ES2236379T3 - Aparato para la impresion por chorros de tinta que utiliza un dispositivo de impresion con un cartucho para tinta que presenta un elemento inductor de tinta. - Google Patents
Aparato para la impresion por chorros de tinta que utiliza un dispositivo de impresion con un cartucho para tinta que presenta un elemento inductor de tinta.Info
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Abstract
Cartucho de tinta (3) acoplable a un cabezal de impresión (2) y desmontable del mismo, poseyendo el cabezal de impresión (2) una parte receptora de la tinta, comprendiendo el cartucho de tinta: una parte de reserva de la tinta que tiene suficiente espacio para almacenar la tinta; un elemento (37) para la absorción de la tinta alojado en dicha parte de reserva de la tinta, para retener la tinta; y una parte (39) portadora de aberturas de suministro de la tinta que tiene una abertura para suministrar tinta desde dicha parte de reserva de la tinta a la parte receptora de la misma del cabezal de impresión; caracterizado porque un elemento inductor de tinta (47) está dispuesto entre dicho elemento de absorción (37) y dicha parte (39) portadora de las aberturas de suministro de tinta, para establecer contacto con dicho elemento (37) de absorción de la tinta, de manera que la tinta retenida por dicho elemento (37) de absorción de la tinta es conducida hacia el cabezal de impresión; una parte de retención (41) para retener dicho elemento inductor de tinta (47) con capacidad de deslizamiento; y un elemento de restricción (49) para restringir el movimiento de dicho elemento inductor de tinta (47) hacia el exterior de dicho cartucho de la tinta (3) a efectos de impedir que dicho elemento inductor de tinta (47) deslice sobresaliendo hacia afuera de dicha parte (39) portadora de las aberturas de suministro de tinta, de manera que dicho elemento inductor de tinta (47) es capaz de establecer contacto a presión con la parte receptora de tinta del cabezal de impresión y es capaz de deslizar hacia dicho elemento (37) de absorción de la tinta, cuando el cartucho (3) de tinta es fijado al cabezal de impresión.
Description
Aparato para la impresión por chorros de tinta
que utiliza un dispositivo de impresión con un cartucho para tinta
que presenta un elemento inductor de tinta.
La presente invención se refiere a un cartucho
para tinta de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
La presente invención se refiere también a un
aparato para la impresión por chorros de tinta y más
particularmente a un cartucho para tinta (al que se hará referencia
a continuación asimismo como depósito de tinta) para almacenar la
tinta a suministrar a un cabezal para chorros de tinta, haciendo
referencia igualmente a una unidad de impresión que comprende de
manera integral el cartucho de tinta y el cabezal para chorros de
tinta, que están conectados entre sí de manera desmontable, y el
aparato para la impresión por chorros de tinta sobre el que se
puede montar de manera desacoplable la unidad de impresión. En la
descripción siguiente, el término "impresión" incluye el
significado de impresión de caracteres, imágenes u otros sobre
tela, papel, hojas de material plástico o similares.
Se han propuesto diferentes tipos de aparatos de
impresión sobre los que se monta el cabezal de impresión, que
funciona según un método propio tal como: método de puntos por
varillas; método por impresión térmica; método de transferencia
térmica; y método por chorros de tinta, los cuales imprimen
caracteres, imágenes o similares sobre un soporte de impresión, tal
como papel. Entre estos métodos, el método de impresión por chorros
de tinta es uno de los métodos sin impacto y comprende las etapas
de inyectar gotitas de tinta y depositar estas gotitas de tinta
sobre el soporte de impresión. Por lo tanto, un aparato de
impresión que utiliza una unidad de impresión de este método puede
llevar a cabo la impresión con elevada velocidad y elevada densidad.
Como resultado de ello, se han dispuesto como impresoras para
terminales de salida de sistemas de proceso de información, por
ejemplo, máquinas de copiado, aparatos de facsímil, máquinas de
impresión, procesadores de texto, estaciones de trabajo o similares;
o bien se han previsto como impresoras manuales o portátiles para
ordenadores personales, ordenadores principales u hospedantes,
equipos ópticos de disco o vídeo o similares.
En el caso de que se utilice un aparato para
impresión por chorros de tinta en estos sistemas, el aparato de
impresión por chorros de tinta está construido de acuerdo con la
función específica respectiva y condiciones para la utilización de
estos sistemas. La miniaturización de dimensiones de un sistema de
proceso de información es una de las principales exigencias del
momento. De acuerdo con ello, existe la demanda de miniaturización
de las unidades de impresión y del cuerpo principal de un aparato
de impresión por chorros de tinta que utilice esta unidad.
Si bien la miniaturización se lleva a cabo en
base a un aparato real, no obstante, se requiere para la unidad de
impresión o similar que mantenga el comportamiento conocido
habitualmente en la unidad o que tenga otras características
funcionales. A efectos de cumplir con estas exigencias, se han
propuesto diferentes unidades de impresión y diferentes aparatos de
impresión en los que se ha montado esta unidad.
Uno de los ejemplos se ha explicado en primer
lugar con referencia a la figura 1.
En esta figura, la unidad para chorros de tinta
comprende un cabezal (102) para chorros de tinta y un cartucho de
tinta (101) como depósito para almacenar un fluido tal como tinta,
que están conectados de manera desmontable entre sí. La unidad para
chorros de tinta está montada de forma desacoplable sobre un carro
(121). Asimismo, el carro (121) está acoplado de forma desplazable a
un eje de guía y a un husillo conductor que están soportados por un
bastidor principal (122) del aparato de impresión por chorros de
tinta (120).
Se observará que la unidad para chorros de tinta
no está limitada a la estructura que se ha descrito anteriormente.
Es decir, por ejemplo, existen unidades para chorros de tinta que
tienen un cartucho de tinta conectado de manera integral con el
cabezal para chorros de tinta. En el caso de utilizar el primer
tipo de cabezal para chorros de tinta, el cartucho de tinta es de
tipo intercambiable, mientras que el cabezal para chorros de tinta
está fijado o montado de manera desacoplable sobre el carro.
En el caso de que el cabezal de impresión
(cabezal para chorros de tinta) y el cartucho de tinta estén
montados sobre el carro tal como se ha descrito anteriormente, es
necesario disponer el cartucho de tinta con un mecanismo de
generación de una presión negativa. En la descripción que se realiza
más adelante, de manera general, el término "presión negativa"
se define como una situación en la que se mantiene una presión
estática, es decir, presión de columna de agua, de la tinta en un
valor más bajo que el de la presión atmosférica, en grado
suficiente para impedir fugas de tinta desde las toberas del
cabezal de impresión. Como mecanismo generador de presión negativa
dispuesto en el cartucho de tinta, se utiliza un elemento poroso
como elemento de absorción de tinta, el cual genera una fuerza
capilar del elemento poroso. En el caso de utilizar el elemento
poroso según se da a conocer en documentos tales como
JP-A-2-187364, el
cartucho de tinta adopta la construcción en la que la parte de
entrada de tinta del cabezal de impresión es insertada a presión en
el elemento de absorción de tinta del cartucho de tinta, a efectos
de incrementar la eficacia de utilización de la tinta, es decir,
para reducir la cantidad residual de tinta en el dispositivo de
absorción de la misma.
De acuerdo con la construcción que se describe
más adelante, la fuerza capilar del elemento poroso puede ser
incrementada localmente por deformación del elemento de absorción
de tinta en una parte del mismo situada alrededor de la parte de
entrada de la tinta y de esta manera la tinta es inducida hacia las
proximidades de la parte de entrada de tinta y se ayuda al
suministro de la tinta de forma que la cantidad restante de tinta
en el dispositivo de absorción de la misma disminuye.
En el caso de una unidad de impresión de tipo
desacoplable (unidad de chorros de tinta), existe la posibilidad de
que el usuario cambie el cartucho de tinta vacío por uno nuevo.
Asimismo existe otra posibilidad de cambiar el cabezal de impresión
por otro nuevo o llenar el cartucho de tinta vacío con tinta nueva
para su nueva utilización. Además, existe la posibilidad de que el
usuario proceda a su separación con mayor frecuencia de la que
debería. Por lo tanto, resulta difícil realizar la predicción de la
situación en la que se efectúa el montaje y desmontaje del cabezal
de impresión o del cartucho de tinta. En la etapa de separación o
conexión entre sí, por lo tanto, una cierta cantidad de aire puede
entrar en el cartucho de tinta, impidiendo la formación de una ruta
o paso de la tinta entre el cabezal de impresión y el cartucho de
tinta.
La unidad de impresión de tipo desmontable tal
como se da a conocer en el documento
JP-A-2-187364,
especialmente en el caso en el que la parte de entrada de tinta del
cabezal de impresión es insertada a presión en el dispositivo de
absorción de tinta para utilizar la tinta con mayor eficacia,
presenta los problemas siguientes. A saber, los presentes
inventores han descubierto que el cabezal de impresión tiene
dificultades para recibir la tinta desde el cartucho de tinta de
manera general en el caso de conectar el cartucho de tinta con el
cabezal de impresión o después de esta operación antes de que se
haya agotado el cartucho de tinta.
En esta situación, el flujo de tinta hacia el
cabezal de impresión no puede ser recuperado frecuentemente por una
operación de recuperación de inyección con la etapa de succión de
la tinta hacia afuera de la abertura de inyección del cabezal de
impresión y, por lo tanto, es difícil consumir la tinta de modo
completo. Los presentes inventores han descubierto que la causa más
importante de este problema en la situación que se ha descrito
anteriormente es la siguiente.
Las figuras 2A y 2B muestran uno de los ejemplos
del aparato de impresión por chorros de tinta para explicar dicha
causa. La figura 2A muestra la situación de conexión de un cabezal
de impresión (2) con un cartucho de tinta (3), y la figura 2B
muestra la situación de desmontaje del primero con respecto al
segundo.
Tal como se ha mostrado en las figuras, una
unidad de chorros de tinta (4) está constituida por conexión
desmontable del cabezal de impresión (2) con el cartucho de tinta
(3) por medio de un par de garras de conexión paralelas (no
mostradas).
En la conexión, la parte (40) de entrada de tinta
del cabezal de impresión (2) es insertada en una parte (39) de
conexión de forma cilíndrica, que es utilizada como parte de
suministro de tinta. La trayectoria para la tinta (36) puede quedar
aislada de la atmósfera externa por medio del anillo tórico (35) que
efectúa un cierre estanco alrededor de la parte conectada y que
está realizado en una goma de etileno propileno o similar.
El elemento poroso (es decir, un dispositivo de
absorción de tinta tal como un material de esponja) (37) ocupa la
cara interna del cartucho de tinta (3) a efectos de almacenar la
tinta a suministrar al cabezal de impresión (2). Es decir, el
elemento poroso tiene la capacidad de retener la tinta.
Por lo tanto, la densidad del elemento poroso es
ajustada y la presión estática o de columna de agua del cabezal de
impresión (2) se mantiene igual o inferior a la presión atmosférica
a efectos de evitar fugas de tinta.
En el cabezal de impresión por chorros de tinta
que tiene la estructura que se ha descrito, una parte del
dispositivo de absorción de tinta adyacente a la parte de conexión
(39) está sometida directamente a la atmósfera exterior cuando el
cabezal de impresión (2) y el cartucho de tinta (3) se encuentran en
disposición desmontada. En este caso, mientras el dispositivo de
absorción de tinta deformado (37) recupera su forma original, el
dispositivo de absorción de tinta (37) introduce aire de manera que
la parte del dispositivo de absorción de tinta (37) adyacente a la
parte de conexión (39) del cartucho de tinta (3) puede ser llenada
con burbujas de aire o con tinta que forma burbujas (38) cuando el
cabezal de impresión (2) y el cartucho de tinta (3) son separados
uno con respecto al otro.
En esta situación, cuando el cabezal de impresión
(2) es conectado al cartucho (3), el dispositivo de absorción de
tinta (37) forma una zona de aire en la parte adyacente a la zona
de suministro de tinta (39). Por lo tanto, la zona aireada impide
la formación de una ruta (E) para la tinta.
Además, el aire en la parte de suministro de
tinta puede ser comprimido hacia adentro del elemento de absorción
de tinta por inserción de la parte (40) de entrada de tinta del
cabezal de impresión (2) en el cartucho de tinta (3) y el aire
comprimido impide también la formación de la ruta (E) para la
tinta.
Como consecuencia, en estas condiciones se puede
provocar una situación de impresión poco deseable como resultado de
la disminución del flujo de tinta o de la interrupción de la ruta
para la tinta.
Para solucionar los problemas que se han
descrito, se han propuesto en varios documentos dispositivos
mecánicos para controlar la entrada de aire en la ruta para la
tinta, por ejemplo, en el documento
JP-A-5-238016. Este
documento da a conocer un manguito de tipo fibroso en una parte que
sobresale con respecto al cabezal de impresión. El extremo interno
del manguito comunica con la cámara de tinta del cabezal, mientras
que un extremo externo del mismo se encuentra en contacto con un
elemento de absorción de tinta del depósito de tinta cuando el
cabezal de impresión está conectado con el recipiente para la tinta.
De acuerdo con la estructura que se ha descrito anteriormente, el
manguito funciona como filtro e impide que el aire sea introducido
en la cámara del cabezal de impresión.
No obstante, en dicho documento no se hace
sugerencia alguna de solucionar el problema de que el aire entra en
el cartucho de tinta durante el período en el que se lleva a cabo
la separación y nueva conexión entre el cabezal de impresión y el
cartucho de tinta.
Además, se propone la idea de disponer un
mecanismo de válvula para cerrar la salida de tinta para impedir la
entrada de aire hacia adentro de la trayectoria de la tinta durante
la separación y nueva conexión. En comparación con la unidad de
impresión convencional, no obstante, un proceso para la realización
de la unidad de impresión que tenga un mecanismo de válvula
requiere costes más elevados de producción y un mayor número de
piezas, y asimismo el producto resultante puede tener dimensiones
demasiado grandes y un rendimiento reducido. Estos resultados
disminuyen las ventajas del tipo desmontable de unidad de
impresión.
Además del problema de que el aire entra
fácilmente en el cartucho de tinta durante el período de montaje y
desmontaje del cabezal de impresión, con el cartucho de tinta se
deben considerar otros problemas en el tipo desmontable de unidad
de impresión:
(i) la tinta escapa por fugas de la parte de
conexión de la tinta cuando se desmonta el cabezal de
impresión;
(ii) la cantidad apropiada de suministro de tinta
desde el cartucho de tinta al cabezal de impresión; y
(iii) la eficacia de la utilización de la tinta
almacenada en el cartucho de tinta.
Por lo tanto, la presente invención puede
solucionar muchos problemas del tipo mencionado anteriormente que
se presenten en la unidad de impresión desmontable en la que el
cabezal de impresión es desmontado o es conectado al cartucho de
tinta.
Un cartucho de tinta genérico es el conocido del
documento EP-A-0 536 980. El
cartucho de tinta se puede acoplar a un cabezal de impresión y se
puede desmontar con respecto al mismo. El cabezal de impresión
tiene una zona receptora de la tinta. El cartucho de tinta
comprende una parte de recipiente de tinta que tiene espacio para
almacenar la tinta, un elemento de absorción de la tinta alojado en
la parte de recepción de la tinta para retener la misma, y una
parte de abertura de suministro de la tinta que tiene una abertura
para suministrar tinta desde la parte de recipiente de la misma
hacia la parte receptora de la tinta del cabezal de impresión.
Es un objeto de la presente invención el
desarrollar adicionalmente un cartucho de tinta de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 1 de manera tal que el cartucho de
tinta pueda ser producido con un reducido coste, tenga elevada
fiabilidad, impida el escape de la tinta por fugas y suministre de
manera estable tinta después de su desmontaje y/o conexión con un
cabezal de impresión.
De acuerdo con la presente invención, este
objetivo se consigue por un cartucho de tinta que tiene las
características de la reivindicación 1.
Otras características ventajosas son las que
quedan indicadas en las reivindicaciones dependientes.
Un aparato de impresión por chorros de tinta
dotado de dicho cartucho es el que se define en la reivindicación
34.
El objetivo antes indicado, así como los efectos,
características y ventajas de la presente invención quedarán más
evidentes de la descripción siguiente de realizaciones de la misma
en relación con los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
unidad de impresión por chorros de tinta correspondiente al estado
de la técnica;
la figura 2A es una sección de una unidad de
impresión por chorros de tinta de tipo convencional en la que el
cabezal de impresión está conectado con un cartucho de tinta;
la figura 2B es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta convencional en la que el
cabezal de impresión está desmontado del cartucho de tinta;
la figura 3A es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta según un ejemplo
comparativo no reivindicado, en el que un cabezal de impresión ha
sido desmontado del cartucho de tinta;
la figura 3B es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta, según el ejemplo
comparativo, en la que el cabezal de impresión está conectado a un
cartucho de tinta;
la figura 4 es una vista en perspectiva de un
elemento para la introducción de tinta de acuerdo con la presente
invención;
la figura 5 es una vista en sección a mayor
escala de la parte conectada de un cabezal de impresión por chorros
de tinta y el cartucho de tinta según un ejemplo comparativo;
la figura 6 es una vista de detalle del elemento
inductor de tinta de la figura 4;
las figuras 7A-7D son una
representación esquemática de la realización modificada del
elemento inductor de tinta de acuerdo con la presente invención;
la figura 8A es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta que tiene un mecanismo de
válvula en el que un cabezal de impresión está conectado a un
cartucho de tinta;
la figura 8B es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tiene un mecanismo de válvula en
el que el cabezal de impresión está desmontado del cartucho de
tinta;
la figura 9A es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta que tiene el mecanismo de
válvula mostrado en las figuras 8A-8B, en el que el
cabezal de impresión está conectado a un cartucho de tinta;
la figura 9B es un diagrama de circuito
explicativo de la resistencia de fluido de una unidad de impresión
por chorros de tinta que tiene el mecanismo de válvula mostrado en
la figura 9A;
la figura 10A es un diagrama explicativo de la
resistencia de fluido de una unidad de impresión por chorros de
tinta que tiene el mecanismo de válvula mostrado en las figuras 9A
y 9B;
la figura 10B es un diagrama explicativo de la
resistencia del fluido de una unidad de impresión por chorros de
tinta que tiene el elemento inductor de tinta de acuerdo con la
presente invención;
la figura 11A es una representación gráfica
explicativa de la capacidad de suministro de tinta de la unidad de
impresión por chorros de tinta que tiene el mecanismo de
válvula;
la figura 11B es una representación gráfica
explicativa de la capacidad de suministro de tinta de una unidad de
impresión por chorros de tinta que tiene el elemento inductor de
tinta de acuerdo con la presente invención;
la figura 12 es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta según la presente
invención, en la que el cabezal de impresión ha sido separado del
cartucho de tinta;
la figura 13A es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta no reivindicada, que
utiliza un filtro en vez del elemento inductor de tinta en el que
el cabezal de impresión está conectado al cartucho de tinta;
la figura 13B es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta no reivindicada que
utiliza un filtro en vez del elemento inductor de tinta, en el que
el cabezal de impresión ha sido desmontado del cartucho de
tinta;
la figura 14A es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta según la tercera
realización de la presente invención, en la que el cabezal de
impresión ha sido desmontado con respecto al cartucho de tinta;
la figura 14B es una vista en sección de la
unidad de impresión por chorros de tinta, en la que el cabezal de
impresión está conectado al cartucho de tinta;
la figura 14C es una vista parcial en la
dirección de la línea (C-C') de la figura 14B;
la figura 15 es una vista en perspectiva de un
elemento inductor de tinta de acuerdo con la cuarta realización de
la presente invención;
la figura 16 es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta que utiliza un elemento
inductor de tinta, en el que el cabezal de impresión está conectado
con un cartucho de tinta;
la figura 17A es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta no reivindicada, que
utiliza un filtro en vez del elemento inductor de tinta, en el que
el cabezal de impresión está desmontado con respecto al cartucho de
tinta;
la figura 17B es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta no reivindicada, en la que
el cabezal de impresión se encuentra en proceso de conexión con el
cartucho de tinta;
la figura 17C es una vista en sección de una
unidad de impresión por chorros de tinta no reivindicada, en la que
el cabezal de impresión está conectado con un cartucho de
tinta;
la figura 18A es una vista frontal de un cartucho
de tinta para la impresión por chorros de tinta en un embalaje de
acuerdo con la presente invención;
la figura 18B es una vista lateral de un cartucho
de tinta para impresión por chorros de tinta en un embalaje de
acuerdo con la presente invención;
la figura 18C es una vista lateral de un cartucho
de tinta para la impresión por chorros de tinta de acuerdo con la
presente invención;
la figura 19A es una vista lateral de un cartucho
de tinta para la impresión por chorros de tinta de acuerdo con la
presente invención, mostrando la situación en el momento de
colocación del cartucho de tinta en una atmósfera sometida a
elevada temperatura;
la figura 19B muestra la situación en la que el
cartucho de tinta es mantenido en una atmósfera a elevada
temperatura;
la figura 19C muestra la situación en el momento
de colocar el cartucho de tinta en una atmósfera a temperatura
ambiente después de la situación de la figura 19B;
la figura 19D muestra la situación de retirada de
la cinta de cierre estanco del cartucho de tinta después de la
situación mostrada en la figura 20C;
la figura 20A es una vista lateral de un cartucho
de tinta para la impresión por chorros de tinta de acuerdo con la
presente invención, que muestra la situación en el momento de
colocación del cartucho de tinta en una atmósfera sometida a alta
temperatura;
la figura 20B muestra la situación en la que el
cartucho de tinta es mantenido en una atmósfera sometida a alta
temperatura;
la figura 20C muestra la situación en el momento
de colocación del cartucho de tinta en una atmósfera a temperatura
ambiente después de la situación de la figura 20B;
la figura 20D muestra la situación de retirada de
la cinta adhesiva de estanqueidad del cartucho de tinta después de
la situación de la figura 20C.
La figura 21A es una vista en planta de un
cartucho de tinta para impresión por chorros de tinta de acuerdo
con la presente invención;
la figura 21B es una vista lateral de un cartucho
de tinta para la impresión por chorros de tinta de acuerdo con la
presente invención;
la figura 21C es una vista frontal (es decir, un
lateral de la salida de tinta) de un cartucho de tinta para la
impresión por chorros de tinta de acuerdo con la presente
invención;
la figura 21D es una vista posterior (es decir,
un lateral de la abertura de comunicación con el aire) de un
cartucho de tinta para la impresión por chorros de tinta según la
presente invención;
la figura 22A es una vista en sección según la
línea de corte (A-A) de la figura 21A;
la figura 22B es una vista en sección según la
línea de corte (B-B) de la figura 21B;
la figura 22C es una vista en sección según la
línea de corte (C-C) de la figura 21C;
la figura 22D es una vista en sección según la
línea de corte (D-D) de la figura 21D;
la figura 23 es una vista muy ampliada del
elemento inductor de tinta de acuerdo con la presente
invención;
la figura 24 es una vista en sección transversal
de una unidad de impresión por chorros de tinta de acuerdo con la
sexta realización de la presente invención;
la figura 25 es una vista en sección muy ampliada
de la parte conectada del cabezal de impresión por chorros de tinta
y del cartucho de tinta según la sexta realización de la presente
invención;
la figura 26 es una vista en perspectiva de un
cabezal de impresión por chorros de tinta en color de acuerdo con
la presente invención;
la figura 27 es una vista en perspectiva de un
cabezal de impresión por chorros de tinta en color de acuerdo con
la presente invención;
la figura 28 es una vista en perspectiva de un
mecanismo para la impresión por chorros de tinta de acuerdo con la
presente invención; y
la figura 29 es una vista en perspectiva de un
ordenador personal de acuerdo con la presente invención.
La presente invención se describirá en detalle a
continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos que
muestran varias realizaciones preferentes de la misma.
Ejemplo comparativo 1 no
reivindicado
Las figuras 3A y 3B muestran vistas en sección
transversal de una unidad de impresión por chorros de tinta (4)
como ejemplo comparativo no reivindicado. La unidad de impresión
(4) está compuesta de dos partes, un cabezal de impresión (2) y un
cartucho de tinta (3), que son fáciles de conectar entre sí, tal
como se ha mostrado en la figura 3B, y son también fáciles de
desmontar uno de otro, tal como se ha mostrado en la figura 3A.
El cabezal de impresión por chorros de tinta (2)
tiene un filtro (43) en un extremo de su parte (45) de entrada de
tinta que funciona como parte de conexión con el cartucho de tinta
(3). El filtro (43) tiene una serie de poros que tienen unas
dimensiones de poro constantes y que son responsables de la
retención de desperdicios en el flujo de tinta cuando el cabezal de
impresión está siendo conectado al cartucho de tinta (3). Las
dimensiones de poro del filtro (43) se encuentran en la gama de
valores tal como se define más adelante. Es decir, el límite
superior de las dimensiones efectivas de poros se define como
diámetro efectivo máximo de los poros que es suficiente para
impedir la entrada de desperdicios a los cabezales de impresión, lo
cual depende de las dimensiones de las toberas constituidas en el
otro extremo del paso de líquido en el cabezal de impresión (2). Por
otra parte, el límite inferior del tamaño efectivo de los poros
depende de la pérdida de carga o presión del filtro (43) para la
cantidad máxima de flujo de tinta y se define como el diámetro
efectivo mínimo de los poros que no es suficiente para afectar en
el proceso de impresión con tinta. La pérdida de carga depende del
diámetro del paso de líquido (es decir, la trayectoria de la tinta)
en la parte (45) de entrada de la tinta, en la que está dispuesto
el filtro (43), de manera que por los resultados de los experimentos
de los inventores, es mejor fijar el diámetro efectivo del poro
vacío del filtro en un gama de valores de
5-20 \mum.
5-20 \mum.
El cartucho de tinta (3) tiene un elemento poroso
(un dispositivo de absorción de tinta) (37) en funciones de
depósito de tinta para almacenar tinta y un elemento inductor de
tinta (47) compuesto por un elemento de fibras. El numeral de
referencia (48) indica una abertura de comunicación con el aire
destinada a comunicar el interior del cartucho de tinta con el aire
atmosférico, y el numeral de referencia (39) indica una parte del
suministro de tinta destinada a conectar la parte (45) de entrada
de tinta del cabezal de impresión (2).
El elemento inductor de tinta puede ser utilizado
para inducir la entrada de la tinta en una dirección en un aparato.
En este ejemplo comparativo, el elemento inductor de tinta está
dispuesto de manera apropiada en el cartucho de la tinta de manera
que la tinta es introducida desde el dispositivo de absorción de la
tinta a la parte de suministro de la misma. En este ejemplo
comparativo, el elemento poroso (37) es un dispositivo de absorción
de la tinta tal como una esponja comprimida en la parte de reserva
de la tinta del cartucho.
En las figuras, el elemento inductor de tinta
(47) está retenido por la parte de soporte (41) del cartucho y la
cara interna del elemento inductor de tinta (47) presiona el
dispositivo de absorción de tinta (37), produciendo su deformación.
Esta deformación del dispositivo (37) de absorción de la tinta
permite una mayor acción capilar en el punto de contacto, por cuya
razón la tinta queda centrada en las proximidades del elemento
inductor de la misma.
Por lo tanto, el aire no puede ser introducido en
el elemento inductor de tinta (47) porque el elemento inductor de
tinta es capaz de retener la tinta de manera constante suministrada
desde el dispositivo de absorción de tinta siempre que el cabezal
de impresión se desmonte del cartucho de tinta y también de formar
menisco sobre la superficie del elemento inductor de tinta cuyo
extremo está dirigido a la parte de entrada de tinta (45) del
cabezal de impresión.
La eficacia de utilizar la tinta almacenada en el
cartucho de tinta se puede mejorar al incrementar el flujo de tinta
hacia adentro del elemento inductor de tinta y mantener el flujo de
la tinta sin interrupciones cuando se forma una trayectoria para la
tinta al acoplar el cabezal (2) de impresión por chorros de tinta
con el cartucho de tinta (3).
En el caso de que el dispositivo de absorción de
tinta (37) esté comprimido en el cartucho de tinta (3) tal como en
el ejemplo objeto de la comparación, el elemento inductor de tinta
(47) empuja al elemento de absorción de tinta (37) distorsionando
la parte comprimida y las proximidades del dispositivo de absorción
de tinta (37). Como consecuencia, la tinta se puede centrar en las
proximidades del elemento inductor de tinta (47).
En el caso de utilizar la baja compresibilidad o
módulo elástico del dispositivo de absorción de tinta en el
cartucho de tinta, es preferible que el elemento inductor de tinta
sea insertado a presión en el dispositivo de absorción de tinta
para distorsionar de manera substancialmente suficiente a efectos de
concentrar la tinta en la parte deformada.
En este ejemplo comparativo, el término
"insertado a presión" significa que el elemento inductor de
tinta es colocado en el dispositivo de absorción de tinta por
aplicación de una fuerza superior a la fuerza de compresión
utilizada generalmente.
En general, las aberturas de inyección de tinta
del cabezal de impresión del aparato de impresión por chorros de
tinta se mantienen aproximadamente a una presión hidrostática
apropiada a efectos de que sea inferior que la presión atmosférica
para impedir el deterioro de las características de impresión
provocado por un mal suministro de tinta a las aberturas de
inyección de tinta (es decir, las toberas) y asimismo por las fugas
de tinta producidas. Es necesario mantener la presión de la tinta
en el cabezal de impresión (2) a una presión estática más baja en
comparación con la presión atmosférica (habitualmente en una gama
de -150 mm de columna de agua hasta 0 mm de columna de agua o
preferentemente en una gama de -100 mm a -30 mm de columna de agua
con respecto a la presión atmosférica). En este ejemplo
comparativo, el elemento poroso (37) se mantiene a una presión en
una gama de valores de 40 mm a 60 mm de columna de agua para
regular el estado de la tinta a efectos de tener una presión
negativa.
El cabezal (2) de impresión por chorros de tinta
está fijado de forma desmontable al cartucho de tinta (3) por medio
de un par de elementos de conexión (34) que sobresalen desde un
extremo del cartucho de tinta (3) para formar salientes paralelos
para su acoplamiento en rebajes (no mostrados) del aparato de
impresión por chorros de tinta. Un filtro (43) del cabezal (2) de
impresión por chorros de tinta está comprimido contra el elemento
inductor de tinta (47) del cartucho de tinta (3) por aplicación de
fuerzas entre sí con una presión de compresión predeterminada.
La presión de compresión depende de la longitud
de la parte saliente de la zona (45) de entrada de tinta del
cabezal de impresión (2) y de la profundidad de la zona de
suministro que está definida por la distancia entre la superficie
externa del cartucho de tinta (3) y a la cara de contacto del
elemento inductor de tinta (47) que debe establecer contacto con el
extremo de la zona de entrada de tinta (45) del cabezal de
impresión (2).
De acuerdo con lo anterior, la conexión
constituye una trayectoria de tinta (36) para suministrar tinta a
la entrada del cabezal de impresión (2) a través del elemento
inductor de tinta (47).
De acuerdo con la estructura del ejemplo
comparativo, se pueden mantener en un mínimo las fugas de tinta y
la evaporación de tinta desde el punto de contacto porque el paso
de tinta formado por el contacto entre la parte (45) de entrada de
tinta y la parte (39) de suministro de tinta está cerrada de forma
estanca por un anillo tórico (35) acoplado a la parte conectada del
cabezal de impresión (4).
La figura 4 muestra una estructura del elemento
inductor de tinta (47) que se ha descrito anteriormente.
El elemento inductor de tinta (47) es un haz de
fibras formado como elemento de suministro de tinta para
suministrar la tinta desde el cartucho de tinta (3) al cabezal de
impresión (2) cuando estos están conectados entre sí, y está
compuesto por una serie de fibras que están dispuestas paralelamente
a la dirección de suministro de la tinta a efectos de suministrar
tinta a una dirección. El elemento inductor de tinta (47) tiene dos
zonas en dirección diametral (es decir, una dirección perpendicular
a la dirección de suministro de la tinta). Es decir, tiene una zona
periférica externa que tiene comparativamente una menor capacidad
de suministro de la tinta y una zona interna con una capacidad
comparativamente excelente de producir la entrada de la tinta. La
zona periférica externa (52) está formada aplicando un aglomerante
para la fijación de las fibras a efectos de su colocación íntima,
mientras que la zona interna (51) está formada a efectos de disponer
un espacio entre las fibras suficiente para el paso de la
tinta.
El término "haz de fibras" significa un haz
de una resina fibrosa, tal como poliéster, nilón, polipropileno,
polietileno, celulosa y poliuretano, o bien un haz de otros
materiales fibrosos, tales como un metal, latón y carbón, o un haz
de una mezcla de fibras de estas resinas y materiales. Asimismo, la
frase "fijar las fibras para su colocación íntima" significa
que el espacio entre las fibras se llena con el aglomerante o
material de carga, o bien las fibras son fusionadas entre sí por la
acción del calor o presión.
La zona interna puede tener espacios con
diferentes dimensiones, tales como trayectorias de tinta, de manera
que puede incluir las trayectorias de tinta con diferentes
dimensiones. Es decir, un tipo de trayectoria de tinta tiene un
diámetro superior que el de las fibras, mientras que otro tipo de
trayectoria de tinta tiene un diámetro más reducido que el de las
fibras. En este caso, por lo tanto, la tinta puede ser suministrada
de manera uniforme a través de un área en sección de la zona
interna en dirección perpendicular a la dirección de inducción de
la tinta.
Preferentemente, cada una de las fibras está
realizada en un material tal como poliéster, nilón, polipropileno,
polietileno, celulosa y poliuretano, que son materiales
químicamente estables que se pueden humectar fácilmente. Una de las
normas para evaluar las características de humectación del material
es su ángulo de contacto con la tinta. Es decir, se puede evaluar
el material como satisfactorio cuando el ángulo de contacto con la
tinta es relativamente pequeño. También es posible utilizar el
material con un ángulo de contacto con la tinta grande como
material inductor de la tinta al someter el material al un proceso
hidrofílico. No obstante, no se puede recomendar desde el punto de
vista de requerir etapas adicionales, incremento de coste del
producto, y similares.
Además, se pueden también utilizar como
materiales fibrosos, otros materiales, tales como un metal, latón,
carbón, y mezclas, como mínimo, de dos materiales seleccionados
entre los materiales descritos anteriormente.
El elemento inductor de tinta (47) se debe
disponer como parte de la trayectoria de tinta a efectos de
alimentar tinta a lo largo de dicha trayectoria y se debe
constituir de forma que tenga resistencia constante suficiente para
mantener su forma resistiendo la presión de compresión aplicada por
la entrada de tinta del cabezal de impresión. Por lo tanto, es
preferible preparar el elemento como haz de fibras.
El límite superior del grosor de las fibras para
el elemento inductor de tinta depende del grado de contacto entre
el elemento inductor de tinta y el filtro en la zona o parte de
entrada de tinta que se ha descrito anteriormente. Desde este punto
de vista, se utilizan preferentemente fibras con un grosor de 0,05
mm o menos. Además, es preferible que el límite inferior de grosor
de fibras para el elemento inductor de tinta sea de 0,01 mm o
superior para preparar más fácilmente un haz de fibras con un coste
reducido. En esta realización, por lo tanto, se utilizan fibras de
poliéster con un grosor de 0,03 mm.
En esta realización, se utiliza un aglomerante de
resina como medio de fijación del haz de fibras. Una superficie
periférica y sus proximidades del haz de fibras son endurecidas por
el aglomerante para conseguir una zona endurecida.
Se utiliza poliuretano de poliesterpoliol como
aglomerante de resina para la penetración de la superficie
periférica del haz pero sin limitación en cuanto a dicha sustancia,
a efectos de una realización, se puede utilizar un aglomerante de
melamina, cuando esté adaptado al objetivo.
El medio para formar la zona dura (52) para la
fijación del haz de fibras no está limitado al aglomerante de
resinas que se ha descrito anteriormente. La zona dura (52) está
formada también por la fusión de una zona periférica externa del
haz de fibras por la aplicación de calor o presión. En vez de la
zona dura, es posible además cubrir el haz de fibras con otro
material. Comparando los dos distintos medios que se han descrito,
el aglomerante es más adecuado que el dispositivo de cubierta por
las razones que se indican a continuación. En el caso de formación
de una zona dura, se pueden llevar a cabo casi al mismo tiempo la
etapa de formación de un haz de fibras y la etapa de hacer atravesar
el aglomerante a través del haz de fibras. En el caso de utilizar
medios de recubrimiento, el proceso de fabricación de un elemento
inductor de tinta se puede complicar porque se debería llevar a
cabo una etapa de recubrimiento del haz con los medios de
recubrimiento, en condiciones tales que las fibras son acumuladas
hasta su recubrimiento de manera regular para conseguir una
resistencia física uniforme.
Es posible utilizar otros métodos de formación de
haces de fibras si sus productos mantienen una dirección de
alimentación de la tinta a lo largo de las fibras y mantienen una
forma del haz de fibras para que pase de manera uniforme la tinta
por el haz a efectos de proporcionar la tinta de manera
constante.
Cada una de las fibras del elemento inductor de
tinta está alineada en una dirección paralela al flujo de la tinta
en el elemento. La presión capilar del haz a formar se ajusta en un
valor más elevado que el del elemento poroso. En este caso, la
fuerza capilar del elemento poroso incluye aquella que tiene lugar
en el caso de que el elemento poroso sea comprimido por el elemento
inductor de tinta.
Por lo tanto, la tinta alcanza rápidamente la
punta del elemento inductor de tinta como resultado natural cuando
el elemento inductor de tinta (47) es presionado sobre el elemento
poroso (37) que está siendo empapado por la tinta. La tinta de la
punta del elemento inductor de tinta no escapa por fugas del mismo
por la formación de un menisco por la fuerza capilar del haz de
fibras.
Es difícil fijar la magnitud de la zona dura en
dirección radial del elemento inductor de tinta porque la zona dura
es formada por permeación del aglomerante a través de la superficie
periférica externa del elemento. No obstante, los inventores
definen una línea límite aproximada entre la zona dura y una zona
interna en la que el aglomerante no penetra por permeación.
Comparando las dos zonas, la tinta pasa por la zona interna más
suavemente que por la zona dura porque los intersticios entre las
fibras de la zona dura están llenos de la resina o similar,
mientras que la otra no se encuentra llena. La zona interna
comprende grandes intersticios con mayores diámetros en comparación
con la de las fibras y pequeños intersticios con diámetros más
pequeños en comparación con el de las fibras. Estos intersticios
están mezclados en la zona interna para permitir la permeación de
la tinta.
La figura 5 muestra una zona conectada entre el
cabezal de impresión por chorros de tinta (2) y el cartucho de
tinta (3).
La superficie de contacto entre el filtro (43)
del cabezal de impresión por chorros de tinta y el elemento de
inducción de tinta (47) del cartucho de tinta (3) debe satisfacer
la condición de que el área de contacto del filtro (43) es más
reducida que la del elemento inductor de tinta (47), tal como se ha
mostrado en la figura 5. Esta condición para la superficie de
contacto está determinada para presionar una zona C del cabezal de
impresión (2) contra la zona interna B del elemento inductor de
tinta (47). La zona C está dispuesta como trayectoria para la tinta
en el cabezal de impresión. De acuerdo con esta construcción, es
posible mantener una situación de contacto a presión uniforme en una
zona correspondiente a un diámetro efectivo del filtro.
Como situación más preferente de contacto a
presión para impedir la reducción de la cantidad de tinta
suministrada, un área total de un extremo de la zona de entrada de
tinta del cabezal de impresión se debe mantener en contacto con la
zona interna B del elemento inductor de tinta para asegurar su
contacto.
Desde un punto de vista práctico, la tinta pasa a
través de la cara de contacto e incluyendo una parte en la que la
zona de entrada de tinta del cabezal de impresión se encuentra en
contacto con la zona dura del elemento de inducción de tinta. No
obstante, es preferible que la cara de contacto C no incluya dicha
zona dura, porque ello afectará las características de realización
de impresión a alta velocidad y otras.
De acuerdo con el grado de tolerancia mecánica,
exactitud de montaje o similares, el filtro del cabezal de
impresión puede ser presionado de manera poco regular contra el haz
de fibras. Para suministrar la tinta al cabezal de impresión de
manera eficaz, no obstante, el haz de fibras y el filtro deben
establecer contacto a presión de manera uniforme uno contra otro sin
formar arrugas en sus extremos en contacto. Por lo tanto, la cara
de contacto entre el filtro y el elemento inductor de tinta necesita
tener suficiente flexibilidad para compensar la tolerancia
mecánica, exactitud de montaje o similar para conseguir una cara de
contacto uniforme. Desde este punto de vista, en comparación con la
zona dura, es preferible presionar el filtro contra la zona interna
para conseguir un suministro estable de la tinta.
Tal como se ha descrito anteriormente, el
elemento inductor de tinta (47) tiene la zona dura con un grosor
aproximado de un milímetro en dirección radial, estando constituida
por permeación del aglomerante a través de la superficie periférica
externa del elemento. Por lo tanto, en este ejemplo comparativo, se
fija la posición de contacto a efectos de separar una superficie
periférica externa del elemento inductor de tinta (47) y una
superficie periférica externa del filtro (43) a una cierta
distancia (es decir, la magnitud de separación en dirección de una
línea normal a la superficie periférica externa del filtro en un
plano) de 0,5 mm o más, preferentemente 1 mm o más, para evitar una
situación de contacto a presión entre el filtro (43) y la zona dura
del elemento inductor de tinta (47). No obstante, desde el punto de
vista experimental de los inventores, es posible separarlos a una
distancia superior a 0,5 mm o por debajo de 1 mm sin perder su
funcionalidad, pero ello provoca un resultado insuficiente en
cuanto a la impresión a alta velocidad por la reducción del diámetro
efectivo del filtro.
De acuerdo con la estructura antes descrita, la
tinta se puede concentrar en la parte de suministro de tinta del
cartucho de tinta en el caso de su separación con respecto al
cabezal de impresión, de manera que el dispositivo de absorción de
tinta adyacente a la parte de suministro de tinta no puede inducir
aire. Por lo tanto, la tinta se puede suministrar suavemente desde
el cartucho de tinta al cabezal de impresión cuando son conectados
nuevamente.
El dispositivo de absorción de tinta tiene una
parte que es deformada por la presión aplicada a través del haz de
fibras, y por lo tanto, no hay necesidad de insertar la parte de
entrada de tinta del cabezal de impresión en el dispositivo de
absorción de la tinta a efectos de deformar una parte del
dispositivo de absorción para concentrar la tinta sobre el mismo.
Solamente se requiere la situación de contacto a presión para el
flujo de tinta que procede del elemento inductor de tinta hacia la
parte de entrada de la misma. Como consecuencia, no se puede
provocar entrada de aire en el área situada alrededor de la zona de
suministro de tinta y esto proporciona a la unidad de impresión con
una trayectoria de tinta adecuada desde el cartucho de tinta al
cabezal de impresión.
En el caso de que se lleve a cabo una impresión a
velocidades relativamente altas, se requiere que la velocidad de
suministro de tinta sea elevada, mientras que el cartucho de tinta
(3) mantiene una cierta presión negativa. Por lo tanto, es
preferible que la resistencia al flujo de la tinta sea la más
reducida posible.
Desde el punto de vista de realización del
suministro de tinta de modo estable en el momento de conectar con
el cabezal de impresión y de impedir fugas de tinta en el momento
de retirar el cabezal de impresión, en este ejemplo comparativo, el
elemento inductor de tinta (47) se ha definido en detalle a
continuación, desde el punto de vista de dos situaciones distintas,
es decir, (i) situación de conexión entre el cabezal de impresión y
el cartucho de tinta, de manera que se debe suministrar
constantemente la suficiente cantidad de tinta al cabezal de
impresión; y (ii) una situación de separación, en la que se deben
impedir fugas de tinta del cartucho de tinta que se ha desmontado.
Por lo tanto, se explicarán las características del elemento
inductor de tinta de manera detallada de acuerdo con las
condiciones que se han descrito anteriormente.
En el caso de desmontar el cabezal de impresión
con respecto al cartucho de tinta, existe la posibilidad de someter
un lado correspondiente a la salida de tinta del elemento inductor
de tinta directamente a la atmósfera externa. Por lo tanto, el
cartucho de tinta debe retener la tinta sin provocar fugas de ésta
cuando su salida de tinta está dirigida hacia abajo o similar. En
este ejemplo comparativo, el elemento inductor de tinta y la esponja
(dispositivo de absorción de tinta) son responsables de mantener la
fuerza de retención de la tinta cuando la tinta es almacenada en el
cartucho de tinta. Es decir, el elemento inductor de tinta y la
esponja tienen que generar por medio de sus fuerzas capilares un
cierto grado de presión negativa que es suficiente para retener la
tinta sin provocar fugas de tinta desde la parte de suministro de la
misma del cartucho de tinta.
Las fuerzas capilares del elemento inductor de
tinta y la esponja se definen con vistas a llevar a cabo un
suministro constante de tinta, tal como se describe más adelante,
considerando una aceleración del flujo de tinta o similar a
efectuar por las condiciones físicas de la tinta, tales como masa de
la tinta y grado de vibración de la tinta durante el movimiento del
cartucho de tinta. Por lo tanto, la fuerza capilar de la esponja
debe encontrarse preferentemente en una gama de 40 mm de columna de
agua o superior, y, por lo tanto, en la presente realización llega
a 50 mm de columna de agua. Por otra parte, la fuerza capilar para
el elemento inductor de tinta debe ser preferentemente de 1,5 veces
mayor que la de la esponja y preferentemente encontrarse dentro de
una gama de valores de 85 mm de columna de agua a 400 mm de columna
de agua.
Con respecto al movimiento del cartucho de tinta,
existe la posibilidad de provocar la aceleración del flujo de
tinta, tal como se ha indicado anteriormente. Por lo tanto, cuanto
mayor es la fuerza capilar del cartucho de tinta, mayor es la
cantidad de tinta que puede ser retenida preferentemente. No
obstante, si es demasiado elevada, se requerirá una presión de
succión elevada en una operación de recuperación de la inyección
para succionar la tinta para que salga del cartucho de tinta. De
acuerdo con ello, un límite superior de la fuerza capilar del
cartucho de tinta debe ser preferentemente de 400 mm de columna de
agua o menos. En la presente realización, la inducción de la tinta
se forma de manera que tenga una fuerza capilar de 200 mm.
De manera alternativa, el elemento inductor de
tinta se define también de la forma siguiente. Las fibras de la
zona interna del elemento inductor de tinta se disponen a efectos
de dejar un espacio constante entre ellas y que tengan una fuerza
de retención de la tinta constante, tal como se indica por la
siguiente ecuación que es resultado de la investigación de los
inventores:
(1)ha \approx
4,2/ds
.....
en la que "ha" significa una
fuerza capilar o milímetros de columna de agua [mmAq] como fuerza
de retención de la tinta del elemento inductor de tinta; y
"ds" significa el promedio de la distancia entre una fibra a la
fibra adyacente en una dirección paralela al plano transversal del
elemento de guía de la
tinta.
Tal como se ha descrito anteriormente, la fuerza
capilar de la esponja debe ser preferentemente de 40 mmAq o
superior mientras que la fuerza capilar del elemento inductor de
tinta "ha" debe ser preferentemente de 200 mmAq o superior a
causa del suministro suave de la tinta desde la esponja al elemento
inductor de tinta. Como consecuencia, el valor de "ds" se
encuentra preferentemente por debajo de 0,05 mm de acuerdo con la
ecuación (1).
Por otra parte, la fuerza capilar se encuentra
preferentemente por debajo de 400 mmAq a causa de la razón
anteriormente descrita. Por lo tanto, el valor de "ds" es
preferentemente superior a 0,01 mm.
El diámetro \Phid de cada una de las fibras del
elemento inductor de tinta debe encontrarse preferentemente en una
gama de valores de 0,01 mm a 0,05 mm porque si es demasiado
pequeño, el haz de fibras es difícil de realizar sin elevados
costes de fabricación, mientras que si es demasiado grande las
fibras no tienen suficiente flexibilidad para establecer contacto
con el filtro del cabezal de impresión.
La densidad N de las fibras del elemento inductor
de tinta debe encontrarse preferentemente en una gama de 100 a
2.500 [números/mm^{2}] de acuerdo con la siguiente ecuación:
(2)ds =
\sqrt{1/N} - d
.....
en la
que
"ds" significa la distancia promedio entre
las fibras que se ha definido anteriormente; "N" significa la
densidad de las fibras [números/mm^{2}]; y "d" significa un
diámetro de las fibras.
La distancia entre las fibras es una distancia
promedio entre las superficies de las fibras. Es decir, la
distancia es medida por utilización de una sección transversal del
haz de fibras en una imagen ampliada y por las etapas de muestreo
de varias fibras (es decir, 30 fibras en el ejemplo comparativo) y
midiendo cada espacio entre una superficie periférica de una fibra y
una superficie periférica de la fibra siguiente.
El diámetro de las fibras se obtiene como
diámetro promedio de las fibras que se obtienen por utilización de
imágenes a mayor escala y por las etapas de muestrear varias
fibras, calcular el diámetro de cada fibra en diferentes puntos, y
realizar el promedio de los datos obtenidos del cálculo.
La longitud axial (es decir, corresponde en
general a la longitud de cada fibra) del elemento inductor de tinta
debe encontrarse preferentemente en una gama de valores de 2 mm a 6
mm. Si el elemento inductor de tinta es demasiado corto, el haz de
fibras puede ser difícil de realizar y algunas de las fibras de la
cara interna del haz salen hacia afuera. Si el elemento inductor de
tinta es demasiado largo, por otra parte, resulta difícil obtener
un suficiente flujo de tinta en condiciones de conexión entre el
cabezal de impresión y el cartucho de tinta.
En el caso en el que el cabezal de impresión está
conectado con el cartucho de tinta, teniendo en consideración el
suministro de tinta desde el cartucho al cabezal, la pérdida de
presión \DeltaP_{f} del flujo de tinta en un punto del elemento
de inducción de tinta con flujo máximo debe ser preferentemente de
20 mmAq o inferior. Este valor corresponde al flujo máximo en las
condiciones de que el cabezal de impresión tiene como mínimo 64
aberturas de inyección. Si la pérdida de carga \DeltaP_{f}
adopta un valor más elevado que dicho valor, las características de
impresión pueden venir afectadas de acuerdo con una diferencia
entre las funciones de impresión. La pérdida de presión
\DeltaP_{f} del conjunto del sistema de suministro de tinta
desde el cartucho de tinta al cabezal de impresión adopta un valor
de 100 mmAq o inferior.
Bajo la condición de que el elemento inductor de
tinta está sometido a una pérdida de presión \DeltaP_{f} dentro
de la gama de valores que se ha descrito, las dimensiones del
elemento inductor de tinta se pueden definir de la manera
siguiente.
La figura 6 es una vista esquemática que muestra
las dimensiones del elemento inductor de tinta según la presente
realización.
La longitud "L" del elemento inductor de
tinta (47) se toma como su dimensión en una dirección paralela a la
del flujo de la tinta con un caudal U [mm/seg]. Un diámetro real De
del elemento inductor de tinta corresponde en general a un diámetro
de la trayectoria de tinta en el elemento inductor. Por lo tanto, el
diámetro real De se expresa por la siguiente ecuación:
(3)De =
\frac{1}{n \cdot d}(D^{2} - nd^{2})
.....
en la
que
"D" significa un diámetro efectivo [mm] de
la trayectoria de tinta, que corresponde a un diámetro de la zona
interna (51); "d" significa el diámetro promedio [mm] de cada
una de las fibras en la zona interna (51); y "n" significa el
número de estas fibras.
La longitud "L" y el diámetro "De" que
se han descrito anteriormente se pueden definir también por la
ecuación de flujo utilizando la pérdida de carga \DeltaP_{f}
descrita anteriormente:
(4)\Delta
P_{f} = K \cdot u \cdot \frac{L}{De^{2}}
.....
en la
que
u = W/S, en la que "S" significa el área en
sección transversal [mm^{2}] de la trayectoria de tinta y
"W" significa el flujo o caudal [mm^{3}/seg] de la corriente
de tinta; y
"K" significa un coeficiente de resistencia
[mmAq\cdotseg] que adopta un valor aproximado de 4,2 x 10^{-3}
(este valor se ha deducido como resultado de los experimentos de
los inventores) en el caso en el que el elemento inductor de tinta
tenga la estructura que se ha descrito anteriormente.
En esta realización, la sección transversal
"W" se encuentra en una gama de valores de 26 [mm^{3}/seg] a
512 [mm^{3}/seg] de acuerdo con las cantidades máxima y mínima de
inyección de tinta por el cabezal en serie.
La longitud "L" se puede fijar de acuerdo
con la definición descrita anteriormente, o con las dimensiones del
cartucho de tinta o la cantidad de tinta a almacenar en la esponja.
Por otra parte, el diámetro "De" puede ser fijado de acuerdo
con la distancia "ds" y el diámetro efectivo "D". El
diámetro efectivo "D" debe preferentemente encontrarse en una
gama de valores de 1 mm a 18 mm de acuerdo con la pérdida de carga
del filtro del cabezal de impresión y el flujo W de tinta que se ha
descrito anteriormente.
De acuerdo con lo anterior, el elemento inductor
de tinta es capaz de adoptar cualquier dimensión estructural con un
límite según la definición realizada anteriormente. No obstante, de
manera general, cualquiera de las partes de un plan detallado para
fabricar el cartucho de tinta incluyendo sus dimensiones, volúmenes
y similares, se determina antes del elemento inductor de tinta. Por
lo tanto, las dimensiones del elemento inductor de tinta se deben
formar de manera que encajen en un espacio limitado en el cartucho
de tinta y asimismo que tengan características requeridas.
La siguiente Tabla 1 indica varias realizaciones
del diseño del elemento inductor de tinta en las condiciones que se
indican. Es decir, dimensiones del elemento inductor de tinta de 6
mm en la longitud "L" y 6 mm de diámetro externo \PhiD'; y
4,8 mm de diámetro efectivo \PhiD sin el grosor del aglomerante,
mientras que las características requeridas del elemento de guía de
la tinta son 200 mm de columna de agua (200 mmAq) de la fuerza de
retención de tinta ha; y 10 mmAq o menos de pérdida de carga
\DeltaP_{f} en 42 mm/seg del caudal W. Además, la distancia
"ds" entre las fibras es de 0,021 desde el "ha" de acuerdo
con la definición que se describe a continuación.
De acuerdo con los resultados indicados en la
Tabla 1, cuando el elemento inductor de tinta está formado por los
diseños (1) y (2), el elemento inductor de tinta resultante se
adaptará a las condiciones descritas anteriormente. La pérdida de
carga \DeltaP_{f} del diseño (1) es menor que la del diseño (2),
siendo, no obstante, preferible utilizar el diseño (2) desde el
punto de vista de ahorro de costes de producto porque el elemento
de acuerdo con el diseño (2) tiene un pequeño número de fibras. Los
diseños (3)-(5) no son preferibles para producir el elemento
inductor de tinta porque la pérdida de carga \DeltaP_{f} para
el caudal máximo de tinta es superior a 10 mmAq, que es un valor
del límite superior de la condición o estado que se ha descrito
anteriormente.
Tal como se ha explicado anteriormente, las
dimensiones del elemento inductor de tinta se deben definir tal
como se han descrito anteriormente para obtener las características
de evitar fugas de tinta durante la situación de separación y
suministro de la tinta suavemente desde el cartucho de tinta al
cabezal de impresión durante la situación de conexión. Puede ser
interesante indicar que estas características no se pueden obtener
solamente por la utilización de los materiales conocidos con
capacidad de absorción de la tinta por su fuerza capilar.
Después de insertar la parte de entrada de tinta
del cabezal de impresión en la parte de suministro de tinta del
cartucho de tinta, el punto importante a observar es que el espacio
entre la parte de suministro de tinta y el punto de contacto a
presión se debe llenar con la tinta y, asimismo, la trayectoria de
tinta se debe aislar con respecto a la atmósfera externa. En este
caso, se puede utilizar generalmente un elemento elástico, tal como
un anillo tórico, para hacer que la parte conectada sea estanca al
aire. No obstante, el aire entra fácilmente en una parte de la
trayectoria de tinta durante el período de la conexión porque la
parte de entrada de tinta empuja el aire al lado interno del
cartucho de tinta. Como consecuencia, en una estructura
convencional, provoca burbujas de aire en la zona de contacto a
presión de la esponja y la resistencia del fluido se incremente
notablemente, con el resultado de que el cabezal de impresión no
puede conseguir la cantidad suficiente de tinta.
Uno de los medios convencionales para solucionar
este problema consiste, por ejemplo, en un mecanismo de válvula que
es responsable de cerrar la trayectoria de tinta cuando se desmonta
el cabezal de impresión. En general, el mecanismo de válvula es
saturado con la tinta para evitar la generación de burbujas de aire
durante el período de nueva conexión del cabezal de impresión con el
cartucho de tinta. Por otra parte, el elemento inductor de tinta de
la presente invención no provoca el problema que se ha descrito
anteriormente.
El elemento inductor de tinta no está limitado a
una forma de columna, sino que es posible también que tenga
diferentes formas para la realización mostrada en las figuras
7A-7D.
Cada uno de los elementos inductores de tinta
mostrados en las figuras 7A-7D está formado de
manera que tenga su propia forma que es apropiada para introducir
la tinta desde la esponja con una resistencia comparativamente
pequeña porque, tal como se ha mostrado en las figuras, un extremo
correspondiente al lado de la esponja del elemento inductor de tinta
tiene la zona interna dotada de un área superficial mayor en
comparación con la del elemento en forma de columna. Por lo tanto,
el elemento inductor de tinta con forma modificada puede tener
contacto a presión con la esponja (37), de forma extensa.
En este punto, es necesario explicar la
resistencia al flujo del cartucho de tinta en relación con su
estructura.
En el caso de llevar a cabo la impresión a alta
velocidad, el cabezal (2) de impresión por chorros de tinta debe
expulsar una elevada cantidad de gotitas de tinta por unidad de
tiempo mientras que el cartucho de tinta debe mantener su presión
negativa en un valor constante para cumplir las exigencias del
cabezal (302). Por lo tanto, la resistencia al flujo en la
trayectoria de tinta se debe rebajar en grado máximo.
Las figuras 8A y 8B muestran una vista en sección
transversal de una unidad de impresión convencional como ejemplo
comparativo adicional, en el que un cartucho de tinta (604) con un
mecanismo de válvula (614) está dispuesto en una parte a conectar
con un cabezal de impresión (602). En estas figuras, la figura 8B
muestra que el cabezal de impresión (602) está separado con respecto
al cartucho de tinta (604), mientras que la figura 8A muestra que
están conectados de manera reversible por dos placas en gancho
(617) que sobresalen de forma paralela desde un extremo del
cartucho de tinta (604) para retener el cabezal de impresión (602)
por inserción en orificios de conexión (no mostrados) constituidos
en el cabezal de impresión (602).
El cabezal de impresión (602) tiene una parte de
entrada de tinta (605) a insertar en una parte (611) de suministro
de tinta del cartucho de tinta (604) y un filtro (603) dispuesto en
un extremo de la parte (605) de entrada de tinta para impedir la
entrada de desperdicios. Tal como se ha mostrado en las figuras, un
anillo tórico (608) está colocado coaxialmente alrededor de la parte
de entrada de tinta (605). El anillo tórico (608) es responsable
del cierre estanco de la trayectoria de tinta con respecto al
exterior.
El cartucho de tinta (604) comprende un elemento
de absorción de tinta (609) que es capaz de retener la tinta en su
interior. La densidad del elemento de absorción de tinta (609) se
puede ajustar para obtener una presión negativa para el suministro
de tinta para el cabezal de impresión por chorros de tinta
(602).
Un filtro de malla (613) queda dispuesto en el
lado de la abertura de suministro de tinta de la trayectoria de
tinta y presiona el elemento de absorción de tinta (609) para
formar una parte comprimida con una elevada densidad en el elemento
de absorción (609). Por lo tanto, la parte comprimida mantiene su
equilibrio para guiar suavemente la tinta desde el elemento de
absorción de tinta al cabezal de impresión.
Por medio del mecanismo de válvula (614) que
actúa en la parte baja del filtro (613) en el cartucho (604), la
tinta no escapa en forma de fugas hacia afuera del cartucho de
tinta (604) cuando el cartucho de tinta es separado del cabezal de
impresión (602).
La figura 9A muestra un circuito de tinta desde
el cartucho de tinta (604) que tiene el mecanismo de válvula, tal
como se han mostrado en las figuras 8A y 8B al cabezal de impresión
(602); y la figura 9B muestra un circuito eléctrico equivalente que
corresponde al circuito de tinta.
En estas figuras, el cabezal de impresión por
chorros de tinta se considera una carga, la presión negativa de la
tinta se considera un voltaje, el caudal de tinta se considera una
corriente, la resistencia al flujo de la tinta se considera la
resistencia del cableado y la resistencia al flujo en el cartucho
de tinta (604) se considera una resistencia interna. Por lo tanto,
la resistencia al flujo se debe disminuir a efectos de suministrar
una gran cantidad de la tinta al cabezal de impresión por chorros
de tinta (602).
La figura 10A muestra la proporción de cada parte
de la resistencia al flujo del cabezal de impresión por chorros de
tinta (602) y el cartucho de tinta (604) que tiene el mecanismo de
válvula mostrado en las figuras 8A y 8B del ejemplo comparativo
adicional. Cada uno de los numerales de referencia se corresponde
con los de las figuras 8A y 8B.
La figura 10B muestra la proporción de cada parte
de la resistencia de flujo del cartucho de tinta (3) del primer
ejemplo comparativo. El cartucho de tinta (3) del primer ejemplo
comparativo no tiene el filtro (613) y el mecanismo de válvula
(614) como el de la realización comparativa. Además, la resistencia
al flujo del elemento inductor de tinta (47) adopta un valor
comparativamente bajo, de manera que el cabezal de impresión (2)
será capaz de recibir una cantidad apropiada de la tinta de forma
constante durante el periodo de impresión a alta velocidad. Cada
uno de los numerales de referencia corresponde al de la figura
3.
Las figuras 11A y 11B muestran una variación de
la capacidad de suministro de tinta al cabezal de impresión en caso
de utilizar el mecanismo de válvula del ejemplo comparativo (figura
11A) o en el caso de utilizar el elemento inductor de tinta del
presente ejemplo (figura 11B).
En estas figuras, la letra "P" representa
una imagen de un dibujo impreso incluyendo líneas y zonas macizas.
Asimismo, la letra "C" representa la zona de líneas de la
imagen mientras que la letra "B" representa la zona maciza de
la misma.
Durante el periodo de reposo del proceso de
impresión, la presión en la trayectoria de tinta se mantiene
aproximadamente en una gama de -60 mmAq a -80 mmAq con respecto a
la de la atmósfera externa por una fuerza capilar que es
responsable de mantener la tinta en el elemento de absorción de
tinta.
De acuerdo con los resultados de la medición en
estado de reposo, el cartucho de tinta que tiene el mecanismo de
válvula se encuentra a una presión aproximada de -60 mmAq (figura
11A), mientras que el cartucho de tinta que tiene el elemento de
inducción de tinta se encuentra a una presión aproximada de -80 mmAq
(figura 11B) con respecto a la presión atmosférica.
Durante el periodo de impresión de un dibujo o
modelo de impresión que incluye una parte que requiere una gran
cantidad de tinta (es decir, una zona maciza), se observa una
pérdida de presión, que se debe a la resistencia al fluido, en el
cartucho de tinta que tiene el mecanismo de válvula que se ha
mostrado en la figura 11A. Por otra parte, el cartucho de tinta de
acuerdo con la presente invención no provoca estos problemas, es
decir, la cantidad de pérdida de presión es extremadamente
reducida, y por lo tanto es adecuado para impresión a elevada
velocidad y similares.
Además, se observará que el cartucho de tinta de
acuerdo con el ejemplo comparativo es capaz de mantener una
excelente fiabilidad a pesar de mantenerse un largo tiempo en
situación de reposo. Dentro de los problemas generales del aparato
de impresión por chorros de tinta convencional, las burbujas de aire
se generan fácilmente en la trayectoria de tinta de la unidad de
impresión por chorros de tinta, después de un largo periodo de
reposo y estas burbujas de aire son responsables de los resultados
poco satisfactorios de la impresión. Es decir, las burbujas de aire
pueden bloquear el flujo de tinta hacia el cabezal de impresión,
con el resultado de que el cabezal de impresión no puede llevar a
cabo la operación de impresión después del largo periodo de reposo.
Si unas pocas burbujas de aire, en general, llenas de vapor
saturado, son introducidas en la trayectoria de tinta durante el
periodo de reposo, el volumen de las burbujas de aire se incrementa
porque el aire entra en la trayectoria de tinta a través de las
paredes diluyendo la cantidad de vapor de agua por la acción de
ósmosis de la atmósfera externa. Para solucionar los problemas antes
mencionados, se ha propuesto el montaje de un temporizador para
contar un periodo de tiempo después del reposo en el cabezal de
impresión por chorros de tinta para posibilitar el contaje del
tiempo. Si el tiempo de funcionamiento es más largo que el periodo
descrito anteriormente, el bombeo se iniciará para eliminar las
burbujas de aire con la tinta.
No obstante, de manera ocasional, las dimensiones
de las burbujas de aire aumentan dentro del periodo que se ha
descrito anteriormente en condiciones ambientales desfavorables,
tales como bajo una temperatura extremadamente elevada y humedad
relativa baja, y las burbujas de aire formadas interrumpen el flujo
de tinta en el cabezal de impresión provocando características
desfavorables de impresión. Especialmente en el caso de que el
mecanismo de válvulas (614) sea impulsado en el momento de conexión
o separación del cabezal de impresión por chorros de tinta (602) y
el cartucho de tinta (601), tal como se ha mostrado en la figura
8A, el aire del exterior puede ser introducido en una determinada
zona de la trayectoria de tinta, que corresponde a la magnitud del
movimiento de la válvula o similar. Por lo tanto, el mecanismo de
válvula funciona en condiciones desfavorables en las condiciones
ambientales que se han descrito.
De acuerdo con la presente invención, por otra
parte, el cartucho de tinta tiene el elemento inductor de tinta con
un área en la que establece contacto la tinta. Por lo tanto, se
puede formar un menisco en la totalidad del área de contacto y éste
será el responsable de impedir la entrada de burbujas de aire en el
momento de la separación del cabezal de impresión y el cartucho de
tinta. De acuerdo con la presente invención, de modo adicional, el
filtro del cabezal de impresión establece contacto a presión
directamente con el elemento inductor de tinta, de manera que el
área posible que permite permeación del aire disminuye en
comparación con la del mecanismo de válvula. Como consecuencia, el
cartucho de tinta de la presente invención hace posible eliminar el
aire en la conexión para impedir la presencia de aire en la parte
conectada o en la trayectoria de tinta.
Realización
2
La figura 12 es una vista en sección transversal
de una segunda realización de la unidad de impresión de acuerdo con
la presente invención. En esta realización, un elemento inductor de
tinta (47) está dispuesto de la misma manera que en el ejemplo
comparativo, excepto que el elemento (47) es capaz de deslizar en
la parte de soporte (41) para establecer contacto con el filtro (43)
del cabezal de impresión (2) en la dirección de la flecha (D). El
elemento inductor de tinta (47) es presionado contra el elemento de
absorción de tinta (37) que es comprimido en la cámara de tinta, y
por lo tanto, el elemento (47) recibe la fuerza de reacción
dirigida hacia la parte de suministro de tinta (39). No obstante,
tal como se ha mostrado en la figura, un borde del elemento
inductor de tinta (47) hace tope contra el tapón (49).
En el caso de insertar la parte de entrada de
tinta (45) del cabezal de impresión (2) en la parte (39) de
suministro de tinta del cartucho de tinta (3), la parte (45) de
entrada de tinta establece contacto con el elemento inductor de
tinta (47). En el caso del ejemplo comparativo (1), la magnitud de
la fuerza de presión de la parte de entrada de tinta contra el
elemento inductor de tinta depende de la relación entre ellos. En
el caso de la realización 2, en la que el elemento inductor de tinta
está dispuesto de forma deslizante, por otra parte, la magnitud de
la fuerza depende de la situación de presión de la parte de entrada
de la tinta hacia adentro del elemento de absorción de tinta y la
distancia de deslizamiento del elemento inductor de tinta al
insertar la parte de entrada de la tinta.
Tomando la estructura que se ha descrito
anteriormente, el filtro y el elemento inductor de tinta establecen
contacto entre sí a presión de manera estable, en el caso de que el
elemento inductor de tinta está diseñado y terminado
comparativamente con dimensiones no apropiadas en una estructura
longitudinal porque estos errores dimensionales se pueden compensar
por el deslizamiento del elemento inductor de tinta.
Por lo tanto, cuando el elemento inductor de
tinta (47) está fijado sin provocar ningún movimiento de
deslizamiento, existe la posibilidad de que el flujo de tinta a lo
largo de la trayectoria de tinta se interrumpa por intersticios
entre la parte de entrada de tinta y el elemento inductor de tinta,
que están constituidos por la conexión imperfecta entre ellos
debido a los problemas estructurales del elemento inductor de
tinta, tal como superficie regular del extremo y longitud reducida
de acuerdo con la poca precisión del proceso de fabricación. En el
caso de que el elemento inductor de tinta está formado con exceso
de longitud, por otra parte, se produce una sobrepresión de la parte
de entrada de tinta con respecto al elemento inductor de tinta, de
manera que las fibras en el elemento inductor de tinta se deforman
y constituyen un área local por la que no puede pasar la tinta.
Como resultado de ello, existe la posibilidad de que el cabezal de
impresión reciba un suministro insuficiente o poco constante de
tinta.
De acuerdo con el mecanismo de deslizamiento del
elemento inductor de tinta, por lo tanto, es posible conseguir un
estado de contacto a presión estable y asimismo es posible impedir
la entrada de aire durante el periodo de conexión en el caso de
fijación y liberación del cartucho de tinta al cabezal de impresión
de manera repetida. Además, el coste del producto se puede disminuir
porque estos errores dimensionales se pueden compensar al hacer
deslizar el elemento inductor de tinta, y por lo tanto no hay
necesidad de fabricar con precisión el elemento inductor de
tinta.
El elemento inductor de tinta se debe disponer de
forma que deslice, como mínimo, 0,1 mm o más (es decir, un límite
más bajo de la distancia de deslizamiento) porque el filtro puede
ser situado en contacto con el elemento inductor de tinta al
cambiar la forma de la cara de contacto de este último al cambiar
la magnitud de la presión a aplicar sobre el mismo.
No obstante, la deformación elástica provoca
ciertos problemas. Cuando el filtro está siendo presionado contra
el elemento inductor de tinta durante un tiempo prolongado (es
decir, algunos meses o varios años), la superficie de contracción
del elemento inductor de tinta con respecto al filtro puede
deformarse gradualmente (es decir, deformación plástica) y se puede
reducir gradualmente la fuerza que tiende a empujar el filtro para
su separción (es decir, fuerza de repulsión). Como consecuencia, el
filtro y el elemento inductor de tinta no ejercen fuerzas uniformes
entre sí y las fuerzas de contracción de los mismos son poco
satisfactorias, de manera que puede entrar aire en la trayectoria de
la tinta, lo que interrumpe el flujo de la tinta hacia el cabezal
de impresión. Como resultado la situación de inyección de tinta del
cabezal de impresión se hace desfavorable.
Para resolver el fenómeno de deformación
progresiva ("creeping") que se ha descrito anteriormente, el
elemento inductor de tinta está soportado con capacidad de
deslizamiento en el cartucho de tinta y es presionado contra el
filtro al recibir fuerza como repulsión de la esponja situada en el
cartucho de tinta.
Por lo tanto, el elemento inductor de tinta debe
tener una distancia de deslizamiento mínima de 0,1 mm o más en el
cartucho de tinta para obtener la presión requerida de 5 g/mm^{2}
(valor experimental) en el punto de contacto a presión. Se debe
observar que una distancia de deslizamiento de 0,1 mm como mínimo o
superior es una situación preferible desde el punto de vista de
realizar la corrección de errores de medición en la fabricación del
cartucho de tinta o del elemento inductor o de introducción de
tinta.
Un límite superior de la distancia de
deslizamiento del elemento inductor de tinta es de 3 mm o menos,
preferentemente 2 mm o menos, y más preferentemente un milímetro o
menos. Además, el elemento de absorción de tinta tiene su propio
módulo elástico distinto del que corresponde al elemento inductor de
tinta, pero también se deforma elásticamente. Por lo tanto, el
límite superior de la distancia de deslizamiento del elemento de
absorción de tinta es de 3 mm o menos, preferentemente 2 mm o
menos, y más preferentemente 1 mm o menos desde el punto de vista
de impedir el fenómeno de deformación progresiva ("creep") en
el que la fuerza que tiende a empujar al elemento inductor de tinta
a separarse se reduce gradualmente de la misma forma que para el
elemento inductor de tinta.
En el caso de utilizar otro tipo de elemento de
absorción de tinta caracterizado por su bajo grado de compresión y
su bajo módulo elástico, el elemento inductor de tinta es insertado
a presión en el elemento de absorción de la tinta de modo general,
siendo en este caso un límite más bajo de su distancia de
deslizamiento determinado también de acuerdo con la magnitud de la
fuerza a aplicar desde el elemento inductor de tinta al elemento de
absorción de la misma.
El término de "inserción a presión" se puede
definir como la aplicación de una fuerza superior a la del estado
de contacto a presión, de manera que el elemento inductor de tinta
es presionado contra el elemento de absorción de tinta. Es decir,
el elemento inductor de tinta es empujado hacia adentro del elemento
de absorción de tinta para conseguir un contacto íntimo con el
mismo.
Tal como se ha descrito anteriormente, el filtro
de la parte de entrada de tinta del cabezal de impresión y el
elemento de inducción de tinta de tipo deslizante pueden establecer
un contacto más perfecto entre sí en comparación con el tipo fijo
porque el elemento de inducción de tinta es capaz de deslizar según
una dirección de inserción de la parte de entrada de tinta en el
cartucho de tinta para acoplarse preferentemente uno en el otro.
Como consecuencia, la trayectoria de la tinta se puede constituir
más perfectamente desde el cartucho de tinta al cabezal de
impresión y, por lo tanto, es difícil hacer que el aire entre en la
trayectoria de la tinta y no se puede reducir la cantidad de tinta
suministrada. De acuerdo con ello, se pueden conseguir elevadas
calidades en la impresión.
Para conseguir un contacto apropiado entre el
filtro del cabezal de impresión y el elemento inductor de tinta, es
preferible que el elemento inductor de tinta tenga un cierto grado
de comportamiento elástico, es decir, una cierta respuesta
dimensional reversible frente a los esfuerzos que corresponden a la
fuerza para desplazar una varilla (1 mm^{2} en una sección
transversal) 1 mm en dirección inversa, que se encuentra en una
gama de valores de 100 gf/mm^{3} a 500 gf/mm^{3}.
Además, se observará que el cartucho de tinta de
la presente realización produce además resultados satisfactorios en
el suministro de tinta después de la nueva conexión con el cabezal
de impresión a causa de su estructura. Es decir, el elemento
inductor de tinta se encuentra en el estado de contacto a presión
con la esponja en todo momento para satisfacer la exigencia de que
el área de salida de tinta de la esponja del cartucho de tinta se
encuentre en estado de compresión por algún elemento en todo
momento, en el caso de desmontar el cabezal de impresión. Por otra
parte, el dispositivo de impresión que tiene la estructura de
compresión de la esponja del cartucho de tinta directamente por el
cabezal de impresión, no puede mantener la fuerza de compresión
contra la esponja en estado de desmontaje y el aire puede ser
introducido en la esponja en el momento de volver a conectar el
cabezal de impresión con el cartucho de tinta.
De acuerdo con la estructura del cartucho de
tinta de la presente realización, tal como se ha mostrado en la
figura 12, la esponja es comprimida y es soportada en el cartucho
de tinta por la pared interna del mismo. No obstante, un lateral de
salida de tinta de la esponja recibe contacto a presión por el
elemento inductor de tinta con una fuerza de compresión más elevada
en comparación con la de la pared interna. El punto de contacto a
presión es la parte más deformada de la esponja y, por lo tanto, la
tinta de la esponja tiende a concentrarse en el punto de contacto
a
presión.
presión.
En el caso de utilizar la esponja con un grado
relativamente bajo de compresión en el cartucho o con un módulo
elástico relativamente pequeño, es preferible insertar a presión el
elemento inductor de tinta en la esponja para asegurar la
deformación que se ha mencionado anteriormente a efectos de
concentrar la tinta sobre el punto de inserción a presión.
El término "inerte a la presión" se puede
definir como la aplicación de una fuerza superior a la del estado
de contacto a presión.
Como substituto del elemento inductor de tinta,
se puede adoptar, desde luego, la estructura que no se ha
reivindicado y que se ha mostrado en la figura 13, en la que un
filtro (38) recibe contacto a presión con el elemento de absorción
de tinta (37).
De manera más específica, los inventores de la
presente invención designan no solamente la estructura antes
mencionada en la que la tinta retenida en el elemento de absorción
de tinta está centrada sobre el lado de suministro de la tinta,
sino también la estructura que se ha mostrado en la figura 13. En
esta estructura que no se ha reivindicado, el filtro (38) de la
parte de conexión (parte de suministro de la tinta) (39) es montado
a presión en el elemento de absorción de tinta (37), de manera que
la tinta está centrada siempre sobre la parte (39) de suministro de
la tinta.
No obstante, los inventores han descubierto
gracias a un experimento que el dispositivo para chorros de tinta
que tiene esta estructura, tiene los siguientes problemas.
Tal como se ha mostrado en la figura 13, la
trayectoria (36) para la tinta está aislada de la atmósfera externa
por cierre estanco de la parte conectada por medio del anillo
tórico (35) durante el período de conexión del cabezal de impresión
(2) con el cartucho de tinta (3). En el momento de insertar la parte
(45) de entrada de tinta en la parte (39) de suministro de la
tinta, el anillo tórico presiona el aire de la parte interna
constituida como parte de la trayectoria de tinta (36) hacia el
filtro de malla (38). Por lo tanto, el aire se desplaza hacia el
filtro de malla (38) y a continuación entra en dicho filtro de
malla (38). En el filtro de malla (38), el aire permanece en forma
de burbujas de aire e interrumpe la trayectoria de tinta o se
dispersa hacia adentro de la esponja (37) (en la figura, se ha
indicado por flechas y la letra (A)). Como resultado, la tinta se
suministra en malas condiciones desde el cartucho para tinta (3) al
cabezal de impresión (2) y deteriora la calidad de la
impresión.
Este tipo de problemas se puede solucionar de
manera efectiva por la utilización del elemento inductor de tinta
de la presente invención. Es decir, el elemento inductor de tinta
interrumpe el movimiento del aire a presionar en el lado de
absorción de tinta en el cartucho de tinta por la fuerza capilar
comparativamente fuerte del elemento inductor de tinta.
No obstante, es preferible formar el cartucho de
tinta tal como se describe a continuación para interrumpir de
manera más perfecta la entrada de aire.
Realización
3
Un dispositivo de impresión por chorros de tinta
según la presente realización de acuerdo con la presente invención,
se explicará en detalle haciendo referencia a las figuras
14A-14C.
El dispositivo de impresión por chorros de tinta
de la presente realización es el mismo que se ha descrito en la
realización 2, excepto que se forma una trayectoria de comunicación
de aire en el cartucho para chorros de tinta a efectos de impedir
la formación de una capa de aire tal como se ha descrito
anteriormente, de modo más perfecto.
Las figuras 14A-14C son vistas en
sección transversal del dispositivo de impresión por chorros de
tinta en las que la figura 14A muestra que el cabezal de impresión
(2) está desmontado del cartucho de tinta (3); la figura 14B
muestra que están conectadas entre sí; y la figura 14C es una vista
parcial en la dirección de la línea (C-C') de la
figura 14B.
El elemento (47) inductor de tinta es colocado
entre una abertura (es decir, una salida de tinta) (391) formada en
la cara frontal del cartucho de tinta (3) y una esponja (es decir,
un elemento poroso) (37) dispuesto en el lado interno del cartucho
de tinta (3). El elemento inductor de tinta (47) está soportado por
una zona de soporte (41) que está constituida por la parte de
esponja de la superficie periférica interna de la parte de
suministro de tinta (39). Tal como se ha mostrado en la figura,
aproximadamente la mitad del elemento inductor de tinta (47) está
soportada por la zona de soporte (41) en una superficie periférica
del elemento (47) a lo largo de su dirección axial.
Por otra parte, la zona restante de la superficie
periférica está expuesta al aire del cartucho de tinta (3). Es
decir, solamente un extremo del elemento inductor de tinta (47)
establece contacto con la esponja (37), mientras que el otro
extremo es un extremo libre expuesto a la atmósfera externa a través
de la salida de tinta (39) del cartucho de tinta (3). Además, un
borde del extremo libre del elemento inductor de tinta (47) está
soportado por una placa de soporte (49) que está dispuesta en la
superficie periférica interna del límite existente entre la zona de
soporte (49) y la salida de tinta (391) y que sobresale de forma
diametral y, por lo tanto, el elemento inductor de tinta (47) no
puede sobresalir de la salida de tinta.
En la superficie periférica interna de la zona de
soporte (41) están constituidas unas ranuras (42) a lo largo de la
dirección de suministro de tinta. Estas ranuras (42) están
dispuestas como trayectorias de comunicación de aire entre el
elemento inductor de tinta (47) y la zona de soporte (41). Además,
la cara interna del cartucho de tinta tiene una serie de salientes
(nervios) (3a) en disposición alargada en la dirección de
suministro de la tinta. Por lo tanto, la esponja (37) está soportada
por estos nervios (3a), de manera que el espacio entre la esponja
(37) y la pared interna del cartucho de tinta (3) está formado a
efectos de comunicar con las ranuras (42).
Además, una abertura (48) de comunicación con el
aire está constituida en la pared lateral posterior del cartucho de
tinta (3), comunicando a través de la misma las trayectorias de
aire (42) y el espacio descrito anteriormente con la atmósfera
externa.
Por lo tanto, durante el período de conexión del
cabezal de impresión (2) y del cartucho de tinta (3), en el caso de
que la zona de entrada de tinta del cabezal de impresión (2) sea
presionada contra el elemento inductor de tinta (47), el espacio de
aire entre el elemento inductor de tinta (47) y el punto conectado
es presionado contra el elemento inductor de tinta (47).
En este caso, no obstante, el aire puede escapar
al exterior del cartucho de tinta (3) al pasar a través de la
trayectoria de comunicación de aire constituida por las ranuras
(42), el espacio descrito anteriormente y la abertura de
comunicación con el aire (48). Asimismo, se observará que el aire no
se puede introducir en el elemento inductor de tinta (47) porque la
tinta es introducida desde la esponja (37) al extremo del cabezal
de impresión (2) por la fuerza capilar del elemento inductor de
tinta (37). Se observará también que la tinta, las burbujas de aire,
así como una mezcla de los mismos o similares no pueden entrar en
la trayectoria de tinta o en el elemento inductor de tinta al pasar
o penetrar a través de la superficie periférica externa del elemento
inductor de tinta porque el elemento tiene una zona endurecida por
la resina aglomerante u otro elemento similar.
Además, en el momento de separación del cabezal
de impresión (2) y del cartucho de tinta (3), el elemento inductor
de tinta (47) es liberado de la presión de compresión de la parte
de entrada del cabezal de impresión (2) y a continuación se
desplaza hacia la abertura (391) del cartucho de tinta por
estabilidad de la esponja (37), que es la fuerza de restablecer el
estado original. En el cartucho de tinta (3), tal como se ha
mostrado en la figura, se ha formado un medio de soporte (49) en
forma de una placa a efectos de quedar dispuesto en la superficie
periférica interna del límite entre la zona de soporte (41) y la
abertura (391) de salida de la tinta, pero también sobresale en
dirección diametral y, por lo tanto, el elemento inductor de tinta
(47) no puede sobresalir desde la abertura (391) porque el elemento
inductor de tinta (47) llega a establecer tope contra el medio de
soporte (49) y un borde del extremo de la cabecera del elemento
inductor de tinta (47) establece contacto a presión de manera
uniforme con el medio de soporte (49).
Como consecuencia, el aire no puede entrar en el
cartucho de tinta (2) a través de la abertura. Se observará que la
esponja (37) establece contacto a presión con el elemento inductor
de tinta (47) aunque el cabezal de impresión (2) y el cartucho de
tinta (3) se encuentren separados, de manera que no existe
posibilidad de formar una capa de aire entre sus caras en
contacto.
De acuerdo con lo anterior, el cartucho de tinta
(3) de la presente realización está construido a efectos de liberar
el aire desde la parte de suministro de tinta hacia el exterior
mediante el espacio interno del cartucho de tinta (3) por medio de
la abertura de comunicación de aire (48) y la trayectoria de aire
(42) formadas entre el elemento inductor de tinta (47) y la zona de
soporte (41), mientras que el elemento inductor de tinta (47)
establece contacto a presión con la esponja (37). Por lo tanto, el
cartucho de tinta (3) de la presente realización permite que el
aire pueda entrar y salir del mismo sin control alguno aunque su
presión interna aumente o disminuya con respecto a la presión
atmosférica externa.
Por lo tanto, el cartucho de tinta (3) de la
presente realización no provoca problemas tales como fugas de tinta
desde la abertura o zona conectada, y penetración de la tinta en la
trayectoria de la misma. Asimismo el cartucho de tinta (3) de la
presente realización es capaz de introducir el aire desde el
exterior de acuerdo con la disminución en la cantidad de tinta por
consumo de la misma.
Realización
4
Un dispositivo de impresión según la presente
invención es igual que el de las realizaciones 2 ó 3, excepto que
como sustituto para las ranuras (42) formadas en la zona de soporte
(41) del cartucho de tinta, la presente realización tiene una
trayectoria de aire en una superficie periférica del elemento
inductor de tinta.
La figura 15 es una vista en sección del elemento
inductor de tinta a utilizar en la unidad de impresión de la
presente realización.
El elemento inductor de tinta está compuesto por
una zona interna (51), una zona de unión (52) y una serie de
ranuras (42). Cada una de las ranuras (42) está constituida en una
superficie periférica del elemento. La ranura (42) puede ser
formada fácilmente por presión de la superficie periférica de un haz
de fibras durante las etapas de preparación del haz.
De acuerdo con lo anterior, este tipo de
estructura es preferible para conseguir un cartucho de tinta más
económico en comparación con el de otras realizaciones porque se
puede procesar con facilidad desde el punto de vista de
simplificación del proceso, y también desde el punto de vista de
mejorar la precisión del proceso. Por otra parte, en el caso de un
cartucho de tinta con ranuras en la zona de soporte de su cara
interna, el corte o mecanización de la zona de soporte es
comparativamente más difícil.
Realización
5
La figura 16 muestra una unidad de impresión por
chorros de tinta como otra realización de la presente invención, en
la que el cartucho de tinta tiene la misma estructura que en las
realizaciones 2-4, excepto que se forman en la misma
dos rutas de aire distintas.
La primera ruta de aire es la misma que la de la
realización 3. Es decir, la primera trayectoria de aire está
compuesta de los elementos siguientes: una primera zona separada
constituida por una serie de salientes (3a) (es decir, nervios)
sobre la pared interna del cartucho de tinta (3), que comunica con
la atmósfera externa a través de la abertura de comunicación con el
aire (48); una segunda zona separada constituida por las ranuras
(42) entre el elemento inductor de tinta (47) y la superficie de la
zona de soporte (41).
La segunda trayectoria de aire está compuesta por
una zona separada (es decir, una tercera zona separada) formada,
como mínimo, por una abertura de comunicación con el aire (81) (en
la figura, se han mostrado dos aberturas) abiertas en la cara
frontal dirigida hacia el cabezal de impresión. La abertura de
comunicación con el aire (81) conduce a una parte de la zona (39) de
suministro de tinta, en la que está insertada la pieza (45) de
entrada de tinta del cabezal de impresión (2).
En el momento de la conexión del cabezal de
impresión (2) con el cartucho de tinta (3), una superficie
periférica externa de la parte de entrada de tinta (45) del cabezal
de impresión (2) entra en contacto con una superficie periférica
interna correspondiente de la zona de suministro de tinta (39) del
cartucho de tinta (3). En este momento, asimismo, los salientes (82)
del cabezal de impresión (2) cierran las aberturas (81) de
comunicación con el aire del cartucho de tinta (3).
Por lo tanto, en aquel momento, el aire
presionado contra el elemento inductor de tinta (47) por la parte
de entrada de tinta (45) del cabezal de impresión (2) puede escapar
hacia la atmósfera externa a través de la primera y segundas
trayectorias o rutas de comunicación con el aire. Se observará que
el aire no puede entrar en el elemento inductor de tinta (47) y,
asimismo, que la tinta no puede salir del elemento inductor de
tinta (47) hacia las trayectorias de aire porque la superficie
periférica del elemento inductor de tinta (47) está endurecida por
el elemento de unión.
Además, de acuerdo con la estructura que se ha
descrito, la segunda trayectoria de aire se encuentra en la
situación de comunicación con la atmósfera externa hasta que el
cabezal de impresión está conectado por completo con el cartucho de
tinta. Después de la conexión, por otra parte, la segunda
trayectoria de aire está bien cerrada por el saliente para
estanqueizar perfectamente la parte conectada entre el cabezal de
impresión y el cartucho de tinta.
El cartucho de tinta que se ha descrito
anteriormente tiene dos trayectorias de aire distintas pero no está
limitado a ello, siendo posible utilizar el cartucho de tinta
solamente con la segunda trayectoria si es suficiente para el escape
del aire hacia la atmósfera exterior.
Además, la segunda trayectoria de aire puede ser
constituida en el cartucho de tinta en el tipo de presionado de la
esponja por medio del filtro sin el mecanismo de válvula
convencional, o bien el elemento inductor de tinta de la presente
invención. Consigue un suministro de tinta estable desde el cartucho
de tinta al cabezal de impresión al impedir la generación de
burbujas de aire en el punto de contacto a presión entre el filtro y
la esponja. Otro ejemplo comparativo adicional de dicho cartucho de
tinta es el que se muestra en las figuras 17A-17C.
En estas figuras, la figura 17A muestra la situación que tiene
lugar antes de la conexión, en la que el cabezal de impresión (2)
está desmontado con respecto al cartucho de tinta (3); la figura
17B muestra la situación de escape del aire en la conexión; y la
figura 17C muestra la situación después de la conexión.
De acuerdo con la estructura mostrada en las
figuras 17A-17C, no reivindicada, como
consecuencia, el aire puede escapar desde la parte de suministro de
tinta (39) a la atmósfera exterior. No obstante, los inventores
recomiendan el cartucho de tinta que tiene el elemento inductor de
tinta para suministrar la tinta más estable en comparación con el
que tiene el filtro en vez del elemento inductor de tinta.
En comparación con la realización 2, los
cartuchos de tinta que tienen las trayectorias de tinta descritas
en las realizaciones 3-5 resisten condiciones
ambientales desfavorables, tales como una distribución en la que se
lleva a cabo el posicionado o colocación del cartucho de tinta en
una amplia área.
Durante la distribución, de modo general, el
cartucho de tinta está embalado en el embalaje mostrado en las
figuras 18A-18C. Las figuras 18A y 18B son vistas
desde un extremo y desde un lateral del cartucho de tinta dentro
del embalaje, respectivamente. La figura 18C es una vista lateral
en sección del cartucho de tinta en el embalaje para explicar la
situación de mantenimiento seguro del mismo.
El embalaje (1625) es una bolsa cerrada de forma
estanca térmicamente de un laminado de aluminio para impedir la
evaporación de la tinta durante la distribución o almacenamiento
del cartucho de tinta durante un periodo de tiempo prolongado.
En el embalaje (1625), una abertura (391) (es
decir, una salida de tinta) del cartucho de tinta (3) está cerrada
de forma estanca por medio de una cinta adhesiva de estanqueidad
(1626) para impedir las fugas de cinta del cartucho en condiciones
ambientales desfavorables durante la distribución. La cinta adhesiva
de estanqueidad (1626) está pegada sobre el cartucho de tinta (3)
por medio de fusión térmica, pero se separan fácilmente cuando se
utiliza el cartucho (3).
La cinta adhesiva de estanqueidad (1626) es
preparada a partir de un material, tal como polietileno, nilón,
poliéter, lámina de aluminio, y mezclas de los mismos. También es
posible utilizar una película de un laminado complejo como material
para la cinta de estanqueidad (1626).
Además, es preferible utilizar el mismo material
que para el cartucho de tinta (3) para obtener un buen contacto en
el punto de fusión entre la cinta de estanqueidad y el cartucho de
tinta.
La cinta adhesiva de estanqueidad (1626)
utilizada en las realizaciones de la presente invención es un
conjunto de capas laminadas de polipropileno, aluminio, y poliéster
de acuerdo con el material a realizar a base de polipropileno. Una
esterilla (1627) para la absorción de la tinta que escapa por fugas
es colocada entre la cinta adhesiva de estanqueidad (1626) y el
elemento inductor de tinta (47). Un extremo de la esterilla (1627)
está adherido a la cinta adhesiva de estanqueidad (1626) por medio
de fusión térmica.
La esterilla de absorción de tinta (1627) está
dispuesta para absorber la tinta que ha escapado por fugas del
elemento inductor de tinta (47) para impedir la dispersión de una
pequeña cantidad de la tinta que ha escapado por fugas en el
momento en que la cinta adhesiva de estanqueidad es retirada del
cartucho de tinta.
Un material para la esterilla de absorción de
tinta (1627) puede ser seleccionado entre cualquiera que tenga las
características de absorción y mantenimiento de la tinta, por
ejemplo resinas expandidas, tales como PVA (alcohol polivinílico),
polipropileno, poliéster, polietileno, poliuretano, y nilón; y
materiales en forma de fibras, tales como papel y telas.
En la presente realización se utiliza una resina
expandida de polipropileno para la esterilla de absorción de tinta
(1627), que se funde de manera adecuada a la cinta de estanqueidad
(1626) por medio de calor. De acuerdo con el embalaje y la cinta
adhesiva de estanqueidad que se han descrito, los cartuchos de tinta
de las realizaciones 2-4 se pueden mantener de
forma segura durante la distribución.
Además, existe la posibilidad de incrementar de
manera extrema la temperatura circundante o disminuir de manera
extrema la presión ambiente durante la distribución del cartucho de
tinta. Estos cambios ambientales afectan en algunos casos el estado
interno del cartucho de tinta con independencia de la existencia
del embalaje. Estos estados del cartucho de tinta se explican a
continuación haciendo referencia a las figuras
19A-19D.
En estas figuras, la figura 19A muestra la
situación en el momento de colocación del cartucho de tinta en una
atmósfera de temperatura elevada; la figura 19B muestra la
situación en la que el cartucho de tinta es mantenido en la
atmósfera a elevada temperatura; la figura 19C muestra la situación
en el momento de colocación del cartucho de tinta en una atmósfera
a temperatura ambiente después de la situación de la figura 19B; y
la figura 19D muestra la situación de retirar la cinta adhesiva de
estanqueidad del cartucho de tinta después de la situación de la
figura 19C.
En el caso de que el medio ambiente circundante
del cartucho de tinta efectúe cambios, tal como se ha mostrado en
la figura 19A, la presión en el espacio (1628) entre la cinta
adhesiva de estanqueidad (1626) y el elemento inductor de tinta
(47) se incrementa y es superior que el de la atmósfera externa del
cartucho de tinta, resultando ello en que el aire del cartucho de
tinta (3) intenta escapar a la atmósfera externa.
En la estructura tal que el elemento inductor de
tinta (47) se encuentra en contacto íntimo con la zona de soporte
(41) o el espacio estrecho intermedio o el aire que comunica a
través del espacio existente entre el elemento inductor de tinta
(47) y la zona de soporte (41) queda impedido por medio de la
tensión superficial provocada por la tinta, el aire llega al
elemento inductor de tinta y presiona la tinta hacia la dirección
hacia atrás.
La tinta presionada es sometida siempre a la
fuerza capilar que presiona el aire hacia la cara frontal del
elemento inductor de tinta (47) tal como se ha mostrado en la
figura 19C, con el resultado de que el aire escapa gradualmente del
espacio entre el elemento inductor de tinta (47) y el elemento de
soporte (41), y finalmente la presión del espacio (1628) queda
igualada a la presión de la atmósfera externa.
Cuando la temperatura ambiente y la presión
atmosférica vuelven a estado normal, se genera la fuerza de
introducción de aire en el espacio y a continuación la fuerza actúa
sobre la tinta del elemento de absorción (37) del material poroso,
reteniendo la tinta. De acuerdo con ello, la tinta escapa por fugas
desde el elemento inductor de tinta (47).
En general, la tinta que ha escapado por fugas
puede ser absorbida con rapidez por la esterilla de tinta. No
obstante, una cierta cantidad de la tinta puede permanecer en el
espacio (1628) en el caso de que el cartucho de tinta es colocado
en un ambiente en condiciones severas, de manera que la cantidad de
tinta que escapa por fugas es superior a la capacidad de absorción
de la esterilla de tinta.
En este caso, tal como se ha mostrado en la
figura 19D, la tinta forma gotitas en el aire y ensucia las
inmediaciones cuando el usuario retira la cinta adhesiva de
estanqueidad de la parte de salida de tinta del cartucho de
tinta.
Las figuras 20A-20D muestran
vistas del cartucho de tinta de la realización 3, en la que se ha
formado una trayectoria de aire (42) a efectos de mejorar las
condiciones mostradas en las figuras 19A-19D.
La figura 20A muestra la situación en el momento
de colocar el cartucho de tinta en una atmósfera a alta
temperatura; la figura 20B muestra la situación en la que el
cartucho de tinta es mantenido en la atmósfera a elevada
temperatura; la figura 20C muestra la situación en el momento de
colocar el cartucho de tinta en la atmósfera de un recinto a
temperatura ambiente después de la situación de la figura 20B; y la
figura 20D es la situación en la que se retira la cinta adhesiva de
estanqueidad del cartucho de tinta después de la situación de la
figura 20C.
El cartucho de tinta está diseñado de una forma
nueva a efectos de que escape el aire del espacio (1628) a la
atmósfera exterior a través de la trayectoria de aire (42) y de una
parte interna del cartucho de tinta. La trayectoria de aire (42)
está formada entre el elemento inductor de tinta (47) para
suministrar la tinta y la zona de soporte (41) destinada a soportar
dicho elemento inductor de tinta (47).
Tal como se puede comprender fácilmente de la
descripción anterior, la comunicación de aire entre el espacio que
se ha descrito anteriormente y la atmósfera externa se realiza sin
restricción alguna, con independencia de incrementar o disminuir la
presión relativa del aire en el espacio a la presión de la
atmósfera externa. Como consecuencia, las fugas de tinta que se han
mostrado en la figura 19D se impide que ocurran en el cartucho de
tinta y de este modo el cartucho de la presente invención presenta
fiabilidad en la distribución.
Los cartuchos de tinta de las realizaciones
1-5 tienen las nuevas estructuras, mediante las
cuales se pueden demostrar sus excelentes características en el
aparato de impresión por chorros de tinta que se podrá diseñar como
aparato de pequeñas dimensiones.
Realización
6
En esta realización, se explicará a continuación
un ejemplo de dimensiones concretas del cartucho de tinta.
Las figuras 21A-21D muestran el
aspecto externo del cartucho de tinta. En estas figuras, la figura
21A es una vista en planta, la figura 21B es una vista lateral, la
figura 21C es una vista desde el lado de salida de la tinta y la
figura 21D es una vista desde el lado de la abertura de comunicación
con el aire.
Además, las figuras 22A, 23B, 23C, y 22D son
vistas en sección según la línea de corte A-A de la
figura 21A, B-B de la figura 21B,
C-C de la figura 21B, y D-D de la
figura 21B, respectivamente.
En esta realización, la zona de soporte (41) para
soportar el elemento inductor de tinta tiene un diámetro de 6,85
mm.
Es preferible adaptar la estructura en la que el
elemento inductor de tinta está situado en la zona central de un
plano que constituye una sección transversal perpendicular a la
dirección de suministro de tinta desde el cartucho de tinta. De
acuerdo con ello el elemento inductor de tinta puede establecer
contacto a presión en una parte central del elemento de absorción
de tinta.
Por utilización de la estructura antes
mencionada, la tinta puede ser desplazada de manera uniforme hacia
el elemento inductor de tinta cuando éste provoca la entrada de la
tinta almacenada en el elemento de absorción de la misma.
Como resultado, la tinta restante en el elemento
de absorción de tinta se distribuye de manera uniforme, por lo
tanto, la tinta se puede suministrar de manera constante al cabezal
de impresión durante el periodo de suministro de la tinta
dependiendo del consumo de la misma, y además la eficacia del
suministro de tinta se puede mejorar.
En esta realización, la zona central del cartucho
de tinta y la zona central del elemento de absorción de tinta
coinciden entre sí, pero no están limitadas a esta configuración.
Por ejemplo, en el caso de que estas zonas no coincidan entre sí,
el elemento inductor de tinta puede establecer contacto a presión
con la zona central del elemento de absorción de tinta obteniendo
los mismos efectos que en la presente realización.
La figura 23 muestra una configuración detallada
del elemento inductor de tinta (47) con un diámetro de 6,8 mm en
una forma que no es circular, sino que es forma de elipse.
En comparación con la forma circular, la ventaja
de una forma elíptica del elemento inductor de tinta es que resulta
más difícil de desprenderse de la zona de soporte (41).
En esta realización, cada una de las fibras del
elemento inductor (47) está realizada en fibra de poliéster con un
diámetro de 0,3 mm. Asimismo se puede utilizar poliuretano de
poliesterpoliol como elemento de unión para preparar un haz de
fibras.
La figura 24 es una vista en sección transversal
del cabezal de impresión (2) y del cartucho de tinta (3), que ya se
han mostrado en las figuras 21A-21D y figuras
22A-22D, para explicar su relación de conexión que
se mantiene por el mecanismo de conexión (37).
La figura 25 muestra la posición de contacto
entre el filtro de la zona de entrada de tinta y el elemento
inductor de tinta de acuerdo con la presente realización. La
presente realización una superficie periférica exterior de la parte
(45) de entrada de tinta está posicionada como zona endurecida A,
mientras que el área C de formación de trayectoria de tinta está
dispuesta en una zona interna B del elemento inductor de tinta.
Tal como se ha mostrado en la figura 24, en esta
realización, la parte (45) de entrada de tinta sobresale en 3,2 mm
la altura de la cara de contacto entre el cabezal de impresión (2)
y el cartucho de tinta, mientras que la profundidad desde la cara
de contacto al elemento inductor de tinta (47) es de 2,3 mm. Como
consecuencia, el elemento inductor de tinta (47) es capaz de
deslizar en una distancia L de 0,9 mm.
Por lo tanto, se puede formar de manera uniforme
una situación de contacto a presión en una zona que corresponde a
un diámetro efectivo del filtro por presionado sobre la zona C que
forma el lado del cabezal de impresión de la trayectoria de tinta
(36) con respecto a la zona interna B del filtro (43) y el elemento
inductor de tinta (47), excluyendo la zona endurecida.
Además, el estado de contacto a presión entre el
filtro de la parte de entrada de tinta y el elemento inductor de
tinta se puede regular a efectos de evitar la generación de un
fenómeno de deformación progresiva ("creep") por medio de la
colocación del elemento inductor de tinta con capacidad de
deslizamiento a lo largo de la dirección de inserción de la parte
de entrada de tinta del cabezal de impresión. Por lo tanto, el
filtro y el elemento inductor de tinta pueden establecer contacto a
presión de manera apropiada entre sí.
De este modo, la trayectoria de tinta (36) desde
el cartucho de tinta al cabezal de impresión se puede constituir de
manera más fiable en comparación con los otros y de este modo se
puede mantener una elevada calidad de impresión sin disminuir la
cantidad de suministro de tinta al incorporar aire o similar.
Además de la descripción anterior, tal como se ha
mostrado en la figura 22D, el cartucho de tinta de la presente
realización tiene el elemento inductor de tinta que está situado en
una zona central de un plano de sección perpendicular a la
dirección de suministro de tinta desde el cartucho de tinta. En este
caso, el elemento inductor de tinta establece contacto a presión en
una zona central del elemento inductor de tinta.
Utilizando la estructura que se ha mencionado
anteriormente, la tinta almacenada en el elemento de absorción de
la misma puede ser desplazada uniformemente hacia la zona central
cuando el elemento inductor de tinta concentra la tinta almacenada
en el elemento de absorción de la misma.
Dado que la tinta restante en el elemento de
absorción de la misma se halla distribuida uniformemente, la tinta
puede ser suministrada de modo constante al cabezal de impresión
durante el periodo de suministro de la tinta dependiendo del
consumo de la misma, y asimismo se puede mejorar la eficacia del
suministro de la tinta.
En esta realización, la zona central del cartucho
de tinta y la zona central del elemento de absorción de tinta
coinciden entre sí, pero no están limitadas a esta configuración.
Por ejemplo, en el caso de que estas zonas no coincida entre sí, el
elemento inductor de tinta puede establecer contacto a presión con
la zona central del elemento de absorción de tinta para obtener los
mismos efectos que en la presente realización.
A este respecto, uno de los métodos para el
relleno del cartucho de tinta con tinta comprende las siguientes
etapas: succionar el aire del cartucho de tinta a través de la
abertura de comunicación con el aire (48) y llenar el cartucho de
tinta con la tinta a través de la parte de entrada de tinta, en la
que está colocado el elemento inductor de la misma utilizando el
equilibrado de presiones.
En el caso de disminuir la presión de una zona
interna del cartucho de tinta de la misma manera que se ha descrito
anteriormente, es también posible rellenar el cartucho de tinta con
la tinta procedente de la abertura de comunicación con el aire al
llevar a cabo una succión a través de la parte de salida de tinta en
la que está colocado el elemento inductor de tinta.
Otro método de nuevo llenado puede ser
conseguido, por ejemplo, mediante las etapas de realizar un
orificio en la zona del elemento del cartucho de tinta e inyectar
la tinta en el cartucho de tinta a través del orificio utilizando un
inyector de líquido, tal como una jeringa. En este caso, el
orificio puede ser sellado de forma estanca por un medio de cierre
estanco, tal como una resina.
En comparación con el mecanismo de válvula que es
una realización comparativa de la realización 1, el mecanismo de
conexión para la conexión con el dispositivo de nuevo llenado es
menos complicado que el mecanismo de válvula. En el caso de que la
etapa de succión del aire o nuevo llenado de tinta a través de la
parte de salida de tinta se haga necesaria, el cartucho de tinta de
acuerdo con la presente invención, que está construido de manera tal
que tenga el elemento inductor de tinta en su lado de salida de la
tinta, se puede rellenar de manera fácil con la tinta.
Desde el punto de vista de nuevo llenado del
cartucho de tinta con la tinta y, asimismo, desde el punto de vista
de problemas ambientales, por lo tanto, el cartucho de tinta de
acuerdo con la presente invención se utilizará de modo
preferente.
Realización
7
Es evidente que el cartucho de tinta de acuerdo
con la presente invención puede ser aplicado en un aparato de
impresión por chorros de tinta de color completo. En las figuras 26
y 27 se muestra una de las realizaciones del cartucho de tinta. La
figura 26 muestra la unidad de impresión (4) que tiene un cabezal de
impresión (2) y cartuchos de tinta Y, M, C, y Bk, mientras que la
figura 27 muestra un cartucho de tinta visto desde la dirección
opuesta.
Tal como se ha mostrado en estas figuras, los
cartuchos de tinta Y, M, C, y Bk tienen elementos inductores de
tinta (47), respectivamente, y por lo tanto el cabezal de impresión
(2) recibe la tinta a través del elemento inductor de tinta o de
entrada de la misma (47).
En la figura 27 el extremo lateral externo del
elemento inductor de tinta (47) está expuesto a la atmósfera
externa a través de una abertura para conectar con el cabezal de
impresión (2). En este caso el cartucho de tinta no tiene fugas de
tinta aunque la abertura esté dirigida hacia abajo.
Realización
8
La figura 28 es una vista en perspectiva de una
impresora que utiliza el dispositivo de impresión por chorros de
tinta que se ha descrito anteriormente y que será dispuesto en un
ordenador personal, de acuerdo con la presente invención, mientras
que la figura 29 es una vista en perspectiva del ordenador personal
con el mecanismo de impresión de la figura 28 incorporado.
En la figura 28 se ha mostrado solamente la
impresora. En esta figura, el dispositivo (4) de impresión por
chorros de tinta que comprende al cabezal de impresión (2) y el
cartucho de tinta (3) está montado sobre un carro (1). La parte de
acoplamiento está constituida en un extremo del carro (1) que se
dirige hacia el cabezal de impresión (2). La parte de acoplamiento
está montada de forma deslizante en un husillo conductor (6). El
husillo conductor está soportado por un elemento de caja (5) que
está dispuesto como armazón del cuerpo. Un elemento de guía (no
mostrado) está dispuesto en el otro extremo del carro (1) y está
acoplado de forma deslizante dentro de un carril de guía (7)
constituido sobre el elemento de caja (5). Además, el carro (1) está
construido a efectos de desplazarse en vaivén a lo largo de una
dirección axial, acompañando con una revolución del husillo
conductor (6) para mantener su posición constante-
mente.
mente.
En sincronización con el movimiento de vaivén del
carro (1) que se ha descrito anteriormente, el cabezal de impresión
por chorros de tinta (2) inyecta gotitas de tinta sobre un soporte
de impresión (14) para imprimir una línea de la información. Es
decir, el cabezal de impresión (2) comprende: pequeñas salidas de
inyección de fluido (es decir, orificios); pasos de fluido y zonas
de actuación de la energía térmica formada sobre una parte de estos
pasos de fluido; elementos generadores de energía térmica para
generar energía térmica en las partes de actuación de la energía
térmica para generar la energía térmica a aplicar a la tinta.
De acuerdo con lo anterior, la inyección de las
gotitas de tinta se puede llevar a cabo utilizando la energía
térmica provocada por los elementos generadores de la misma.
Después de imprimir la línea única por
exploración del carro (1) que se ha descrito anteriormente, el
soporte de impresión (14), tal como una hoja de papel de impresión,
es transportado en la distancia que corresponde a una línea y
entonces se pone en marcha el dispositivo de impresión para imprimir
la línea siguiente. El transporte del soporte de impresión (14) es
realizado por un par de cuerpos rotativos compuestos por el rodillo
de transporte (15) y un rodillo de pinzado (16) en contacto a
presión con el rodillo (15).
Para indicación de manera más concreta, se
explicará a continuación:
El soporte de impresión (14) con la superficie a
imprimir dirigida hacia los orificios del cabezal de impresión (2)
es presionado contra el rodillo de transporte (15) por el rodillo
de pinzado y es transportado en una distancia predeterminada
suficiente para alcanzar la posición de impresión por rotación del
rodillo de transporte impulsado por el motor de alimentación de las
hojas.
Después de la impresión, el soporte de impresión
(14) es presionado contra el rodillo de descarga (19) y es
desplazado hacia afuera del aparato por el giro del rodillo de
descarga (19).
El rodillo de transporte (15) y el rodillo de
descarga (19) son impulsados por el motor de alimentación de hojas
(17). No obstante, la transmisión de la fuerza de impulsión es
llevada a cabo por una serie de engranajes reductores (20).
Un numeral de referencia (21) indica un detector
de papel para detectar la presencia del soporte de impresión (14)
y, asimismo, el numeral de referencia (22) indica un
fotointerruptor dispuesto como sensor de posición original de
reposo que detecta si el carro (1) se encuentra en posición de
reposo o no por utilización de una placa de diafragma (1A) para
interrumpir y liberar la trayectoria del haz de luz. La placa de
cierre o diafragma (1A) está dispuesta sobre el carro (1) y se
desplaza con el mismo.
En la impresora descrita anteriormente se lleva a
cabo una operación de recuperación de la descarga por el mecanismo
de succión dispuesto en la posición de reposo o posición inicial
del carro (1) cuando uno de dichos cabezal de impresión (2) y
cartucho de tinta (3) o el dispositivo de impresión por chorros de
tinta compuesto por estas piezas en un cuerpo es montado sobre el
carro (1). Por lo tanto se forman de modo excelente un paso para el
suministro de la tinta desde la esponja (37) del cartucho de tinta
(3) a cada una de las trayectorias de tinta en el cabezal de
impresión (2).
La figura 29 es una vista en perspectiva del
ordenador personal con la impresora incorporada de la figura
28.
Tal como se ha mostrado en la figura 10, el
ordenador personal (200) tiene una ranura con unos medios de tapa
que se pueden abrir, que está formada en el extremo de mayor
profundidad de la parte que corresponde al panel de teclado. Por lo
tanto, la impresora por chorros de tinta o aparato similar se puede
colocar de forma desmontable en la ranura.
En el caso de cambiar el cartucho de tinta (3) o
similar, tal como se ha mostrado en la figura, hay dos formas de
desmontar el cartucho de tinta (3) del ordenador personal (200). Es
decir, la primera forma consiste en desmontar el cartucho de tinta
(3) como parte integral de la unidad de impresión por chorros de
tinta (4), mientras que la otra forma es la de desmontar solamente
el cartucho de tinta (3) del ordenador personal (200).
En el caso de desmontar la unidad de impresión
por chorros de tinta (4) en forma de un solo cuerpo, tal como se ha
mostrado en la figura, el cabezal de impresión por chorros de tinta
(2) es desmontado del cartucho de tinta (3) después de desmontar la
unidad (4) del ordenador (200) y a continuación, por ejemplo, se
acopla el cabezal de impresión a un nuevo cartucho de tinta en vez
del usado. Por otra parte, en el caso de desmontar solamente el
cartucho de tinta (3), es posible cambiar el cartucho de tinta sin
desmontar el cabezal de impresión (2) con respecto al ordenador
(200).
A este respecto, uno de los métodos para el nuevo
llenado del cartucho de tinta con tinta comprende las siguientes
etapas: succionar el aire del cartucho de tinta a través de la
abertura de comunicación de aire (48); y llenar el cartucho de
tinta con la tinta a través de la parte de entrada de tinta en la
que el elemento inductor de tinta es colocado por utilización de
equilibrado de presiones.
En el caso de disminuir la presión de una parte
interna del cartucho de tinta de la misma manera que se ha descrito
anteriormente, es también posible volver a llenar el cartucho de
tinta con la tinta a través de la abertura de comunicación de aire
llevando a cabo una acción de succión a través de la parte de salida
de tinta en la que se ha colocado el elemento inductor de
tinta.
Otro método de nuevo llenado puede ser llevado a
cabo, por ejemplo, comprendiendo las etapas de realizar un orificio
en una parte del elemento del cartucho de tinta e inyectar la tinta
en el cartucho de tinta a través del orificio utilizando un
inyector de líquido tal como una jeringa. En este caso, el orificio
puede ser cerrado de forma estanca por un medio de sellado tal como
una resina.
En comparación con el mecanismo de válvula que es
una realización comparativa de la realización 1, un medio de
conexión para la conexión con el dispositivo de nuevo llenado es
menos complicado que el mecanismo de válvula. En el caso de que se
requiera la etapa de succión de aire o nuevo llenado de la tinta a
través de la parte de salida de tinta, el cartucho de tinta de
acuerdo con la presente invención, que está realizado a efectos de
tener el elemento inductor de tinta en su lado de salida de tinta,
se puede llenar de nuevo fácilmente con la tinta.
Por lo tanto, el cartucho de tinta según la
presente invención es preferible para impresión desde el punto de
vista de nuevo llenado del cartucho de tinta con la tinta y también
desde el punto de vista de problemas ambientales.
La presente invención se puede aplicar a un
aparato facsímil utilizando un aparato de impresión por chorros de
tinta de tipo piezoeléctrico como sistema de impresión en el que se
utilizan elementos piezoeléctricos como elementos para generar
energía para la inyección de la tinta. La presente invención es
utilizable de manera especialmente adecuada en un cabezal de
impresión por chorros de tinta que tiene elementos de calentamiento
que producen energía térmica como energía utilizada para la
inyección de la tinta y un aparato de impresión que utiliza dicho
cabezal. La razón de ello es que resultan posibles la alta densidad
del elemento de imagen y la elevada resolución de la impresión.
La estructura típica y los principios funcionales
son preferentemente los que se dan a conocer en las Patentes U.S.A.
N^{os}. 4.723.129 y 4.740.796. El principio es aplicable a un
sistema de impresión del tipo llamado bajo demanda y a un sistema
de impresión del tipo llamado continuo. No obstante, de manera
especial es adecuado para el tipo llamado bajo demanda porque el
principio es tal que como mínimo se aplica una señal de activación
a un transductor electrotérmico dispuesto sobre una hoja de
retención de un líquido (tinta) o un paso de líquido, siendo la
señal de activación suficiente para proporcionar una elevación
rápida de temperatura más allá del punto de ebullición por
nucleación, por cuya razón la energía térmica es proporcionada por
el transductor electrotérmico para producir ebullición laminar en
la parte de calentamiento del cabezal de impresión, de manera que
se puede formar una burbuja en el líquido (tinta) de modo
correspondiente a cada una de las señales de activación por
formación y colapsado de la burbuja, siendo inyectado el líquido
(tinta) a través de una salida de inyección para producir como
mínimo una gotita. La señal de activación adopta preferentemente la
forma de un impulso porque la formación y colapso de la burbuja se
pueden efectuar de manera instantánea y, por lo tanto, el líquido
(tinta) es inyectado con una respuesta rápida. La señal de
activación en forma de impulso es preferentemente tal como se da a
conocer en las Patentes U.S.A. N^{os}. 4.463.359 y 4.345.262.
Además, la velocidad de incremento de la temperatura de la
superficie de calentamiento es preferentemente la que se da a
conocer en la Patente U.S.A. Nº. 4.313.124.
La estructura del cabezal de impresión puede ser
la que se muestra en las Patentes U.S.A. N^{os}. 4.558.33 y
4.459.600, en las que la parte de calentamiento está dispuesta en
una zona curvada además de la estructura de la combinación de la
salida de inyección, paso de líquido y transductor electrotérmico,
tal como 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 Patente japonesa a inspección pública
Nº. 123670/1984 en la que se utiliza una ranura común como salida
de inyección para una serie de transductores electrotérmicos, y a
la estructura que se da a conocer en la solicitud de Patente
japonesa a inspección pública Nº. 138461/1984 en la que se forma
una abertura para absorción de la onda de presión de la energía
térmica de manera correspondiente a la parte de inyección. La razón
de ello es que la presente invención es eficaz para llevar a cabo
la operación de impresión de manera cierta y con alto rendimiento
con independencia del tipo de cabezal de impresión.
La presente invención es aplicable de manera
efectiva a un cabezal de impresión del tipo llamado de líneas
completas, que tiene una longitud que corresponde a la anchura de
impresión máxima. Este cabezal de impresión puede comprender un
cabezal de impresión único y también una serie de cabezales de
impresión combinados para extenderse a toda la anchura de la
misma.
Además, la presente invención es aplicable a un
cabezal de impresión de tipo serie en el que el cabezal de
impresión está fijado al conjunto principal, a un cabezal de
impresión de tipo de chip substituible que está conectado
eléctricamente con el aparato principal y puede ser alimentado con
la tinta por su montaje en el conjunto principal, o bien a un
cabezal de impresión de tipo cartucho que tiene un contenedor de
tinta de tipo integral.
La disposición de medios de recuperación y medios
auxiliares para el funcionamiento preliminar son preferibles porque
pueden estabilizar adicionalmente el efecto de la presente
invención. En cuanto a dichos medios, existen medios de caperuza
para el cabezal de impresión, medios de limpieza para el mismo,
medios de presionado o succión, medios de calentamiento preliminar
por el transductor electrotérmico de inyección o por una
combinación del transductor electrotérmico de inyección y un
elemento de calentamiento adicional y medios para la inyección
preliminar no destinados a la operación de impresión, que pueden
estabilizar la operación de impresión.
En lo que respecta al tipo y número de cabezales
de impresión montados, se puede acoplar un cabezal único que
corresponde a una tinta de color único, o bien una serie de
cabezales que corresponden respectivamente a una serie de materiales
de tinta que tienen diferentes colores de impresión o diferente
densidad.
Claims (34)
1. Cartucho de tinta (3) acoplable a un cabezal
de impresión (2) y desmontable del mismo, poseyendo el cabezal de
impresión (2) una parte receptora de la tinta, comprendiendo el
cartucho de tinta:
una parte de reserva de la tinta que tiene
suficiente espacio para almacenar la tinta;
un elemento (37) para la absorción de la tinta
alojado en dicha parte de reserva de la tinta, para retener la
tinta; y
una parte (39) portadora de aberturas de
suministro de la tinta que tiene una abertura para suministrar
tinta desde dicha parte de reserva de la tinta a la parte receptora
de la misma del cabezal de impresión;
caracterizado
porque
un elemento inductor de tinta (47) está dispuesto
entre dicho elemento de absorción (37) y dicha parte (39) portadora
de las aberturas de suministro de tinta, para establecer contacto
con dicho elemento (37) de absorción de la tinta, de manera que la
tinta retenida por dicho elemento (37) de absorción de la tinta es
conducida hacia el cabezal de impresión;
una parte de retención (41) para retener dicho
elemento inductor de tinta (47) con capacidad de deslizamiento;
y
un elemento de restricción (49) para restringir
el movimiento de dicho elemento inductor de tinta (47) hacia el
exterior de dicho cartucho de la tinta (3) a efectos de impedir que
dicho elemento inductor de tinta (47) deslice sobresaliendo hacia
afuera de dicha parte (39) portadora de las aberturas de suministro
de tinta, de manera que dicho elemento inductor de tinta (47) es
capaz de establecer contacto a presión con la parte receptora de
tinta del cabezal de impresión y es capaz de deslizar hacia dicho
elemento (37) de absorción de la tinta, cuando el cartucho (3) de
tinta es fijado al cabezal de impresión.
2. Cartucho de tinta, según la reivindicación 1,
en el que el elemento inductor de tinta (47) comprende un haz de
fibras.
3. Cartucho de tinta, según la reivindicación 2,
en el que dicho haz de fibras tiene una zona endurecida alrededor
de una superficie periférica del mismo para mantener dichas fibras
juntas entre sí.
4. Cartucho de tinta, según la reivindicación 3,
en el que dicho haz de fibras es formado al producirse la
permeación de un aglomerante hacia adentro de la superficie
periférica de dicho elemento inductor de tinta (47).
5. Cartucho de tinta, según la reivindicación 1,
en el que la fuerza capilar de dicho elemento inductor de tinta
(47) es mayor que la de dicho elemento de absorción de tinta
(37).
6. Cartucho de tinta, según la reivindicación 5,
en el que la pérdida de carga de dicho elemento inductor de tinta
(47) es de 20 mm de columna de agua (20 mmAq) o inferior.
7. Cartucho de tinta, según la reivindicación 1,
en el que la fuerza capilar de dicho elemento inductor de tinta
(47) se encuentra en una gama de valores comprendida entre 85 mmAq
y 400 mmAq.
8. Cartucho de tinta, según la reivindicación 2 ó
3, en el que las dimensiones promedio del espacio situado entre
dichas fibras en dicho elemento inductor de tinta (47) están
comprendidas entre 0,01 mm y 0,05 mm.
9. Cartucho de tinta, según la reivindicación 1,
en el que la longitud de dicho elemento inductor de tinta (47) a lo
largo de la dirección de suministro de la tinta está comprendida
entre 2 mm y 6 mm.
10. Cartucho de tinta, según la reivindicación 2,
en el que dicho elemento inductor de tinta (47) tiene una zona con
una densidad de fibras comprendida entre 100 y 200 fibras
/mm^{2}.
11. Cartucho de tinta, según la reivindicación 1,
en el que el diámetro efectivo de dicho elemento inductor de tinta
(47) está comprendido entre 1 mm y 18 mm.
12. Cartucho de tinta, según la reivindicación 1,
en el que dicho elemento inductor de tinta (47) está dispuesto en
una zona central de la sección transversal de dicho elemento de
absorción de tinta (37) en la dirección de suministro de la
tinta.
13. Cartucho de tinta, según la reivindicación 1,
en el que dicho elemento inductor de tinta (47) está dispuesto en
una zona central de la sección transversal de dicho cartucho de
tinta (3) en la dirección de suministro de dicha
tinta.
tinta.
14. Cartucho de tinta, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que el elemento inductor de tinta
(47) es capaz de cambiar la forma de la cara en contacto con la
parte receptora de la tinta del cabezal de impresión al cambiar la
magnitud de la presión aplicada sobre el mismo.
15. Cartucho de tinta, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 14, en el que dicho elemento inductor de tinta
(47) tiene un primer extremo que establece contacto a presión con
dicha parte receptora de la tinta cuando el cartucho (3) es
acoplado en el cabezal de impresión y un segundo extremo en contacto
a presión con dicho elemento de absorción de tinta (37), y está
formado como haz de fibras en el que cada fibra está dispuesta a lo
largo de una dirección que se extiende desde dicho primer extremo a
dicho segundo extremo;
en el que dicho primer extremo de dicho elemento
(47) inductor de tinta establece contacto a presión con la zona
receptora de tinta del cabezal de impresión para el deslizamiento
de dicho elemento inductor de tinta (47) hacia dicho elemento (37)
de absorción de la tinta, para asegurar que dicho segundo extremo
se encuentra en contacto a presión con dicho elemento de absorción
de la tinta (37).
16. Cartucho de tinta, según la reivindicación
15, en el que dicho primer extremo del elemento inductor de tinta
(47) tiene un área en contacto a presión con un área de un filtro
de dicha parte receptora de la tinta de dicho cabezal de impresión,
y siendo dicha primera área mayor que la segunda área.
17. Cartucho de tinta, según la reivindicación
15, en el que dicho elemento inductor de tinta (47) de dicho
cartucho de tinta (3) está dispuesto de manera que la parte de
contacto a presión de dicho elemento inductor de tinta (47) con
dicha parte receptora de la tinta está dispuesta en el interior de
una superficie periférica de dicho elemento inductor de tinta
(47).
18. Cartucho de tinta, según la reivindicación
17, en el que dicha parte de contacto a presión está separada en
más de 0,5 mm con respecto a dicha superficie periférica del
elemento inductor de tinta (47) a lo largo de una dirección radial
del mismo.
19. Cartucho de tinta, según la reivindicación
15, en el que dicho elemento inductor de tinta (47) puede deslizar
a lo largo de una dirección de conexión de dicho cabezal de
impresión con dicho cartucho de tinta (3).
20. Cartucho de tinta, según la reivindicación
15, en el que la distancia de deslizamiento de dicho elemento
inductor de tinta (47) se encuentra comprendido entre 0,1 y 3
mm.
21. Cartucho de tinta, según la reivindicación
15, en el que dicho haz de fibras está realizado con fibras de
poliéster con diámetros promedio comprendidos entre 0,01 mm y 0,05
mm.
22. Cartucho de tinta, según la reivindicación 4,
en el que dicho aglomerante es polieterpoliol uretano.
23. Cartucho de tinta, según la reivindicación
15, en el que dicha parte (39) con las aberturas de suministro de
tinta de dicho cartucho que se encuentra en una envolvente, está
cerrada de forma estanca con un elemento de estanqueización (1626)
que puede ser desmontado fácilmente cuando dicho cartucho de tinta
(3) es puesto en uso.
24. Cartucho de tinta, según la reivindicación
23, en el que el espacio formado entre dicho elemento de
estanqueización (1626) y dicho elemento inductor de tinta (47) se
encuentra en comunicación con el espacio formado en dicho cartucho
de tinta (3).
25. Cartucho de tinta, según la reivindicación
23, en el que dicho elemento de estanqueización (1626) es una
película laminada de aluminio.
26. Cartucho de tinta, según la reivindicación
23, en el que dicho elemento de estanqueización (1626) comprende un
serie de capas de manera que, como mínimo una capa está realizada
en una poliolefina como capa de contacto, para establecer contacto
con dicho cartucho de tinta por medio de soldadura térmica.
27. Cartucho de tinta, según la reivindicación
23, en el que un dispositivo de absorción de tinta (1627) es
dispuesto entre dicho elemento de estanqueización (1626) y el
elemento inductor de tinta (47).
28. Cartucho de tinta, según la reivindicación
27, en el que dicho elemento de absorción de tinta (1627) está
realizado por un material de soplado de alcohol polivinílico.
29. Cartucho de tinta, según la reivindicación
27, en el que dicho elemento de absorción de tinta (1627) está
fijado sobre dicho elemento de estanqueidad (1626) por medio de
soldadura térmica.
30. Cartucho de tinta, según la reivindicación
27, en el que dicho elemento de absorción de tinta (1627) está
realizado en el mismo material que la capa de contacto de dicho
elemento de estanqueidad (1626).
31. Cartucho de tinta, según la reivindicación
15, en el que dicha parte (39) dotada de las aberturas para
suministro de la tinta tiene una trayectoria para el aire (42) para
permitir que el aire introducido en dicho cartucho para la tinta
(3) desde la parte (39) que tiene la abertura de suministro de tinta
escape hacia el exterior de dicho cartucho de tinta (3) cuando la
parte receptora de la tinta de dicho cabezal de impresión es
insertada en dicha parte (39) dotada de la abertura de suministro de
tinta.
32. Cartucho de tinta, según la reivindicación
31, en el que dicha trayectoria para el aire (42) está constituida
en forma de ranura en la pared interna de dicha parte (39) para el
suministro de la tinta.
33. Cartucho de tinta, según la reivindicación
31, en el que dicha trayectoria de aire (42) comunica con la
abertura de comunicación de aire (48) de dicho cartucho de tinta
(3) a través de un espacio interno de dicho cartucho de tinta (3)
para comunicar con el aire exterior con respecto a dicho cartucho de
tinta (3).
34. Aparato de impresión por chorros de tinta que
comprende:
un dispositivo de impresión que incluye un
cabezal de impresión con una serie de aberturas de inyección; y
un cartucho de tinta según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores.
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