UN APARATO PARA REGISTRAR CHORROS DE TINTA

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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ES 2 067 057
kInt. Cl. : B41J 2/16
11 N.◦ de publicación:
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ESPAÑA
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 91101388.6
kFecha de presentación : 01.02.91
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 440 263
kFecha de publicación de la solicitud: 07.08.91
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54 Tı́tulo: Aparato para la impresión por chorros de tinta.
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73 Titular/es: Canon Kabushiki Kaisha
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72 Inventor/es: Hirabayashi, Hiromitsu;
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74 Agente: Durán Moya, Carlos
30 Prioridad: 02.02.90 JP 22194/90
30-2, 3-chome, Shimomaruko,
Ohta-ku
Tokyo, JP
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
16.03.95
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
16.03.95
Aviso:
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Arai, Atsushi;
Tajika, Hiroshi y
Koitabashi, Noribumi
k
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
La presente invención se refiere a un aparato
para la impresión por chorros de tinta destinado
a efectuar impresión sobre un material receptor
de la impresión.
Se conocen varios tipos de aparatos para la
impresión por chorros de tinta, incluyendo un tipo
en el que se produce un cambio de presión en un
paso de lı́quido por deformación de un elemento
piezoeléctrico a efectos de expulsar finas gotitas
de lı́quido, un tipo en el que un par adicional de
electrodos es utilizado para desviar las gotitas de
lı́quido y un tipo en el que se produce calor de
modo brusco por un elemento generador de calor
dispuesto en un paso de lı́quido para producir una
burbuja mediante el cual se expulsa un lı́quido a
través de la salida de expulsión.
Entre estos tipos el aparato de impresión por
chorros de tinta que utiliza energı́a térmica para
expulsar el lı́quido de impresión y particularmente
apreciado por las siguientes ventajas:
(1) Las salidas de expulsión de lı́quidos (orificios) para expulsar las gotitas de lı́quido de impresión para formar gotitas de lı́quido proyectadas “volantes” pueden ser dispuestas con una elevada densidad, y por lo tanto es posible una elevada resolución de la impresión;
(2) El cabezal de impresión dotado de las salidas de expulsión se hace compacto de manera
relativamente fácil;
(3) Se puede utilizar la técnica IC (circuitos
integrados) y de micro-mecanización que están
notablemente desarrolladas con mayor fiabilidad
en el campo de fabricación de los semiconductores;
(4) El cabezal de impresión puede tener una
configuración alargada o bidimensional de manera
relativamente fácil;
(5) Es relativamente fácil conseguir una estructura de toberas múltiples con elevada densidad con buena productividad en la producción en
masa y con bajos costes de fabricación
Haciendo referencia en primer lugar a la figura
16 se muestra un cabezal de impresión por chorros de tinta que comprende una placa de orificios
(40) que tiene orificios (41) (salidas de expulsión
de tinta), una placa superior (400) que tiene ranuras (401) para el paso de la tinta en comunicación
con los respectivos orificios y un panel calentador
-100-que tiene varios elementos (101) generadores de energı́a para el lı́quido de expulsión y que
constituyen una parte del paso de tinta.
Hablando de modo general, la placa de orificios utilizada para constituir la superficie lateral
de expulsión con el mismo material para la finalidad de impedir la desviación de la expulsión de
las gotitas de tinta atribuı́bles a la diferencia en
el carácter humectable o humectabilidad entre el
panel calentador y la placa superior. El orificio
es el elemento importante que influye en el rendimiento de la expulsión del cabezal de impresión
por chorros de tinta. Particularmente, el orificio
por el cual se expulsa la tinta es la parte más importante. Tal como se ha descrito anteriormente,
junto con el reciente desarrollo de las técnicas de
impresión de imagen y el reciente desarrollo de las
técnicas de fabricación del cabezal de impresión,
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las dimensiones del orificio (diámetro del orificio)
se reducen y se disponen múltiples orificios con
un elevada densidad.
En cuanto a la realización o producción de los
orificios se han realizado varios sistemas o desarrollados. Como ejemplo se indican los siguientes:
(1) Mecanización mediante broca;
(2) Proceso fino por descarga eléctrica;
(3) Proceso fino por ataque anisotrópico de Si;
(4) Utilización de dibujos y de recubrimientos
fotolitográficos;
(5) Proceso fino utilizando CO2 o láser YAG.
La reciente demanda, que se ha descrito anteriormente, de imagenes finas requiere que las dimensiones de los orificios del cabezal de impresión
por chorros de tinta se reduzcan y que la densidad
de los orificios se incrementen.
Bajo estas circunstancias, los métodos anteriormente enumerados (1) y (2) son suficientes
para reducir la dimensión de los orificios y asimismo proporcionar suficiente rendimiento en la
fabricación de los orificios.
El método (3) comporta problemas por los
costes del material base (Si) de la placa de orificios es elevado y que el tiempo necesario para la
fabricación o proceso es prolongado.
El método (4) presenta problemas porque el
perı́odo de fabricación desde la fotolitografı́a al
recubrimiento es largo y porque se requiere la
utilización de materiales auxiliares tales como un
substrato o capa fotorresistente.
El método (5) no es suficiente para realizar
orificios satisfactorios. Los láser de gas CO2 y
de YAG no tienen la potencia de salida de láser
suficiente para la fabricación, y por lo tanto, la
configuración y exactitud del orifico producido no
son satisfactorios. Por ejemplo, el orificio producido por el láser YAG no es circular y además el
material que no ha sido retirado completamente
por el láser se encuentra presente alrededor del
orificio. Dependiendo del material y del espesor
de la placa de orificios no se consigue la abertura
suficiente.
Utilizando los láser de gas CO2 y de YAG los
orificios se forman uno a uno y por lo tanto se
requiere mucho tiempo para la producción de
múltiples orificios de manera que este método no
es adecuado para la producción en masa.
Es necesario que los múltiples orificios se realicen en posiciones respectivas correctas. Utilizando el láser de gas CO2 o el láser YAG se requiere un mecanismo móvil para desplazar de manera fina y posicionar asimismo de forma fina el
láser, lo cual aumenta las dificultades.
La Patente europea 0 309 146 muestra un
método láser para la fabricación de orificios en
la placa de la tobera que está unida a un cabezal
de impresión por chorros de tinta: una pantalla
o plantilla que tiene una serie de aberturas, cada
una de las cuales define un orificio para chorros de
tinta, es fijada estableciendo contacto con la placa
de la tobera. Entonces se aplica radiación láser a
la pantalla o plantilla. De este modo se abren las
áreas definidas por las aberturas de dicha pantalla
o plantilla. Durante la radiación láser el conjunto
que comprende el cabezal de impresión, la placa
de las toberas y la pantalla se hace bascular para
incrementar el área entre la entrada de las tobe-
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ras y su salida. Las salidas de inyección formadas
de este modo converjen en dirección opuesta a la
de inyección de tinta.
Tal como se ha descrito en lo anterior, los
métodos convencionales comportan los problemas
que se ha indicado con respecto a la exigencia antes descrita.
Por otra parte, para conseguir la exigencia de
formación de imagenes más finas con velocidad
más elevada y con fiabilidad superior, se han investigado mejoras en la tinta. El material del cabezal de impresión en contacto con la tinta, por lo
tanto, se requiere que tenga suficiente resistencia
con respecto a la tinta. La placa de orificios, por
lo tanto, se requiere que tenga esta caracterı́stica.
Esto puede imponer otras dificultades adicionales
en la fabricación de los orificios.
Tal como se ha descrito en lo anterior, el cabezal de impresión por chorros de tinta está formado por una placa de orificios, una placa superior y una placa de base. Si los orificios no están
correctamente alineados con los pasos de tinta correspondientes con una precisión elevada, el rendimiento de la expulsión queda influı́do en un grado
tal que se presenta la posibilidad de fallos en la
expulsión o inyección.
Puesto que los orificios y los pasos de tinta
tienen tamaños muy reducidos y están dispuestos con una elevada densidad y por lo tanto son
difı́ciles de acoplar con una alineación correcta,
ello constituye un problema adicional en la fabricación del cabezal de impresión por chorros de
tinta.
Estos problemas tienen como resultado la alteración de las imágenes producidas por el cabezal
de impresión, y por lo tanto, una baja calidad de
las imágenes.
De acuerdo con ello, es un objetivo principal
de la presente invención da a conocer un aparato
para la impresión por chorros de tintas capaz de
proporcionar imágenes de alta calidad sin alteraciones en las imágenes.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer un aparato para la impresión
por chorros de tinta en el cual durante el movimiento de exploración o escaneado del cabezal de
impresión por chorros de tinta la desviación de la
tinta expulsada se puede hacer constante, por lo
cual se consiguen imágenes de alta calidad.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer una aparato para la impresión
por chorros de tinta que tiene placas de alta densidad y orificios finos con salidas de expulsión con
una configuración que proporciona un excelente
rendimiento de expulsión, de manera que la relación de posición entre los orificios y el paso de
la tinta es correcto, y por lo tanto, se mejora la
exactitud en el posicionado con el que se expulsa
o inyecta la tinta, por cuya razón la calidad de la
imagen mejora.
Estos y otros objetivos, caracterı́sticas y ventajas de la presente invención quedarán más evidentes de la consideración de la siguiente descripción de realizaciones preferentes de la presente invención, en relación con los dibujos adjuntos.
Estos objetivos se consiguen mediante las caracterı́sticas de las reivindicaciones 1 y 12.
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Las figuras 1A y 1B son una vista en perspectiva explosionada y una vista en perspectiva de
un cartucho de chorros de tinta según una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de
una placa superior que tiene ranuras para paso
de tinta y aberturas de expulsión o inyección.
Las figuras 3A y 3B son vistas esquemáticas
para el aparato para la producción de una salida
de expulsión utilizando un haz láser.
Las figuras 4A y 4B muestran vistas a mayor
escala del haz láser para la producción de una
salida de expulsión.
La figura 5 es una vista en perspectiva de un
cabezal de impresión que comprende un panel de
calentamiento y una placa superior unidas entre
sı́.
La figura 6 muestra la trayectoria óptica del
láser para la producción de la salida de expulsión.
La figura 7 es una vista en mayor escala adyacente a una salida de expulsión.
Las figuras 8 y 9 muestran la exactitud del posicionado de la expulsión o dirección del lı́quido.
La figura 10 es una vista en perspectiva de un
aparato de impresión por chorros de tinta según
una realización de la presente invención.
La figura 11 es una vista en perspectiva de
un cartucho según una realización de la presente
invención.
La figura 12 es una vista en perspectiva de
un aparato de impresión por chorros de tinta de
acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 13 es una vista en planta superior
del aparato de impresión por chorros de tinta de
la figura 12.
Las figuras 14 y 15 son vistas en sección lateral.
La figura 16 es una vista explosionada de un
cabezal de impresión convencional.
Las figuras 1A y 1B muestran un cabezal de
impresión según una realización de la presente invención. Antes de describir la realización, se realizará una descripción general del cabezal de impresión por chorros de tinta (Solicitud de Patente
Europea N◦ 89311199.7 transferida al titular de la
presente solicitud). El cabezal de impresión por
chorros de tinta tiene una unidad formada por un
contenedor o recipiente de tinta (fuente de suministro de tinta) que se pueden montar de forma
desacoplable a un aparato de impresión por chorros de tinta.
Tal como se muestra en la figura A, el cabezal de impresión comprende un panel calentador
(100) que incluye un substrato de Si, transductores electrotérmicos (calentadores de expulsión)
y cableado de aluminio o similar para el suministro de potencia eléctrica a los transductores
electrotérmicos, de manera que los transductores
electrotérmicos y el cableado quedan constituı́dos
por la técnica de formación de pelı́cula. También
comprende un panel de cableado (200) conectado
al panel calentador (100). Las lı́neas o cables
correspondientes están conectados por unión de
conductores o similar.
Una placa superior (400) tiene partes integrales para constituir paredes separadoras entre pasos adyacentes de tinta, salidas de expulsión y una
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cámara común de lı́quido o similar. Es realizada
a base de un material de resina tal como poliéter
sulfona.
Un resorte limitador sujeta el panel calentador -100-yla placa superior (400) y los fuerza y
obliga uno hacia el otro consiguiendo su fijación.
El elemento de soporte (300) soporta el panel de
cableado (200) unido al mismo. Tiene una referencia de montaje relativa a un carro para el
desplazamiento de exploración del cabezal de impresión. El elemento de soporte (300) fusiona
también como elemento radiador de calor para
emitir calor desde el panel calentador (100), produciéndose el calor por excitación del cabezal de
impresión.
Un contenedor recipiente de tinta (600) recibe
tinta de un almacenamiento de tinta (fuente de
suministro de tinta) y es eficaz en el suministro de
tinta a la cámara común constituı́da por la unión
existente entre el panel calentador y la placa superior (400). Indicados con los numerales (700)
y (800) se observa un filtro dispuesto en el contenedor de suministro -606-adyacente a una salida
del suministro de tinta hacia la cámara común
y una tapa para el contenedor de suministro de
tinta (600).
Un material de absorción (900) para la absorción de la tinta queda dispuesto en el cuerpo
principal (1000) del cartucho. Una abertura del
suministro de tinta (2100) se utiliza para suministrar la tinta hacia dentro de la unidad constituı́da
por las partes antes descritas (100) y (800). En
una etapa adecuada antes del montaje de la unidad en la parte o porción (1010) del cuerpo principal (1000) la tinta es suministrada a través de la
abertura de suministro (1200) por lo cual la tinta
llena el material absorbente (900).
El cartucho comprende una tapa (1100), un
respiradero de aire formado en la tapa para la
comunicación entre el interior del cartucho y el
medio ambiente, un material repelente del lı́quido
(1300) dispuesto en el interior del respiradero de
comunicación con el aire (1400) que es eficaz para
impedir fugas de tinta a través de dicho respiradero (1400).
Después de terminar el suministro de tinta
por la abertura del suministro (1200), la unidad constituı́da por las piezas (100) - (300) es
montada en la parte (1010). El posicionado o
fijación se puede conseguir, por ejemplo, por acoplamiento entre los salientes (1012) del conjunto
principal del cartucho -1000-y los orificios realizados en el elemento de soporte (300). Mediante
esta combinación se consigue el cartucho mostrado en la figura 1B. La tinta es suministrada
al contendor de suministro (600) desde el cartucho situado a través de la abertura del suministro (1200), un orificio (320) constituı́do en el
elemento de soporte (300) y una abertura constituı́da en la parte posterior del contenedor de
suministro (600) (Figura 1A). Desde el contenedor de suministro (600) la tinta es suministrada
adicionalmente a la cámara de lı́quido común a
través de una tuberı́a adecuada del suministro y
una entrada de tinta (420) de la placa superior
(40). En las conexiones de las piezas a lo largo
de las trayectoria del suministro de tinta se utilizan juntas de goma de silicona o juntas de goma
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de gutilo o similares para el cierre estanco de las
conexiones.
La figura 2 muestra la estructura de la placa
superior (7). La placa superior (7) tiene el
número deseado de ranuras (14) del paso de tinta
y de salidas de expulsión de tinta (orificios) (11)
formadas en la placa de orificios (10) que es integral con la placa superior (7), si bien se muestran
solamente dos orificios a efectos de simplicidad.
En el ejemplo de la figura 2, la placa superior (7) queda realizada a base de un material de
resina que muestra resistividad con respecto a la
tinta, tal como polisulfona, polietersulfona, polifenilen óxido, polipropileno o similar. La placa
superior (7) está moldeada de forma integral con
un molde con la placa de orificios (10).
El método para la formación de las ranuras
(14) para paso de tinta y los orificios (11) se describirán a continuación. En cuanto a las ranuras
de paso de tinta, un material de resina es moldeado utilizando un molde que tiene una configuración interna inversa de las ranuras realizada por
mecanización o similar. De este modo, se forman
las ranuras (14) en la placa superior (7).
En cuanto a la fabricación de los orificios, el
material es moldeado en un molde metálico formando una configuración sin los orificios.
Tal como se ha mostrado en la figura 4, un
haz láser excimer es proyectado desde el aparato
láser excimer hasta un lado de paso de tinta de la
placa de orificios (10) en la posición en la que se
tiene que realizar el orificio. Por la aplicación del
láser excimer, el material de resina es evaporado
y eliminado para proporcionar un orificio (11).
Las figuras 3A y 3B muestran la formación
de orificios en una placa de orificios integral con
la placa superior por la aplicación del haz láser
excimer. En la figura 3A, el haz láser es proyectado de la placa de orificios (10), es decir, al lado
de la ranura de la placa superior y la figura 3B
muestra el haz láser proyectado a la cara exterior de la placa de orificios (10). Ambas acciones
son para aplicación de un haz láser para formar
una salida de expulsión. En las figuras, un oscilador láser (1) oscila el haz láser excime KrF, poseyendo el haz láser (2) una longitud de onda de 248
mm y una amplitud de pulsación aproximada de
14 micro-segundos en forma de impulsos. El sistema comprende lentes de cuarzo sintéticas para
la convergencia del haz láser (2) con una máscara
o pantalla de proyección que tiene un dibujo de
aluminio evaporado capaz de bloquear el haz láser
(2). Una serie de orificios con un diámetro de 133
micras quedan dispuestos con un paso de 212 micras para constituir un dibujo de orificios.
La figura 4A muestra el detalle de la producción de un orificio. Tal como quedará evidente
en esta figura el haz láser excimer (2) es proyecto
hacia la placa de orificios (10) a través de la pantalla (4) al lado (14) del paso de la tinta. El haz
(7) láser excimer converge con un ángulo Θ= 1 2 grados a un lado y el eje óptico -13-es inclinado
en 2 - 15 grados con respecto al eje perpendicular
de la placa de orificios (10).
Aplicando el haz láser al interior (lado de paso
de lı́quido) la sección transversal del orificio se conifica y converge hacia la dirección de expulsión.
Con la referencia (7) se ha indicado una placa su-
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perior que tiene los pasos integrales de tinta (14).
En esta realización, la configuración de la salida
de expulsión es cónica con su diámetro pequeño
en el lado correspondiente a la hoja de impresión
y el eje de la configuración cónica está inclinado
con respecto a la lı́nea normal de la placa de expulsión.
Tal como se ha descrito, el cabezal de chorros de tinta de esta realización utiliza una placa
superior integral que tiene una placa de orificio
y una placa de paso de tinta y las salidas de
expulsión están conificadas para tener áreas en
sección transversal decrecientes hacia las salidas
de expulsión con aplicación del haz láser excimer
al lado correspondiente al paso de la tinta de la
placa de orificios. Por lo tanto la velocidad de expulsión es elevada y la superficie del orificio no se
humidifica fácilmente de manera que se puede estabilizar la dirección de expulsión de la tinta. No
obstante, puesto que el haz láser excimer es proyectado hacia el interior, una parte del haz láser
es bloqueado por la pared de paso de tinta (14A)
tal como se ha indicado por la referencia (14B)
en la figura 6 y es posible que la configuración
de la salida de expulsión sea irregular. Tal como
se ha descrito en lo anterior, la configuración de
la salida de expulsión tiene gran influencia en el
volumen, dirección de expulsión, y velocidad de
expulsión de la tinta inyectada. En esta realización, por lo tanto, para impedir el bloqueo del
haz láser por la ranura de paso de tinta (pared) el
láser excimer es proyectado con una inclinación de
15 grados con respecto a la superficie horizontal
del paso de tinta (la superficie del panel calentador durante la fase de fabricación del cabezal)
tal como se muestra en la figura 4A. Tal como se
muestra en la figura 7, la dirección central en la
salida de expulsión cónica (figura 7) está inclinada
en 15 grados (Θ 2) con respecto a la superficie del
panel calentador. En esta realización, está inclinado en 15 grados pero el ángulo de inclinación
no está limitado a éste si no que se puede seleccionar adecuadamente por los técnicos de la materia
de acuerdo con las dimensiones del paso o similar. Puede ser aproximadamente de 5 - 20 grados.
La configuración en sección transversal de la salida de expulsión puede ser circular, trapecial o
hexagonal o similar.
De acuerdo con los métodos de fabricación
mostrado en la figura 3B la configuración en
sección transversal del orificio es la que se muestra
en la figura 4B. Más particularmente, el área en
sección transversal de la salida de expulsión (11)
está agrandada en la dirección de expulsión o de
inyección. En este caso, el numeral de referencia
(8) designa un substrato (panel calentador) sobre
el cual se disponen los elementos generadores de
energı́a de expulsión; el numeral (9) designa una
abertura que comunica con el paso de tinta y (15)
indica los transductores electrotérmicos que funcionan como elementos generadores de energı́a de
expulsión.
A continuación se realizará la descripción del
haz de láser excimer utilizado en esta realización.
El láser excimer es capaz de producir la oscilación
de un haz láser de luz ultravioleta y tiene ventajas
por su fuerza, estrecha longitud de onda, buena
capacidad direccional, impulsos de oscilación cor-
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tos y capacidad de convergencia por lentes para
incrementar la densidad de energı́a.
Por el oscilador láser excimer la mezcla de gases raros y halógenos es descargada y excitada,
para lo cual se utilizará unos lásers de haz ultravioleta de impulsos cortos (15 - 35 ns). (
Los lásers Kr-F, Xe-Cl y Ar-F son ampliamente
utilizados). La energı́a de oscilación es de 1000
mJ/impulso y la frecuencia de los impulsos es de
30 - 1000 Hz.
Cuando el haz ultravioleta de impulsos cortos
de elevada fuerza tal como una haz láser excimer es proyectado sobre una superficie de material de resina polı́mera, la parte proyectada del
material se disuelve instantáneamente y se funde
con plasma y ruido de impacto (fotodescomposición ablativa (APD)). De este modo se puede
someter a proceso el material de resina polı́mera.
Cuando se compara la precisión de fabricación
del láser excimer con el de otros lásers, por ejemplo, el láser excimer, láser YAG y láser de CO2
son proyectados sobre una pelı́cula de poliimida
(PI), se forma una abertura definida por el láser
KrF puesto que la luz ultravioleta es absorbida
por el PI, pero el láser YAG que no se encuentra
en la región ultravioleta puede formar una abertura pero el borde no es suave o liso y en el caso
del láser CO2 (infrarrojos) tiene como resultado
un cráter alrededor de la abertura.
La proyección del láser excimer no influye en
metales tales como SUS, material cerámico no
transparente o Si, y por lo tanto, estos materiales se pueden utilizar como material de máscara
o apantallado cuando se utiliza el láser excimer.
En la figura 5 se muestra la vista en perspectiva del cuerpo principal del cabezal de impresión
constituı́do por combinación del panel calentador
(8) y la placa superior (7).
Tal como se muestra en esta figura, el panel
calentador (8) que tiene calentadores de expulsión
(15) o similares hace tope con la placa de orificios
(10) y está unido con la misma para constituir el
cuerpo principal del cabezal de impresión.
En la estructura descrita en lo anterior, no es
necesario el posicionado o unión entre la placa
superior y la placa de orificios y, por lo tanto,
no tiene lugar desviación de posición o errores
de alineación en la operación de unión. Por lo
tanto, el número de rechazos y el número de fases de proceso se reducen, lo cual es aconsejable
desde el punto de vista de producción en masa y
de reducción de costes del cabezal de impresión.
Además, puesto que no existe proceso de unión
entre la placa superior y la placa de orificios, el
orificio o el paso de tinta no sufre taponamiento
por el agente de unión. Cuando el panel calentador y la placa superior (7), que tiene una placa
integral de orificios (10), son unidos entre sı́ se
posicionan correctamente en la dirección de paso
haciendo tope el panel calentador (8) con la superficie extrema opuesta a la superficie del lado
de expulsión de la placa de orificios (10), y por lo
tanto, las fases generales de posicionado del conjunto o fases de acoplamiento son más fáciles.
Además, no existe peligro de retirada o extracción de la placa de orificios.
El cuerpo principal del cabezal de impresión
puede adoptar la forma de un cartucho tal como
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se muestra en la figura 1.
De modo general, un cabezal de impresión por
chorros de tinta que incluye el cabezal de impresión según la presente realización comporta variaciones dentro de una cierta gama en las cantidades de inyección o expulsión, la dirección de
inyección y la velocidad de inyección. La dirección de inyección es inestable debido a materias extrañas finas en la superficie del orificio,
deterioro de la propiedad repelente al agua o similares. Con respecto a los orificios realizados
a base del mismo material substancialmente con
una configuración simétrica como en esta realización, la dirección de expulsión varı́a en un espacio de variación cónico, tal como se muestra en
la figura 8, alrededor de la dirección de incidencia
del haz láser, es decir, el eje central de la salida
de expulsión.
Cuando se utiliza un cabezal de impresión por
chorros de tinta descrito den la realización anterior el espacio de variación del cabezal de impresión se minimiza.
La figura 9 muestra el aparato de impresión
por chorros de tinta de la presente realización.
En esta realización, una superficie de posicionado de una placa metálica (24) que está construı́da de manera que sea paralela al panel calentador y la ranura de paso del cabezal de chorros
de tinta queda soportada sobre una superficie de
contacto al cabezal (23A) de un carro inclinado
con el mismo ángulo Θ 2 que la inclinación del
haz de láser anteriormente descrito por acoplamiento entre los salientes (23B) del carro y los
rebajes (24A) del cabezal de impresión, por lo
cual la dirección central de expulsión de lı́quido
se alinea con una dirección normal del material
de impresión S (figura 9). En otras palabras, el
cabezal de impresión está montado sobre la superficie (23A) de montaje de cabezal del carro
(23) de manera que la lı́nea central L (dirección
de incidencia de la dirección de incidencia del haz
láser) en la salida de expulsión y la superficie del
material de impresión S forma un ángulo de 90
grados.
Por lo tanto, en esta realización, en una zona
de salida de expulsión que controla la dirección
de expulsión de la tinta, la dirección de expulsión
de la tinta es cambiada desde la dirección de suministro de energı́a a la región de expulsión y el
material de impresión queda dispuesto de manera
que la distancia entre la zona de expulsión y el
material de impresión es mı́nima y la dirección
de expulsión de la tinta es substancialmente perpendicular al material de impresión. La dirección
de suministro de energı́a con respecto a la zona
de expulsión es una onda de presión producida
por una burbuja formada por ebullición laminar
por la energı́a térmica producida por el elemento
transductor electrotérmico. La zona de la salida
de expulsión queda dispuesta en una parte de un
respiradero de un elemento que tiene varios rebajes de guiado de la tinta existiendo aberturas
pasantes producidas por la aplicación de un haz
de energı́a alta en el lado del respiradero. La
precisión en la posición de la inyección de tinta
sobre el material de impresión S es mı́nima en
la dirección de exploración del cabezal y el área
de tinta inyectada 1A tiene una anchura mı́nima.
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Por lo tanto, si se hace comparación entre el caso
en el cual está montado que la lı́nea central L de
la salida de expulsión es perpendicular al material de impresión S (figura 9) y el caso en el cual
el panel calentador (8) y la placa metálica (24)
están alineadas en la dirección normal al material de impresión S (figura 8), el área de inyección
en el material de impresión S tiene una anchura
más reducida 1A en el primer caso que en la anchura 1B del último caso. Montando el cabezal de
impresión sobre el cartucho (23) del modo mostrado en la figura 9 se incrementa la precisión de
la inyección y por lo tanto la inclinación de la
tinta se hace constante durante el movimiento alternativo del carro. Por lo tanto, incluso si se lleva
a cabo la operación de impresión tanto durante
el movimiento hacia delante como el movimiento
hacia atrás del carro se pueden obtener imágenes
definidas en cualquier dirección de impresión.
En esta realización, el control angular se
efectúa en el conjunto principal del aparato de impresión pero es posible que la placa metálica que
es la superficie de referencia del cabezal de impresión o la parte de posicionado se pueden inclinar de manera apropiada. La presente invención
es aplicable a un cabezal de impresión por chorros
de tinta que no es de tipo de cabezal cambiable
si no del tipo en el que solamente se efectúa el
relleno de la tinta.
La figura 10 muestra un ejemplo de un aparato de impresión por chorros de tinta en el cual
el cabezal de impresión está montado sobre el carro en las condiciones angulares mostradas en la
figura 9. La impresora por chorros de tinta de
la figura 9 utiliza un cartucho del cabezal de impresión del tipo intercambiable. El cartucho (80)
de la figura 10 puede ser el mostrado en la figura
1. El cartucho (80) está montado con capacidad
de desacoplamiento en el carro por un elemento
centrador (81). Dicho carro es móvil de forma
alternativa en la dirección longitudinal a lo largo
del vástago o eje (21). El posicionado del cartucho (80) con respecto al carro se puede establecer
por orificios constituı́dos en la tapa (300) y salientes del carro (23). La conexión eléctrica entre
ellos se establece por contacto entre las patillas
conectadas en el panel de cableado y un conector
sobre el carro (23).
La tinta inyectada desde el cabezal de impresión del cartucho (80) es inyectada hacia el
material de impresión (13) que está dispuesto sobre la mesa (19) con un intersticio reducido con
respecto al cabezal de impresión formándose de
esta manera una imagen sobre el material de impresión (19).
Al cabezal de impresión se suministran unas
señales de expulsión o de inyección de acuerdo con
los datos de imagen desde una fuente de datos
adecuada a través de un cable (16) y contactos
conectados al mismo.
En la figura 10, el numeral de referencia (17)
indica un motor del carro para desplazar a efectos
de exploración el carro (23) a lo largo del eje (21) ,
(22) que indica un cable para transmitir la fuerza
de impulsión del motor (17) al carro (23). Un motor de alimentación o avance (20) está conectado
al rodillo (19) de la mesa para alimentar el material de impresión (18). La impresora por chorros
11
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de tinta de la presente realización es capaz de llevar a cabo impresión durante el movimiento hacia
delante y durante el movimiento hacia atrás, del
cabezal de impresión.
Se describirá otra realización en la que un cartucho que tiene un cabezal de impresión (186) con
dos salidas de expulsión o inyección producidas de
manera similar a la realización anterior utilizando
el láser excimer, está montado sobre un aparato
de impresión por chorros de tinta en las condiciones angulares mostradas en la figura 9.
Haciendo referencia a la figura 11 se muestra
un ejemplo de la estructura del cartucho C capaz
de ser montado sobre un carro, que se describe
a continuación en relación a la figura 12, correspondiente al aparato de impresión por chorros de
tinta según esta realización. El cartucho C de
esta realización tiene un contenedor de tinta y un
cabezal (186) de impresión en las posiciones superior e inferior respectivamente. El cabezal de impresión (186) es fabricado de manera similar a la
realización anterior, utilizando el haz de láser excimer. El conector (185) del cabezal de impresión
destinado a recibir señales o similar para impulsar al cabezal de impresión (186) y producir una
salida relativa a una cantidad restante de la tinta
se dispone en una posición próxima al contenedor
de tinta (180). Por lo tanto, cuando el cartucho C es montado en el carro que se describirá a
continuación la altura H podrá ser reducida. Reduciendo el grosor W del cartucho en la dirección
de exploración se puede reducir las dimensiones
del carro cuando el cartucho C esté dispuesto en
las inmediaciones del mismo, tal como se muestra
en la figura 2.
Una tapa (183) del conector está constituı́da
de forma integral con la pared externa del contenedor para impedir un contacto inadvertido con el
conector (185). Una parte de posicionado (181)
tiene superficies de tope (181a) y (181b) en las
dos direcciones. Proporcionando la suficiente distancia entre las superficies de posicionado y la
superficie de tope de posicionado del cabezal de
impresión (186), el cabezal de impresión puede
ser posicionado de manera segura y puede ser fijado a presión con una clavija de empuje hacia la
superficie inclinada (184). Un asa (182) se utiliza
cuando el cartucho C es montado o desmontado
con respecto a la posición de montaje. Un respiradero de aire (182a) queda formado en el asa
(182) para permitir la comunicación entre el medio ambiente y el interior del contenedor de tinta
(180). Una zona recortada (182A) y una guı́a
(183b) funcionan como guı́as cuando el cartucho
C está montado en la parte de montaje.
El cabezal de impresión (186) de la presente
invención tiene una serie de salidas de expulsión
en la superficie de fondo de dicha figura. En los
pasos de lı́quido que comunican con las salidas
de expulsión se disponen unos elementos generadores de energı́a a efectos de producir energı́a
que contribuya a la expulsión o descarga de la
tinta. Los elementos generadores de la energı́a de
expulsión adoptan preferentemente la forma de
elementos generadores de energı́a térmica (transductores electrotérmicos) siendo preferible según
el punto de vista que la salida de expulsión o la
salidas de inyección se pueden disponer con una
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elevada densidad.
Las figuras 12 y 13 son unas vistas en perspectiva y una vista superior en planta del carro del
aparato de impresión por chorros de tinta para
montaje del cartucho C mostrado en la figura 11
en las condiciones mostradas en la figura 9. En
estas figuras, cuatro cartuchos C1, C2, C3 y C4
quedan montados en el carro (102). Los cartuchos
que contienen material tinta de diferentes colores,
tinta amarilla, tinta azul, tinta violacea y tinta
negra, por ejemplo. Al soporte (140) del conector
se acoplan cuatro clavijas empujadoras (110) (A
- D) que son obligadas y son forzadas hacia la izquierda de la figura 13 por resortes (110a) (A-D).
El soporte (140) del conector que funciona como
un elemento de soporte es acoplado por enlaces
(121) (enlaces I y II) con intermedio de un vástago
(120) (vástago I y vástago II) y es desplazable
hacia la izquierda y se puede mover hacia la izquierda y hacia la derecha de acuerdo con la rotación de una palanca de accionamiento (107) que
se acopla con la viela o palanca (121) (dirección
de las agujas del reloj y dirección contraria a las
mismas). Cuando se desplaza hacia la derecha
se libra la presión permitiendo el cambio del cartucho y cuando se desplaza hacia la izquierda se
permite el montaje del cartucho.
Cuando el cartucho C es montado en la parte
del montaje (102f) el cabezal de impresión (186)
del cartucho C es insertado desde la parte alta a
un rebaje frontal (102f1) de la parte de montaje
(102f). En este momento, una parte rectangular (102h) del carro (102) es acoplada entre guı́as
(183b) del cartucho C de manera que dicho cartucho C queda posicionado de forma aproximada.
Cuando la palanca operativa (107) es girada en el
sentido de las agujas del reloj alrededor del eje
(109), el soporte (140) avanza de manera que la
parte recortada (183a) del cartucho C es avanzada
a la guı́a (154) del carro (102) y la clavija (110)
es acoplada con el cartucho C por cuya razón el
cartucho C es montado en la parte del montaje
(102f). En este momento, la relación angular entre el cabezal de impresión y la hoja de impresión
es la mostrada en la figura 9. Un resorte (159)
queda dispuesto sobre el carro (102) para producir una fuerza antagonista a efectos de mejorar la
precisión del posicionado del cartucho C al empujar hacia atrás el cartucho C montado sobre la
parte de montaje (102f). El extremo libre (110b)
de la varilla de empuje (110) establece contacto
con el cartucho asociado de los cuatro cartuchos
C en la superficie de tope (101d) para empujar
el cartucho. Una superficie exterior periférica
(110c) de la clavija de empuje (110) establece contacto con una superficie de tope (102S) del carro (102) para recibir de forma independiente la
fuerza de empuje perpendicular al eje de la clavija de empuje. Por lo tanto, el elemento de soporte (140) recibe solamente la fuerza de reacción
efectuada por el resorte (110a) (resortes A - D ),
y no recibe la fuerza de empuje. Por lo tanto,
cuando los diferentes cartuchos son liberados simultáneamente las operación de liberación puede
ser llevada a cabo con una pequeña fuerza operativa en la palanca de liberación (107).
Se describirá a continuación la estructura y
operativo de acoplamiento y desacoplamiento en7
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tre el conector (185) del cabezal del cartucho C y
el conector (conector del conjunto principal) (106)
del aparato principal para conexión con el conector de cabezal (185).
Cuando el conector (106) es insertado en el
conector (185) del cabezal se lleva a cabo la siguiente operación. La palanca (107) es accionada
cuando un eje de acoplamiento (106a) integral
con el conector (106) del conjunto principal es
acoplado con un orificio de acoplamiento (104b)
del soporte (140) del conector por fuerza elástica
del soporte tensor (141) (figura 14). Entonces
el conector (106) del conjunto principal y el soporte (140) del conector se desplazan formando
una unidad. Un conector (185) del cabezal que
ha sido posicionado de manera aproximada por
el montaje del cartucho C en la parte de montaje (102f) del cartucho (102) y el conector -106del conjunto principal que ha sido posicionado de
manera aproximada por el acoplamiento entre el
eje de acoplamiento (106a) y la parte de acoplamiento (140b), establecen contacto entre sı́ y son
guiados por una superficie inclinada no mostrada
del conector (106) del conjunto principal hasta
que el conector (106) del conjunto principal es
acoplado (combinado) con el conector (185) del
cabezal . Después de ello, el soporte (140) del
conector se desplaza hacia la derecha en una distancia predeterminada l hacia atrás en la figura
12, por rotación de la palanca (107). La distancia prederminada es la distancia entre el eje de
acoplamienmto (106a) y la parte de acoplamiento
(140b) y la distancia en que se mueve el soporte
(140) del conector permite el movimiento (de liberación) del conector -103del conjunto principal
desde la situación de posicionamiento.
Dado que el conector (106) del conjunto principal es combinado con el conector (85) del cabezal con una fuerza mayor que la del resorte tensor (141), el conector (106) del conjunto principal
es liberado con respecto al soporte (140) del conector. Es decir, tiene lugar el desacoplamiento.
Una parte de gran diámetro del orificio de acoplamiento (140a) es mayor en su diámetro que
el vástago de acoplamiento (106a) del conector
(106) del conjunto principal y por lo tanto, aparece un intersticio entre ellos. De acuerdo con
ello, cuando tiene lugar el acoplamiento entre el
conector (106) del conjunto principal y el conector
(185) del cabezal, el conector (106) del conjunto
principal queda libre con respecto al soporte (140)
del conector y por lo tanto el cartucho C es posicionado con respecto al carro (102) solamente por
la fuerza de presión de la clavija de presión (110),
con lo cual se asegura el correcto posicionado del
cabezal de impresión (186) con respecto al carro
(102).
Cuando el cartucho C es desmontado (liberado), la palanca (107) es girada en la dirección
contraria a las agujas del reloj desde la posición
vertical hasta la posición horizontal (figura 12).
En la fase inicial, el vástago de acoplamiento
(106a) recibe el acoplamiento del conector (185)
del cabezal con una fuerza elevada pero conjuntamente con el movimiento de la derecha del soporte
(140) del conector, la superficie de gran diámetro
del orificio de acoplamiento (140a) establece tope
con el vástago de acoplamiento (106a) y libera
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el conector (106) del conjunto principal con respecto al conector (108) del cabezal empujando simultáneamente el vástago de acoplamiento (106a)
en la figura 12. De manera simultánea, la clavija
de empuje (110) se desplaza conjuntanmente con
el soporte (140) del conector y se aleja del cabezal
de impresión (186).
Las figuras 12 y 13, una guı́a de exploración
(111) se extiende en la dirección principal de exploración del carro (102) y soporta de forma deslizante el carro. Un cojinete queda indicado por
el numeral de referencia (111a). Un cable flexible (151) funciona transfiriendo diferentes señales
con el cartucho C a través del conector. Una cinta
(152) funciona a efectos de transmitir la fuerza de
impulsión para el movimiento alternativo del carro (102). Un par de rodillos (117) y (118), (115)
y (116) son eficaces para alimentar el material de
impresión y quedan dispuestos antes y después
de la posición de impresión por el cabezal de impresión (186). Una mesa (150) es eficaz para proporcionar una superficie plana de impresión del
material de impresión.
La figura 14 muestra el aparato de impresión
en forma de una impresora, máquina copiadora o
máquina facsı́mil, utilizando las estructuras anteriormente descritas.
El conjunto principal (1000) del aparato de
impresión está dotado de una tapa (1101) que se
puede abrir en la parte frontal. Cuando la tapa
(1001) es abierta, se hace accesible el interior del
conjunto principal. Además, la apertura de la
tapa permite que el movimiento de rotación de la
palanca (107) permita el montaje o desmontaje
de los cartuchos C1, C2, C3 y C4 con respecto al
conjunto principal. La palanca (107) indicada en
lı́neas llenas se encuentra en la posición adecuada
para permitir el montaje del cartucho tal como se
muestra en la figura 11. En esta posición, se impide el movimiento de la tapa (1101) a la posición
cerrada. El cartucho mostrado por las lı́neas interrumpidas representa su posición en la operación
de montaje. El cartucho mostrado en lı́neas llenas es una posición operativa de impresión del
conjunto principal del aparato. La superficie del
lado de expulsión del cabezal de impresión (186)
del cartucho es paralela a la superficie de guiado
de la mesa (150), el cabezal de impresión sobresale del cartucho hacia el fondo a interponer entre los rodillos de alimentación (116) y (118). El
numeral de referencia (1102) indica una hoja flexible para el cableado eléctrico. Una guı́a (112)
coopera con la guı́a (111) para soportar y guiar
el carro (102).
El soporte (140) del conector es mostrado
después de que el cartucho ha quedado fijado
al carro desplazando la palanca (107) a la posición mostrada en lı́neas interrumpidas después
del montaje del cartucho. Unos vástagos (120)
y (1202) quedan expuestos en ambos lados con
respecto al movimiento relativo entre el soporte
(140) del conector y el carro y las palancas de posicionado son las mismas. Los ejes son de tipo columna para permitir movimientos en los dos orificios alargados que tienen el eje central largo en
los laterales del carro. El eje indicado por lı́neas
continuas corresponde a la palanca (107) indicada
por las lı́neas continuas. Los ejes (120) y (1202)
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aseguran además el movimiento en paralelo del
soporte del conector. En esta realización, los ejes
(120) y (1202) están dispuestos en un cuerpo distinto al cuerpo principal del conector y están dispuestos por encima y adyacentes a la clavija de
empuje (110) para el posicionado del cabezal de
impresión, y por lo tanto, se aumenta la exactitud de las varillas empujadoras (110). Unos ejes
similares a los ejes (120) y (1202) pueden quedar dispuestos sobre el conjunto principal del conector para estabilizar el movimiento paralelo del
cuerpo principal del conector y después de haber efectuado la conexión del conector se puede
liberar en la dirección frontal-posterior y en la dirección lateral dentro del intersticio de la placa
lateral. En esta realización, es preferible que la
ranura alargada del vástago (1202) no fije el eje
(1202) en la dirección delante-detrás después de
que se ha conectado el cuerpo principal del conector por cuya acción el posicionado de la clavija
(110) actua sobre el vástago (120).
La figura 15 es la vista lateral que muestra la
relación de acoplamiento entre la palanca (107) y
el vástago (120) y corresponde a una vista lateral
del aparato mostrado en la figura 13. Tal como se
ha descrito en relación a la figura 13, la palanca
(121) se acopla con la palanca (107) con el vástago
(120). En esta figura, el conjunto principal es utilizado como máquina copiadora. La estructura se
describirá de manera abreviada. Tal como se ha
mostrado en la figura, existe una tapa superior de
originales, un dispositivo lector óptico dispuesto
por debajo de una placa de cristal para soporte
de originales y dispositivos (1212) para convertir la información leı́da en señales eléctricas. Las
señales eléctricas son convertidas en señales de
impulsión del cabezal de invención a través de la
hoja flexible (1102) para producir una imagen en
tinta a todo color. Un cassette (1210) es insertado en la parte de fondo del conjunto principal
desde un lado de una bandeja de descarga (1213)
para suministrar el material de impresión en la dirección opuesta de la dirección de inserción. Un
rodillo de alimentación (1212) queda dispuesto en
la estación de alimentación del material de impresión.
En el aparato de impresión por chorros de
tinta según la presente realización, el cabezal de
impresión queda montado sobre el carro en la relación de posición que se ha descrito con respecto
a la figura 9, por lo tanto, se hace posible una
buena impresión durante el movimiento hacia delante y durante el movimiento hacia atrás del cabezal de impresión.
La presente invención es particularmente adecuada para su utilización en un cabezal de impresión por chorros de tinta y aparato de impresión en el que se utiliza energı́a térmica por
un transductor electrotérmico, haz láser o similar
para provocar un cambio de estado de la tinta a
efecto de expulsar o descargar la misma. Esto es
porque resultan posibles la alta densidad de los
elementos de la imagen y la elevada resolución de
la impresión.
La estructura tı́pica y principios operativos
son preferentemente las patentes U.S.A. N◦ s.
4.723.129 y 4.740.796. El principio y estructura
son aplicables a los sistemas de impresión del
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tipo llamado bajo demanda y un sistema de impresión de tipo continuo. No obstante, es especialmente adecuado para el tipo llamado bajo demanda porque el principio es tal que por lo menos se aplica una señal de impulsión a un transductor electrotérmico dispuesto en una hoja de
retención de lı́quido (tinta) o paso de lı́quido,
siendo suficiente la señal de impulsión para proporcionar una elevación de temperatura suficientemente rápida más allá del punto de ebullición
de nucleación con lo cual la energı́a térmica es
proporcionada por el transductor electrotérmico
para producir la ebullición laminar sobre la parte
de calentamiento del cabezal de impresión, de
manera que se pueda formar una burbuja en el
lı́quido (tinta) correspondiente a cada una de las
señales de impulsión. Mediante la producción,
desarrollo y contracción de la burbuja el lı́quido
(tinta) es expulsado a través de la salida de expulsión o de inyección para producir por lo menos una gotita. La señal de impulsión adopta
preferentemente la forma de un impulso, porque
el desarrollo y contracción de la burbuja se pueden efectuar instantáneamente, y por lo tanto,
el lı́quido (tinta) es expulsado con una respuesta
rápida. La señal de impulsión en forma de impulso es preferentemente tal como se da a conocer en las patentes U.S.A. N◦ s. 4.463.359 y
4.345.262. Además la tasa de incremento de la
temperatura de la superficie de calentamiento es
preferentemente la indicada en la patente U.S.A.
N◦ 4.313.124.
La estructura del cabezal de impresión puede
ser la que se ha mostrado en las patente U.S.A.
N◦ s. 4.558.333 y 4.459.600 en las que la parte de
calentamiento queda dispuesta en una zona curvada, ası́ como la estructura de la combinación
de la salida de expulsión, paso de lı́quido y transductor electrotérmico que se dan a conocer en las
patentes antes mencionadas. Además, la presente
invención es aplicable a la estructura que se da a
conocer en la solicitud de la patente japonesa publicada N◦ 123670/1994 en la que se utiliza una
ranura común como salida de expulsión para una
serie de transductores electrotérmicos y la estructura que se da a conocer en la solicitud de patente japonesa publicada N◦ 138461/1984 en la
que se forma una abertura para absorber la onda
de presión de la energı́a térmica de forma correspondiente a la parte de expulsión. Esto es porque
la presente invención es eficaz para llevar a cabo
la operación de impresión de forma cierta y son
de una elevada eficacia sin tener en cuenta el tipo
de cabezal de impresión.
La presente invención es efectivamente aplicable a un cabezal de impresión del tipo llamado de
lı́neas completa que tiene una longitud que corresponde a la máxima anchura de impresión. Este
cabezal de impresión puede comprender un cabezal de impresión único y un cabezal de impresión
múltiple combinándose para cubrir la máxima anchura.
Además, la presente invención es aplicable
a un cabezal de impresión de tipo serie en el
que el cabezal de impresión está fijado sobre el
conjunto principal, a un cabezal de impresión
del tipo de chip recambiable que está conectado
eléctricamente con el aparato principal y que
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puede ser alimentado de tinta cuando está montado en el conjunto principal o al cabezal de impresión de tipo cartucho que tiene un contenedor
de tinta integral.
Son preferibles las disposiciones del cabezal
de recuperación y/o de los dispositivos auxiliares para operación o funcionamiento preliminar
porque pueden estabilizar adicionalmente los efectos de la presente invención. En cuanto a dichos
medios, existen medios de caperucha para el cabezal de impresión, medios de limpieza para los
mismos, medios de presionado o succionado, medios de calentamiento preliminar que pueden ser
el transductor electrotérmico, un elemento de calentamiento adicional, o una combinación de los
mismos. Asimismo unos medios para realizar la
inyección preliminar (no para la operación de impresión) pueden estabilizar la operación de impresión.
En lo que respecta a la variación del cabezal de impresión que se puede montar, éste puede
ser un cabezal único correspondiendo a un solo
color de tinta o puede ser de tipo múltiple correspondiendo a una serie de tintas con diferentes colores de impresión o diferentes densidades.
La presente invención es efectivamente aplicable
a un aparato que tiene por lo menos una modalidad monocromática principalmente con color negro, una modalidad de colores múltiples con tintas de diferentes colores y/o una modalidad de
color completo o todo color utilizando mezcla de
los colores, que puede ser una unidad de impresión
constituı́da de forma integral o una combinación
de múltiples cabezales de impresión.
Además, en la realización anterior la tinta se
encuentra en estado lı́quido. No obstante, puede
se una tinta que se solidifica por debajo de la
temperatura ambiente pero que se licua a temperatura ambiente. Puesto que la tinta es controlada dentro de una gama de temperatura no inferior a 30◦ C y no superior a 70◦ C para estabilizar
la viscosidad de la tinta a efectos de proporcionar la expulsión estabilizada en un aparato usual
de impresión de este tipo, la tinta puede ser tal
que es lı́quida dentro de la gama de temperatura
cuando la señal de impresión de la presente invención es aplicable a otros tipos de tinta. En
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uno de ellos, la elevación de temperatura debido
a la energı́a térmica queda impedida de manera
positiva al consumirla para el cambio de estado
de la tinta desde estado sólido a estado lı́quido.
Otro material de tinta es solidificado cuando se
deja, para impedir la evaporación de la tinta. En
cualquiera de los casos cuando se aplica la señal
de impresión que produce energı́a térmica la tinta
se licua y la tinta licuada puede ser inyectada o
expulsada. Otro material de tinta puede empezar a solidificarse en el momento en que alcanza
el material de impresión. La presente invención
es también aplicable a materiales de tinta que se
licuan con la aplicación de energı́a térmica. Este
material de tinta se puede retener como material lı́quido o sólido en orificios o rebajes pasantes
formados en una hoja porosa tal como se da a
conocer en la solicitud de patente japonesa publicada N◦ 56847/1979 y en la solicitud de patente
japonesa publicada N◦ 71260/1985. La hoja es
encarada a los transductores electrotérmicos. El
más eficaz para los materiales de tinta descritos
anteriormente es el sistema de ebullición laminar.
El aparato de impresión por chorros de tinta
puede ser utilizado como terminal de salida como
un aparato de proceso de información tal como
un ordenador o similar, como aparato de copiado
combinado con un lector de imágenes o similar
o como máquina facsı́mil que tiene funciones de
envı́o y recepción de información.
Tal como se ha descrito en lo anterior de
acuerdo con la presente invención la placa superior tiene una placa de orificios integral y el haz
de rayos láser excimer es aplicado desde el interior en un ángulo tal que la pared que constituye
la ranura no tiene influencia en el haz de rayos
láser excimer por cuya razón se forma una salida de expulsión o inyección de la tinta. Después
del montaje del cabezal de chorros de tinta en
el conjunto principal de aparato de impresión, el
cabezal de impresión es inclinado según el mismo
ángulo que la inclinación del haz de rayos láser.
Por lo tanto, se puede proporcionar una salida de
expulsión cónica de manera estable y se estabiliza
la dirección de inyección o expulsión. Además,
durante la operación de impresión se mejora la
precisión de la posición de la inyección de lı́quido.
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REIVINDICACIONES
1. Aparato de impresión por chorros de tinta
para efectuar impresión sobre un material de impresión (18) mediante tinta, que comprende:
una parte de montaje del cabezal de impresión
por chorros de tinta para el montaje sobre la
misma del cabezal de impresión por chorros de
tinta, poseyendo una salida de inyección (11) formada sobre una placa superior (400;7) poseyendo
una placa de salida de expulsión integral (10) al
proyectar un haz de láser (2) con un ángulo tal
que el haz de láser (2) no recibe interferencias
por la parte de la placa superior (400;7) y que
converge en una dirección de expulsión de tinta y
que está inclinado con respecto a la placa base;
medios de montaje para el montaje del cabezal de impresión por chorros de tinta sobre dicha
parte del montaje de manera que la salida de expulsión de la tinta (11) del cabezal de impresión
es perpendicular al material de impresión.
2. Aparato, según la reivindicación 1, en el
que la placa base es un panel calentador (100; 8)
y la salida de expulsión (11) está inclinada con
respecto al panel calentador (100 ; 8), aproximadamente en 5-20 grados.
3. Aparato, según la reivindicación 1, en el
que la dirección de expulsión es la misma que la
dirección del haz de láser (2) utilizado cuando se
fabrica el cabezal de impresión.
4. Aparato, según la reivindicación 1, en el
que dicha salida de expulsión (11) tiene conicidad
hacia el interior en la dirección de expulsión de la
tinta.
5. Aparato, según la reivindicación 1, en el
que dicha parte del montaje tiene un carro (23;
102) que se puede desplazar alternativamente en
una dirección predeterminada.
6. Aparato, según la reivindicación 1, en el
dicho cabezal de impresión se puede desplazar de
forma alternativa y funciona tanto en el movimiento hacia delante como en el movimiento hacia atrás.
7. Aparato, según la reivindicación 1, en el
que dicho dispositivo de montaje recibe de modo
desacoplable sobre el mismo el cabezal de impresión por chorros de tinta.
8. Aparato, según la reivindicación 1, en
el que dicho cabezal de chorros de tinta tiene
un transductor electrotérmico (15) para producir
energı́a térmica para expulsar la tinta.
9. Aparato, según la reivindicación 1, en el
que dicha salida de expulsión (11) tiene una dimensión menor en el lado de dicha placa (10) de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
20
salida de expulsión adyacente al material de impresión que la que corresponde al otro lado y la
salida de expulsión (11) está inclinada con respecto a una lı́nea perpendicular a dicha placa de
salida de expulsión (10).
10. Aparato, según la reivindicación 8, en la
que dicho elemento transductor electrotérmico (5)
es alimentado con energı́a eléctrica para formar
una burbuja por ebullición laminar para expulsar
la tinta por la energı́a de expulsión en forma de
una onda de presión resultante de la producción
y contracción de la burbuja.
11. Aparato, según la reivindicación 1, en
el que la zona de salida de expulsión cambia la
dirección de expulsión de la tinta desde una dirección en la que los medios de aplicación de la
energı́a de expulsión aplican energı́a a la tinta hacia la zona de expulsión mencionada; y en el que
un material de impresión (18) queda dispuesto de
manera que la distancia entre el material de impresión y dicha salida de expulsión es mı́nima y
porque la dirección de expulsión de la tinta es
sustancialmente perpendicular al material de impresión (18).
12. Aparato para la impresión por chorros de
tinta para llevar a cabo la impresión por expulsión
de tinta sobre el material de impresión (18) que
comprende:
una placa de base que tiene diferentes elementos generadores de energı́a de expulsión para producir energı́a de expulsión en la tinta de inyección;
una placa que tiene diferentes ranuras para
cooperar con dicha placa base para proporcionar
pasos de tinta correspondientes a dichos elementos generadores de energı́a de expulsión y poseyendo una parte integral formadora de la salida
de expulsión en la cual están formadas salidas de
expulsión (11) en comunicación con dichos pasos
de tinta por proyección de un haz láser excimer
(2) formando el lateral de la parte formadora de
la salida de expulsión que se encuentra próxima
a dichos pasos de tinta;
en el que las salidas (11) de expulsión están encaradas a una material de impresión (18) de forma
sustancialmente perpendicular a una dirección del
haz láser (2) durante la formación de la salida
de expulsión (11); comprendiendo además el aparato:
medios de montaje para el montaje del cabezal de impresión por chorros de tinta sobre dicha
parte del montaje, de manera que la salida (11)
para la expulsión del chorro de tinta del material de impresión es perpendicular al cabezal de
impresión.
NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
ESPAÑA
RECTIFICACION DEL FOLLETO DE PATENTE
Rectificación de la página 10, columna 18, lı́nea 27.
Traducción de patente europea:
k
ES 2 067 057
kFecha: 16.03.95
11 N.◦ publicación:
45
La rectificación se refiere a:
página
columna
lı́nea
10
18
27
donde dice:
debe decir:
“copiado om-”
“copiado com”
T3