IT202000031805A1 - Sistema di stabilizzazione inchiostro per stampanti ink-jet. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

?Sistema di stabilizzazione inchiostro per stampanti ink-jet?

Forma oggetto della presente invenzione il controllo del sistema di stampaggio di una stampante a getto di inchiostro liquido. Specificamente trova applicazione per la stampa nel settore del vetro e della ceramica per stampare l?immagine finale utilizzando inchiostro liquido.

Allo stato della tecnica attuale un sistema di stampa a getto di inchiostro comprende almeno una unit? di stampa (testina)(5), una pompa di mandata (11), una pompa di ritorno (4), un sub-tank (1), tubazioni atte a collegare testina (7)(8)(9), pompe (11) (4) e sub-tank (1).

Quando la macchina stampa, la testina(5) fa fuoriuscire inchiostro mentre al variare della pressione rilevata dai pressostati (13)(14), il sistema elettronico/software varia la velocit? delle pompe per garantire il corretto afflusso di inchiostro sempre nelle migliori condizioni, assicurando la stampa di un?immagine senza sbavature.

Il sistema elettronico/software entra in azione con la variazione della pressione dell?inchiostro; il sistema di afflusso ha intrinsecamente un ritardo nella gestione della pressione dovuto all?acquisizione ed elaborazione dei segnali trasmessi, tale ritardo comporta un difetto nella stampa pi? o meno visibile all?occhio umano. (riferimento 71.S.052212IT88)

Con il nostro trovato si vuole fornire una adeguata soluzione al problema del ritardo nella gestione della pressione dell?inchiostro da parte del sistema elettronico/software ovviando alle conseguenze negative sulla stampa dell?immagine sopra descritte.

In particolare ma in modo non esclusivo la presente invenzione si riferisce ad una macchina stampante utilizzante inchiostri ad alto contenuto di solidi costituiti essenzialmente da pigmenti ridotti in fini particelle, individuato come inchiostro per vetro o inchiostro ceramico. Tale sistema inchiostro viene utilizzato in stampanti industriali del tipo ink-jet single pass per la stampa di immagini su vetro e ceramica.

La natura di siffatti inchiostri, costituiti da sospensioni di solidi finemente suddivisi in un liquido, ? alla base del problema perch? hanno un peso specifico molto alto, di conseguenza le oscillazioni delle pressioni in fase di stampa sono maggiori rispetto ad un normale inchiostro.

Il documento US 2010/0039460 mostra un esempio di tecnica nota concernente un sistema di alimentazione di inchiostro di una stampante a getto di inchiostro. Nel nostro trovato, realizzando un foro (2) sul sub-tank (1) sopra il livello massimo di inchiostro, valvola proporzionale (3) e filtro aria (10) che attraverso algoritmi di controllo mantiene un ottimale livello di pressione dell'inchiostro tra il sub-tank (1) e la testina (5). Il sistema comprende unit? di stampa ognuna delle quali ? composta da testine (5) di stampa dotate singolarmente di uno o pi? ug?elli.

Ciascuna testina di stampa ? del tipo cosiddetto a ricircolo ed ? alimentata con un proprio condotto (8) da un serbatoio di inchiostro (1). Per tramite di un altro condotto la medesima testina di stampa ? collegata ad un serbatoio di raccolta (1) in cui viene raccolto l?inchiostro in eccedenza. Scopo principale del presente trovato ? pertanto quello di fornire una adeguata soluzione al problema della stabilit? della pressione durante la fase di stampa. In questa fase, in ambito industriale, per ogni colore, il sub-tank (1) ha il compito insieme alla pompa di mandata (11) e alla pompa di ritorno/vuoto (4) di rendere stabile le pressioni dell?inchiostro di mandata e di ritorno sulla testina (5) in esso circolante. La qualit? di stampa di una testina (5) ? direttamente proporzionale alla stabilit? delle suddette pressioni. Il nostro trovato permette di gestire le pressioni dell?inchiostro tra il sub-tank (1) e la testina (5) per mezzo di un piccolo foro (2) poco sopra il livello dell?inchiostro nel sub-tank (1) e contestualmente con l?utilizzo di apparecchiature elettronico/software adeguatamente sviluppate, permette di sfruttare l?effetto dell?accelerazione gravitazionale (g) sulla corretta gestione della pompa di mandata (11) e la pompa di ritorno/vuoto (4).

Durante la stampa, infatti, il sistema di controllo ? assoggettato ad un insieme di algoritmi il cui compito ? quello di controllare la pressione sulle testine (5) e in particolare nel tubo (7) di mandata. Tali algoritmi non agiranno soltanto sulla pompa di mandata (11) ma anche sulla pompa di ritorno/vuoto (4) garantendo la giusta quantit? di vuoto che riduce la pressione dell?inchiostro sul tubo di mandata (7).

La reazione del sistema meccanico congiunto al sistema elettrico/software, nel caso della gestione delle suddette pressioni per stampanti ink-jet, sono per loro natura pi? lente dell?accelerazione gravitazionale (g) perch? non ? possibile prevedere quando la macchina inizier? la stampa e quanto inchiostro, istante per istante, essa utilizzer?.

Quando la testina inizier? a stampare, l?inchiostro nel sub-tank diminuir? facendo aumentare il livello di vuoto. Per effetto del foro applicato tale variazione sar? compensata con l?immissione di aria ambientale, controllata dal nostro sistema elettronico/software, che verr? da una parte aspirata dalla pompa del vuoto (4) e dall?altra sostituir? l?inchiostro che ? stato utilizzato dalla testina (5) per la stampa.

Come gi? descritto e considerando che non ? possibile prevedere quando e quanto inchiostro il sistema testine (5) utilizzer? istante per istante per realizzare la stampa ? quindi evidente che nessun controllo elettronico sia pi? rapido, in termini di reazione, dell?accelerazione gravitazionale (g) controllato per mezzo del nostro trovato e dei nostri algoritmi di controllo dello stesso.

Solo quando i sensori di pressione (13) (14) misureranno una variazione le pompe aumenteranno la loro velocit? per ripristinare il giusto livello di inchiostro nel sub-tank (1) che necessita la stampa finale.

Un sistema inchiostro senza il nostro trovato sul subtank (1) ? destinato ad avere delle micro-difettosit? nella stampa, quali tendenza del sistema inchiostro/testina a creare delle sbavature nei primi istati dall?inizio della stampa o ovunque ci siano un importante variazione di quantit? di inchiostro stampato, che dovranno poi essere corrette con un post processo, consistente solitamente nell?applicazione di uno smalto o nella eliminazione del materiale contenente tale difetto.

Il trovato si applica a tutti i sistemi inchiostro che a mezzo del vuoto diminuiscono il peso dell?inchiostro sulle testine, generalmente tale sistema inchiostro ? utilizzato sulle macchine denominate single-pass, cio? macchine che senza fermare il prodotto su cui stampare erogano ad alta velocit? l?inchiostro necessaria per tutta la stampa. La testina di stampa fa parte di una barra di stampa che risulta composta da una o pi? testine pari alla larghezza della dimensione di stampa. Tutte le testine utilizzano il medesimo inchiostro e tutte vengono attraversate nella stessa direzione dettate dal verso di rotazione delle pompe che con la loro spinta riescono a far muovere l?inchiostro all?interno del circuito dell?inchiostro.

Il circuito dell?inchiostro ? composto da un SUB-TANK (1) per l?inchiostro in entrata nelle testine e per l?inchiostro in uscita dalle testine.

Il nostro trovato consiste nell?applicare sul serbatoio un piccolo foro collegato ad una valvola proporzionale (Fig 2) creando di fatto l?ingresso di aria ambientale esterna che con adeguati sistemi e algoritmi di controllo permetteranno di avere una risposta alla oscillazione dovuta dalla stampa, che aumenta la stabilit? delle pressioni.

Durante la fase di stampa nell?istante t0, l?inchiostro che si trova nelle testine davanti agli ugelli viene espulso, questa espulsione di fatto diminuisce la quantit? di inchiostro presente nel serbatoio, quindi il vuoto presente in esso tender? a far diminuire la quantit? dell?inchiostro che passa davanti agli ugelli, generando di fatto una variazione della qualit? di stampa. Con i normali sistemi di controllo automatici, con l?ausilio di algoritmi, all?istante t1 in poi il sistema automatico percepir? la variazione delle pressioni e solo dopo, istante t2 o t3 inizier? a variare la velocit? della pompa per riequilibrare le pressioni facendo in modo che il transitorio di tale oscillazione sia il pi? breve possibile ma non istantaneo, intanto la qualit? di stampa ? compromessa. La nostra invenzione ha il compito di rispondere istantaneamente alla variazione di pressione, incontrollabile dell?inchiostro nelle stampanti inkjet, con una tale velocit? da spostare di fatto l?oscillazione generata dalla stampa dal livello della testina al nostro trovato consistente nel foro(2) valvola proporzionale (3) e filtro (10) inserito sul serbatoio. Questo perch? non ? possibile con l?attuale tecnologia prevedere la variazione di pressione dell?inchiostro nelle stampanti ink-jet perch? durante il processo di stampa ogni testina ? dedicata a stampare una particolare sequenza di pixel sempre diversa. Grazie al nostro trovato, sistema foro (2), valvola proporzionale (3) e filtro (10) applicato sul serbatoio (5) si controlla la quantit? di aria che entrer? nello stesso, nel momento in cui avviene la stampa perch? fisicamente il vuoto presente nel serbatoio stesso, (ricordiamo che il vuoto generato ? costante) essendo diminuito il peso dell?inchiostro per effetto della gravit? cercher? di portare l?inchiostro verso l?alto, creando diminuzione di pressione dell?inchiostro sulle testine, con il nostro trovato il vuoto far? entrare pi? aria ambientale solo per quell?instante, lasciando la pressione dell?inchiostro sulle testine praticamente invariato. In questo modo l?oscillazione dell?inchiostro generata dalla stampa ? stata spostata dalle testine alla parte superiore del serbatoio.

Affinch? tale variazione sia minima, in fase di collaudo del circuito inchiostro ? necessario tarare l?apertura della valvola proporzionale (3) in modo da garantire una risposta al transitorio che sia non superiore ai 10ms. La tecnica di taratura di tale apertura non ? oggetto del presente scritto.

Claims (6)

RIVENDICAZIONI Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: ?Sistema di stabilizzazione inchiostro per stampanti ink-jet?

1. Sistema di stabilizzazione dell?alimentazione per una stampante a getto di inchiostro del tipo ceramico/vetro che comprende almeno una testina di stampa (5) a ricircolo di inchiostro, una linea di alimentazione/distribuzione (7) dell?inchiostro la quale ha origine da un serbatoio (1), presenta una pluralit? di brevi diramazioni di collegamento (8) per l?alimentazione delle dette testine di stampa (5) e sfocia nel medesimo serbatoio (1) tramite una linea di ricircolo (9);

un sensore di pressione (14) sulla linea di alimentazione/distribuzione (7), un sensore di pressione (13) sulla linea di ricircolo (9), un sensore di pressione (15) sul serbatoio (1) per controllare la depressione creata dalla pompa di vuoto (4), un architettura elettronica/software per la regolazione della velocit? delle pompe (11)(4) per garantire la circolazione delle inchiostro; caratterizzato dal fatto che il serbatoio presenta un foro di diametro calibrato e variabile in base alla dimensione del serbatoio.

2. Sistema di stabilizzazione inchiostro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto della presenza di un foro (2) calibrato la cui posizione ? sopra il livello massimo dell?inchiostro.

3. Sistema di stabilizzazione inchiostro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il foro (2) presente sul serbatoio ? collegata ad una valvola proporzionale (3).

4. Sistema di stabilizzazione inchiostro secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la valvola proporzionale ? collegata ad un filtro dell?aria.

5. Sistema di stabilizzazione inchiostro secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la valvola proporzionale (3) ? gestita da un apparato elettrico software per essere gestito/pilotato.

6. Sistema di stabilizzazione inchiostro secondo la rivendicazione da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che le tubazioni che collegano il foro (2) del serbatoio e la valvola proporzionale (3) deve essere di materiale compatibile all?inchiostro utilizzato.