ES2307774T3 - Aparato de deposicion de gotas. - Google Patents

Abstract

Un aparato de deposición de gotas que comprende: al menos un cabezal de impresión (56, 58, 30) que tiene cada uno al menos un surtidor (30) para eyectar fluido desde dicho cabezal de impresión; medios de suministro de fluido para suministrar fluido a presión a dicho al menos un cabezal de impresión; y medios de control de presión (64), situados en dichos medios de suministro de fluido en un recorrido del fluido en paralelo con el o con cada cabezal de impresión (56, 58, 30), para ajustar la presión del fluido dentro de dichos medios de suministro de fluido; en el que los medios de suministro de fluido están dispuestos de manera que el ajuste de la presión del fluido en dicho recorrido del fluido en paralelo con el o con cada cabezal de impresión (56, 58, 30) controla la presión del fluido en el o en cada surtidor durante un proceso de eyección de fluido.

Description

Aparato de deposición de gotas.

La invención presente trata de impresoras y en particular de impresoras de chorro de tinta por deposición de gotas.

Las impresoras de chorro de tinta ya no son consideradas simplemente impresoras de oficina, su versatilidad hace posible que se utilicen hoy en día en imprentas digitales y otros mercados industriales. No es extraño que los cabezales de impresión contengan más de 500 surtidores y se especula que los cabezales de impresión de "ancho de página" que contengan alrededor de 2000 surtidores estarán disponibles comercialmente en un futuro próximo.

Estos cabezales de impresión son típicamente "de disparo final", esto es el canal o la cámara de eyección tiene una entrada de tinta y un surtidor a través del cual se eyecta la tinta. La tinta fluye hasta la cámara a través de la entrada de tinta y la única manera de que la tinta abandone la cámara es a través del surtidor.

Se ha descubierto que se pueden conseguir ciertos beneficios cuando se añade una salida de tinta al canal de eyección adicional a la entrada para tinta y al surtidor de eyección. La tinta es obligada a fluir a través del canal -incluso cuando se está imprimiendo- lo que ayuda a reducir la probabilidad de que burbujas o partículas bloqueen el surtidor.

Debido al tamaño de estas impresoras industriales, una gran cantidad de tinta es eyectada desde los cabezales cuando se imprime una página completamente negra, es decir todas las cámaras de eyección están imprimiendo a su tasa máxima. La técnica anterior propone utilizar en los cabezales de impresión un caudal a través del cabezal de impresión de alrededor de diez veces la tasa máxima de impresión al objeto de ayudar a arrastrar la suciedad fuera del cabezal de impresión y mantener el cabezal a una temperatura constante.

Es preferible que los surtidores se mantengan justo por debajo de la presión atmosférica, ya que una presión por encima de la atmosférica puede causar el goteo de fluido de eyección, y presiones significativamente por debajo de la atmosférica pueden ocasionar la aspiración de aire a la cámara de eyección. Ninguno de estos efectos proporciona una operación estable, y son por lo tanto indeseables.

Para la circulación de tinta, se provee un colector de entrada y un colector de salida. Se produce una caída de presión significativa en el cabezal de impresión entre los colectores de entrada y salida, y las presiones tanto en el colector de entrada como en el de salida deben ser especificadas para asegurar la presión correcta en el surtidor. La presión en el colector de entrada será positiva, y la presión en el colector de salida será negativa y de una magnitud ligeramente mayor que la de la presión de entrada.

Estas presiones pueden ser conseguidas utilizando un sistema de alimentación por gravedad que utiliza unos depósitos superior e inferior, siendo la tinta suministrada al cabezal de impresión desde el depósito superior y teniendo provista una bomba para retornar la tinta no eyectada que se recoge en el depósito inferior de nuevo hacia el depósito superior, al objeto de proporcionar las presiones necesarias.

Aunque esta disposición es aceptable para aplicaciones estáticas y cuando el gran tamaño de la máquina no es un problema, existe una necesidad para un sistema de suministro de tinta que sea más compacto. Es un objeto de la invención presente solucionar éste y otros problemas.

De acuerdo con lo anterior, las invenciones presentes consisten, en un aspecto, en un aparato de deposición de gotas que comprende: al menos un cabezal de impresión que tiene al menos un surtidor para eyectar fluido desde dicho cabezal de impresión; medios de suministro de fluidos para suministrar fluidos a presión a dicho al menos un cabezal de impresión; y medios de control de presión, situados en dichos medios de suministro de fluidos en paralelo con el cabezal de impresión o con cada cabezal de impresión, para ajustar la presión del fluido dentro de dichos medios de suministro de fluido al objeto de controlar la presión del fluido en el o en cada surtidor.

Preferiblemente, los medios de presurización están situados en dichos medios de suministro de fluido en paralelo con el cabezal de impresión o con cada cabezal de impresión y con dichos medios de control de presión.

Ventajosamente, una bifurcación está provista en dichos medios de suministro de fluido aguas debajo de dichos medios de presurización, donde dicha bifurcación divide dichos medios de suministro de fluido en al menos dos brazos, y donde aguas abajo de dicha bifurcación dichos medios de control de presión están situados en un brazo y el cabezal de impresión o cada cabezal de impresión está situado en un brazo diferente.

Adecuadamente, una bifurcación adicional está provista en dichos medios de suministro de fluido aguas debajo de dichos medios de control de presión y además, dicha bifurcación adicional combina el fluido en el brazo de dichos medios de control de presión con el fluido del brazo del cabezal de impresión o de cada uno de los cabezales de impresión en un conducto combinado.

De acuerdo con una realización preferida se provee una bifurcación aguas abajo de la bomba, el fluido es dirigido a lo largo de un brazo hasta el cabezal de impresión y a lo largo del otro brazo hasta un punto de referencia de presión, uniéndose dichos brazos en otro punto para formar un conducto único que alimenta la bomba. El punto de referencia A está conectado con medios capaces de ajustar la presión en el punto de referencia A y consecuentemente la presión en el surtidor. En la realización preferida éste es un pequeño depósito abierto a la atmósfera y que puede ser elevado o bajado al objeto de afectar la presión en el surtidor. En realizaciones alternativas los medios para ajustar la presión son un depósito a presión.

Una selección cuidadosa de las resistencias en el brazo de referencia de presión en relación con la resistencia en el del cabezal de impresión permite el control de la presión en el surtidor manipulando la presión en un punto remoto dispuesto en paralelo al cabezal de impresión.

Preferiblemente la caída de presión aguas arriba del punto de referencia A y aguas arriba de al menos un surtidor son sustancialmente idénticas y la caída de presión aguas abajo del punto de referencia A y aguas abajo de al menos un surtidor son también sustancialmente idénticas. La caída de presión de los conductos aguas arriba y aguas abajo a ambos lados del punto de referencia A es sustancialmente la misma.

La caída de presión en el conducto a ambos lados del punto de referencia A puede ser especificada a través del uso de restricciones. Las restricciones pueden ser piezas sencillas, como por ejemplo tuberías que presenta una caída de presión particular, o piezas más complejas como por ejemplo válvulas y piezas similares. Si se utilizan tuberías es preferible utilizar longitudes medias de diámetro interior moderado en lugar de tramos cortos de diámetro interior muy estrecho; resultará más difícil que la erosión y la acumulación de polvo estropee la simetría del sistema.

La tinta fluye preferiblemente a un caudal superior alrededor del brazo de control de presión que alrededor del brazo del cabezal de impresión del circuito, lo que significa que una partícula de suciedad dentro del circuito tiene menos probabilidades de fluir a través del cabezal de impresión simplemente porque fluye más tinta a través del brazo de control de presión.

La simetría del sistema no es sin embargo perfecta, debido a que la bomba y el filtro no pueden ser colocados ambos en el "plano de simetría". Sin embargo, la degradación de la bomba y la carga del filtro, dentro de lo razonable no afectan significativamente. Incluso una caída de presión sustancial a través del filtro, o un desgaste de la bomba, simplemente reducen el flujo a través de las restricciones principales y así también la caída de presión a través de los mismos. Esto a su vez reduce el caudal a través del cabezal de impresión, lo que no es crítico.

Otro elemento de asimetría es el hecho de que la tinta es eyectada desde el cabezal de impresión, así que mientras entra en el cabezal un flujo particular, una cantidad más pequeña continúa en el conducto aguas abajo del cabezal de impresión. Típicamente, con un caudal de diez veces la tasa máxima de impresión entrando en el cabezal, corresponde un caudal de entre 9 y 10 veces la tasa de impresión máxima abandonando el cabezal, siendo la cantidad de fluido eyectado por el cabezal de impresión entre cero y una vez la tasa máxima de impresión.

La tinta para compensar la cantidad de tinta que es eyectada por el cabezal de impresión se añade preferiblemente al circuito de suministro en el punto en el que los dos brazos de suministro se unen aguas abajo del surtidor y del punto de referencia de presión A.

En una realización adicional de la invención presente, el cabezal de impresión está montado sobre un carro de barrido. El depósito de suministro y el depósito de ajuste de presión están montados sobre una parte estática de la impresora, estando el resto del equipo montado sobre el carro. Las aceleraciones en los finales de carrera del carro se controlan amortiguando las fluctuaciones de presión resultantes en A. Alternativamente, el depósito de ajuste de presión puede estar montado en el carro de barrido en un punto por debajo del de los surtidores en el cabezal de impresión. Ventajosamente, esto reduce los efectos de la aceleración sobre la presión dentro del circuito de sumi-
nistro.

En otro aspecto, la invención presente consiste en un método para proporcionar un flujo de tinta a través de una cámara de tinta que tiene un puerto de entrada de tinta en el que se establece una presión de tinta positiva, un orificio de eyección de tinta y un puerto de salida de tinta en el que se establece una presión de tinta negativa, caracterizado porque el caudal de tinta externo a la cámara fluye a través de una serie de conexiones a través de una primera restricción de flujo, un dispositivo de referencia de presión y una segunda restricción de flujo, para definir las presiones de tinta negativas y positivas respectivamente en los extremos de una primera y una segunda restricciones de flujo separadas del dispositivo de referencia de presión y la aplicación de dicha presión de tinta positiva y negativa a los puertos de entrada y salida de la cámara de tinta respectivamente.

Ventajosamente, el dispositivo de referencia de presión opera gracias a la exposición de una superficie de tinta a una presión de aire definida que es preferiblemente controlable y que puede ser la presión atmosférica.

Adecuadamente, la primera y la segunda restricción de flujo están equilibradas con las restricciones al caudal de tinta en la cámara entre el puerto de entrada de tinta y el orificio de eyección de tinta y entre el orificio de eyección de tinta y el puerto de salida de tinta, de manera que la presión de la tinta en el orificio de eyección de tinta está definida por el dispositivo de referencia de presión.

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En otro aspecto adicional, la invención presente consiste en un método para suministrar tinta a un cabezal de impresión en el que la presión en el surtidor está controlada mediante un punto remoto, estando dicho punto remoto colocado en paralelo con dicho cabezal de impresión.

En otro aspecto adicional, la invención presente consiste en un método para suministrar tinta a una cámara de tinta que tiene un surtidor, en el que se establecen flujos paralelo en la cámara de tinta y en la vía de control de presión; estando los flujos paralelos equilibrados de manera que la presión en el surtidor está definida por la presión aplicada en un punto de referencia en la vía de control de presión.

Ventajosamente, la vía de control de presión comprende una serie de conexiones de una primera restricción de caudal, un dispositivo de referencia de presión que define dicho punto de referencia y una segunda restricción de caudal.

Preferiblemente, el dispositivo de referencia de presión opera a través de la exposición de una superficie de tinta a una presión de aire definida y preferiblemente controlable, que puede ser la presión atmosférica.

Adecuadamente, el caudal de tinta a través de dicha vía de control de presión es mayor que el caudal de tinta a través de la cámara de tinta.

La invención presente será descrita a continuación, únicamente a modo de ejemplo, mediante referencia a los dibujos que siguen, en los que:

la Figura 1 es un circuito de suministro de tinta alimentado por gravedad de acuerdo con la técnica anterior;

la Figura 2 describe un cabezal de impresión de chorro de tinta de flujo interior;

la Figura 3 es una vista ampliada del cabezal de impresión de la Figura 2;

la Figura 4 describe un circuito de suministro de tinta para un cabezal de impresión de una fila de acuerdo con la invención presente;

la Figura 5 describe un circuito de suministro de tinta para un cabezal de impresión de dos filas de acuerdo con la invención presente;

la Figura 6 describe un circuito de suministro de tinta para una matriz de ancho de página; y

la Figura 7 describe otro circuito para un cabezal de impresión.

La Figura 1 describe un sistema de suministro de tinta alimentado por gravedad de acuerdo con la técnica anterior. Un cabezal de impresión 1 es capaz de disparar un líquido 2 por los surtidores situados en la cara inferior del cabezal. Las cámaras de tinta que eyectan los surtidores están dispuestas en dos filas paralelas y alimentadas con tinta desde un colector central 3 y la tinta no eyectada se retira del cabezal de impresión a través de los dos colectores de salida 4.

La tinta se suministra de manera continua al cabezal de impresión desde un depósito superior 5, estando controlado el nivel de líquido dentro del depósito mediante un sensor de nivel 6. El caudal es del orden de diez veces la máxima tasa de eyección de gotas. Debido al pequeño tamaño de las cámaras de eyección y de la gran caída de presión a través de las mismas, se requiere una presión alta a la entrada del cabezal de impresión al objeto de conseguir una presión ligeramente negativa en los surtidores. Esta presión se consigue gracias a la provisión de una presión manométrica Hu que es la diferencia entre la altura de líquido en el depósito y los surtidores. Típicamente la presión en el colector de entrada debe ser del orden de +2.800 Pa.

Los surtidores en las cámaras están situados a medio camino entre el colector de entrada 3 y el colector de salida 4. La caída de presión en el cabezal a cada lado del surtidor es por tanto sustancialmente idéntica. La tinta que está fluyendo a través de la cámara pasa al depósito inferior, en el que el nivel de líquido está controlado por un sensor de nivel 8. La diferencia de altura Hl entre los surtidores y la superficie del fluido en el depósito inferior define la presión en los surtidores, que debe estar a una presión sustancialmente negativa de aproximadamente -3.200 Pa.

Así se consigue una presión en el surtidor que está justo por debajo de la atmosférica.

La tinta retorna al depósito superior a través de un filtro 10 utilizando una bomba 9. En esta disposición, el cabezal de impresión y los puntos de referencia de presión están dispuestos en series.

Típicamente Hu es del orden de 280 mm y Hl es del orden de 320 mm. El documento WO 00/38928 describe este suministro de tinta en mayor detalle y en consecuencia no se describirá aquí con mayor detalle.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un cabezal de impresión de chorro de tinta de gota bajo demanda de flujo continuo. Un bloque de material piezoeléctrico 24 tiene unos canales 32 formados mediante un proceso de mecanizado. El bloque piezoeléctrico es polarizado en la dirección de su grosor y los electrodos (no mostrados) están provistos a ambos lados de cada pared sellando los canales. Cuando se activa un campo entre los electrodos de los lados opuestos de las paredes, las paredes se deforman en los cortes y así presurizan la tinta contenida dentro de los canales. Esto hace que una gota sea eyectada desde los surtidores 30 formados en una placa de cubierta 34. Los mecanismos de tales eyecciones de gotas son bien conocidos y están descritos por la técnica anterior, véase por ejemplo el documento EP-A-0 277 703 o EP-A-0 278 590.

Esta estructura y otras estructuras, de actuadores de una o dos filas son también bien conocidos en la técnica anterior; véanse los documentos WO 00/24584 y WO 00/29217 entre otros.

En este actuador de una fila, la tinta es suministrada al actuador a través de los puertos 20 formados en la base 26 y retirada del actuador a través de los puertos 22 también localizados en la base, pero en el extremo opuesto del canal. Un soporte 28, junto con la cubierta 34 y la base 26, define un colector.

La invención presente será descrita a continuación mediante referencia a las Figuras 3 a 6.

La Figura 3 es una vista ampliada del cabezal de impresión de la Figura 2. Los surtidores 30 están situados a medio camino a lo largo de los canales 32. Las dimensiones de cada uno de los canales son relativamente pequeñas; típicamente la anchura es del orden de 75 micras, la profundidad de 300 micras y la longitud de aproximadamente 1 mm. Dado que el cabezal es capaz de imprimir gotas de tinta de hasta 50 pl a una frecuencia de alrededor de 6,2 kHz, la mayor tasa de flujo a través de los surtidores es de alrededor de 3,1 x10^{-10} m^{3}/seg, y así a 10 veces esta tasa de flujo, la velocidad a lo largo del canal es de 0,13 m/seg.

Debido a que algo de la tinta es eyectada desde los surtidores, la caída de presión a lo largo de la primera mitad de los canales es mayor que a lo largo que la segunda mitad de los canales. En teoría, esto puede ser representado esquemáticamente como dos restricciones, 56 y 58 en la Figura 4.

El suministro de tinta de acuerdo con la realización preferida de la invención presente está descrito en la Figura 4. Un cabezal de impresión de una fila de flujo a través del mismo está situado en paralelo con un punto de referencia de presión A. El punto de referencia A y los surtidores 30 están en una relación espacial fija uno con respecto al otro y con una bomba 52 colocada de manera que sea capaz de suministrar simultáneamente tinta tanto al punto de referencia A como a los surtidores.

La tinta no eyectada que fluye desde el cabezal de impresión de combina con la tinta que fluye desde el punto de referencia A y que se utiliza para alimentar la bomba. La tinta para sustituir la que ha sido eyectada desde los surtidores se suministra a la corriente de tinta de cualquiera de, o de ambos puntos de referencia A y de los surtidores desde un depósito de reserva 54.

Esquemáticamente, los canales y colectores dentro del cabezal de impresión están representados como restricciones 56 y 58. Debido a que los surtidores están colocados centrados dentro de los canales, cada una de las restricciones 56, 58 proporcionan sustancialmente la misma caída de presión.

Las restricciones 60, 62 están situadas a cada lado del punto de referencia A. Estas están equilibradas una con la otra de manera que cuando la tinta está fluyendo alrededor del circuito se establece una presión positiva de aproximadamente +2.800 Pa en el lado opuesto de la restricción 60, y una presión negativa de aproximadamente -3.200 Pa se establece en el lado opuesto de las restricción 62.

Los circuitos están equilibrados, de manera que la presión a la entrada del cabezal de impresión (esto es, aguas arriba de la restricción 58) es de manera similar +2.800 Pa y la presión a la salida del cabezal de impresión (esto es, aguas debajo de la restricción 56) es de manera similar -3.200 Pa. Debido a que la presión de las gotas están provistas por las restricciones, se establece una presión en los surtidores 30 que es sustancialmente la misma que la presión en el punto de referencia de presión A.

Las restricciones pueden ser simplemente una longitud de tubo, o bien una pieza corta con un diámetro interior pequeño o bien una pieza larga con un diámetro interior mayor. En este ejemplo, el diámetro interior es moderado, de manera que la erosión o la acumulación de suciedad no tengan un efecto significativo sobre la simetría del sistema. Alternativamente, el uso de una válvula proporcionará una mayor libertad de operación.

La presión en el punto de referencia A está controlada por la altura del líquido contenido dentro del pequeño depósito de control 64 que está abierto a la atmósfera. Elevando el depósito más arriba, la presión en el punto de referencia A aumenta y en consecuencia todas las presiones dentro del circuito de suministro se incrementan también en la magnitud correspondiente. Mediante este simple movimiento, se puede elevar la presión en los surtidores.

De manera similar, bajando el depósito de control, la presión en el punto de referencia A disminuye y consecuentemente todas las presiones dentro del circuito de suministro también disminuyen en una cantidad correspondiente. Mediante este simple movimiento, se puede reducir la presión en los surtidores.

Alterando la presión dentro del pequeño depósito, es posible efectuar la purga o la aspiración en los surtidores para realizar el mantenimiento.

De vuelta a los flujos hidráulicos dentro del circuito de suministro, la bomba debe ser dimensionada de manera que sea capaz de conseguir un caudal de al menos diez veces la tasa de eyección máxima a través del cabezal de impresión, y un caudal preferiblemente superior a este, a través del punto de referencia de presión A. Es preferible un caudal mayor a través del punto de referencia A, de alrededor de 20 veces la tasa de eyección máxima.

La bomba debe ser capaz por tanto de bombear 30 veces la tasa de eyección máxima, esto es 9,3 x 10^{-9}m^{3}/seg. Se suministra al sistema tinta de repuesto a una tasa de entre 0 y 3,1 x 10^{-9}m^{3}/seg. aunque ésta típicamente no es suministrada en un caudal constante. Debido a que se está uniendo a un caudal alrededor de 30 veces mayor, cualquier fluctuación de presión es despreciable. De hecho, se ha descubierto que el sistema es tolerante a cualquier oscilación de caudal causado por la bomba. Se cree que la razón de esto es debido a que la bomba está situada como un componente en el circuito, y una fluctuación en el caudal a la salida de la bomba se equilibra por la correspondiente fluctuación en el caudal de entrada a la bomba.

Como el caudal pasado el punto de referencia de presión A es el doble que la del caudal a través del cabezal, cualquier partícula de suciedad en el sistema que no sea retenida en el filtro 66 tiene el doble de posibilidades de fluir a través del circuito de referencia de presión que a través del circuito del cabezal de impresión. Como la partícula debe pasar a través del filtro 66 una segunda vez antes de tener una segunda oportunidad de fluir a través del cabezal de impresión, la probabilidad de que una partícula cause una obstrucción en el cabezal de impresión es aún más
reducida.

Aunque es deseable un caudal de tinta alto pasado el punto de referencia de presión A, no es de ninguna manera esencial. El caudal importante es aquel a través del cabezal de impresión, y dado que este volumen de caudal es preferiblemente 10 veces el volumen de impresión máximo hay, al menos, nueve veces el volumen de impresión máxima abandonando el cabezal de impresión por la salida. Las probabilidades de obstrucciones son así reducidas sin un gran caudal pasando a través del punto de referencia de presión.

En la Figura 5 se describe el esquema para un cabezal de impresión de dos filas. La tinta es suministrada a ambas filas desde un colector central único en paralelo, y la tinta que no es eyectada desde ambas filas de cámaras de eyección se combina en un colector de salida.

La línea de puntos B-B en las Figuras 4 y 5 denota la situación del equipo en una aplicación de barrido de acuerdo con una realización adicional de la invención presente. El circuito hacia la derecha de la línea está situado sobre el carro de barrido, mientras que los depósitos a la izquierda de la línea B-B son fijos.

Las fluctuaciones de presión causadas por la aceleración del carro pueden ser absorbidas utilizando el pequeño depósito 64. Debido a que el tubo entre el pequeño depósito y el punto de referencia de presión A puede ser más pequeño que los tubos que llevan el caudal de tinta alrededor del circuito, las fluctuaciones de presión pueden ser controladas mediante cambios relativamente pequeños en la altura del pequeño depósito o, cuando el pequeño depósito está cerrado a la atmósfera y la presión es controlada activamente, mediante cambios relativamente pequeños en la presión del espacio de aire sobre el líquido.

En una realización alternativa para la disposición de barrido, el pequeño depósito puede estar montado sobre el carro. Cuando éste está colocado por debajo del cabezal de impresión, no se requiere un depósito de referencia de presión estático. Si, sin embargo, resulta inconveniente situar el depósito pequeño por debajo del cabezal de impresión, puede ser situado por encima, pudiendo ser utilizado un tubo de aire que discurre desde el depósito pequeño hasta un dispositivo de control de presión estático para establecer la presión correcta en el punto A. Beneficiosamente, el tubo de aire no genera una diferencia de presión bajo aceleración.

La Figura 6 describe un suministro de tinta para una fila del ancho de una página. Una bomba principal 100 hace circular la tinta alrededor de un circuito que contiene tanto un depósito de control de presión 102 como un cabezal de impresión 104.

Aguas abajo de la bomba hay una válvula de control de caudal 106 y un filtro 108 para retener las partículas de suciedad. La válvula de control de presión mantiene un caudal estable de entre 1 y 7 litros por minuto. El calibre del tubo es de alrededor de 10 mm de diámetro.

Aguas abajo del filtro, el circuito se divide en dos circuitos separados en paralelo. El primero, marcado con 110, 112, 114 está formado por unos tubos de calibre pequeño e incluye una conexión a un depósito de control de presión 102 abierto a la presión atmosférica. Los tubos de calibre pequeño tienen un diámetro del orden de 2 mm y su longitud es tal que la presión en el depósito de control de presión se refleja en los surtidores del cabezal de impresión. El depósito de control de presión 102 contiene alrededor de 100 ml de tinta.

El segundo circuito 110, 116, 114 contiene el cabezal de impresión 104. Se provee una válvula de bypass 118, que está normalmente cerrada, y un medidor de caudal 120 para facilitar la operación. El caudal a través del cabezal está típicamente entre 1 y 7 litros por minuto. El diámetro interior del tubo es del orden de 10 mm.

Los dos circuitos se combinan en el punto 114 y la tinta se circula de nuevo hasta la bomba 10. La tinta procedente de un circuito de reposición se añade en este punto. El circuito de reposición tiene una bomba 122 que provee un caudal por debajo de 1 litro por minuto. La tinta se filtra y se suministra al depósito de control de presión 102. La tinta de reposición para suministrar a la bomba principal 100 es retirada en este punto.

El nivel de tinta en el depósito de control de presión se controla mediante un aliviadero, fluyendo el exceso de tinta por una salida hasta un depósito de almacenamiento de tinta inferior 124 utilizado para suministrar a la bomba de reposición 122.

Un suministro de tinta más elegante se puede conseguir suministrando el filtro principal 108, el depósito de control de presión 102 y la tubería de diámetro estrecho 130, 132 como una unidad sencilla, como se muestra en la Figura 7.

En esta realización el depósito de control de presión 102 está colocado en la unidad sencilla en una posición por encima del filtro y la unidad propiamente dicha tiene un tamaño del orden de 10 cm x 10 cm x 20 cm. Por facilidad de referencia la parte de la unidad sencilla que comprende el depósito de control de presión es llamada la parte de cabecera y la parte que comprende el filtro se denomina la parte del filtro. La parte de cabecera tiene 3 cm de altura y un aliviadero 134 determina el nivel de líquido en la parte de cabecera que está abierta a la atmósfera. Un pequeño orificio de respiradero 136 permite el paso de aire desde la parte del filtro hasta la parte de la cabecera.

El fluido de reposición para reemplazar a aquel impreso por el cabezal de impresión 104 se suministra desde un depósito a través de la bomba 122. El fluido de reposición se suministra directamente a la parte de cabecera y cualquier exceso de flujo sobrepasa el aliviadero 134 y retorna al depósito a través de un tubo no poroso 138 en la parte del filtro. El fluido de reposición puede estar filtrado antes de entrar en la parte de cabecera. El caudal de tinta a través de esta parte es relativamente bajo y típicamente muy por debajo de un litro por minuto.

Volviendo de nuevo al circuito de circulación de tinta principal, una bomba, preferiblemente una bomba magnética, suministra el fluido a un enfriador para enfriar la tinta antes de que llegue a la parte del filtro. La salida de este tubo está situada en el interior de un filtro. El filtro 108 es preferiblemente un filtro tubular con un diámetro exterior de 5 cm y una altura de 13 cm y un tamaño del poro de 5 micras. La tinta fluye a través del filtro y se utiliza una salida colocada contra la base de la carcasa del filtro para llevar la tinta hasta el cabezal de impresión. Beneficiosamente esta estructura hace que el sistema sea tolerante al aire debido a que cualquier aire debe pasar a través del filtro, en lugar de a través de la parte de respiradero 136 y a continuación hacia abajo con la tinta a través de en la carcasa del filtro antes de pasar al cabezal de impresión.

Los diámetros estrechos 130 y 132 permiten un flujo de tinta desde la entrada del cabezal de impresión hasta la salida del cabezal de impresión a través de la parte de cabecera, y actúan como los dos brazos de un puente. El nivel del fluido en la parte del tanque de cabecera es la referencia de presión, y establece la presión en los surtidores.

La tinta fluye a una velocidad razonable a través de los tubos de diámetro estrecho y el depósito de control de presión 102 debe ser de un tamaño tal que no se aspire aire por el tubo de retorno 132.

La resistencia de estos tubos está ajustada a los tubos de entrada y salida del cabezal de impresión y el caudal de fluido al cabezal de impresión es del orden de 1 litro por minuto. El tamaño de los tubos que suministran tinta a y desde el cabezal de impresión debe ser tal que permita una velocidad suficiente de la tinta para prevenir que coja aire; aún así debe ser lo bastante grande como para prevenir una pérdida de carga excesiva. En la práctica, se ha experimentado que un diámetro de 10 mm con un diámetro interior de 7 mm funcionará bien. Cuando se usa un diámetro de 12 mm con un diámetro interior de 10 mm se ha experimentado que el caudal de tinta es lo bastante bajo para permitir que algo de aire sea capturado, sin embargo este aire puede ser fácilmente disgregado de nuevo a la corriente de tinta mediante un ligero sangrado.

Claims (30)

1. Un aparato de deposición de gotas que comprende:

al menos un cabezal de impresión (56, 58, 30) que tiene cada uno al menos un surtidor (30) para eyectar fluido desde dicho cabezal de impresión;

medios de suministro de fluido para suministrar fluido a presión a dicho al menos un cabezal de impresión; y

medios de control de presión (64), situados en dichos medios de suministro de fluido en un recorrido del fluido en paralelo con el o con cada cabezal de impresión (56, 58, 30), para ajustar la presión del fluido dentro de dichos medios de suministro de fluido;

en el que los medios de suministro de fluido están dispuestos de manera que el ajuste de la presión del fluido en dicho recorrido del fluido en paralelo con el o con cada cabezal de impresión (56, 58, 30) controla la presión del fluido en el o en cada surtidor durante un proceso de eyección de fluido.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de presión (52) están situados en dichos medios de suministro de fluido en paralelo con el o con cada cabezal de impresión (56, 58, 30) y dichos medios de control de presión.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que está provista una bifurcación en dichos medios de suministro de fluido aguas debajo de dichos medios de presurización (52), en los que dicha bifurcación divide dichos medios de suministro de fluido en al menos dos brazos, y donde aguas abajo de dicha bifurcación dichos medios de control de presión (64) están situados en un brazo y el cabezal o cada uno de los cabezales de impresión está situado en un brazo diferente.

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que está provista una bifurcación adicional en dichos medios de suministro de fluido aguas debajo de dichos medios de control de presión (64), y en el que dicha bifurcación adicional combina el fluido en el brazo de dichos medios de control de presión (64) y el fluido en el brazo desde el o desde cada cabezal de impresión (56, 58, 30) en una tubería combinada.

5. El aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho circuito combinado suministra fluido a dichos medios de presurización (52).

6. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que dichos medios de presurización (52) son una bomba.

7. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la caída de presión entre dicha bifurcación y dichos medios de control de presión (60) y dicha bifurcación y dicho surtidor en el o en cada cabezal de impresión (58) es sustancialmente la misma.

8. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, en el que la caída de presión del brazo entre dichos medios de control de presión y dicha bifurcación adicional (62) y dicho surtidor en el o en cada cabezal de impresión (56, 58, 30) es sustancialmente la misma.

9. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos medios de control de presión (64) son un depósito que contiene un fluido que tiene una superficie abierta a la presión atmosférica.

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el que están provistos medios que pueden elevar o descender dicho depósito.

11. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, en el que dicha superficie está a una altura menor que dichos surtidores (30).

12. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, en el que dicha superficie está a una altura mayor que dichos surtidores (30).

13. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho surtidor (30) está situado en una cámara de eyección.

14. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dicha cámara de eyección es alimentada con fluido desde un colector de entrada y la tinta es retirada de dicha cámara de eyección mediante un colector de salida, siendo dicho colector de entrada y dicho colector de salida colectores diferentes.

15. Un método para suministrar un flujo de tinta a través de una cámara de tinta que tiene un puerto de entrada de tinta en el que se establece una presión de tinta positiva, un orificio de eyección de tinta (30) y un puerto de salida de tinta en el que se establece una presión de tinta negativa, caracterizado por el flujo de tinta exterior a la cámara a través de una serie de conexiones de una primera restricción de flujo (60), un dispositivo de referencia de presión (64) y una segunda restricción de flujo (62) para definir respectivamente las presiones de tinta positivas y negativas en los extremos de la primera y la segunda restricción de flujo distante del dispositivo de referencia de presión (64) y la aplicación en paralelo de dichas presiones de tinta positivas y negativas a los puertos de entrada y salida respectivamente de la cámara de tinta durante un proceso de eyección de tinta.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el dispositivo de referencia de presión (64) opera a través de la exposición de una superficie de tinta a una presión de aire definido.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que la presión de aire definida es controlable.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la presión de aire definida es la presión atmosférica.

19. Un método de acuerdo con la reivindicación 18, en el que la altura de dicha superficie de tinta es controlable.

20. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que la primera (60) y la segunda (62) restricciones de flujo están equilibradas con la restricción al flujo de tinta en la cámara entre el puerto de entrada de tinta y el orificio de eyección de tinta (58) y el orificio de eyección de tinta y el puerto de salida de tinta (56) de manera que la presión de tinta en el orificio de eyección de tinta está definida por el dispositivo de referencia de presión (64).

21. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en el que en el caudal de tinta a través de dichas series de conexiones es mayor que el caudal de tinta a través de la cámara de tinta.

22. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 21, en el que las presiones de tinta positivas y negativas respectivamente se aplican a un puerto de entrada de tinta común y a un puerto de salida de tinta común de una pluralidad de cámaras de tinta conectadas en paralelo.

23. Un método para suministrar tinta a un cabezal de impresión en el que la presión en el surtidor (30) durante un proceso de eyección de tinta está controlado por un punto remoto (A), estando dicho punto remoto colocado en un camino del fluido en paralelo con dicho cabezal de impresión.

24. Un método para suministrar tinta a una cámara de tinta que tiene un surtidor (30), en el que se establecen flujos paralelos en la cámara de tinta y en la vía de control de presión; estando los flujos paralelos equilibrados de manera que la presión en el surtidor (30) durante un proceso de eyección de tinta está definida por la presión aplicada en un punto de referencia (A) en la vía de control de presión.

25. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, en el que la vía de control de presión comprende una serie de conexiones a una primera restricción de flujo (60), un dispositivo de referencia de presión (64) que define dicho punto de referencia (A) y una segunda restricción de flujo (62).

26. Un método de acuerdo con la reivindicación 25, en el que el dispositivo de referencia de presión (64) opera gracias a la exposición de una superficie de tinta a una presión de aire definida.

27. Un método de acuerdo con la reivindicación 26, en el que la presión de aire definida es controlable.

28. Un método de acuerdo con la reivindicación 26, en el que la presión de aire definida es la presión atmosférica.

29. Un método de acuerdo con la reivindicación 28, en el que la altura de dicha superficie de tinta es controlable.

30. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 29, en el que el caudal de tinta a través de dicha vía de control de presión es mayor que el caudal de tinta a través de la cámara de tinta.