operaciones para llenar y
purgar el circuito y hacer que los chorros de tinta se pulvericen
apropiadamente, sin que un recipiente de tinta esté contaminado con
tinta de otro color, un líquido de purga u otro líquido de servicio.
Bajo condiciones normales, sin embargo, el circuito de tinta está
siempre lleno con un líquido.
En la Figura 1 se muestra a la izquierda dos
sistemas de recipientes de suministro 60, 61. Éstos comprenden dos
carros 78 y 79 respectivamente, los cuales, de una manera que será
descrita más adelante, son movibles alternativamente de acuerdo con
las flechas 80 por medio de actuadores 19. Los recipientes de
suministro 1, 76 para tinta están situados sobre carros 79. Situado
en cada recipiente de suministro 1, 76 hay un primer conducto 5 que
tiene una válvula sin retorno 8 en su lado inferior o muy cerca del
fondo del recipiente de suministro correspondiente. Cuando al
conducto 5 con la válvula sin retorno 8 se le retira la tinta, esta
válvula se cierra o permanece cerrada, por lo que no pueden
producirse inclusiones de aire. La tinta puede ser bombeada a
través del conducto 5 por medio de una bomba 6 controlada por una
unidad de control central o CPU 36. La elección del recipiente de
suministro 1 ó 76 está determinada por las posiciones abierta o
cerrada mutuamente excluyentes de dos válvulas de selección 56, 57.
Éstas serán descritas más adelante haciendo referencia a las
Figuras 2 y 3. En esta realización, la bomba 6 es una bomba de
engranajes, aunque en principio puede ser de cualquier tipo
adecuado con tal de que genere una presión suficiente y un caudal de
tinta suficiente. La tinta es suministrada a través de un segundo
conducto 73 a un recipiente de amortiguación 75 que se comunica por
la parte superior con un tanque de aire 10 a través de un conducto
66. La presión del aire en la parte superior del recipiente de
amortiguación 75 es medida usando un sensor de presión 11. De
acuerdo con lo conocido en el momento de presentar esta solicitud
de patente, el sensor de presión es de preferencia del tipo Keller
35X, pero puede ser de cualquier tipo adecuado y técnicamente
equivalente. Las señales de medición de presión del sensor de
presión 11 son alimentadas a una CPU 36 por medio de una línea
69.
La velocidad de giro de la bomba 6 puede ser
ajustada de manera regulada mediante el control de la CPU 36 por
medio de una línea eléctrica 67, de tal manera que el nivel de tinta
35 en el recipiente de amortiguación 75 mantenga siempre el valor
correcto, dentro de una tolerancia dada. De acuerdo con el invento,
este valor puede ser mantenido constante con una variación de unos
pocos \mum. Con este objeto, se emplea un sensor de nivel que
comprende un flotador 50 que tiene un imán, cuyo imán actúa
conjuntamente con un sensor magnéticoestrictor (no mostrado)
señalado con el número de referencia 20. En la actualidad se emplea
con éxito un sensor del tipo Balluff BTL-5. También
pueden aplicarse otros sensores técnicamente equivalentes. Las
señales de nivel generadas por este sensor 20 son alimentadas de
igual manera a la CPU 36.
\newpage
Como se muestra en la Figura 1, un conducto 74
está conectado al recipiente de amortiguación 75 para drenar tinta
desde él. Como la Figura muestra claramente, el conducto 74 está
conectado con este objeto al recipiente 75 a través de una salida
34, estando esta salida por debajo del nivel de tinta 35. Un filtro
53 está situado en el conducto 74, un ejemplo del cual se muestra
en la Figura 4 con más detalle.
A través de este conducto 74, por tanto aguas
abajo del recipiente de amortiguación 75, que actuando en
cooperación con un conducto de aire 10 mantiene constante la
presión de la tinta, se eliminan las pulsaciones de la bomba 6 y
puede interceptar posibles inclusiones de aire, la tinta fluye bajo
una presión de, por ejemplo, 3,5 bares a un primer colector 72
mostrado en esquema y, desde aquí, a través de conductos (no
dibujados) que reológicamente son sustancialmente idénticos, a las
cabezas de chorro de tinta 12. El tanque de aire 10 está conectado a
través de una tubería de aire 66 al lado superior del recipiente de
amortiguación 75 por encima del nivel de tinta 35.
En las cabezas de chorro de tinta,
particularmente en el caso de una impresora de chorro de tinta
continuo, la tinta no usada es recogida de nuevo, en este caso por
succión.
La tinta de retorno que proviene de las cabezas
12 es recogida por medio de un colector por una tubería de succión
14 que desemboca en un separador 51 a baja presión que retira
inclusiones de aire de la tinta de retorno. Con este objeto, el
separador 51 comprende un tanque cerrado 77 que está conectado por
su lado superior a una bomba de succión de aire 4 y por su lado
inferior, a través de un conducto 15, a una bomba de succión de
tinta 52, en esta realización una bomba de manguera que alimenta la
tinta de retorno, con el aire ahora totalmente retirado, a través
de un conducto 55 a las entradas de dos válvulas de selección 58, 59
de alimentación de salida. De manera similar a las anteriormente
mencionadas válvulas de selección 56 y 57 de alimentación de
entrada, en la presente realización, estas válvulas son del tipo
Bürkert 2031. Estas válvulas pueden ser sustituidas también por
válvulas que sean equivalentes, técnicamente al menos. La gran
ventaja de las válvulas usadas es que durante la conmutación tienen
un volumen muerto prácticamente despreciable. Esto resulta de
importancia esencial para el invento para prevenir efectos no
deseados, tales como mezcla de colores y similares.
Ha de observarse que las válvulas 56, 57, 58, 59
del sistema alternativo 7 de válvulas son del tipo de las
controladas por medio de aire comprimido. Este aire comprimido es
proporcionado selectivamente por un suministro (no mostrado)
controlado eléctricamente por medio de una línea eléctrica 65 desde
la CPU 36.
Las salidas de las válvulas 58, 59 de selección
de alimentación de salida están conectadas a los conductos 63, 64
respectivamente, que durante la operación normal desembocan por
encima un recipiente de suministro con el objeto de permitir que la
tinta de retorno fluya al interior de regreso o, si se desea, para
drenar la tinta de retorno a un receptáculo de residuos 54 que, a
través de un conducto de drenaje 16, puede drenar la tinta de
retorno, pudiendo ser mezclada, por ejemplo, con otro color, o un
líquido de purga u otro líquido de servicio, hasta un recipiente de
residuos (no
mostrado).
mostrado).
En la Figura 1, el carro 79 que transporta el
recipiente de suministro 76 es desplazado totalmente a la derecha
por medio de un actuador 19, de acuerdo con la flecha 80, donde
desemboca el extremo del conducto de retorno 64 por encima del
recipiente 76. El carro 78 que transporta el recipiente de
suministro 1 es desplazado totalmente hacia la izquierda, de
acuerdo con la flecha 80, por el actuador correspondiente 19, esto
es, a una posición en la que la abertura del conducto de retorno 63
desemboca por encima de un receptáculo de residuos 54. En esta
posición, la tinta de retorno u otro líquido de retorno pueden ser
drenados hacia un recipiente para líquido residual (no
mostrado).
En esta última posición, todo el circuito de
tinta puede, por ejemplo, ser purgado hasta que todos los conductos
y válvulas estén totalmente llenos de tinta "nueva", esto es,
tinta de otro color (o sean purgados para limpiarlos con un líquido
limpiador). Cuando esto ha sido conseguido, el actuador 19 puede
desplazar de nuevo el carro 78 hacia la derecha hasta que sea
alcanzada nuevamente la posición de operación. En esta posición, la
tinta de retorno no usada es vertida de nuevo en el recipiente de
suministro 1 correspondiente.
Debido a la realización descrita, la tinta
"vieja" no puede permanecer nunca en los conductos 63, 64, a no
ser mediante el uso de las válvulas usuales, que siempre tienen un
determinado volumen aguas abajo de la parte de conmutación. Cuando
el circuito de tinta está bien purgado, resulta muy fácil cambiar de
color conmutando las válvulas en el sistema alternativo 7 de
válvulas por medio de la CPU 36.
Una válvula proporcional 21 que está conectada a
una tubería 83 de aire comprimido proporciona respectivamente, bajo
control de la CPU 36 por medio de una línea eléctrica 70, ya sea
alimentación de aire al tanque de aire 10 ó descarga de aire desde
él, dependiendo del requisito determinado por la CPU 36, de acuerdo
con las señales generadas por los sensores 11 y 20.
La Figura 2 muestra una vista en perspectiva del
sistema alternativo 7 de válvulas. Esta vista muestra que las
válvulas 56, 57 y 58, 59 respectivamente, están conectadas entre sí
formando pares, como una unidad. El sistema alternativo 7 de
válvulas lleva también el recipiente de amortiguación 74 que tiene
en el lado superior el sensor de presión Keller 35X y en el lado
inferior el sensor de nivel magnéticoestrictor Balluff
BTL-5. Siguiendo la descripción extensa anterior
del diagrama de bloques de la Figura 1, es posible, con relación a
la Figura 2, que sea suficiente el comentario de que se consigue una
construcción muy sencilla con la disposición mostrada, en la que el
sistema alternativo 7 de válvulas está combinado con el recipiente
de amortiguación 75 mediante uniones. Con el objeto de conseguir
una mayor claridad en el dibujo, se muestran simbólicamente con
flechas un número de conductos. Éstos son los conductos 5, 55, 62,
66 y 74, descritos anteriormente.
La Figura 3 muestra esquemáticamente una vista
en sección longitudinal de la construcción del par de válvulas 56,
57. Las dos válvulas son idénticas y del tipo Bürkert 2031.
Estas válvulas tienen ciertas características
especiales. La conmutación ocurre gradualmente en unos segundos
para impedir fluctuaciones de la presión. La superficie de flujo es
sustancialmente la misma en cada posición, de tal modo que la bomba
6 esté siempre sometida a la misma resistencia, también durante la
conmutación simultánea de las válvulas de un conjunto. Además, las
válvulas no tienen prácticamente ningún espacio con tinta
estacionaria que pudiera contaminar la tinta que fluye. Cada
válvula comprende un cilindro 84 de aire comprimido de acción única
(dibujado solamente para la válvula 56), en el que un pistón 85 es
movible en vaivén de una manera obturadora, y un resorte de
retorno. Por medio de un vástago 86 de pistón, el pistón opera un
elemento 87 de válvula de caucho elástico con una membrana 88. En
la posición cerrada de la válvula, la membrana tiene la posición
esférica de cierre dirigida hacia abajo dibujada para la válvula
56, en las que cierra las aberturas 89, 90 de un asiento de válvula
esférico hueco. En esta situación, el elemento 91 de válvula
idéntico de la válvula 57 está retraído y tiene la posición abierta
mostrada, en la que conecta entre sí las aberturas 92 y 90. Como se
ha descrito anteriormente, se efectúa el control de tal manera que
la operación de las dos válvulas se realiza exactamente de una
manera complementaria.
La Figura 4 muestra finalmente la estructura
interna del filtro 53. Como resultará evidente del dibujo, el
filtro es del tipo de bujía. La tinta alimentada por el lado
izquierdo del dibujo es distribuida bajo presión a lo largo de la
longitud del elemento 93 de filtro y, tal como se indica
simbólicamente con una flecha 94, presiona sobre toda el área
superficial de la bujía 93 y a continuación es liberada a través de
la parte del segundo conducto 74 mostrada en el lado derecho de la
Figura 4.
La estructura de acuerdo con el invento hace que
sea posible una impresora de tinta de chorro con una fidelidad de
impresión extremadamente elevada. La presión con la que la tinta es
alimentada a través del conducto 74 a las cabezas 12 de chorro de
tinta puede, por ejemplo, ser mantenida constante con una tolerancia
de \pm 0,005%. Esto garantiza una fidelidad de impresión
extremadamente elevada.
Claims (14)
1. Impresora de chorro de tinta del tipo
continuo, por ejemplo, para imprimir textiles, papel, paquetes tales
como paquetes de alimentos, por ejemplo, cajas de cartón, botes de
alimentos, paquetes de leche o similares, cuya impresora de chorro
de tinta tiene un circuito de tinta que comprende:
- al menos un recipiente de suministro (1) para tinta;
- una primera bomba (6) cuya alimentación de entrada está conectada a ella a través de un primer conducto (62);
- al menos una cabeza (12) de chorro de tinta eléctricamente controlada, conectada a ella a través de un segundo conducto (73, 74);
- un recipiente de amortiguación (75) que está dispuesto en el segundo conducto (73, 74) entre la alimentación de salida de la bomba (6) y la cabeza (12) de chorro de tinta y cuya alimentación de entrada (33) está situada más alta que la alimentación de salida (34) y el nivel de tinta (35) está situado a una altura entre la altura de la alimentación de entrada (33) y la altura de la alimentación de salida (34); y
- un tanque de aire (10) conectado por encima del nivel de tinta (35) al recipiente del amortiguador (75);
que se caracteriza por
- medios de ajuste de presión (21) que ajustan la presión de aire en el tanque de aire (10) por medio de una unidad de control (CPU) (36) y que de esa manera mantienen constante dentro de tolerancias elegidas, la altura del nivel de tinta (35) en el recipiente de amortiguación (75);
- medios de medición (20, 50) que miden la altura de dicho nivel de tinta (35), cuyos medios de medición (20, 50) controlan la primera bomba (6) por medio de la CPU (36).
2. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 1,
que se caracteriza porque
- los medios (21) de ajuste de presión están adaptados, bajo el control de la CPU (36), a admitir aire dentro del tanque de aire (10) a un caudal elegido o a permitir el escape de aire desde el tanque de aire (10) con un caudal elegido.
3. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 1,
que se caracteriza por
- medios de realimentación de tinta añadidos a la o a cada cabeza (12) de chorro de tinta y que comprenden un tercer conducto (14, 15, 55) y una segunda bomba (52) conectada a ellos para llevar selectivamente el exceso de tinta a un recipiente deseado (1, 76).
4. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 3,
que se caracteriza porque
- el recipiente deseado comprende un recipiente de tinta residual para tinta residual.
5. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 3,
que se caracteriza porque
- el recipiente deseado comprende el o cada recipiente de alimentación (1).
6. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en las reivindicaciones 4 y 5,
que se caracteriza porque
- los primeros medios de conmutación (19) para conmutación entre el recipiente de tinta residual y el o un recipiente de amortiguación (1) elegido.
7. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
que se caracteriza porque
- al menos dos recipientes de suministro (1, 76), a cada uno de cuyos recipientes de suministro (1, 76) hay conectado un primer conducto (5), estando cada uno de dichos conductos (5) conectado a las entradas respectivas de una válvula de selección (56, 57), cuyas salidas se conectan conjuntamente a la primera bomba (6).
8. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en las reivindicaciones 3 y 7,
que se caracteriza porque
- el tercer conducto (14, 15, 55) se ramifica en dos conductos ramales (63, 64), uno para cada recipiente de suministro (1), en los que cada uno puede estar conectado a un recipiente deseado.
9. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 1,
que se caracteriza porque
- un filtro (53) está dispuesto en el segundo conducto (74) entre la alimentación de salida y la al menos una cabeza de chorro de tinta (12).
10. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 4,
que se caracteriza porque
- un dispositivo (51) para retirar aire de la tinta de realimentación está dispuesto en el tercer conducto (14, 15, 55), comprendiendo dicho dispositivo (51): un tanque cerrado (77), en el que la primera parte (14) del tercer conducto desemboca en la parte superior y en el que la segunda parte (15) del tercer conducto desemboca en el fondo, y en el que una bomba de succión (4) está conectada a la parte superior para crear una baja presión en el tanque (77) tal que en el tanque (77) la tinta suministrada a través de la primera parte (14) del conducto tenga retiradas las inclusiones de aire y la tinta llevada a través de la segunda parte (15) del tercer conducto a la bomba (52) esté libre de inclusiones de aire.
11. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 1,
que se caracteriza porque
- el número de cabezas de chorro de tinta es superior a uno y el segundo conducto (74) se ramifica en un número de subconductos, cada uno de los cuales está conectado a una cabeza de chorro de tinta respectiva y todos tienen parámetros de flujo para la tinta sustancialmente idénticos, tales como diámetro, longitud y resistencia al flujo.
12. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 1,
que se caracteriza porque
- los medios de medición de nivel (20, 50) para medir el nivel de tinta (53) están añadidos al recipiente de amortiguación (75), cuyos medios de medición de nivel (20, 50) alimentan señales de nivel a la CPU (36), de acuerdo con las cuales los medios de ajuste de presión (21) establecen la presión de aire en el tanque de aire (10).
13. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 12,
que se caracteriza porque
- los medios de medición de nivel (20, 50) comprenden un sensor de nivel (20, 50) del tipo que tiene un flotador (50) y un sensor de posición (20) que actúa conjuntamente con ellos, por ejemplo, un imán presente en el flotador y un sensor magnetoestrictor dispuesto de manera fija con relación al recipiente de amortiguación.
14. La impresora de chorro de tinta como se
reivindica en la reivindicación 1,
que se caracteriza porque
- medios de medición de presión (11) están añadidos al recipiente de amortiguación (75), cuyos medios de medición de presión (11) alimentan señales de presión a la CPU (36), de acuerdo con las cuales los medios de ajuste de presión (21) establecen la presión de aire en el tanque de aire (10).
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