ES2908120T3 - Sistemas, estructuras y procedimientos asociados para ultrasonicación en línea de tinta para impresión - Google Patents

Abstract

Aparato para acondicionar tinta, que comprende: un cuerpo que comprende: una cámara (86) definida en el mismo, un orificio de entrada (88) que se extiende al interior de la cámara para recibir tinta a partir de una estación de alimentación de tinta, un cabezal de impresión (60); un orificio de salida (92) que se extiende desde la cámara para transportar tinta desde la cámara hasta el cabezal de impresión; y un mecanismo de ultrasonicación (122) que comprende una fuente de energía que se extiende al interior de la cámara para suministrar energía de ultrasonidos a la tinta dentro de la cámara y que comprende además un conjunto de sonda de ultrasonidos, en el que el conjunto de sonda de ultrasonidos comprende una ventilación que tiene un orificio de salida de gas, a través del cual se ventila gas desprendido mediante desgasificación, en el que la ventilación y el orificio de salida de gas correspondiente están ubicados en una región superior de la cámara, de tal manera que se ventilan gases sin pérdida de tinta; tinta que comprende partículas metálicas; y un controlador (110) para controlar una señal de potencia (112) para la fuente de energía (100, 134) para establecer un nivel de energía de ultrasonidos aplicada en cuanto a magnitud o tiempo, para producir diferentes características de tinta incluyendo color; en el que la energía proporcionada por la fuente de energía está en un intervalo de frecuencia de 20 kHz a 400 kHz para descomponer las partículas metálicas en la tinta; en el que el mecanismo de ultrasonicación está configurado para reducir el tamaño de las partículas metálicas antes del suministro de la tinta acondicionada al cabezal de impresión, y en el que el cabezal de impresión está configurado para suministrar la tinta acondicionada que tiene las partículas metálicas reducidas sobre una pieza de trabajo.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas, estructuras y procedimientos asociados para ultrasonicación en línea de tinta para impresión Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud de patente reivindica prioridad de la solicitud de patente estadounidense n.° 13/913.293 presentada el 7 de junio de 2013.

Campo de la invención

La invención se refiere al campo de sistemas de impresión, estructuras y procedimientos asociados. Más particularmente, la invención se refiere a sistemas, estructuras y procedimientos que aplican energía de ultrasonidos a tinta líquida.

El documento US 2006/0185587 A1 da a conocer un método para reducir conglomerados de tinta durante la impresión por chorro de tinta para la fabricación de pantallas planas.

El documento US 2008/259140 A1 da a conocer un aparato de registro por chorro de tinta.

El documento US 2003/0020788 A1 da a conocer un dispositivo de chorro de tinta que incluye un dispositivo de vibración por ultrasonidos para aplicar vibración por ultrasonidos a tinta.

El documento US 2007/0070132 A1 da a conocer un módulo de suministro por chorro de tinta.

Antecedentes de la invención

El gas ubicado dentro de un fluido es compresible. Dentro de un sistema de impresión, si una tinta fluida contiene uno o más gases, la tinta fluida que va a expulsarse a presión a partir de una boquilla de tinta puede, por tanto, comprimirse, debido a la presencia de gas, de tal manera que la tinta puede no emitirse en chorro de manera correcta. Por tanto, la presencia de gas en una tinta fluida que está destinada a expulsión presurizada reduce la fiabilidad de producir una gotita expulsada. En muchas situaciones de este tipo, la tinta no se emite en chorro en absoluto. Por tanto, la presencia de gas en una tinta líquida puede tener un impacto muy ampliamente negativo sobre la emisión en chorro de tinta, tal como, pero sin limitarse a, la pérdida de material impreso, lo cual puede ser tanto costoso como frustrante.

Anteriormente se ha usado desgasificación a vacío en algunos sistemas de impresión. La figura 1 es una vista esquemática de un sistema de impresión convencional 10 a modo de ejemplo que tiene desgasificación a vacío en línea. La tinta 14a, tal como almacenada dentro de un depósito de alimentación de tinta 12, por ejemplo un cartucho o tanque, se transporta 16 a través de un módulo de desgasificación a vacío 18. Una fuente de vacío 20, por ejemplo una bomba o un dispositivo de Venturi, también está normalmente conectada 22 al módulo de desgasificación a vacío 18, extrayendo de ese modo uno o más gases a partir de la tinta entrante 14a, produciendo tinta desgasificada 14b, que se suministra 24 a un cabezal de impresión 26, en el que el cabezal de impresión 26 está configurado para emitir en chorro de manera controlable 28 la tinta desgasificada 14b sobre un sustrato 30.

Algunos módulos de desgasificación a vacío convencionales están disponibles a través de DIC Corporation, de Tokio, Japón, en los que se especifican diferentes módulos basándose en el tipo de tinta que va a emitirse en chorro, la capacidad y el nivel deseado de desgasificación. Otros dispositivos de desgasificación están disponibles a través de Membrana Inc., de Charlotte, NC. También está disponible una amplia gama de cápsulas de filtro de Pall Corporation, de Port Washington, NY.

Aunque anteriormente se ha usado desgasificación a vacío para retirar algunos gases a partir de tinta, con frecuencia tales sistemas son complejos y normalmente requieren una fuente de presión o una fuente de vacío. Por tanto, sería ventajoso proporcionar un mecanismo que esté configurado para retirar gases que pueden estar presentes en una tinta en cualquier punto dentro de un sistema de impresión, sin requerir desgasificación a vacío y hardware relacionado. El desarrollo de un sistema o estructura de este tipo sería un importante avance tecnológico. Anteriormente se ha usado sonicación en aplicaciones distintas de impresión, para descomponer partículas más grandes para dar partículas más pequeñas. Por ejemplo, anteriormente se ha usado energía de ultrasonidos para descomponer cálculos renales en un entorno médico.

Además de problemas con gases residentes, los materiales particulados en una alimentación de tinta también han planteado numerosos problemas. Por ejemplo, la obstrucción de boquillas debido a materiales particulados es un modo de fallo de cabezal de impresión habitual en sistemas de impresión. Los materiales particulados, tales como, pero sin limitarse a, partículas aglomeradas, están con frecuencia presentes dentro de una tinta, o pueden producirse dentro de un sistema de suministro de tinta, en un entorno de impresión. Aunque partículas relativamente pequeñas pueden pasar a través de un sistema de suministro de tinta y emitirse en chorro a través de un cabezal de impresión por chorro de tinta junto con la tinta líquida, las partículas más grandes pueden acumularse fácilmente dentro de circuitos de suministro de tinta y con frecuencia obstruyen cabezales de impresión y conductos asociados, por ejemplo dentro de una o más placas de boquilla.

Por tanto, sería ventajoso proporcionar un mecanismo y procedimiento asociado que pueda descomponer el tamaño de materiales particulados que pueden estar presentes en una tinta, en cualquier punto dentro de un sistema de impresión, para prevenir incrustaciones. El desarrollo de un sistema, estructura y procedimiento asociado de este tipo proporcionaría un importante avance tecnológico.

Además, aunque los sistemas de desgasificación a vacío anteriores pueden estar configurados para retirar gases residentes a partir de una alimentación de tinta, tales sistemas no abordan otros sólidos que pueden estar presentes en la tinta, tales como pigmentos aglomerados.

Por tanto, sería ventajoso proporcionar un sistema, estructura y procedimiento asociado que puedan tanto retirar gases residentes a partir de una alimentación de tinta como mantener el tamaño de materiales particulados en la alimentación de tinta, en cualquier punto dentro de un sistema de impresión. El desarrollo de un sistema, estructura y procedimiento asociado de este tipo constituiría un importante avance tecnológico adicional.

Sumario de la invención

Los sistemas, estructuras y procedimientos de impresión potenciados proporcionan ultrasonicación de tinta, tal como para desgasificar la tinta y/o para mantener el tamaño de partículas dentro de la tinta. Al menos un módulo de ultrasonidos, tal como que comprende cualquiera de una sonda de ultrasonidos o un baño de ultrasonidos, está ubicado dentro de un sistema de suministro de tinta. Se suministra tinta al módulo de ultrasonidos y se aplica energía de ultrasonidos a la tinta, tal como a un nivel y duración suficientes para desgasificar la tinta y/o para reducir el tamaño de partículas dentro de la tinta. En algunas realizaciones, las partículas pueden ser aglomerados, en las que la energía aplicada está configurada para reducir el tamaño de los aglomerados hasta un tamaño que puede emitirse en chorro a través del cabezal de impresión. En la realización principal de la invención, las partículas son partículas metálicas, en la que la energía aplicada está configurada para crear partículas metálicas más pequeñas que pueden emitirse en chorro con la tinta a través del cabezal de impresión.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de impresión de la técnica anterior a modo de ejemplo que tiene desgasificación a vacío de tinta en línea;

la figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de impresión potenciado a modo de ejemplo que tiene ultrasonicación de tinta;

la figura 3 es una vista esquemática en detalle de un conjunto de sonda de ultrasonicación asociado con un sistema de transporte o almacenamiento de tinta;

la figura 4 es una vista esquemática en detalle de un conjunto de baño de ultrasonicación asociado con un sistema de transporte o almacenamiento de tinta;

la figura 5 es una vista esquemática de ultrasonicación usada para descomponer partículas;

la figura 6 es una vista esquemática de ultrasonicación usada para desgasificar tinta;

la figura 7 es una vista esquemática de ultrasonicación usada tanto para la reducción del tamaño de partícula como para la desgasificación de tinta;

la figura 8 es un gráfico que muestra concentraciones de oxígeno a modo de ejemplo para tres muestras de tinta diferentes, inmediatamente después de un intervalo de energía de ultrasonidos aplicada, para una realización de un baño de ultrasonidos;

la figura 9 es un gráfico que muestra la concentración de oxígeno de una muestra de tinta en función del tiempo tras detener una aplicación de energía de ultrasonidos;

la figura 10 es un diagrama de flujo de un procedimiento a modo de ejemplo para ultrasonicación de tinta que se aplica para crear una o más capas sobre una pieza de trabajo, por ejemplo un sustrato; y

la figura 11 es una sección transversal parcial de un sustrato a modo de ejemplo que tiene una o más capas emitidas en chorro, en el que al menos a una de las capas se le ha aplicado ultrasonicación a la tinta antes de la emisión en chorro sobre el sustrato.

Descripción detallada de realizaciones preferidas

La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de impresión 40 potenciado a modo de ejemplo que tiene un módulo de ultrasonidos 48, tal como para desgasificar por ultrasonidos 50 tinta 44, por ejemplo 44a, y/o para descomponer por ultrasonidos 52 partículas 146 (figura 5, figura 7), por ejemplo aglomerados, partículas metálicas u otros sólidos 146, que pueden estar presentes dentro de una tinta 44a.

La tinta 44a, tal como almacenada dentro de una estación de alimentación de tinta 42, por ejemplo un depósito, cartucho o tanque 42, se transporta 46 a través de uno o más módulos de ultrasonidos 48, tal como más allá de un conjunto de sonda de ultrasonidos 48a (figura 3) y/o a través de un conjunto de baño de ultrasonidos 48b (figura 4). Se proporciona una ventilación 54, tal como para un módulo de ultrasonidos 48a que proporciona desgasificación 50, para extraer uno o más gases 162 (figura 6, figura 7) que se desgasifican a partir de la tinta entrante 44a, produciendo tinta desgasificada 44b. La tinta acondicionada resultante 44b se suministra 56 a o a través de un cabezal de impresión 60 correspondiente, en el que la tinta acondicionada 44b puede emitirse en chorro 62 o suministrarse de otro modo sobre una o más porciones de una pieza de trabajo 66, por ejemplo un sustrato, tal como en respuesta a una señal 64.

La figura 3 es una vista esquemática en detalle 80 de un conjunto de sonda de ultrasonicación 48a asociado con un sistema de impresión 40 potenciado. El conjunto de sonda de ultrasonicación 48a a modo de ejemplo observado en la figura 3 comprende un alojamiento de sonda 84 que tiene una cámara 86 definida en el mismo, una entrada 90 que tiene un orificio de entrada 88 correspondiente, y una salida 94 que tiene un orificio de salida 92 correspondiente.

El conjunto de sonda de ultrasonicación 48a a modo de ejemplo observado en la figura 3 comprende además una sonda de ultrasonicación 82, que está fijada al alojamiento de sonda 84 y se extiende al interior de la cámara 86. La sonda de ultrasonicación 82 a modo de ejemplo comprende una cubierta de sonda 98 que se extiende al interior de la cámara de tinta 86 a partir de un acoplamiento roscado 102, que está enganchado de manera roscada a través de un agujero de montaje de sonda roscado 104. La sonda de ultrasonicación 82 a modo de ejemplo puede comprender además una plataforma 108, tal como que tiene caras opuestas 109, para el enganche por una herramienta 111 que está configurada para sujetar la sonda de ultrasonicación 82 al alojamiento 84. Preferiblemente, puede proporcionarse una arandela, junta o sello 106 entre la plataforma 108 y el alojamiento 84.

La sonda de ultrasonicación 82 a modo de ejemplo observada en la figura 3 comprende además un elemento de sonda de ultrasonidos 100, tal como ubicado dentro de la cubierta de sonda 98, en la que el elemento de sonda 100 está conectado 112 a un controlador 110, de tal manera que la sonda de ultrasonicación 82 puede alimentarse con potencia de manera controlable para proporcionar energía de ultrasonidos 136 (figura 4) tal como en el intervalo de aproximadamente 20 kHz a 400 kHz. En funcionamiento, cuando la tinta 44a entra en la cámara 86 a través del orificio de entrada 88, el elemento de sonda de ultrasonidos 100 puede alimentarse con potencia para tratar por ultrasonidos la tinta entrante 44.

El conjunto de sonda de ultrasonicación 48a a modo de ejemplo observado en la figura 3 comprende además una ventilación 116 que tiene un orificio de salida de gas 114, a través del cual puede ventilarse 118 cualquier gas 162 desprendido mediante desgasificación 50. La ventilación 116 a modo de ejemplo y el orificio de salida de gas 114 correspondiente observados en la figura 3 están ubicados hacia una región superior 119 de la cámara 86, de tal manera que los gases 162 pueden ventilarse 118, sin pérdida de tinta 44, por ejemplo 44a o 44b.

La figura 4 es una vista esquemática en detalle 120 de un conjunto de baño de ultrasonicación 48b a modo de ejemplo asociado con un sistema de impresión potenciado 40. El conjunto de ultrasonicación 48b a modo de ejemplo observado en la figura 4 comprende un alojamiento de baño de tinta 124 que tiene una cámara 126 definida en el mismo, una entrada de tinta 90 que tiene un orificio de entrada 88 correspondiente, y una salida de tinta 94 que tiene un orificio de salida 92 correspondiente. El conjunto de baño de ultrasonicación 48b a modo de ejemplo observado en la figura 4 también comprende una tapa de tanque 128, que puede estar sujeta 130 a la región superior 132 del alojamiento de baño de tinta 124. También puede proporcionarse un sello 131 entre la tapa de tanque 128 y el alojamiento de tanque 124, alrededor del perímetro de la cámara de tanque 126.

El conjunto de sonda de ultrasonicación 48b a modo de ejemplo observado en la figura 4 comprende además un módulo de ultrasonicación 122 que está fijado al alojamiento de baño de tinta 124. El módulo de ultrasonicación 122 a modo de ejemplo incluye un elemento de sonda de ultrasonidos 134, que está conectado 112 a un controlador 110, en el que el módulo de ultrasonicación 122 se alimenta con potencia de manera controlable para proporcionar energía de ultrasonidos 136 a la tinta 44a dentro de la cámara 126. Aunque el conjunto de sonda de ultrasonicación 48b a modo de ejemplo proporciona una representación esquemática de un mecanismo de ultrasonicación 122 correspondiente, debe entenderse que pueden proporcionarse muchas configuraciones, tales como para aplicar energía de ultrasonidos 136 desde una o más direcciones al interior de la cámara 126. En funcionamiento, cuando la tinta 44a entra en la cámara 126 a través del orificio de entrada 88, el elemento de ultrasonidos 134 se alimenta con potencia de manera controlable para tratar por ultrasonidos 136 la tinta entrante 44a.

El volumen de la cámara 126 puede estar preferiblemente configurado para permitir un almacenamiento suficiente de la tinta 44 durante un periodo de tiempo adecuado, tal como para proporcionar un tiempo de residencia adecuado para cualquiera de desgasificación de tinta 50 o descomposición 52 de las partículas 146.

El conjunto de sonda de ultrasonicación 48b a modo de ejemplo observado en la figura 4 comprende además una ventilación 116 que tiene un orificio de salida de gas 114, a través del cual puede ventilarse 118 cualquier gas 162 (figura 6, figura 7) desprendido mediante desgasificación 50. La ventilación 116 a modo de ejemplo y el orificio de salida de gas 114 correspondiente observados en la figura 3 están ubicados hacia una región superior 132 de la cámara 126, que puede estar preferiblemente integrada con una tapa de tanque 128, en la que se ventilan 118 los gases desprendidos 162, sin pérdida de tinta 44, por ejemplo 44a o 44b. La figura 5 es una vista esquemática 140 de energía de ultrasonidos 136, por ejemplo de aproximadamente 20 kHz a 400 kHz, usada para descomponer 52 las partículas 146, por ejemplo aglomerados, partículas metálicas u otros sólidos 146, que pueden estar presentes dentro de una tinta entrante 44a. Tal como se observa en la figura 5, la tinta entrante 44a puede contener uno o más tipos de partículas 146.

Por ejemplo, la tinta entrante 44a puede contener aglomerados no deseados 146, en la que la energía de ultrasonidos 136 puede aplicarse preferiblemente para descomponer y/o mantener el tamaño de los aglomerados 146, por ejemplo a un nivel en el que las partículas 146 pueden filtrarse o suministrarse preferiblemente, por ejemplo emitirse en chorro 62.

En la realización principal de la invención, al menos una porción de las partículas comprenden partículas metálicas y también pueden comprender partículas previstas 146, por ejemplo pigmentos, en la que la energía de ultrasonidos 136 se aplica para preparar el tamaño de los pigmentos 146 para cualquiera de transporte 56 (figura 2) o suministro, por ejemplo emisión en chorro 62 (figura 2). Las partículas metálicas 146 se reducen de tamaño de manera controlable para proporcionar una tinta metálica 44b deseada. Además, el nivel de energía de ultrasonidos aplicada 136 puede controlarse 110 en cuanto a magnitud o tiempo, para producir diferentes características de tinta, por ejemplo tales como, pero sin limitarse a, cualquiera de color, brillo u opacidad. El nivel de energía de ultrasonidos 136 aplicada también puede ser preferiblemente controlable 110 para proporcionar diferentes características de tinta basándose en diferentes sustratos previstos 66, por ejemplo diferentes tipos de papel, acabados, películas, superficies o cualquier combinación de los mismos. Además, la energía de ultrasonidos 136 aplicada también puede ser controlable 110 basándose en otras entradas, por ejemplo tales como, pero sin limitarse a, temperatura, humedad o basándose en información relacionada con la tinta o el soporte. Por ejemplo, un código de producto puede proporcionar entrada que está asociada con energía de ultrasonidos 136 que se requiere para descomponer partículas incluidas.

Aunque el módulo de ultrasonicación 48 puede estar ubicado en cualquier punto dentro de un sistema de impresión 40, la energía de ultrasonidos 136 puede aplicarse preferiblemente justo antes de la impresión 62. Además, preferiblemente puede aplicarse energía de ultrasonicación 136 a una tinta 44a antes del suministro a un sistema de impresión 40, por ejemplo antes del suministro a la estación de alimentación de tinta 42, tal como para mantener o preparar una nueva tinta 44a, y/o para acondicionar una tinta más antigua 44a.

La figura 6 es una vista esquemática 160 de energía de ultrasonicación 136 usada para desgasificar 50 la tinta 44a, en la que el gas 162 puede comprender normalmente uno o más gases 162, tales como, pero sin limitarse a, cualquiera de oxígeno, aire, vapor de agua, portadores volátiles u otros gases residentes 162.

La figura 7 es una vista esquemática 180 de energía de ultrasonicación 136 usada tanto para la reducción del tamaño de partícula como para la desgasificación de tinta 44a. Tal como se observa en la figura 2, la figura 3 y la figura 4, el sistema de impresión potenciado 40 a modo de ejemplo puede estar fácilmente configurado para proporcionar tanto desgasificación de tinta 50 como gestión de partículas de tinta 52 y, por tanto, puede implementarse para proporcionar un acondicionamiento completo de la tinta 44 en uno o más puntos en un sistema de suministro de tinta.

Rendimiento a modo de ejemplo de desgasificación con energía de ultrasonidos aplicada. Se usó un conjunto de baño de ultrasonidos 48b para someter a prueba el rendimiento de desgasificación de un mecanismo de ultrasonidos 48, en el que el conjunto de baño de ultrasonidos 48b comprendía un dispositivo de limpieza por ultrasonidos de Branson modelo 3510, disponible a través de Branson Ultrasonics Corp., de Danbury CT, que tiene un tamaño global de 16 pulgadas * 12 pulgadas * 14,5 pulgadas, un tamaño de tanque de 11,5 pulgadas * 6 pulgadas * 6 pulgadas, un peso de 12 libras y una frecuencia de 40 kHz.

La figura 8 es un gráfico 200 que muestra concentraciones de oxígeno 204 a modo de ejemplo para tres muestras de tinta 202 diferentes, por ejemplo 202a-202c, inmediatamente después de un intervalo de 15 minutos de energía de ultrasonidos 136 aplicada, para una realización de un baño de ultrasonidos 44b. Tal como se observa en la figura 8, una primera muestra 202a de tinta 44 tenía una concentración de oxígeno de 5,01 mg/l, una segunda muestra 202b de tinta 44 tenía una concentración de oxígeno de 5,11 mg/l y una tercera muestra de tinta 44 tenía una concentración de oxígeno de 5,03 mg/l. Tal como se observa en la figura 8, la aplicación de energía de ultrasonidos 136 en un baño de ultrasonidos 44b proporciona una retirada sustancial del oxígeno residente 162 dentro de una tinta 44.

La figura 9 es un gráfico 220 que muestra la concentración de oxígeno 204 de una muestra de tinta 44 en función del tiempo 222 tras detener la aplicación de energía de ultrasonidos 136. Un primer punto de datos 224a muestra un nivel de concentración de tinta de 5,14 mg/l a un tiempo 222 de 5 minutos. Un segundo punto de datos 224b muestra un nivel de concentración de tinta de 5,24 mg/l a un tiempo 222 de 10 minutos. Un tercer punto de datos 224c muestra un nivel de concentración de tinta de 5,44 mg/l a un tiempo 222 de 15 minutos. Un cuarto punto de datos 224d muestra un nivel de concentración de tinta de 5,56 mg/l a un tiempo 222 de 20 minutos. Un quinto punto de datos 224e muestra un nivel de concentración de tinta de 6,01 mg/l a un tiempo 222 de 60 minutos. Un sexto punto de datos 224f muestra un nivel de concentración de tinta de 6,31 mg/l a un tiempo 222 de 90 minutos. La línea 226 mostrada en la figura 9 es una representación gráfica del rendimiento aproximado basándose en los resultados medidos 224a-224f.

Tal como se observa en la figura 9, una tinta 44 que se desgasifica 50 lentamente reabsorbe gases 162, si se expone a los gases. Por tanto, en algunos entornos de sistemas de impresión, puede preferirse posicionar un conjunto de ultrasonidos 44 cerca de los cabezales de impresión 62 correspondientes, para evitar la reabsorción de cualquier gas 162.

La figura 10 es un diagrama de flujo de un procedimiento 240 a modo de ejemplo para el acondicionamiento por ultrasonidos 136 de la tinta 44, antes de la aplicación de la tinta acondicionada 44b para crear una o más capas de tinta 284, por ejemplo 284a-284e (figura 11) sobre una pieza de trabajo 66. Tal como se observa en la figura 10, uno o más mecanismos de ultrasonicación 48, por ejemplo tales como, pero sin limitarse a, un conjunto de sonda 48a o un conjunto de baño 48b, se proporcionan 242 en cualquier parte dentro de un sistema de distribución de tinta para una impresora, según se desee. Dentro de un sistema potenciado establecido 40, se proporciona 244 tinta 44, por ejemplo 44a, para uno o más canales, por ejemplo CYMK, tal como dentro de estaciones de almacenamiento primario 42. En funcionamiento, la tinta 44a se transfiere 246 al módulo de ultrasonicación 48. El mecanismo de ultrasonicación 48 se activa 248 según se desee, tal como para cualquiera de desgasificación de tinta 50, gestión de partículas y/o preparación de partículas 52, o cualquier combinación de las mismas. Después, la tinta acondicionada 44b se transfiere 250 a uno o más cabezales de impresión 26, en los que la tinta acondicionada 44b se emite en chorro de manera controlable sobre la pieza de trabajo 66, tal como directamente a la pieza de trabajo 66, o sobre una capa 284 anteriormente aplicada.

Aunque las realizaciones a modo de ejemplo dadas a conocer en el presente documento describen de manera general la aplicación de tinta sobre una pieza de trabajo 62, debe entenderse que una más de las capas 284, por ejemplo 284a (figura 11), pueden fijarse o curarse antes de la aplicación de las capas 284 posteriores, por ejemplo 284b-284e. Tal como se observa adicionalmente en la figura 10, si se determina 256 que no hay 258 ninguna capa 284 adicional que va a imprimirse, el procedimiento termina 260. Si se determina 256 que hay 262 al menos una capa 284 más que va a imprimirse, el procedimiento vuelve 264, tal como se muestra en 266, 268 o 270, según se requiera, para proceder según sea necesario a imprimir una o más capas 284 adicionales.

La figura 11 es una sección transversal parcial 280 de un sustrato 66 a modo de ejemplo que tiene una o más capas emitidas en chorro 284, por ejemplo 284a-284e, en la que al menos a una de las capas 284 se le ha aplicado energía de ultrasonicación 136 a la tinta 44 antes de aplicarse al sustrato 66. El sustrato 66 a modo de ejemplo observado en la figura 11 comprende un primer lado 282a y un segundo lado 282b opuesto al primer lado 282a, en el que las capas de tinta se aplican al primer lado 282a.

La aplicación de energía de ultrasonidos 136 puede usarse preferiblemente para acondicionar una amplia variedad de tintas 44, tales como, pero sin limitarse a ninguna de:

• capas de preparación o capas de imprimación;

• una o más capas de color (CMYK, colores de puntos, tintas opacas, tintas translúcidas, tintas teñidas, tintas transparentes, etc.);

• recubrimientos intermedios;

• capas protectoras exteriores; o

• cualquier combinación de los mismos.

Los sistemas 40, estructuras 48 y procedimientos 240 de ultrasonicación potenciados pueden estar preferiblemente configurados para redispersar partículas grandes 146 que se han aglomerado a lo largo del tiempo, dado que la formación de aglomerados o agrupaciones de partículas provoca problemas de emisión en chorro. La reducción y el mantenimiento de las partículas 146 es particularmente útil cuando los materiales son propensos a sedimentar debido a su alta densidad.

Los sistemas 40, estructuras 48 y procedimientos 240 de ultrasonicación potenciados son particularmente ventajosos para entornos de impresión que pueden beneficiarse de la capacidad doble, que comprende tanto desgasificación de tinta 50 como mantenimiento y/o preparación de partículas 52, por ejemplo para impresión por chorro de tinta o para cualquier tipo de impresión.

El sistema de ultrasonicación 40 potenciado puede estar preferiblemente configurado para mejorar y mantener la sostenibilidad de chorro, retirando gases compresibles a partir de una tinta 44a. A medida que se expulsa la tinta acondicionada 44b a partir de una boquilla de chorro de tinta, la retirada previa de gases compresibles permite que la tinta acondicionada 44a se emita en chorro de manera eficiente.

Además, los sistemas 40, estructuras 48 y procedimientos 240 de ultrasonicación potenciados pueden estar preferiblemente configurados para descomponer de manera eficiente, es decir reducir a un tamaño más pequeño, aglomerados de pigmento 146, tal como para mantener tamaños de partícula suficientemente pequeños que pueden fluir de manera fácil y fiable a través de un cabezal de impresión por chorro de tinta, evitando, por tanto, la obstrucción de boquillas, lo cual puede conducir de lo contrario a un modo de fallo de impresora.

Además, los sistemas 40, estructuras 48 y procedimientos 240 de ultrasonicación potenciados pueden estar configurados para aplicar energía de ultrasonidos a tintas 44a que contienen de manera intencionada partículas, por ejemplo copos metálicos, en los que la energía de ultrasonidos 136 puede estar configurada para producir una tinta metálica acondicionada 44b que tiene partículas pequeñas 146, tal como justo antes de la impresión 62.

Los sistemas 40, estructuras 48 y procedimientos 240 de ultrasonicación potenciados pueden proporcionarse fácilmente para una amplia variedad de impresoras, dependiendo de la eficacia. Además, los sistemas 40, estructuras 48 y procedimientos 240 de ultrasonicación potenciados pueden aplicarse de manera retroactiva a una amplia variedad de impresoras existentes, tal como para mejorar la calidad y fiabilidad de impresión. Además, la integración de los sistemas 40, estructuras 48 y procedimientos 240 de ultrasonicación potenciados que gestionan el tamaño de partícula de materiales particulados añadidos, por ejemplo metales, puede aumentar la funcionalidad de impresoras existentes, permitiéndoles integrar fácilmente productos de tinta nuevos y mejorados, tal como para producir un espectro más amplio de producción de impresión.

Por tanto, los sistemas 40, estructuras 48 y procedimientos 240 de ultrasonicación potenciados pueden estar configurados para mejorar la sostenibilidad de cabezales de impresión, por ejemplo 60, y, por tanto, de sistemas de impresora, por ejemplo 40.

Aunque los sistemas, estructuras y métodos de uso de ultrasonicación de tinta potenciados se describen en el presente documento en relación con sistemas de impresión, las estructuras y técnicas pueden implementarse para una amplia variedad de aplicaciones y entornos, o cualquier combinación de los mismos, según se desee.

Por ejemplo, los sistemas, estructuras y métodos de uso de ultrasonicación de tinta potenciados pueden implementarse de manera alternativa para la desgasificación y/o el control de partículas para otros entornos que usan tintas, o para la desgasificación y/o el control de partículas de otras mezclas líquidas, tales como, pero sin limitarse a, pinturas, combustibles, lubricantes, alimentos y/o bebidas.

El alcance de la invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Aparato para acondicionar tinta, que comprende:

un cuerpo que comprende:

una cámara (86) definida en el mismo,

un orificio de entrada (88) que se extiende al interior de la cámara para recibir tinta a partir de una estación de alimentación de tinta,

un cabezal de impresión (60);

un orificio de salida (92) que se extiende desde la cámara para transportar tinta desde la cámara hasta el cabezal de impresión; y

un mecanismo de ultrasonicación (122) que comprende una fuente de energía que se extiende al interior de la cámara para suministrar energía de ultrasonidos a la tinta dentro de la cámara y que comprende además un conjunto de sonda de ultrasonidos, en el que el conjunto de sonda de ultrasonidos comprende una ventilación que tiene un orificio de salida de gas, a través del cual se ventila gas desprendido mediante desgasificación, en el que la ventilación y el orificio de salida de gas correspondiente están ubicados en una región superior de la cámara, de tal manera que se ventilan gases sin pérdida de tinta; tinta que comprende partículas metálicas; y

un controlador (110) para controlar una señal de potencia (112) para la fuente de energía (100, 134) para establecer un nivel de energía de ultrasonidos aplicada en cuanto a magnitud o tiempo, para producir diferentes características de tinta incluyendo color;

en el que la energía proporcionada por la fuente de energía está en un intervalo de frecuencia de 20 kHz a 400 kHz para descomponer las partículas metálicas en la tinta;

en el que el mecanismo de ultrasonicación está configurado para reducir el tamaño de las partículas metálicas antes del suministro de la tinta acondicionada al cabezal de impresión, y

en el que el cabezal de impresión está configurado para suministrar la tinta acondicionada que tiene las partículas metálicas reducidas sobre una pieza de trabajo.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la tinta contiene gas disuelto, y en el que la fuente de energía está configurada para desgasificar la tinta, para mejorar la emisión en chorro de la tinta desde el cabezal de impresión sobre una pieza de trabajo.

3. Aparato según la reivindicación 1, en el que la tinta contiene partículas aglomeradas, y en el que la fuente de energía está configurada para suministrar suficiente energía de ultrasonidos a la tinta para reducir el tamaño de las partículas aglomeradas.

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que el aparato está configurado para contener la tinta en la cámara durante un periodo de tiempo que es suficiente para cualquiera de desgasificación de tinta o descomposición de partículas.

5. Procedimiento, que comprende las etapas de:

proporcionar un mecanismo de ultrasonicación (122), en el que el mecanismo de ultrasonicación comprende:

un cuerpo que comprende:

una cámara (86) definida en el mismo,

un orificio de entrada que se extiende al interior de la cámara para recibir tinta a partir de una estación de alimentación de tinta,

un cabezal de impresión (60);

un orificio de salida (88) que se extiende desde la cámara para transportar tinta desde la cámara hasta el cabezal de impresión, y

una fuente de energía que se extiende al interior de la cámara para suministrar energía de ultrasonidos a la tinta dentro de la cámara y que comprende además un conjunto de sonda de ultrasonidos, en el que el conjunto de sonda de ultrasonidos comprende una ventilación que tiene un orificio de salida de gas, a través del cual se ventila gas desprendido mediante desgasificación, en el que la ventilación y el orificio de salida de gas correspondiente están ubicados en una región superior de la cámara, de tal manera que se ventilan gases sin pérdida de tinta; y

un controlador (110) para controlar una señal de potencia (112) para la fuente de energía (100, 134) para establecer un nivel de energía de ultrasonidos aplicada en cuanto a magnitud o tiempo, para producir diferentes características de tinta incluyendo color;

suministrar tinta desde una estación de alimentación de tinta hasta la cámara a través del orificio de entrada;

en el que la tinta contiene partículas metálicas;

aplicar energía de ultrasonidos en un intervalo de frecuencia de 20 kHz a 400 kHz a la tinta dentro de la cámara para descomponer las partículas metálicas en la tinta;

desgasificar la tinta y ventilar el gas desprendido a través del orificio de salida de gas sin pérdida de tinta; en el que la tinta que tiene partículas metálicas descompuestas y que está desgasificada es tinta acondicionada;

transferir la tinta acondicionada desde la cámara hasta el cabezal de impresión a través del orificio de salida; y

aplicar al menos una porción de la tinta acondicionada a una pieza de trabajo.

Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el mecanismo de ultrasonicación está configurado para contener la tinta en la cámara durante un periodo de tiempo que es suficiente para cualquiera de desgasificación de tinta o descomposición de partículas.

Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la tinta contiene gas disuelto y partículas, y en el que la fuente de energía está configurada para desgasificar la tinta y para reducir el tamaño de las partículas.