ES2314014T3 - Cabezal para la inyeccion de liquidos y aparato para la formacion de imagenes que lo utiliza. - Google Patents
Cabezal para la inyeccion de liquidos y aparato para la formacion de imagenes que lo utiliza. Download PDFInfo
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Abstract
Cabezal de inyección de líquido, que comprende una serie de aberturas de inyección (25; 25c; 25e) para inyectar líquido a efectos de formar una imagen impresa sobre un soporte de impresión, que están dispuestas en una primera dirección, y una serie de elementos (30; 30c; 30e) de generación de energía de inyección para inyectar líquido desde las aberturas de inyección (25; 25c; 25e), estando adaptado dicho cabezal de inyección de líquido para ser desplazado con relación al soporte de impresión, en el que el paso (d1) del dispositivo de las aberturas de inyección (25e) que forman un grupo extremo situado en la sección extrema opuesta, respectiva, a lo largo de la primera dirección es mayor que el paso (d0) del dispositivo de las aberturas de inyección (25c) que forman un grupo central situado en la sección central a lo largo de la primera dirección.
Description
Cabezal para la inyección de líquidos y aparato
para la formación de imágenes que lo utiliza.
La presente invención se refiere a un cabezal de
inyección de líquido, que comprende una serie de aberturas de
inyección, para imprimir una imagen sobre un soporte de impresión, y
a un aparato de formación de imágenes que utiliza dicho cabezal.
En esta memoria descriptiva, el término
"imprimir" hace referencia no sólo a formar información
significativa, tal como caracteres y figuras, sino también a formar
imágenes, diseños o modelos en un soporte de impresión y al
tratamiento, tal como grabado y similar, de dicho soporte de
impresión, sea significativa o no significativa la información o
sea visible la misma a efectos de ser percibida por los seres
humanos. La expresión "soporte de impresión" incluye no sólo
papel utilizado en aparatos de impresión comunes, sino también
materiales laminares tales como telas, películas de plástico,
chapas metálicas, láminas de vidrio, placas de cerámica, paneles de
madera y pieles, o materiales tridimensionales tales como esferas,
tubos redondos y similares que pueden recibir la tinta. El término
"tinta" se debería interpretar, en su sentido amplio, como en
el caso del término "imprimir", y hace referencia a líquido
que se aplica al soporte de impresión para formar imágenes, diseños
o modelos, y al tratamiento, tal como grabado, de dicho soporte de
impresión o al tratamiento, tal como coagulación o
insolubilización, de un colorante en la tinta, e incluye cualquier
líquido utilizado para imprimir.
Recientemente, ha aumentado la demanda de
impresión en color de alta gradación, en la medida que se ha hecho
popular Internet o las cámaras digitales, y se han desarrollado por
ello impresoras por chorros de tinta que tienen un comportamiento
mejorado. Se conocen los siguientes métodos (1) a (3) para obtener
una imagen impresa de alta precisión, de alta gradación y de alta
calidad:
- (1)
- Se minimiza el paso del dispositivo de aberturas para inyectar tinta a efectos de facilitar la resolución.
- (2)
- Se preparan una serie de cabezales de impresión, inyectando cada uno de ellos una tinta de color específico (o al menos dos clases de la misma) que contiene un material de coloración de proporciones diferentes; es decir, de concentraciones de color diferentes, y se imprimen selectivamente si es necesario una tinta de color intenso y una tinta de color claro, una sobre la otra, de manera que se mejora la gradación.
- (3)
- Al variar las dimensiones o la cantidad de tinta de una gotita inyectada desde la abertura, se mejora la gradación.
Dado que el método anteriormente mencionado (3)
es relativamente difícil de llevar a cabo en la llamada impresora
de tipo por chorros de burbujas, en la que se utiliza energía
térmica para generar una burbuja en la tinta, y cuya presión de
soplado se utiliza como energía para inyectar tinta desde la
abertura del cabezal de impresión, se piensa que los métodos (1) y
(2) son particularmente eficaces para la impresora del tipo por
chorros de burbujas.
Para llevar a cabo el método (2), no obstante,
son necesarios dos o más cabezales de impresión para una tinta de
color específica, dando como resultado un alto coste. En
consecuencia, para la impresora del tipo por chorros de burbujas,
es más preferible y conveniente adoptar un método en el que se
reduzca el paso del dispositivo de aberturas de inyección, tal como
en el método (1), y se minimice el tamaño de una gotita individual
de tinta inyectada desde la abertura respectiva de inyección (por
ejemplo, a 10 picolitros o menos) de manera que se mejore la
resolución. Esto es debido a que los costes de producción apenas
suben en este método.
Por ejemplo, en los documentos
JP-04-10940 A (1992),
JP-04-10941 (1992) y
JP-04-10942 A (1992) se da a conocer
un tipo de impresión para comunicar una burbuja a una atmósfera
mediante la abertura de inyección cuando se inyecta la pequeña
gotita de tinta desde dicha abertura, burbuja que crece con el
calentamiento de tinta debido a la ebullición laminar. Para
diferenciar dicho tipo del tipo por chorros de burbujas
convencional, en el que la gotita de tinta se inyecta sin estar en
comunicación con la atmósfera el crecimiento de la burbuja debido a
la ebullición laminar, el primero se puede denominar un tipo de
"burbujas pasantes" (o
"bubble-through").
En el cabezal de impresión del tipo por chorros
de burbujas convencional, en el que la gotita de tinta se inyecta
sin estar en comunicación con la atmósfera el crecimiento de la
burbuja debido a la ebullición laminar, es necesario reducir el
área en sección transversal de un paso de tinta que comunica con la
abertura de inyección cuando se reduce el tamaño de la gotita de
tinta inyectada desde dicha abertura. De esta manera, se puede
presentar un inconveniente porque se hace menor la velocidad de
inyección de la gotita de tinta debido al descenso del rendimiento
de inyección. Si se hace menor la velocidad de inyección de la
gotita de tinta, la dirección de inyección llega a ser inestable.
Además, la tinta es progresivamente viscosa a medida que se
vaporiza la humedad, mientras que el cabezal de impresión es
inoperativo para hacer que la inyección de tinta sea más estable,
dando como resultado un fallo prematuro de la inyección u otros
tipos de fallo. Como consecuencia, se puede reducir la
fiabilidad.
A este respecto, el cabezal de impresión de tipo
de burbujas pasantes, en el que una burbuja está en comunicación
con la atmósfera, es adecuado para inyectar una gotita de tinta,
dado que el tamaño de dicha gotita se podría decidir exclusivamente
mediante una configuración geométrica de la abertura de inyección.
Además, el cabezal de impresión de tipo de burbujas pasantes es
ventajoso porque apenas está afectado por la temperatura o por
otros factores, y un régimen de inyección de la gotita de tinta es
muy estable en comparación con el cabezal convencional de impresión
de tipo por chorros de burbujas. En consecuencia, es posible obtener
con relativa facilidad una imagen impresa de alta precisión, de
alta gradación y de alta calidad.
Preferentemente, para obtener la imagen impresa
de alta precisión, de alta gradación y de alta calidad, se inyecta
una gotita con una cantidad extremadamente pequeña de tinta desde
una abertura individual de inyección durante la operación de
impresión. En este caso, es necesario inyectar gotitas de tinta
desde la abertura de inyección en un período corto con el objetivo
de obtener una alta velocidad de impresión. Además, es necesario
hacer que un carro que lleva el cabezal de impresión sobre el mismo
explore a alta velocidad respecto a un soporte de impresión, en
sincronismo con una frecuencia de accionamiento del cabezal de
impresión. Desde este punto de vista, se podría decir que el tipo
de burbujas pasantes es particularmente adecuado para la impresora
por chorros de tinta.
Un estado de la inyección de gotitas de tinta se
representa en la figura 11, cuando la llamada impresión
"continua" se lleva a cabo en un soporte de impresión, en la
que se inyectan continuamente gotitas de tinta desde todas las
aberturas de inyección, al tiempo que se somete el cabezal de
impresión de dicho tipo por chorros de tinta al movimiento de
exploración a alta velocidad, junto con el carro, a lo largo del
soporte de impresión. La dirección del movimiento de exploración
del cabezal de impresión (1) es vertical respecto a la superficie
del papel de la figura 11, y las aberturas de inyección no mostradas
están dispuestas hacia la izquierda y hacia la derecha en el
dibujo. Cuando los datos de imagen son "continuos", todos los
elementos de generación de energía de inyección (no mostrados)
correspondientes a las aberturas de inyección respectivas están
accionados a una alta frecuencia de accionamiento. Por lo tanto, el
aire viscoso alrededor de la gotita de tinta (3) inyectada desde la
abertura de inyección hacia el soporte de impresión (2) es
arrastrado también con la misma. Como consecuencia, el área
superficial (4) del cabezal de impresión (1) en la que abren las
aberturas de inyección de dicho cabezal está más descomprimida que
la periferia del cabezal de impresión (1). Particularmente, se ha
descubierto que las gotitas de tinta (3) inyectadas desde las
aberturas de inyección situadas en extremos opuestos del
dispositivo de aberturas son aspiradas hacia el centro a lo largo
del dispositivo, por lo que la gotita de tinta no se dirige a una
posición predeterminada en el soporte de impresión (2). Es evidente,
a partir del hecho anteriormente mencionado, que una serie de
gotitas de tinta inyectadas desde las aberturas de inyección
dispuestas en la sección extrema se extraen hasta una sección
central.
Dicho inconveniente es particularmente
significativo en la impresora de tipo por chorros de tinta mediante
burbujas pasantes que tiene un pequeño paso en el dispositivo de
aberturas de inyección y que es capaz de inyectar una pequeña
cantidad de gotita de tinta, tan pequeña como 10 picolitros o menos,
en un período corto mediante una operación de accionamiento.
La relación entre una cantidad de gotitas de
tinta y una cantidad de desviación del extremo (la mitad de la
anchura de la raya blanca -7-) se muestra en la figura 13 cuando el
paso del dispositivo de aberturas de inyección es 21,2 \mum
(correspondiente a 1.200 dpi). Una razón por la que aparece dicho
fenómeno es que, mientras una relación de un área superficial (un
área proyectada) de la gotita de tinta con relación al peso de la
misma aumenta a medida que el tamaño de la gotita de tinta se
reduce, el movimiento de la gotita de tinta está influido en mayor
medida por una corriente de aire.
Para evitar este inconveniente, es posible
también restringir la desviación de la traza de inyección de la
gotita de tinta inyectada desde la abertura de inyección situada en
el extremo del dispositivo opuesto respectivo agrandando el tamaño
de la gotita de tinta; es decir, aumentando la masa inercial de
dicha gotita, inyectada desde la abertura de inyección del extremo
del dispositivo opuesto respectivo. No obstante, el aumento del
tamaño de la gotita de tinta hace que se impida la formación de una
imagen de alta precisión y alta gradación. Además, se frena la
infiltración de gotita de tinta a través del soporte de impresión, y
la imagen impresa tiende a deteriorarse con el hinchamiento del
mismo. O es posible también mitigar el inconveniente anteriormente
mencionado al reducir a un nivel inferior la frecuencia de
accionamiento para los elementos de generación de energía de
inyección. No obstante, cuando la frecuencia de accionamiento para
los elementos de generación de energía de inyección se ajusta a un
nivel inferior, la velocidad de impresión llega a ser demasiado
lenta para satisfacer la necesidad que tiene el usuario de obtener
una impresión de alta velocidad.
El documento EP 1 072 416 A muestra un cabezal
de descarga de líquido. El cabezal de descarga de líquido comprende
una serie de orificios de descarga principales, dispuestos a
intervalos predeterminados, y orificios de descarga secundarios,
dispuestos a intervalos predeterminados diferentes que son mayores
que los intervalos de los orificios de descarga principales sobre
ambas partes laterales extremas a lo largo de la dirección del
dispositivo de orificios de descarga principales. Los orificios de
descarga principales se utilizan para descargar gotitas de tinta en
el momento de la operación de impresión de imágenes. Los orificios
de descarga secundarios se utilizan para los modos de recuperación
por aspiración, de limpieza o de descarga previa del cabezal de
descarga de líquido.
El documento GB 2 353 499 A muestra un cabezal
por chorros de tinta que comprende un conjunto de toberas de tinta
que se extienden según la longitud del cabezal. Este conjunto tiene
una primera parte central en la que las toberas están separadas a
lo largo del conjunto con un primer paso, una segunda parte extrema
en la que las toberas están separadas a lo largo del conjunto con
un paso menor que el primer paso, y una tercera parte extrema en la
que las toberas están separadas a lo largo del conjunto con un paso
mayor que el primer paso. La primera parte central está dispuesta
entre la segunda y tercera partes extremas en el sentido de la
longitud del conjunto. Un conjunto incluye dos o más de los
cabezales anteriormente mencionados, solapándose en el conjunto la
segunda parte extrema de un cabezal con la tercera parte extrema del
otro cabezal en una dirección perpendicular a la dirección de
alimentación del soporte de impresión.
\vskip1.000000\baselineskip
Un objetivo de la presente invención es dar a
conocer un cabezal de inyección de líquido, que comprende una serie
de aberturas de inyección para imprimir una imagen en un soporte de
impresión, que está adaptado para impedir, sólo con un cabezal de
inyección, que se generen defectos tales como rayas blancas.
El objetivo de la presente invención se consigue
por un cabezal de inyección de líquido que tiene las características
de la reivindicación 1.
Un aparato de formación de imágenes que utiliza
el cabezal de inyección de líquido según la invención se da a
conocer en la reivindicación 13.
Los desarrollos ventajosos adicionales se
definen en las reivindicaciones dependientes.
Una ventaja de la presente invención es que las
disposiciones de toberas del cabezal de inyección de líquido
restringen la desviación de las gotitas de líquido inyectadas,
incluso desde las aberturas de inyección dispuestas en las
secciones extremas opuestas, respectivas, a lo largo de la dirección
de alimentación de un soporte de impresión.
Una ventaja adicional de la presente invención
es que da a conocer, incluso en un aparato de formación de imágenes
capaz de inyectar gotitas de líquido a alta frecuencia mientras
realiza una exploración transversal a la dirección de alimentación
de un soporte de impresión, un cabezal de inyección de líquido
adaptado para restringir la desviación de las gotitas de líquido
inyectadas, incluso desde las aberturas de inyección dispuestas en
la sección extrema opuesta, respectiva, a lo largo de la dirección
del dispositivo, para impedir que se generen rayas blancas en una
impresión continua, y que da a conocer un aparato de formación de
imágenes que utiliza dicho cabezal de inyección.
Un primer aspecto de la presente invención es un
cabezal de inyección de líquido, que comprende una serie de
aberturas de inyección dispuestas en una primera dirección y una
serie de elementos de generación de energía de inyección para
inyectar líquido desde las aberturas de inyección, estando sometidos
a movimiento relativo el cabezal de inyección de líquido y un
soporte de impresión, en el que un paso del dispositivo de aberturas
de inyección que forman un grupo extremo situado en la sección
extrema opuesta, respectiva, a lo largo de la primera dirección es
mayor que un paso del dispositivo de aberturas de inyección que
forman un grupo central situado en la sección central a lo largo de
la primera dirección.
Según un primer aspecto de un cabezal de
inyección de líquido de la presente invención, es posible ajustar
la posición que la gotita de líquido alcanza finalmente a una
posición predeterminada en el soporte de impresión, por lo que se
puede obtener una imagen impresa de alta precisión, de gradación
múltiple y de alta calidad, libre de rayas blancas incluso si se
lleva a cabo la impresión continua. Particularmente, cuando el paso
del dispositivo de aberturas de inyección que forman un grupo
extremo es mayor, desde 0,1 hasta 10 \mum, que el de las
aberturas de inyección que forman un grupo central, se puede obtener
con más seguridad el efecto de la presente invención. Si la
diferencia es menor que 0,1 \mum, apenas se puede obtener el
efecto que resulta del ensanchamiento a lo largo del paso del
dispositivo, y tampoco está asegurada la precisión posicional
durante el proceso de producción. Contrariamente a esto, si se
exceden los 10 \mum, la distancia entre las aberturas de
inyección adyacentes es excesivamente grande para generar rayas
blancas cuando se lleva a cabo la impresión continua.
En el cabezal de inyección de líquido según el
primer aspecto de la presente invención, el diámetro de las
aberturas de inyección que forman el grupo extremo puede ser mayor
que el de la abertura de inyección que forma el grupo central.
Particularmente, cuando el diámetro de la abertura de inyección que
forma el grupo extremo es dos veces o menos el de la abertura de
inyección que forma el grupo central, es posible impedir que se
generen rayas blancas, incluso si se lleva a cabo la impresión
continua mediante un cabezal de impresión desde el que una gotita
de líquido no alcance de esta manera con precisión la posición
predeterminada en el soporte de impresión. Si se excede en dos
veces dicho diámetro, la concentración de la gotita de líquido llega
a ser excesivamente alta para generar irregularidades en la
concentración, así como para generar rayas negras cuando se forma
una imagen continua. De tal manera, es eficaz hacer que la
diferencia en el paso del dispositivo entre aberturas de inyección
en el grupo extremo y aberturas en el grupo central se corresponda
con la diferencia en el diámetro del punto formado en el soporte de
impresión por la gotita de líquido inyectada desde la abertura de
inyección entre el grupo extremo y el grupo central. Es también
eficaz disponer además una serie de pasos de líquido que ponen en
comunicación el líquido con las aberturas de inyección, y diseñar
una anchura del paso de líquido en comunicación con las aberturas
de inyección que forman el grupo extremo para que sea mayor que la
del paso de líquido en comunicación con la abertura de inyección que
forma el grupo central. Particularmente, cuando la anchura del paso
de líquido en comunicación con la abertura de inyección que forma el
grupo extremo está diseñada para ser dos veces o menos la anchura
del paso de líquido en comunicación con la abertura de inyección
que forma el grupo central, no es necesario bajar la frecuencia de
accionamiento aplicada a la fuente correspondiente de generación de
energía de inyección, incluso si aumenta la cantidad de la gotita de
líquido inyectada desde la abertura de inyección que forma el grupo
extremo, por lo que se puede mantener el accionamiento de alta
velocidad. Si se supera el doble de dicha anchura, la anchura del
paso de líquido en comunicación con la abertura de inyección que
forma el grupo central llega a ser extremadamente pequeña para bajar
la frecuencia de inyección en el grupo central, por lo que se
reduce la velocidad de impresión.
Un segundo aspecto de la presente invención es
un cabezal de inyección de líquido, que comprende una serie de
aberturas de inyección dispuestas en una primera dirección y una
serie de elementos de generación de energía de inyección para
inyectar líquido desde las aberturas de inyección, estando sometidos
a movimiento relativo el cabezal de inyección de líquido y un
soporte de impresión, en el que un paso del dispositivo de aberturas
de inyección que forman un grupo extremo situado en la sección
extrema opuesta, respectiva, a lo largo de la primera dirección y
un paso del dispositivo de un grupo central situado en la sección
central a lo largo de la primera dirección son iguales entre sí, y
un paso de las aberturas de inyección que forman un grupo
intermedio situado entre el grupo extremo y el grupo central es
mayor que el paso de las aberturas de inyección que forman el grupo
extremo y el grupo central. Particularmente, cuando el paso del
dispositivo de aberturas de inyección que forman un grupo
intermedio se aumenta para ser mayor, desde 0,1 a 10 \mum, que el
de las aberturas de inyección que forman los grupos extremos y
centrales, se puede obtener además con más seguridad el efecto de
la presente invención. Si la diferencia es menor que 0,1 \mum,
apenas se puede obtener el efecto que resulta del ensanchamiento a
lo largo del paso del dispositivo, y tampoco está asegurada la
precisión posicional durante el proceso de producción.
Contrariamente a esto, si se exceden los 10 \mum, la distancia
entre las aberturas de inyección adyacentes es excesivamente grande
para generar rayas blancas cuando se lleva a cabo la impresión
continua.
En el cabezal de inyección de líquido según el
primer y segundo aspectos de la presente invención, el paso del
dispositivo de la serie de aberturas de inyección es preferentemente
42,3 \mum o menos. Si se exceden los 42,3 \mum, el efecto de la
atmósfera de presión negativa debido a la gotita de líquido
inyectada desde el cabezal adyacente de inyección no es tan
significativa, por lo que apenas se puede obtener el efecto de la
presente invención.
La cantidad del líquido inyectada de una vez
desde la abertura individual de inyección es preferentemente 10
picolitros o menos. Dado que la masa inercial de la gotita de
líquido llega a ser mayor si se exceden los 10 picolitros, se
reduce la cantidad de desviación del extremo mostrada en la figura
13, por lo que apenas se puede obtener el efecto de la presente
invención.
El elemento de generación de energía de
inyección puede estar dispuesto enfrente de la abertura de
inyección.
El elemento de generación de energía de
inyección puede incluir un transductor electrotérmico para hacer que
una ebullición laminar en el líquido inyecte el mismo desde la
abertura de inyección.
La primera dirección puede ser una dirección de
alimentación del soporte de impresión, pudiendo estar sometido el
cabezal de inyección de líquido a un movimiento de exploración a lo
largo de una segunda dirección transversal a la primera
dirección.
Un tercer aspecto de la presente invención es un
aparato de formación de imágenes, que comprende medios para montar
un cabezal de inyección de líquido del primer o segundo aspecto de
la presente invención y medios para alimentar un soporte de
impresión, en la que se forma una imagen en el mismo mediante el
líquido inyectado desde las aberturas de inyección del cabezal de
inyección de líquido.
En el aparato de formación de imágenes según el
tercer aspecto de la presente invención, los medios de montaje
pueden tener un carro desplazable para el movimiento de exploración
en la dirección transversal a la dirección de alimentación del
soporte de impresión. En este caso, el cabezal de inyección de
líquido o el cartucho de cabezal están montados de modo desmontable
en el carro mediante los medios de montaje/desmontaje.
El cabezal de inyección de líquido forma una
imagen mediante una serie de movimientos de exploración en el mismo
área del soporte de impresión.
El líquido es tinta y/o un líquido de
tratamiento para controlar una propiedad de impresión de la tinta
con relación al soporte de impresión.
Las aberturas de inyección que forman el grupo
extremo están preparadas para inyectar el líquido tras la formación
de imágenes en el soporte de impresión.
El objeto anterior, otros efectos,
características y ventajas de la presente invención serán más
evidentes a partir de la descripción siguiente de las realizaciones
preferentes de la presente invención, con referencia a los dibujos
adjuntos.
La figura 1 es una vista en perspectiva, que
muestra una estructura esquemática de una realización de un aparato
de formación de imágenes, según la presente invención, aplicado a
una impresora por chorros de tinta;
la figura 2 es una vista en perspectiva, y con
las piezas desmontadas de un aspecto de un cartucho de cabezal,
según la presente invención, aplicado a la impresora por chorros de
tinta mostrada en la figura 1;
\newpage
la figura 3 es una vista en perspectiva, del
cabezal de impresión en el cartucho de cabezal mostrado en la
figura 2;
la figura 4 es una vista en perspectiva,
recortada que muestra una estructura esquemática de una parte
principal del cabezal de impresión mostrado en la figura 3;
la figura 5 es una vista en planta, recortada
que muestra el dispositivo de aberturas de inyección y de
transductores electrotérmicos en el cabezal de impresión mostrado
en la figura 4;
la figura 6 es una vista en sección, recortada
según una línea (VI-VI) en la figura 5;
la figura 7 es una vista conceptual que muestra
una imagen continua formada en un soporte de impresión por cuatro
pasos del modo de inyección de tinta mostrado en la figura 12;
la figura 8 es un gráfico que representa la
relación entre el servicio de impresión de la impresora por chorros
de tinta, según la presente invención, y una cantidad de la
desviación del extremo;
la figura 9 es una vista en planta, y en
sección, que muestra el dispositivo de aberturas de inyección y de
transductores electrotérmicos en otra realización de un cabezal de
impresión según la presente invención;
la figura 10 es una vista en planta, y en
sección, que muestra el dispositivo de aberturas de inyección y de
transductores electrotérmicos en una realización adicional de un
cabezal de impresión según la presente invención;
la figura 11 es una vista conceptual que muestra
esquemáticamente la inyección de tinta desde la impresora
convencional por chorros de tinta;
la figura 12 es una vista conceptual que muestra
una imagen continua formada en un soporte de impresión por un paso
del modo de inyección de tinta mostrado en la figura 11; y
la figura 13 es un gráfico que representa una
relación entre una cantidad de la inyección de tinta de la impresora
convencional por chorros de tinta y una cantidad de la desviación
del extremo.
Una realización en la que un aparato de
formación de imágenes según la presente invención se aplica a una
impresora por chorros de tinta, se describirá con detalle más
adelante haciendo referencia a las figuras 1 a 10. No obstante, la
presente invención no debe estar limitada a dichas realizaciones,
sino que incluye combinaciones de las mismas u otras tecnologías
contenidas en el concepto de la presente invención, definido por el
alcance de las reivindicaciones de la Patente.
Un aspecto de un mecanismo de una impresora por
chorros de tinta según esta realización se muestra en la figura 1;
un aspecto del cartucho de cabezal utilizado en esta impresora por
chorros de tinta se muestra en la figura 2, de una manera con las
piezas desmontadas; y un aspecto de su cabezal de impresión se
muestra en la figura 3. Un bastidor (10) de la impresora por
chorros de tinta de esta realización consiste en una serie de chapas
metálicas embutidas que tienen una rigidez predeterminada para
formar un armazón de la impresora por chorros de tinta. En el
bastidor (10), está incorporada una parte (11) de suministro de
soportes de impresión para alimentar automáticamente un soporte de
impresión, no mostrado, al interior de la impresora por chorros de
tinta, una parte (13) de alimentación de soportes para guiar el
soporte de impresión alimentado uno a uno desde la parte (11) de
suministro de soportes hasta una posición deseada de impresión y
para introducir el mismo desde la posición de impresión en una
parte (12) de descarga de soportes, una parte de impresión para
llevar a cabo la operación predeterminada de impresión en el soporte
de impresión alimentado hasta la posición de impresión, y una parte
(14) de recuperación de cabezales para llevar a cabo el proceso de
recuperación en la parte de impresión.
La parte de impresión incluye un carro (16)
fijado sobre un eje (15) de carro para ser desplazable a lo largo
de este último, y un cartucho (18) de cabezal montado de modo
desmontable en el carro (16) mediante una palanca (17) de ajuste
del cabezal.
El carro (16), que monta el cartucho (18) de
cabezal, incluye una tapa (20) de carro para situar un cabezal de
impresión (19) del cartucho (18) de cabezal en una posición de
montaje predeterminada en el carro (16) y la palanca (17)
anteriormente mencionada de ajuste del cabezal, acoplable con un
elemento contenedor (21) de depósitos del cabezal de impresión (19)
para presionar y situar el cabezal de impresión (19) en la posición
de montaje predeterminada. La palanca (17) de ajuste del cabezal,
utilizada como medios de montaje/desmontaje de la presente
invención, está dispuesta en una parte superior del carro (16) para
ser giratoria con relación a un eje (no mostrado) de la palanca de
ajuste del cabezal. Una placa (no mostrada) de ajuste del cabezal
está dispuesta en una posición acoplada con el cabezal de impresión
(19), al tiempo que está siendo desviada por un muelle. El cabezal
de impresión (19) está montado en el carro (16), al tiempo que está
siendo presionado por la fuerza elástica.
Un extremo de un cable flexible para imprimir de
contacto (no mostrado, denominado en lo sucesivo un FPC de
contacto) está conectado a otra parte de acoplamiento del carro (16)
con el cabezal de impresión (19). Una parte de contacto (no
mostrada) formada en el extremo del FPC de contacto (22) está
conectada eléctricamente a una parte de contacto (23) que está
dispuesta en un terminal de entrada de señales externas en el
cabezal de impresión (19) para permitir la entrada/salida de
diversas clases de información con vistas a la operación de
impresión o en una fuente de alimentación para el cabezal de
impresión (19).
Existe un elemento elástico, tal como caucho (no
mostrado), entre la parte de contacto del FPC de contacto (22) y el
carro (16). Mediante la elasticidad del elemento elástico y la
presión de la placa de ajuste del cabezal, el contacto de la parte
de contacto del FPC de contacto (22) con la parte de contacto (23)
del cabezal de impresión (19) está asegurado. El otro extremo del
FPC de contacto (22) está conectado a una base (no mostrada) del
carro que está montada en un lado trasero del carro (16).
El cartucho (18) de cabezal de esta realización
tiene depósitos (24) de tinta, que almacenan tinta, y el cabezal de
impresión (19) anteriormente mencionado, para inyectar tinta
suministrada desde los depósitos (24) de tinta a través de
aberturas de inyección (25) (ver la figura 4) del cabezal de
impresión (19) de acuerdo con la información de impresión. El
cabezal de impresión (19) de esta realización utiliza el llamado
tipo de cartucho, que está montado en el carro (16) de manera
desmontable.
Dado que según esta realización se puede obtener
una impresión en color de alta calidad de una gradación fotográfica,
se pueden utilizar seis depósitos (24) de tinta independientes de
tinta de color, por ejemplo, de color negro, ciánico claro, magenta
claro, ciánico y magenta. En el depósito (24) de tinta respectivo,
está dispuesta una palanca de desmontaje (26) elásticamente
deformable para ser acoplable con el cartucho (18) de cabezal. Al
accionar esta palanca de desmontaje (26), el depósito (24) de tinta
se puede desmontar del cabezal de impresión (19) tal como se
muestra en la figura 3. De esta manera, la palanca de desmontaje
(26) funciona como parte de los medios de montaje/desmontaje de la
presente invención. El cabezal de impresión (19) incluye un
substrato (27) de elementos de impresión, un substrato (28) de
cableado eléctrico descrito más adelante, el elemento contenedor
(21) de depósitos descrito anteriormente u otros elementos. La
figura 4 muestra una parte principal del cabezal de impresión (19),
según esta realización, de manera recortada; la figura 5 muestra el
dispositivo de sus aberturas de inyección (25); y la figura 6
muestra una de sus secciones transversales según una línea
(VI-VI). El substrato (27) de elementos de impresión
de esta realización incluye una sección de generación de energía de
inyección, una cámara (32) común de tinta, unos pasos (34) de tinta,
unas aberturas de inyección (25) u otros elementos formados sobre
un sustrato de silicio de 0,5 a 1 mm de grosor mediante una
tecnología conocida de deposición. Una abertura alargada (29) de
suministro de tinta está formada a través del substrato (27) de
elementos de impresión. En lados opuestos de la abertura (29) de
suministro de tinta, una serie (256 por un lado en esta
realización) de transductores electrotérmicos (30) están dispuestos
en dos filas en la dirección de alimentación del soporte de
impresión, es decir, en la dirección longitudinal de la abertura
(29) de suministro de tinta, con un paso predeterminado, al tiempo
que se desplaza la mitad de un paso en la dirección longitudinal
hasta la otra fila. La distancia entre las líneas centrales de las
dos filas de los transductores electrotérmicos (30) que forman,
respectivamente, la sección de generación de energía de inyección
es 215 \mum. Además de los transductores electrotérmicos (30), en
el substrato (27) de elementos de impresión, están formados
terminales de electrodo (31) para conectar eléctricamente los
transductores electrotérmicos (30) al cuerpo de impresora o a
cables eléctricos de aluminio o a otros elementos (no mostrados)
mediante la tecnología de deposición.
El substrato (28) de cableado eléctrico para ser
conectado a los terminales de electrodo (31) formados sobre el
substrato (27) de elementos de impresión funciona para aplicar
señales eléctricas al substrato (27) de elementos de impresión a
efectos de inyectar tinta. Este substrato (28) de cableado eléctrico
tiene un cableado eléctrico correspondiente al substrato (27) de
elementos de impresión y a la parte de contacto (23) anteriormente
mencionada para recibir señales eléctricas desde el cuerpo de
impresora. La parte de contacto (23) está situada en un lado
trasero del elemento contenedor (21) de depósitos y fijada al mismo.
Una señal de accionamiento se suministra desde un IC de
accionamiento, no mostrado, al transductor electrotérmico (30)
mediante este substrato (28) de cableado eléctrico, y
simultáneamente con la misma, una potencia de accionamiento se
suministra al transductor electrotérmico (30).
En el elemento contenedor (21) de depósitos para
contener los depósitos (24) de tinta de manera desmontable, están
formados pasos de tinta a partir de los depósitos (24) de tinta para
la abertura (29) de suministro de tinta formada en el substrato
(27) de elementos de impresión.
Sobre el substrato (27) de elementos de
impresión, un elemento de placa superior (33), que tiene una serie
de aberturas de inyección (25) directamente opuestas a los
transductores electrotérmicos (30), está en comunicación con la
abertura (29) de suministro de tinta mediante la cámara (32) común
de tinta. Entre el elemento de placa superior (33) y el substrato
(27) de elementos de impresión, están formados pasos (34) de tinta
que comunican las aberturas de inyección (25) individuales y la
cámara (32) común de tinta. Un tabique (35) está formado entre los
pasos (34) adyacentes de tinta. La cámara (32) común de tinta, los
pasos (34) de tinta y los tabiques (35) están formados de manera
similar a las aberturas de inyección (25) mediante una tecnología
litográfica, junto con el elemento de placa superior (33).
El líquido suministrado desde la abertura (29)
de suministro de tinta hasta los pasos (34) de tinta respectivos
hierve por el calor generado desde el transductor electrotérmico
(30) debido a la señal de accionamiento suministrada al transductor
electrotérmico (30) opuesto al paso (34) correspondiente de tinta, y
se inyecta desde la abertura de inyección (25) por la presión de
burbujas generadas de esta manera. En tal caso, la burbuja generada
en la cámara (32) común de tinta está en comunicación con la
atmósfera ambiental a medida que crece por la abertura de inyección
(25).
\newpage
En esta realización, un grupo que consiste en
aberturas que van desde la abertura más exterior de inyección hasta
décimas aberturas de inyección (25e) o transductores electrotérmicos
(30e) interiores a lo largo de la dirección del dispositivo en una
fila está dispuesto con un paso d_{1} de 43,3 \mum, mayor por 1
\mum que el paso correspondiente a 600 dpi. Un grupo central de
las aberturas de inyección (25c) o los transductores
electrotérmicos (30c) restantes está dispuesto con un paso d_{0}
de 42,3 \mum (correspondiente a 600 dpi). En consecuencia, las
aberturas de inyección (25e) en el grupo de la sección extrema
opuesta, respectiva, a lo largo de la dirección del dispositivo
están dispuestas para ser más anchas por 20 \mum, en conjunto,
que cuando todas las aberturas de inyección están dispuestas con un
paso de 600 dpi. Las aberturas de inyección (25) en la otra fila
están desplazadas 1/2 paso con relación a las aberturas en la
primera fila, al tiempo que se mantiene la regla anteriormente
mencionada. De esta manera, el paso del dispositivo de aberturas de
inyección (25) en las dos filas es aproximadamente igual a 1.200
dpi, en la que el número total de las aberturas de inyección (25e)
que constituyen los grupos extremos es 40 y el número total de las
aberturas de inyección (25c) que constituyen los grupos centrales
es 472. Según esta realización, la distancia entre estas dos filas
(la distancia entre las líneas centrales de las filas derecha e
izquierda de las aberturas de inyección -25-) está ajustada para
ser
21 \mum. Los transductores electrotérmicos (30) tienen las mismas dimensiones entre sí para definir un cuadrado de
24 \mum de lado. Las aberturas de inyección (25) tienen también las mismas dimensiones entre sí para definir un círculo de 18 \mum de diámetro. Gracias a un impulso de accionamiento aplicado a un transductor electrotérmico (30) individual para llevar a cabo un ciclo de la operación, se inyecta una gotita de tinta de 4,5 picolitros (pl) desde la abertura de inyección (25) respectiva. La velocidad de inyección de la gotita de tinta está en un intervalo desde 10 hasta 15 m/s.
21 \mum. Los transductores electrotérmicos (30) tienen las mismas dimensiones entre sí para definir un cuadrado de
24 \mum de lado. Las aberturas de inyección (25) tienen también las mismas dimensiones entre sí para definir un círculo de 18 \mum de diámetro. Gracias a un impulso de accionamiento aplicado a un transductor electrotérmico (30) individual para llevar a cabo un ciclo de la operación, se inyecta una gotita de tinta de 4,5 picolitros (pl) desde la abertura de inyección (25) respectiva. La velocidad de inyección de la gotita de tinta está en un intervalo desde 10 hasta 15 m/s.
Las formas que puede tener, sin ningún problema,
la abertura de inyección (25) son un rectángulo, un círculo o una
estrella, además de un cuadrado tal como en esta realización.
Cuando se inyectan continuamente gotitas de
tinta desde el cabezal de impresión (19) convencional del tipo por
chorros de tinta citado mientras el carro (16) explora junto con el
mismo a lo largo del soporte de impresión a alta velocidad para
llevar a cabo la llamada impresión continua en el soporte de
impresión, en el que los pasos d_{0} y d_{1} anteriormente
mencionados son iguales a 42,3 \mum (correspondiente a 600 dpi),
se ha encontrado que la anchura de rayas blancas (7) mostradas en
la figura 12 alcanza aproximadamente 70 \mum.
Cuando se lleva a cabo una impresión de
gradación múltiple, tal como en una fotografía de haluro de plata,
se utiliza un sistema de exploración múltiple. Según este sistema,
se forma una imagen al alimentar el soporte de impresión en una
serie de etapas, mientras que el cabezal de impresión (19) está
sometido a múltiples movimientos de exploración en un área de
exploración correspondiente a una anchura del dispositivo de
aberturas de inyección (25) del cabezal de impresión (19), durante
los que se hacen más estrechas las aberturas de inyección (19). En
este caso, tal como se muestra en la figura 7, se presenta una parte
límite entre las trayectorias de exploración adyacentes, que es
ligeramente de color claro para generar la falta de uniformidad (7')
de color. No obstante, la falta de uniformidad (7') de color de
dicha extensión no es problemática en la práctica. Según esta
realización, la operación de impresión se llevó a cabo por cuatro
trayectorias de exploración mientras se utilizaba el soporte de
impresión PR-101 (un nombre comercial) disponible de
la firma CANON K.K. La anchura de la falta de uniformidad (7') fue
aproximadamente 40 \mum.
Según un estudio de los presentes inventores, se
ha encontrado que una razón por la que la anchura de una raya
blanca, la falta de uniformidad (7'), se reduce en comparación con
la impresión continua mencionada con anterioridad es porque la
magnitud de la desviación del extremo (la mitad de la anchura de la
raya blanca, es decir, la falta de uniformidad -7'-) se reduce
cuando el servicio de impresión es bajo. De esta manera, cuando se
lleva a cabo la impresión de exploración múltiple, es posible
reducir la cantidad de desplazamiento del paso d_{1} de las
aberturas de inyección (25e) que forman los grupos extremos en
comparación con la impresión continua.
La figura 8 es un gráfico que representa la
relación entre el servicio de impresión y la cantidad de desviación
del extremo. En este gráfico, el 100% de servicio de impresión
corresponde a la impresión continua, en la que se inyectan
simultáneamente gotitas de tinta desde todas las aberturas de
inyección (25) y, por lo tanto, el servicio máximo en la impresión
de cuatro exploraciones corresponde al 25%. Tal como es evidente a
partir de este gráfico, el paso de cuarenta aberturas de inyección
(25e) que forman los grupos extremos dispuestos en la sección
extrema opuesta, respectiva, a lo largo de la dirección del
dispositivo es mayor por 1 \mum que el de las aberturas de
inyección (25c) en el grupo central. De esta manera, dado que se
genera una atmósfera reducida en la sección central a lo largo del
dispositivo de aberturas de inyección (25) cuando se lleva a cabo
la impresión de gradación múltiple, las gotitas de tinta inyectadas
desde las aberturas de inyección (25e) dispuestas en el grupo
extremo a lo largo de su dirección del dispositivo se extraen hasta
la sección central a lo largo de dicha disposición y se modifican
finalmente para tener un paso aproximadamente igual al de las
gotitas de tinta inyectadas desde las aberturas de inyección (25c)
dispuestas en la sección central y que alcanzan el soporte de
impresión. Como consecuencia, se pueden evitar con antelación rayas
blancas, u otras rayas, generadas en cada movimiento de exploración
del carro en la técnica anterior.
Cuando se llevó a cabo dicha impresión de
gradación múltiple, la distancia entre el soporte de impresión y un
plano (36) en el que se abre la abertura de inyección (25) del
cabezal de impresión (19) se ajustó a 1,6 mm, y la velocidad de
exploración del carro (16) se ajustó a 50,8 mm/s. La frecuencia para
accionar el transductor electrotérmico (30) del cabezal de
impresión (19) fue 24 kHz.
En la realización anterior, todas las aberturas
de inyección tienen la misma forma y dimensión. No obstante, es
eficaz que el área de la abertura de inyección (25e) que forma el
grupo extremo opuesto, respectivo, de la dirección del dispositivo
pueda ser mayor que el de la abertura de inyección (25c) que forma
el grupo central.
Una estructura esquemática de otra realización
se muestra en la figura 9, en la que un cabezal de inyección de
líquido, según la presente invención, se aplica al cabezal de
impresión anteriormente mencionado. A este respecto, los mismos
numerales de referencia se utilizan para designar elementos que
tienen la misma función que los de la realización anterior y su
explicación se eliminará con el objetivo de evitar lo superfluo. En
esta realización, el diámetro de la abertura de inyección (25c) en
el grupo central es 18 \mum, y el de la abertura de inyección
(25e) en el grupo extremo opuesto, respectivo, que consiste en
aberturas que van desde la más exterior hasta la décima interior,
es 19 \mum. En otras palabras, mientras que no habría ningún
problema con un cabezal de impresión que tenga un comportamiento
favorable porque la gotita de tinta alcanza correctamente una
posición predeterminada en el soporte de impresión, podrían surgir
problemas cuando se utiliza un cabezal de impresión (19) inferior,
porque una gotita de tinta inyectada desde el mismo no choca con
tanta precisión contra una posición predeterminada en el soporte de
impresión. Para resolver dicho problema, el diámetro de la abertura
de inyección (25e) en el grupo extremo es mayor, de manera que el
diámetro de un punto formado en el soporte de impresión por la
gotita de tinta inyectada desde la misma llega a ser mayor para
compensar la imprecisión posicional del punto e impedir la
generación de rayas blancas en la impresión continua.
A este respecto, cuando se utiliza papel
recubierto que tiene una relación de corrimiento del color de 2,2
como soporte de impresión, se ajusta para que una cantidad de gotita
de tinta inyectada desde la abertura de inyección (25c) en el grupo
central a lo largo de su dirección del dispositivo sea 4,5 pl para
formar un punto que tiene un diámetro de 45 \mum en el soporte de
impresión, mientras que una cantidad de gotita de tinta inyectada
desde la abertura de inyección (25e) en el grupo extremo opuesto,
respectivo, a lo largo de su dirección del dispositivo sea 5,5 pl
para formar un punto que tiene un diámetro de 48 \mum en el
soporte de impresión.
Cuando la cantidad de gotita de tinta inyectada
desde la abertura de inyección (25e) en el grupo extremo respectivo
a lo largo de su dirección del dispositivo aumenta, existe la
posibilidad de reducir la respuesta de suministro de tinta al
accionamiento del transductor electrotérmico (30e). En tal caso,
para evitar la reducción de esta respuesta, se puede aumentar una
anchura del paso (34) de tinta, o se puede reducir un grosor del
tabique (35) entre los pasos (34) adyacentes de tinta. En concreto,
una anchura (L_{1}) del paso (34) de tinta que comunica con la
abertura de inyección (25e) en el grupo extremo opuesto, respectivo,
está diseñada para que sea mayor que una anchura (L_{0}) del paso
(34) de tinta que comunica con la abertura de inyección (25c) en el
grupo central.
En la realización anterior, el paso (d_{1})
del dispositivo de aberturas de inyección (25e) o de los
transductores electrotérmicos (30e) dispuestos en el grupo extremo
opuesto, respectivo, de la dirección de dicha disposición es mayor
que el paso (d_{0}) del dispositivo de aberturas de inyección
(25c) o de los transductores electrotérmicos (30c) dispuestos en el
grupo central de la dirección de dicha disposición. No obstante, el
mismo efecto se puede obtener incluso si los pasos del dispositivo
de aberturas de inyección (25e) y (25c) dispuestas en el grupo
extremo opuesto, respectivo, y en el grupo central y de los de sus
elementos de generación de energía de inyección son iguales entre
sí, siempre que el paso del dispositivo de aberturas de inyección
(25m) dispuestas en un grupo intermedio entre el grupo extremo y el
grupo central o de los elementos de generación de energía de
inyección correspondientes a los mismos sea mayor que el paso del
dispositivo de aberturas de inyección (25e) y (25c) en el grupo
extremo opuesto, respectivo, y en el grupo central.
La figura 10 muestra la estructura esquemática
de una realización adicional según la presente invención, en la que
el cabezal de inyección de líquido de dicho tipo se aplica al
cabezal de impresión anteriormente mencionado. A este respecto, los
mismos numerales de referencia se utilizan para designar elementos
que tienen la misma función que los de la realización anterior y su
explicación se eliminará con el objetivo de evitar lo superfluo.
Las aberturas de inyección (25e) o los transductores electrotérmicos
(30e) desde un primer extremo opuesto, respectivo, a lo largo de la
dirección del dispositivo hasta uno décimo interior están dispuestos
con un paso (d_{0}), es decir, 600 dpi (42,3 \mum). Las
aberturas de inyección (25m) o los transductores electrotérmicos
(30m) desde el décimo interior a lo largo de la dirección del
dispositivo hasta uno decimoséptimo que forma el grupo intermedio
están dispuestos con un paso (d_{2}) de 45,3 \mum, que es 3
\mum mayor que 600 dpi. Las aberturas de inyección (25c) o los
transductores electrotérmicos (30c) que forman el grupo central
situado más interior que el grupo anterior están dispuestos todos
con un paso (d_{0})
(42,3 \mum). En consecuencia, las aberturas de inyección (25e) en el grupo extremo opuesto, respectivo, de la dirección del dispositivo están desplazadas 21 \mum para ser más anchas que el caso en el que todas las aberturas de inyección (25) estén dispuestas con un paso correspondiente a 600 dpi. Las dos filas de aberturas de inyección (25) están desplazadas entre sí la mitad de un paso. En consecuencia, el paso del dispositivo de dos aberturas de inyección (25) llega a ser, en conjunto, aproximadamente 1.200 dpi, que es el mismo que en la realización anterior. En esta realización, un intersticio entre las dos filas de las aberturas de inyección (una distancia entre las líneas centrales de las filas derecha e izquierda de las aberturas de inyección -25-) es también 21 \mum. Además, todos los transductores electrotérmicos (30) tienen las mismas dimensiones, ya que son un cuadrado de 24 \mum de lado. Todas las aberturas de inyección (25) tienen las mismas dimensiones, ya que son un círculo que tiene un diámetro de 18 \mum. Gracias al impulso de accionamiento para una operación del transductor electrotérmico (30) individual, se inyecta una gotita de tinta de 4,5 pl desde la abertura de inyección (25) correspondiente al mismo. La velocidad de inyección de la gotita de tinta está en un intervalo desde 10 hasta 15 m/s.
(42,3 \mum). En consecuencia, las aberturas de inyección (25e) en el grupo extremo opuesto, respectivo, de la dirección del dispositivo están desplazadas 21 \mum para ser más anchas que el caso en el que todas las aberturas de inyección (25) estén dispuestas con un paso correspondiente a 600 dpi. Las dos filas de aberturas de inyección (25) están desplazadas entre sí la mitad de un paso. En consecuencia, el paso del dispositivo de dos aberturas de inyección (25) llega a ser, en conjunto, aproximadamente 1.200 dpi, que es el mismo que en la realización anterior. En esta realización, un intersticio entre las dos filas de las aberturas de inyección (una distancia entre las líneas centrales de las filas derecha e izquierda de las aberturas de inyección -25-) es también 21 \mum. Además, todos los transductores electrotérmicos (30) tienen las mismas dimensiones, ya que son un cuadrado de 24 \mum de lado. Todas las aberturas de inyección (25) tienen las mismas dimensiones, ya que son un círculo que tiene un diámetro de 18 \mum. Gracias al impulso de accionamiento para una operación del transductor electrotérmico (30) individual, se inyecta una gotita de tinta de 4,5 pl desde la abertura de inyección (25) correspondiente al mismo. La velocidad de inyección de la gotita de tinta está en un intervalo desde 10 hasta 15 m/s.
68 aberturas de inyección (25e) y (25m) en los
grupos extremos opuestos y en los grupos intermedios posteriores a
los mismos están desplazadas para tener un paso más ancho del
dispositivo que el de las aberturas de inyección (25c) que forman
el grupo central. En consecuencia, incluso si se lleva a cabo la
impresión continua mediante dicho cabezal de impresión, las gotitas
de tinta inyectadas desde las aberturas de inyección (25e) y (25m)
situadas más próximas al extremo opuesto respectivo se extraen hacia
el centro a lo largo del dispositivo de manera que el paso de los
puntos formados finalmente en el soporte de impresión por estas
gotitas de tinta se corrige para que sea aproximadamente igual al
paso de las gotitas de tinta inyectadas desde las aberturas de
inyección (25) en el grupo central y que alcanzan el soporte de
impresión. Como consecuencia, es posible impedir que se produzcan
defectos tales como rayas blancas, que se pueden generar en la
técnica anterior en cada movimiento de exploración del carro
(16).
La presente invención consigue efectos distintos
cuando se aplica al cabezal de inyección de líquido, al cartucho de
cabezal o al aparato de impresión de imágenes que tiene medios para
generar energía térmica, tales como transductores electrotérmicos o
haz láser, y que produce cambios en la tinta por la energía térmica
a efectos de inyectar líquido. Esto se debe a que dicho sistema
puede conseguir una impresión de alta densidad y alta
resolución.
Una de sus estructuras y principios operativos
típicos se da a conocer en los documentos U.S.A. números 4.723.129
y 4.740.796, y es preferible usar este principio básico para
implementar dicho sistema. Aunque este sistema se puede aplicar a
dispositivos de impresión por chorros de tinta de tipo bajo demanda
o de tipo continuo, es particularmente adecuado para el aparato de
tipo bajo demanda. Esto se debe a que el aparato de tipo bajo
demanda tiene transductores electrotérmicos, cada uno de ellos
dispuesto sobre un paso de hojas o de líquido que retiene líquido,
y funciona como sigue: en primer lugar, una o más señales de
accionamiento se aplican a los transductores electrotérmicos para
producir energía térmica correspondiente a la información de
impresión; en segundo lugar, la energía térmica induce una
elevación súbita de temperatura que excede la ebullición nucleada,
a efectos de provocar ebullición laminar sobre las partes de
calentamiento del cabezal de inyección de líquido; y en tercer
lugar, las burbujas crecen en el líquido en correspondencia a las
señales de accionamiento. Mediante el crecimiento y aplastamiento
de las burbujas, la tinta se expulsa al menos de uno de los
orificios de inyección del cabezal para formar una o más gotas de
líquido. Es preferible la señal de accionamiento en forma de
impulsos, puesto que el crecimiento y aplastamiento de las burbujas
se pueden conseguir de manera instantánea y adecuada por esta forma
de señal de accionamiento. Como señales de accionamiento en forma de
impulsos, son preferibles las descritas en los documentos U.S.A.
números 4.463.359 y 4.345.262.
Además, es preferible que se adopte el régimen
de elevación de temperatura de las partes de calentamiento
descritas en el documento U.S.A. número 4.313.124, para conseguir
una mejor impresión.
Los documentos U.S.A. números 4.558.333 y
4.459.600 dan a conocer la siguiente estructura de un cabezal de
inyección de líquido, que se incorpora a la presente invención: esta
estructura incluye partes de calentamiento dispuestas sobre partes
curvadas, además de una combinación de los orificios de inyección,
los pasos de líquido y los transductores electrotérmicos descritos
en las Patentes anteriores. Además, la presente invención se puede
aplicar a estructuras descritas en los documentos
JP-A-59-123670
(1984) y
JP-A-59-138461
(1984), para conseguir efectos similares. El primero da a conocer
una estructura en la que se utiliza una rendija, común a todos los
transductores electrotérmicos, como orificios de inyección de los
mismos, y el último da a conocer una estructura en la que se forman
aberturas para amortiguar ondas de presión causadas por la energía
térmica correspondiente a los orificios de inyección. De esta
manera, con independencia del tipo de cabezal de inyección de
líquido, la presente invención puede conseguir una impresión de
manera positiva y eficaz.
La presente invención se puede aplicar también
al llamado cabezal de inyección de líquido de tipo de línea
completa, cuya longitud es igual a la anchura máxima a lo largo de
un soporte de impresión. Dicho cabezal de inyección de líquido
puede consistir en una serie de cabezales de inyección de líquido
combinados unos con otros, o en un cabezal de inyección de líquido
dispuesto integralmente.
Además, la presente invención se puede aplicar a
diversos cabezales de inyección de líquido de tipo en serie: un
cabezal de inyección de líquido fijado al conjunto principal de un
aparato de impresión de imágenes; un cabezal de inyección de
líquido de tipo chip convenientemente sustituible que, cuando se
carga sobre el conjunto principal de un aparato de impresión de
imágenes, se conecta eléctricamente al conjunto principal, y desde
el mismo se le suministra líquido; y un cabezal de inyección de
líquido de tipo cartucho que incluye integralmente un depósito de
líquido.
Es preferible además añadir un sistema de
recuperación para inyectar líquido desde el cabezal de inyección en
condiciones adecuadas, o un sistema auxiliar preliminar para un
cabezal de inyección de líquido como un constituyente del aparato
de impresión de imágenes, puesto que sirven para hacer más fiable el
efecto de la presente invención. Ejemplos del sistema de
recuperación son unos medios de taponado y unos medios de limpieza
para el cabezal de inyección de líquido, y unos medios de presión o
aspiración para dicho cabezal. Ejemplos del sistema auxiliar
preliminar son medios de calentamiento preliminar que utilizan
transductores electrotérmicos o una combinación de otros elementos
calentadores y los transductores electrotérmicos, y unos medios para
llevar a cabo una inyección preliminar de líquido
independientemente de la inyección para imprimir. Estos sistemas son
eficaces para una impresión fiable.
Se puede cambiar también el número y el tipo de
cabezales de inyección de líquido a montar en un aparato de
impresión de imágenes. Por ejemplo, se puede usar sólo un cabezal de
inyección de líquido correspondiente a una tinta de un único color,
o una serie de cabezales de inyección de líquido correspondientes a
una serie de tintas de diferentes colores o concentraciones. En
otras palabras, la presente invención se puede aplicar eficazmente
a un aparato que tenga al menos uno de los modos monocromático,
multicolor y a todo color. En este caso, el modo monocromático
realiza la impresión mediante sólo un color principal, tal como
negro. El modo multicolor lleva a cabo la impresión mediante tintas
de diferentes colores, y el modo a todo color realiza la impresión
mezclando colores. En este caso, el líquido de tratamiento (el
líquido de mejora de la capacidad de impresión) para ajustar el
estado de impresión de la tinta se puede inyectar también desde cada
cabezal individual o desde un cabezal común de inyección hasta el
soporte de impresión, de acuerdo con una clase del soporte de
impresión o del modo de impresión.
Además, aunque las realizaciones anteriormente
descritas usan líquidos, se pueden usar líquidos que están en
estado líquido cuando se aplica la señal de impresión: por ejemplo,
se pueden utilizar líquidos que solidifican a una temperatura menor
que la temperatura ambiente y que están ablandados o licuados a
dicha temperatura. Esto se debe a que en el sistema por chorros de
tinta, el líquido está ajustado en temperatura de modo general para
un intervalo de 30ºC a 70ºC, de manera que la viscosidad del líquido
se mantiene en un valor tal que el líquido se puede inyectar de
modo fiable. Además, la presente invención se puede aplicar a dicho
aparato en el que el líquido se licúa justamente antes de la
inyección debido a la energía térmica, de manera que el líquido se
expulsa de los orificios en el estado líquido, y empieza entonces a
solidificarse al chocar contra el soporte de impresión, impidiendo
de esta manera su evaporación: el líquido se transforma de estado
sólido a líquido al utilizar eficazmente la energía térmica que, por
otra parte, haría que la temperatura se elevara; o el líquido, que
está seco cuando se deja al aire, se licúa en respuesta a la energía
térmica de la señal de impresión. En tales casos, el líquido puede
ser retenido en rebajes o agujeros pasantes formados en una hoja
porosa como sustancias líquidas o sólidas, de manera que el líquido
está dirigido hacia los transductores electrotérmicos, tal como se
da a conocer en la Patente japonesa
JP-A-54-56847 (1979)
o JP-A-60-71260
(1985). La presente invención es más eficaz cuando se usa el
fenómeno de ebullición laminar para expulsar el líquido.
Además, el aparato de impresión de imágenes,
según la presente invención, se puede utilizar no solamente como un
terminal de salida de imágenes de un dispositivo de procesamiento de
información, tal como un ordenador, sino también como un
dispositivo de salida de una máquina copiadora que se combina con un
lector o similar, de un aparato facsímil que tiene una función de
transmisión y recepción, o de una prensa de impresión para tela. Un
papel laminar o en banda, una placa de madera o de plástico, una
losa de piedra, una lámina de vidrio, una chapa metálica, una
estructura tridimensional o similar se pueden utilizar como soporte
de impresión según la presente invención.
La presente invención se ha descrito con detalle
respecto a realizaciones preferentes, y ahora resultará evidente de
lo anterior para los expertos en la técnica que se pueden realizar
cambios y modificaciones sin salirse del alcance de la invención
tal como se define en las reivindicaciones, y la intención es, por
lo tanto, cubrir la totalidad de tales cambios y modificaciones en
la medida que caen dentro del alcance de la invención tal como se
define en las reivindicaciones.
Claims (18)
1. Cabezal de inyección de líquido, que
comprende una serie de aberturas de inyección (25; 25c; 25e) para
inyectar líquido a efectos de formar una imagen impresa sobre un
soporte de impresión, que están dispuestas en una primera
dirección, y una serie de elementos (30; 30c; 30e) de generación de
energía de inyección para inyectar líquido desde las aberturas de
inyección (25; 25c; 25e), estando adaptado dicho cabezal de
inyección de líquido para ser desplazado con relación al soporte de
impresión, en el que
el paso (d_{1}) del dispositivo de las
aberturas de inyección (25e) que forman un grupo extremo situado en
la sección extrema opuesta, respectiva, a lo largo de la primera
dirección es mayor que el paso (d_{0}) del dispositivo de las
aberturas de inyección (25c) que forman un grupo central situado en
la sección central a lo largo de la primera dirección.
2. Cabezal de inyección de líquido, según la
reivindicación 1, en el que el paso (d_{1}) del dispositivo de
las aberturas de inyección (25e) que forman el grupo extremo es
mayor, desde 0,1 hasta 10 \mum, que el de las aberturas de
inyección (25c) que forman el grupo central.
3. Cabezal de inyección de líquido, según la
reivindicación 1 ó 2, en el que un diámetro de la abertura de
inyección (25e) que forma el grupo extremo es mayor que un diámetro
de la abertura de inyección (25c) que forma el grupo central.
4. Cabezal de inyección de líquido, según la
reivindicación 3, en el que la diferencia entre los diámetros de
los puntos formados por gotitas de líquido inyectadas desde las
aberturas de inyección (25c; 25e) que forman el grupo extremo y el
grupo central, respectivamente, en el soporte de impresión,
corresponde a la diferencia entre los pasos (d_{0}; d_{1}) del
dispositivo de aberturas de inyección (25c; 25e) que forman el grupo
extremo y el grupo central.
5. Cabezal de inyección de líquido, según la
reivindicación 3 ó 4, en el que el diámetro de la abertura de
inyección (25e) que forma el grupo extremo es dos veces o menos el
de la abertura de inyección (25c) que forma el grupo central.
6. Cabezal de inyección de líquido, según
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, que comprende además una
serie de pasos de líquido (34) que ponen en comunicación el líquido
con las aberturas de inyección (25; 25c; 25e), en el que la anchura
(L_{1}) del paso de líquido (34) que comunica con la abertura de
inyección (25e) que forma el grupo extremo es mayor que la del paso
de líquido (34) que comunica con la abertura de inyección (25c) que
forma el grupo central.
7. Cabezal de inyección de líquido, según la
reivindicación 6, en el que la anchura (L_{1}) del paso de
líquido (34) que comunica con la abertura de inyección (25e) que
forma el grupo extremo es dos veces o menos la del paso de líquido
(34) que comunica con la abertura de inyección (25c) que forma el
grupo central.
8. Cabezal de inyección de líquido, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el paso
(d_{0}; d_{1}) del dispositivo de la serie de aberturas de
inyección (25c; 25e) que forman el grupo extremo y el grupo central
es 42,3 \mum o menos.
9. Cabezal de inyección de líquido, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que una cantidad
del líquido inyectada de una vez desde la abertura de inyección (25;
25c; 25e; 25m) es 10 picolitros o menos.
10. Cabezal de inyección de líquido, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el elemento
(30; 30c; 30e; 30m) de generación de energía de inyección está
dispuesto enfrente de la abertura de inyección (25; 25c; 25e;
25m).
11. Cabezal de inyección de líquido, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el elemento
(30; 30c; 30e; 30m) de generación de energía de inyección incluye un
transductor electrotérmico (30; 30c; 30e; 30m) para inyectar el
líquido desde la abertura de inyección (25; 25c; 25e; 25m) mediante
la ebullición laminar de dicho líquido.
12. Cabezal de inyección de líquido, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la primera
dirección es una dirección de alimentación del soporte de impresión,
y en el que dicho cabezal de inyección de líquido está sometido a
un movimiento de exploración a lo largo de una segunda dirección
transversal a la primera dirección.
13. Aparato de formación de imágenes, que
comprende
el cabezal de inyección de líquido, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12,
medios de montaje (16, 17) para el cabezal de
inyección de líquido, y
medios (13) para alimentar el soporte de
impresión, a efectos de formar una imagen en el mismo con el líquido
inyectado desde las aberturas de inyección (25; 25c; 25e; 25m) del
cabezal de inyección de líquido.
\newpage
14. Aparato de formación de imágenes, según la
reivindicación 13, en el que los medios de montaje (16, 17) tienen
un carro (16) desplazable para el movimiento de exploración en la
dirección transversal a la dirección de alimentación del soporte de
impresión.
15. Aparato de formación de imágenes, según la
reivindicación 13 ó 14, en el que el cabezal de inyección de
líquido está montado de modo desmontable en el carro (16) mediante
unos medios de montaje/desmontaje (17).
16. Aparato de formación de imágenes, según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el cabezal de
inyección de líquido forma una imagen mediante una serie de
movimientos de exploración en el mismo área del soporte de
impresión.
17. Aparato de formación de imágenes, según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que el líquido es
una tinta y/o un líquido de tratamiento para controlar las
propiedades de impresión de la tinta con relación al soporte de
impresión.
18. Aparato de formación de imágenes, según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que las aberturas
de inyección (25e) que forman el grupo extremo están preparadas para
inyectar el líquido tras la formación de imágenes en el soporte de
impresión.
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