ES2253277T3 - Metodo y aparato para cargar y descargar horinzontalmente un cartucho de impresion por chorro de tinta de un carro. - Google Patents
Metodo y aparato para cargar y descargar horinzontalmente un cartucho de impresion por chorro de tinta de un carro.Info
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Abstract
Aparato para permitir la carga horizontal de un cartucho de impresión (11) en un carro (119), comprendiendo dicho aparato: dicho cartucho de impresión (11), que tiene: un cuerpo (12) en general rectangular del cartucho de impresión, que tiene paredes laterales primera y segunda (25, 26) espaciadas horizontalmente y verticales en general, paredes superior e inferior (31, 14) espaciadas verticalmente y horizontales en general, y paredes frontal y posterior (24, 27) espaciadas horizontalmente y verticales en general; teniendo dicha pared inferior (14) de dicho cartucho de impresión (11) una superficie inferior que está provista de una cabeza impresora (15) plana que se extiende horizontalmente en general, teniendo dicha cabeza impresora (15) una serie de orificios de impresión que se extienden verticalmente y de dimensiones de precisión, por los que se lanzan gotas de tinta verticalmente hacia abajo durante el funcionamiento de dicho cartucho de impresión, y teniendo dicha pared superior (31)una superficie exterior plana; un labio alargado de soporte (29) situado en dicha primera pared lateral (25, 26) y que se extiende horizontalmente en general y de modo paralelo a dicha superficie exterior plana de dicha pared superior; dicho carro, que tiene: un carro principal (119); una pieza guía (131) que se extiende en general horizontalmente montada sobre dicho carro principal (119) para recibir en general horizontalmente dicho cartucho de impresión (11), teniendo dicha pieza guía (131) paredes laterales primera y segunda (133, 134) espaciadas horizontalmente y verticales en general y una pared extrema (135) vertical en general; y un raíl (140) que se extiende en general horizontalmente situado en dicha primera pared lateral de dicha pieza guía (131) para ajustar con dicho labio alargado de soporte (29) de dicho cartucho de impresión (11) y para guiar en general horizontalmente dicho cartucho de impresión hacia el interior de dicho carro.
Description
Método y aparato para cargar horizontalmente y
descargar un cartucho de impresión por chorro de tinta de un
carro.
La presente solicitud se refiere en general a
impresoras de chorro de tinta y, más particularmente, a componentes
y subsistemas de las mismas.
Esta solicitud está relacionada con las
siguientes solicitudes de patente de modelos de utilidad en
tramitación con la presente, presentadas simultáneamente el 5 de
Enero del año 2.000:
n.º de serie: 09/477.644, de Junji Yamamoto et
al., titulada "Carro cargable horizontalmente para una
impresora de chorro de tinta" ("Horizontally Loadable Carriage
For An Ink-Jet Printer");
n.º de serie: 09/477.645, de Ram Santhanam et
al., titulada "Orificio de ventilación para un cartucho de
impresión por chorro de tinta" ("Vent For An
Ink-Jet Print Cartridge");
n.º de serie: 09/477.646, de Ram Santhanam et
al., titulada "Cartucho de impresión por chorro de tinta que
tiene un perfil reducido" ("Ink-Jet Print
Cartridge Having A Low Profile"), emitida en la actualidad como
patente norteamericana n.º 6.227.663;
n.º de serie: 09/477.648, de Matt Shepherd et
al., titulada "Nuevo método de impulsar un carro de impresora
de chorro de tinta" ("New Method of Propelling An InkJet
Printer Carriage");
n.º de serie: 09/477.649, de Junji Yamamoto et
al., titulada "Método y aparato para cargar horizontalmente y
descargar un cartucho de impresión por chorro de tinta de un
carro" ("Method And Apparatus For Horizontally Loading And
Unloading An Ink-Jet Print Cartridge From A
Carriage");
n.º de serie: 09/477.843, de Ram Santhanam et
al., titulada "Técnicas para adaptar un cartucho de chorro de
tinta de factor de forma reducido, para su utilización en un carro
dimensionado para un cartucho de gran factor de forma"
("Techniques For Adapting A Small Form Factor
Ink-Jet Cartridge For Use In A Carriage Sized For A
Large Form Factor Cartridge");
n.º de serie: 09/477.860, de Keng Leong Ng,
titulada "Estación de servicio de chorro de tinta de altura
reducida" ("Low Height InkJet Service Station");
n.º de serie: 09/477.940, de Ram Santhanam et
al., titulada "Configuración matricial de bits múltiple para
cabezas de impresión con enganche por asiento" ("Multiple Bit
Matrix Configuration For Key-Latched
Printheads");
n.º de serie: 09/478.148, de Richard A. Becker
et al., titulada "Técnicas para producir cartuchos de
chorro de tinta con una estructura principal universal"
("Techniques For Providing Ink-Jet Cartridges With
A Universal Body Structure");
n.º de serie: 09/478.190, de James M. Osmus,
titulada "Impresora con un sistema de alimentación de papel de
dos rodillos y dos motores" ("Printer With A Two Roller, Two
Motor Paper Delivery System"); y
n.º de serie: 29/116.564, de Ram Santhanam et
al., titulada "Cartucho de impresión de chorro de tinta"
("Ink Jet Print Cartridge").
En la patente norteamericana n.º 4.771.295
titulada "Estructura del cuerpo de un depósito térmico de chorro
de tinta con depósito de tinta y capacidad de alimentación
mejorados" ("Thermal Ink Jet Pen Body Construction Having
Improved Ink Storage and Feed Capacity"), de Baker et al.,
emitida el 13 de Septiembre del año 1.988, se describe la
estructura general y el funcionamiento de un cartucho de impresión
por chorro de tinta que usa espuma de poliuretano reticulado.
Son muy conocidos el diseño y la estructura
general de carros de impresora que contienen y alinean cartuchos de
impresión por chorro de tinta y que barren con esos cartuchos de
impresión las zonas de impresión. Como ejemplos de las patentes que
han sido emitidas en este ámbito de tecnología se incluyen:
la patente norteamericana n.º 4.755.836 titulada
"Cartuchos de cabezas de impresión y montaje del carro"
("Printhead Cartridges and Carriage Assembly"), de Ta et
al., emitida el 5 de Julio del año 1.988;
la patente norteamericana n.º 4.872.026 titulada
"Impresora de chorro de tinta con mecanismo de alineación del
carro de la cabeza de impresión" ("Ink-jet
Printer with Printhead Carriage Alignment Mechanism"), de
Rasmussen et al., emitida el 3 de Octubre del año 1.989;
la patente norteamericana n.º 4.907.018 titulada
"Mecanismos sincronizados de alineación del carro de la cabeza de
impresión y de interconexión eléctrica" ("Printhead Carriage
Alignment and Electrical Interconnect Lock-in
Mechanisms"), de Pinkerpell, emitida el 6 de Marzo del año 1.990;
y
la patente norteamericana n.º 5.392.063 titulada
"Abrazadera elástica de cartuchos para carro de impresora de
chorro de tinta" ("Spring Cartridge Clamp for InkJet Printer
Carriage"), de Rhodes, emitida el 21 de Febrero del año
1.995.
Además, se considera que la patente
norteamericana n.º 5.815.183 describe un aparato para cargar en un
carro un cartucho de impresión y en el que el cartucho de impresión
es rectangular en general.
Asimismo, se considera que la publicación de
patente europea EP A - 0 519 457 describe un mecanismo de impresora
en el que el mecanismo puede emplearse en una diversidad de
orientaciones distintas respecto a las direcciones horizontal y
vertical.
Los cartuchos de impresión anteriores han sido
diseñados de modo que se carguen y descarguen verticalmente o con
un movimiento perpendicular, inclinado y arqueado. Tales cartuchos
son satisfactorios siempre que la impresora esté provista de acceso
vertical. No obstante, eso quiere decir que no puede ponerse nada de
modo permanente sobre la impresora.
Además, los diseños previos de impresoras de
chorro de tinta con carga superior han experimentado un incremento
progresivo de la altura de la impresora, de modo que con cada nuevo
diseño de impresora se ha incrementado cada vez más el alzado del
producto.
Adicionalmente, se considera que los usuarios
finales desean una impresora de uso doméstico que pueda apilarse en
un lugar de ocio o usarse en salas de estar. Es decir, una impresora
que tenga planas las paredes superior e inferior, es decir, carga
frontal, con todos los controles e indicadores de estado en la pared
frontal, y aproximadamente el mismo tamaño que un amplificador
estéreo o una grabadora de videocasete (VCR) convencional. En otros
términos, una impresora de chorro de tinta, cargable horizontalmente
y con una altura total menor de 102 mm (cuatro pulgadas, 4'').
Tales requisitos se traducen en numerosos retos
de diseño. En primer lugar, casi todas las estructuras de
referencia existentes al día de hoy de cartuchos de impresión por
chorro de tinta están diseñadas de modo que su instalación sea
vertical o casi vertical. Hasta ahora no se ha considerado la carga
frontal u horizontal, de manera que, si se ha de utilizar una
estructura de referencia existente, el cartucho de impresión debe
colocarse de una forma totalmente nueva. En segundo lugar, en una
impresora de carga frontal el área de visión del usuario durante la
instalación de un cartucho es bastante restringida. El usuario casi
no ve el carro, ni el proceso de carga. En tercer lugar, el acceso
físico al carro es más limitado. En cuarto lugar, si se utilizan
múltiples cartuchos de impresión deben colocarse tan juntos que no
pueden utilizarse sus superficies de agarre para descargar de la
impresora el cartucho de impresión.
Por lo tanto, según lo anterior es evidente que,
aunque existen muchos diseños de carro distintos, diseñar una
impresora de chorro de tinta, apilable, de poca altura y de carga
frontal, presenta muchos desafíos.
Brevemente y en términos generales, un aparato
según la invención incluye un cartucho de impresión rectangular en
general, un labio alargado de soporte situado en una pared lateral
del cartucho de impresión, un carro principal, una pieza guía
montada en el carro y destinada a recibir el cartucho de impresión,
y un raíl en general horizontal situado en una pared lateral de la
pieza guía y destinado a guiar el cartucho de impresión hacia el
interior del carro.
En funcionamiento, el aparato carga
horizontalmente en un carro un cartucho de impresión trasladando
horizontalmente el cartucho de impresión hacia el interior de un
carro, ajustando un labio del cartucho de impresión con un raíl
guía del carro, deslizando el cartucho de impresión hacia arriba por
el raíl guía y sobre una superficie de referencia del carro y
enganchando el cartucho de impresión en el carro. El aparato
descarga de un carro un cartucho de impresión girando el cartucho
de impresión alrededor de una superficie de referencia del carro,
desenganchando el cartucho de impresión del carro y trasladando
horizontalmente fuera del carro el cartucho de impresión.
Otros aspectos y ventajas de la invención
resultarán evidentes con la siguiente descripción detallada,
considerada junto con los dibujos anejos y que ilustra a modo de
ejemplo los principios de la invención.
La figura 1 es una vista en perspectiva, en
sección y parcialmente recortada, de una impresora de chorro de
tinta que incorpora los principios de la invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva del
cartucho de impresión por chorro de tinta de la figura 1.
La figura 3 es una vista de alzado lateral
derecho del cartucho de impresión de la figura 2.
La figura 4 es una vista de alzado posterior del
cartucho de impresión de la figura 2.
La figura 5 es una vista de alzado frontal del
cartucho de impresión de la figura 2.
La figura 6 es una vista de alzado lateral
izquierdo del cartucho de impresión de la figura 2.
La figura 7 es una vista inferior del cartucho de
impresión de la figura 2.
La figura 8 es una vista superior del cartucho de
impresión de la figura 2.
La figura 9 es una vista en perspectiva, en
sección y parcialmente recortada, del carro y de los cartuchos de
impresión por chorro de tinta de la impresora de chorro de tinta de
la figura 1.
La figura 10 es una vista de alzado lateral de
una sección tomada a lo largo de la línea 10-10 del
carro de la figura 9, con los cartuchos de impresión retirados.
La figura 11 es una vista en perspectiva del
resorte de enganche del carro de la figura 9.
Las figuras 12 y 13 son vistas frontales en
perspectiva del carro de la figura 9, con los cartuchos de impresión
retirados.
La figura 14 es una vista posterior en
perspectiva del carro de la figura 9, con los cartuchos de impresión
retirados.
Las figuras 15 a 21, inclusive, son vistas de
alzado laterales, parcialmente recortadas y en sección, tomada a lo
largo de la línea 10-10 del carro de la figura 9,
que ilustran la secuencia a seguir para cargar horizontalmente y
descargar del carro el cartucho de impresión por chorro de tinta de
la figura 2.
Como se muestra en los dibujos a efectos
ilustrativos, la invención se incorpora en una impresora de chorro
de tinta, de carga frontal, apilable y de poca altura.
El aparato ofrece una solución simple y barata,
de manejo fácil y evidente, y aprovecha la estructura de referencia
de un cartucho de impresión actualmente en producción.
Con referencia a la figura 1, la referencia
numérica 114 indica en general una impresora de chorro de tinta,
con la carcasa parcialmente recortada y con su tapa de carga frontal
retirada. La impresora incluye una parte de carcasa 115 y un motor
de accionamiento 116 de c.c. montado en un chasis. En el eje del
motor 116 está montada una polea 117 que acciona una correa 118 con
un movimiento de vaivén a medida que el motor de accionamiento
invierte su sentido de giro. La correa de accionamiento 118 está
sujeta a un carro 119 que barre lateralmente con movimiento de
vaivén de izquierda a derecha y de derecha a izquierda. El carro 119
contiene dos cartuchos de impresión térmica por chorro de tinta 11,
11' situados uno al lado del otro. El cartucho de impresión 11
contiene tinta negra y el cartucho de impresión 11' tiene tres
cámaras de tinta que contienen tintas magenta, amarilla y cian. El
movimiento de barrido horizontal del carro está guiado por una barra
de deslizamiento 121. En la parte posterior del carro 119 está
situado un codificador, no mostrado, que lee una banda codificadora
122 que permite que los circuitos electrónicos de la impresora
sitúen el carro 119 a lo largo de su trayectoria de barrido.
Después de que la impresora 114 imprime una hoja de un soporte, se
expulsa el soporte hacia la bandeja de salida en la que está
montada un asa 123.
Con referencia a las figuras 2 a 8, la referencia
numérica 11 indica en general un cartucho de impresión por chorro
de tinta y de perfil reducido para una impresora. El cartucho de
perfil reducido 11 de la presente invención permite que la
impresora 114 sea relativamente más corta y más estrecha que sus
predecesoras, aun cuando conserva una capacidad relativamente alta
de contención de tinta en el cartucho 11. El cartucho 11 y la
impresora 114 están adaptados conjuntamente de modo que permitan la
carga horizontal del cartucho 11. Esto permite apilar encima de la
impresora 114 aparatos electrónicos y otros elementos, incluso
cuando se esté sustituyendo el cartucho 11. Disponiendo de sistemas
de impresión apilables y más cortos se pueden introducir nuevas
aplicaciones en tales sistemas de impresión tales como los
dispositivos domésticos de impresión que tengan restricciones
críticas de espacio y de apilabilidad.
En una realización particularmente preferida de
la invención, el cartucho de impresión tiene unos cuarenta y siete
milímetros (47 mm) de alto, la impresora tiene menos de ciento dos
milímetros (102 mm; cuatro pulgadas, 4'') de altura, y el cartucho
contiene al menos diecisiete centímetros cúbicos (17 cm^{3}) de
tinta.
El cartucho de impresión incluye un cuerpo 12 del
cartucho de impresión, que tiene forma rectangular en general, con
una pared frontal 24, una pared lateral izquierda 25, una pared
lateral derecha 26 y una pared posterior 27. Las paredes 25, 26
están espaciadas horizontalmente y se extienden tanto horizontal
como verticalmente. La pared frontal 24 y la pared posterior 27
también están espaciadas horizontalmente y se extienden tanto
horizontal como verticalmente. El cuerpo de perfil reducido 12 tiene
tres ejes ortogonales, cuya orientación respecto a las direcciones
vertical y horizontal se explica con detalle más adelante y que
están definidos por las paredes, incluyendo un eje principal o eje
de extensión (profundidad) entre las paredes frontal y posterior
24, 27. Esta dimensión de extensión permite que el cartucho contenga
más tinta, pero sin que afecte a la altura del sistema de impresión
(condicionada por la altura del cartucho) o a la anchura del sistema
(condicionada por la separación existente entre las paredes
laterales izquierda y
derecha).
derecha).
El cartucho 11 tiene una parte de la pared
posterior, indicada en general con la referencia numérica 28, véase
la figura 2, cuya parte 28 de la pared posterior incluye una “parte
del usuario”, o "elementos del usuario", que incluye una pared
posterior 27 (que puede verse mejor en las figuras 3 y 4), y cuyos
elementos del usuario están configurados particularmente para que
un usuario maneje o agarre el cartucho 11 durante su instalación en
una impresora. La "parte del usuario", o "elementos del
usuario", incluye particularmente características ergonómicas
agradables (tal como las formas de sujeción 35) que se tratan con
mayor detalle más abajo.
El cartucho 11 incluye una conexión eléctrica o
parte frontal, figuras 2, 5 y 7, que incluye la pared frontal 24
que incluye una pluralidad de contactos eléctricos dispuestos sobre
un circuito 33 que transmite señales eléctricas procedentes del
sistema de impresión para energizar el cartucho 11. Estos contactos
están situados preferentemente lo más lejos posible de la parte 28
del usuario para evitar que un usuario contamine los contactos del
circuito 33 con, por ejemplo, huellas dactilares. Disponiendo el eje
de extensión entre las paredes frontal y posterior se mejora este
aspecto.
El cartucho 11 incluye una pared superior 31
situada en relación de conexión entre la pared posterior 27 y la
pared frontal 24. En una realización preferida la pared superior 31
es una tapa 31. La pared superior 31 une las paredes laterales,
frontal y posterior a lo largo de los bordes laterales, frontal y
posterior, respectivamente. Sobre la pared superior se incluye un
dispositivo 50 de enganche que está espaciado del borde frontal.
El cuerpo 12 del cartucho de impresión también
incluye una pieza tope 14 que está soldada al cuerpo por
ultrasonidos. Se observará que la pieza tope 14 forma una pared
inferior del cuerpo 12 del cartucho. La pared superior 31 y la
pared inferior 14 están espaciadas verticalmente y se extienden
horizontalmente. Dado que la cabeza impresora 15 (véase la figura
7) necesita extenderse generalmente en un plano horizontal de modo
que durante el funcionamiento de la impresora 114 las boquillas 16
puedan eyectar gotas de tinta generalmente de modo vertical hacia
abajo sobre el soporte de impresión en una zona de impresión
dispuesta debajo de los cartuchos 11, 11' (véase la figura 1), la
orientación de la cabeza impresora 15 establece las direcciones de
los ejes X, Y y Z respecto a las direcciones vertical y horizontal
(véase la figura 2). La pieza tope contiene tres canales, cada uno
de los cuales conecta con un tubo vertical de una de las cámaras de
tinta. Los canales dirigen la tinta desde las cámaras hacia una de
las tres series de boquillas 16, figura 7, de la cabeza impresora
15. En la pieza tope 14, figuras 3 y 6, están situadas una
superficie de referencia 18 del eje X y una superficie de referencia
20 del eje Z. Estas superficies de referencia son zonas de sujeción
y están adaptadas a partir de un cartucho de impresión actualmente
en producción. La superficie de referencia 19 del eje Y, figura 2,
la proporciona la pared frontal 24 del cartucho de impresión y
representa un punto o zona de tope del cartucho durante su
inserción hacia el interior del carro 119. Las superficies de
referencia X y Z 18, 20 casan con superficies de referencia 152,
154 correspondientes, figuras 12 y 13, del carro 119, figura 9, y
alinean el cartucho de impresión 11 en el carro, como se explica
con detalle más abajo.
Con referencia a las figuras 2, 3 y 6, la
referencia numérica 22 indica en general dos nervios que sirven de
superficies de agarre cuando se quita de la impresora el cartucho de
impresión 11. Cada nervio está situado verticalmente sobre una de
las paredes laterales 25, 26, a lo largo de los bordes comunes
existentes entre las paredes laterales 25 y 26 y la pared posterior
27 del cuerpo 12 del cartucho de impresión.
Con referencia a las figuras 2, 3, 4, 5 y 6, la
referencia numérica 29 indica en general un labio alargado de
soporte situado en las dos paredes laterales 25, 26 y en la pared
posterior 27 del cuerpo 12 del cartucho de impresión. El labio está
situado a lo largo del borde existente entre el cuerpo 12 del
cartucho de impresión y la tapa 31, según se describe con detalle
más abajo. Las partes del labio 29 situadas en las paredes laterales
25, 26, figuras 4 y 5, soportan y guían al cartucho de impresión
durante su carga en y descarga de una impresora. Estas partes del
labio ajustan con un par de raíles guía 140, figuras 10, 12 y 13, o
rampas de carga, correspondientes del carro 119 de la
impresora.
En el cuerpo 12 del cartucho de impresión,
figuras 2 y 5, también está situado un circuito flexible 33 de
construcción convencional. El circuito flexible proporciona la
interconexión eléctrica necesaria entre la impresora y la cabeza
impresora 15, figura 7, y envía energía eléctrica durante la
impresión a los resistores apropiados de caldeo.
Con referencia a las figuras 2 y 8, la referencia
numérica 35 indica una pluralidad de muescas de sujeción situadas a
lo largo del borde existente entre la tapa 31, según se describe con
detalle más abajo, y las paredes laterales 25, 26 del cuerpo 12 del
cartucho de impresión. Las formas de las muescas 35 están definidas
de manera cooperativa con los nervios 22 descritos anteriormente.
Las muescas de sujeción sirven de superficie de agarre del cartucho
de impresión 11 para extraer el cartucho de impresión de una
impresora una vez que el cartucho de impresión haya sido
desenganchado del carro. Las muescas de sujeción también sirven de
indicación visual, respecto a cualesquiera otros cartuchos de
impresión adyacentes, del cartucho de impresión asociado que haya
sido desenganchado del carro.
Con referencia a las figuras 2, 3, 4, 5 y 6, la
referencia numérica 31 indica en general una tapa que tiene una
superficie exterior plana. El plano de la superficie exterior de la
tapa también es paralelo al labio de soporte 29. La tapa 31 está
soldada por ultrasonidos al cuerpo del cartucho de impresión 12 a
lo largo del borde de las paredes laterales 25 y 26, de la pared
frontal 24 y de la pared posterior 27. La tapa cierra
herméticamente la tinta contenida en las cámaras de los depósitos de
tinta del cuerpo 12 del cartucho de impresión. La tapa también
tiene tres orificios de ventilación 40, figuras 2 y 8, que permiten
que entre aire a presión atmosférica en cada una de las cámaras de
los depósitos.
En la tapa 31, figuras 2 y 8, y cerca del borde
de la pared posterior 27 y de la tapa, está situada una estructura
42 similar a un botón. En la vista superior del cartucho de
impresión 11, figura 8, esta estructura tiene forma elíptica. En la
vista de alzado posterior, figura 4, esta estructura tiene una forma
circular, abierta hacia fuera. En las vistas de alzado laterales,
figuras 3 y 6, esta estructura tiene la forma de un segmento
circular. El centro de esta estructura enrasa con la superficie
exterior de la tapa 31 y contiene una pluralidad de acanaladuras
44. Las acanaladuras sirven de superficie de agarre del usuario.
Esta estructura tiene esta forma especial para indicar al usuario
dónde debe apretar hacia abajo el cartucho de impresión para
desenganchar el cartucho del carro de una impresora. Tal movimiento
hacia abajo libera al cartucho de impresión del resorte 148 de
enganche, figura 11, situado en el carro 119, figura 9.
Con referencia a las figuras 2 y 8, la referencia
numérica 48 indica en general un elemento aislado situado sobre la
superficie superior de la tapa 31 y separado del borde de la tapa 31
y de la pared frontal 24 del cuerpo 12 del cartucho de impresión.
El elemento aislado 48 incluye un enganche 50 que sirve para fijar
el cartucho de impresión 11 dentro de un carro de impresora. Con
referencia a las figuras 2, 3 y 6, el enganche 50 está situado
sobre la tapa 31 y no sobre la pared frontal 24 para que el cartucho
de impresión pueda fabricarse con los equipos existentes y sin que
se necesite nuevo utillaje. Como se ilustra en las figuras 2, 3 y 6,
el enganche tiene una sección transversal triangular formada por
una rampa 51 de enganche y una pared 52 de enganche. La rampa 51 de
enganche tiene tres funciones: aumentar gradualmente la fuerza de
instalación o enganche que debe ejercer el usuario al instalar el
cartucho de impresión 11 en una impresora; facilitar la apertura
del resorte de enganche durante la instalación; e impulsar
continuamente el cartucho de impresión 11 hacia fuera de la
impresora hasta que el cartucho de impresión esté perfectamente
afianzado en el carro. Esta última característica evita un
"enganche falso" del cartucho de impresión. La pared 52 de
enganche está situada de manera perpendicular respecto a la
superficie exterior de la tapa 31 y es la superficie que ajusta con
el resorte de enganche cuando el cartucho de impresión está
perfectamente afianzado en el carro de la impresora.
El elemento aislado 48, figura 8, incluye además
una cavidad 54 de enganche situada detrás de la pared 52 de
enganche. La cavidad de enganche es una zona rebajada de la tapa 31
que permite que el resorte 148 de enganche, figura 11, se desplace
por debajo de la superficie exterior de la tapa, según se necesite
para mantener una fuerza constante de enganche durante la vida de
la impresora. El elemento aislado 48 también tiene dos conjuntos de
asientos 56 situados a cada lado del enganche 50 que identifican el
cartucho de impresión 11 respecto a la impresora.
Aunque el cartucho de impresión descrito
anteriormente contiene tres depósitos de tinta y tres orificios de
ventilación 40, figuras 2 y 8, se considera que también puede
utilizarse un cartucho de impresión con uno o más depósitos y con
uno o más orificios de ventilación. En la impresora 114, figura 1,
que esté prevista para este cartucho de impresión se instalará un
cartucho de impresión 11 que tenga un depósito que sólo contenga
tinta negra, adyacente a un segundo cartucho de impresión 11' que
tenga tres depósitos que contengan los tres tonos primarios.
Además, se considera que puede utilizarse un
cartucho de impresión que no necesite una tapa 31 como la descrita
anteriormente. Un cartucho de este tipo sólo necesitaría una pared
superior con el orificio u orificios de ventilación apropiados que
obture u obturen uno o más depósitos.
En la figura 9 el eje "X" es paralelo al eje
longitudinal de la barra de deslizamiento 121, figura 1. El eje
"Y" apunta a la parte posterior y hacia el interior de la
impresora 114, figura 1, y está orientado en sentido inverso al del
recorrido del papel por la zona de impresión. El eje "Z" apunta
hacia arriba verticalmente.
Con referencia ahora particularmente a las
figuras 9 y 14, el carro 119 incluye un carro base 126 que soporta
la estructura. El carro base tiene dos soportes arqueados 128 con
forma de "C" situados en sus extremos. Estos soportes
arqueados proporcionan soporte de cojinete y ajustan con la barra de
deslizamiento 121, figura 1.
Con referencia a las figuras 9, 12 y 13, el carro
119 también incluye dos piezas guía 131 cada una de las cuales
recibe, sujeta y alinea el cartucho de impresión por chorro de tinta
11, como se ilustra en la figura 9. Ambas piezas guía están
construidas y funcionan de la misma manera; por lo que por brevedad
se describirá sólo la pieza guía de la izquierda. La pieza guía 131
tiene una pared lateral izquierda 133, una pared lateral derecha
134 y una pared posterior o extrema 135. En la pared posterior 135
de la pieza guía está situado un adaptador alveolado de contacto
137. El adaptador de contacto tiene un forro elastomérico y contiene
contactos eléctricos que quedan impulsados contra contactos
correspondientes del circuito flexible 33, figura 2, situado en el
cartucho de impresión 11. De este modo se establece el contacto
eléctrico de la impresora 114 con el cartucho de impresión y se
suministra energía eléctrica durante la impresión a los resistores
de caldeo.
En la patente norteamericana n.º 4.706.097
titulada "Estructura elástica de conexión cuasilineal para
circuitos flexibles de interconexión"
("Near-Linear Spring Connect Structure for
Flexible Interconnect Circuits"), de Harmon, emitida el 10 de
Noviembre del año 1.987, se describen almohadillas o adaptadores
alveolados de contacto para carros y cartuchos de impresión térmica
por chorro de tinta.
Los adaptadores alveolados de contacto 137,
figuras 10, 12 y 13, se mantienen en su lugar apoyados contra la
pared posterior 135 de cada pieza guía 131 mediante seis pasadores
142, 143 situados en el carro base 126. El pasador 142 sitúa
horizontal y verticalmente en el carro 119 el adaptador alveolado de
contacto. Los otros cinco pasadores impiden que el adaptador de
contacto gire alrededor del pasador central 142 y que se produzca
alguna tensión en el adaptador de contacto.
Con referencia a las figuras 10, 12 y 13, en cada
pared lateral 133, 134 de la pieza guía 131 está situado un raíl
guía 140. Los raíles guía tienen la función de guiado de los
cartuchos de impresión de la impresora 114 durante su instalación y
su retirada. Con referencia a la figura 10 en particular, cada raíl
guía es horizontal en general y está curvado, arqueado e inclinado
ligeramente hacia arriba en el sentido positivo del eje "Y",
según se ilustra en la figura 9. Los raíles guía 140 ajustan con la
parte inferior de los labios 29, figuras 2 y 3, situados en los
costados laterales 25, 26 del cartucho de impresión 11, figura
2.
Además, los raíles guía 140 de las piezas guía
131, figuras 12 y 13, tienen muchas funciones. En primer lugar
sirven de referencia para el usuario al instalar inicialmente un
cartucho de impresión. Ayudan a situar el cartucho de impresión 11
en el carro 119, figura 1, el cual sólo es parcialmente visible por
el usuario.
En segundo lugar, una vez que el cartucho de
impresión esté apoyando sobre los raíles guía y que el usuario
empuje horizontalmente hacia delante el cartucho de impresión, los
raíles conducen al cartucho de impresión hacia arriba y sobre las
superficies de referencia 152, 154 primarias y secundarias del
carro, figuras 12, 13 y 14, según se describe con detalle más
abajo. En tercer lugar, cuando el usuario esté desenganchando del
carro un cartucho de impresión, los raíles guía limitan la rotación
o cabeceo del cartucho de impresión, como se ilustra en la figura
20, de modo que ni caiga hacia adelante, ni hacia atrás fuera de la
impresora 114.
Con referencia a las figuras 10 y 12, en la pared
lateral derecha 134 de cada pieza guía 131 está situado un resorte
en voladizo 146. El resorte 146 tiene un eje principal que es
horizontal. El resorte en voladizo solicita o impulsa al cartucho
de impresión horizontalmente en el sentido negativo del eje
"X", según se ilustra en la figura 9, contra las superficies
de referencia primarias 152, figuras 13 y 14, del carro, como se
describe con detalle más abajo.
En las figuras 9, 10, 11, 12 y 13, la referencia
numérica 148 indica un resorte de enganche que tiene una lengüeta
horizontal que apunta hacia la parte posterior de una impresora de
chorro de tinta 114, figura 1, a lo largo del eje "Y", según
se ilustra en la figura 9. El resorte está dirigido de esta manera
para conseguir el objetivo de diseño de poca altura de la
impresora. El resorte de enganche ajusta con un enganche 50, figura
2, que está moldeado en la tapa 31 del cartucho de impresión, como
se ilustra en la figura 9. Hay un resorte de enganche por cada
pieza guía 131 y ambos están fabricados en un solo componente de
lámina metálica, como se ilustra en la figura 11. El componente
está fijado a las formas moldeadas de las paredes exteriores de las
piezas guía 131. El componente también está fijado en un dedo de
tope 150 situado sobre la pared lateral central del carro 119. El
dedo de tope tiene la forma de una "L" y evita que la
deformación mecánica, producida por la instalación de un cartucho
de impresión en una pieza guía, afecte al cartucho de impresión de
la pieza guía adyacente.
Con referencia a las figuras 12, 13 y 14, en la
parte inferior de la parte interior de la pared lateral izquierda
133 de la pieza guía 131 están situadas las superficies de
referencia primarias 152 del carro 119. Las superficies de
referencia 18, 20 correspondientes del cartucho de impresión,
ilustradas en la figura 6, están impulsadas contra las superficies
de referencia primarias 152 de la pieza guía por medio del resorte
en voladizo 146 de la pared lateral derecha 134 de la pieza guía
131. Las superficies de referencia secundarias 154 del carro 119
están situadas en la parte inferior de la parte interior de la pared
lateral derecha 134 de la pieza guía 131 y de modo opuesto
directamente a las superficies de referencia primarias 152. Las
superficies de referencia secundarias 154, figuras 12 y 14, ajustan
con las superficies de referencia 18, 20 correspondientes del
cartucho de impresión, ilustradas en la figura 3. Existe una sola
superficie terciaria de referencia 156 situada en la pared
posterior 135 de la pieza guía 131 encima del adaptador alveolado de
contacto 137. La superficie terciaria de referencia determina la
rotación o cabeceo del cartucho de impresión alrededor del eje
"X" respecto a un punto
conocido.
conocido.
Con referencia a las figuras y en particular a
las figuras 15 a 21, el cartucho de impresión 11 tiene un cuerpo de
perfil reducido con elementos de interfaz mecánica que permiten la
instalación del cartucho 11 en una cavidad receptora o pieza guía
de un carro de un sistema de impresión con un movimiento
predominantemente horizontal.
El aspecto de perfil reducido del cuerpo del
cartucho de impresión indica que el cuerpo tiene un eje principal
alineado esencialmente con la dirección de instalación 158 (o a lo
largo del eje y de la figura 9). Esto permite minimizar la altura
total (a lo largo del eje z de la figura 9) del cuerpo del cartucho
de impresión, minimizando de este modo la altura total del carro
119 y por tanto la de la impresora 114. En particular, la altura del
cartucho de impresión se mantiene por debajo de unos 47 milímetros.
El aspecto de perfil reducido también ayuda a minimizar la anchura
(a lo largo del eje x de la figura 9) del carro 119, lo cual reduce
la anchura total de la impresora 114.
Los elementos de interfaz mecánica permiten
instalar el cartucho de impresión en piezas guía o cavidades
receptoras 131 a lo largo de una dirección indicada por la
referencia numérica 158 de la figura 15. Esto permite la
"apilabilidad" de la impresora 114 - permite colocar encima de
la impresora 114 otros dispositivos, por ejemplo dispositivos
electrónicos complementarios. Lo cual, a su vez, permite usar el
sistema de impresión 114 en muchas más aplicaciones domésticas que
las impresoras o sistemas de impresión convencionales. Los elementos
mecánicos incluyen el enganche 50, las superficies de referencia 18
y 20, los labios 29 y/u otros elementos que ajusten con elementos
correspondientes de las piezas guía 131 receptoras. A continuación,
en las secciones tituladas "carga horizontal" y
"descarga" se considerarán más detalles de los elementos de
interfaz mecánica.
Con referencia a la figura 15, para cargar un
cartucho de impresión 11 en un carro 119, el usuario final traslada
horizontalmente el cartucho de impresión hacia el interior del
carro, como se indica con la flecha de movimiento 158. Los raíles
guía 140, como se ilustra en las figuras 12 y 13, sirven de
referencias para el usuario final porque la visibilidad del carro
es reducida debido a la presencia de la carcasa de la impresora.
El cartucho de impresión 11, figura 16, tiene un
labio 29 en cada una de sus paredes laterales 25, 26. La parte
inferior de estos labios toca en primer lugar con los raíles guía
140 en el punto de contacto 160, figura 16. El usuario final coloca
los labios de cada lado sobre los raíles guía de la pieza guía 131 y
a continuación los raíles guía soportan el cartucho verticalmente.
En este momento no existe ningún contacto entre las paredes
verticales del carro 119 y las paredes verticales del cartucho 11.
El usuario final continúa trasladando horizontalmente hacia delante
el cartucho, como se indica con la flecha de movimiento 159.
Con referencia al cartucho de impresión 11
ilustrado en la figura 9, toda rotación positiva o a derechas del
cartucho de impresión alrededor del eje "X" se define como
"cabeceo hacia arriba", de acuerdo con la convención normal
náutica y aeronáutica de describir el movimiento de un objeto. De
igual modo, toda rotación negativa o a izquierdas del cartucho de
impresión alrededor del eje "X" se define como "cabeceo hacia
abajo".
Cada raíl guía 140, con referencia a la figura 10
en particular, es generalmente horizontal, está curvado, arqueado e
inclinado ligeramente hacia arriba en el sentido positivo del eje
"Y", como se ilustra en la figura 9.
Con referencia a la figura 17, la forma de los
raíles guía y la traslación horizontal adicional del cartucho de
impresión 11 efectuada por el usuario final, indicada por la flecha
de movimiento 162, hace que el cartucho de impresión 11 cabecee
hacia arriba, según se indica con la flecha de movimiento 164, y que
también se traslade verticalmente hacia arriba, según se indica con
la flecha de movimiento 163. A medida que el cartucho de impresión
11 se desliza hacia delante a lo largo de los raíles guía, la
combinación de estos tres movimientos, según se indica con la
flechas de movimiento 162, 163 y 164, hace que las superficies de
referencia 18, 20 del cartucho de impresión 11 lleguen hasta y se
coloquen sobre las superficies de referencia primarias y secundarias
152, 154 de la parte inferior del carro 119.
El movimiento del cartucho de impresión 11,
ilustrado en la figura 17, continúa hasta que el enganche 50 situado
sobre la pared superior 31 del cartucho de impresión se pone en
contacto con el resorte de enganche 148 del carro 119, en el punto
de contacto indicado con la referencia numérica 166. El resorte de
enganche hace que el cartucho de impresión se traslade
verticalmente hacia abajo, según se indica con la flecha de
movimiento 168. A continuación, las superficies de referencia 18,
20 del cartucho de impresión 11 se ponen en contacto con las
superficies de referencia primarias y secundarias 152, 154 del carro
119. En este momento las superficies de referencia aún no están
ajustadas, sólo en contacto. El cartucho de impresión 11 cabecea
después hacia abajo, según se indica con la flecha de movimiento
167, debido al contacto existente entre las superficies de
referencia y a la forma del enganche 50 y del resorte 148 de
enganche.
enganche.
El movimiento del cartucho de impresión,
ilustrado en la figura 18, continúa hasta que las superficies de
referencia 18, 20 del cartucho de impresión 11 y las superficies de
referencia 152, 154, del carro 119 se ajustan entre sí en su lugar,
acoplándose por salto elástico, y el resorte 148 de enganche ajusta
con el enganche 50. El cabeceo hacia abajo del cartucho de
impresión queda detenido por la pared posterior 135 de la pieza
guía 131, por el elastómero situado detrás del adaptador alveolado
de contacto 137, y por la superficie terciaria de referencia 156,
figura 12. El cartucho de impresión 11 queda perfectamente recibido
en el carro 119 en este momento, como se ilustra en la figura 19.
Ha de observarse que el resorte de enganche 148 empuja continuamente
al cartucho de impresión hacia fuera de la impresora hasta que se
llega a ese momento o punto de enganche o ajuste. Esta
característica es binaria y evita un enganche falso.
Con referencia a la figura 20, para descargar un
cartucho de impresión 11 de un carro 119, el usuario final aplica
una fuerza hacia abajo en la parte posterior de la pared o tapa
superior 31 del cartucho de impresión. El cartucho de impresión se
extiende fuera del carro 119, como se ilustra en la figura 9, y esta
fuerza hacia abajo puede aplicarse en la estructura similar a un
botón 42 de la tapa. La fuerza hacia abajo provoca el movimiento
descendente indicado por la flecha de movimiento 171 y el cartucho
de impresión cabecea hacia arriba, según se indica con la flecha de
movimiento 172, a medida que las superficies de referencia 18, 20
del cartucho de impresión 11 pivotan alrededor de las superficies
de referencia primarias y secundarias 152, 154 del carro 119. El
movimiento descendente, indicado por la flecha de movimiento 171, y
el movimiento de cabeceo hacia arriba, indicado por la flecha de
movimiento 172, continúan hasta que el enganche 50 se suelta del
resorte 148 de enganche, como se ilustra en la figura 20. Los
raíles guía 140 ajustan con los labios 29 del cartucho de impresión
11 y limitan el movimiento de cabeceo hacia arriba 172 para que el
cartucho de impresión ni gire ni caiga hacia fuera de la
impresora.
Comparando las figuras 9, 19 y 20 ha de
observarse que cuando un cartucho de impresión está desenganchado,
la esquina trasera superior 174 del cartucho de impresión
desenganchado, sobresale por fuera de la pared posterior 27 del
cartucho de impresión enganchado adyacente. El cartucho
desenganchado permanece ladeado, comparado con el cartucho de
impresión enganchado. Esta característica proporciona al usuario
final una indicación visual de desenganche y también proporciona al
usuario final una superficie de agarre.
Con referencia a la figura 21, una vez que el
cartucho de impresión 119 está desenganchado pero todavía permanece
en el carro 119, el usuario final agarra por la superficie de agarre
174 y traslada horizontalmente fuera del carro el cartucho de
impresión, como se indica con la flecha de movimiento 176.
Aunque se han descrito e ilustrado realizaciones
específicas de la invención, la invención no se limita a las formas
específicas ni a las disposiciones de las partes que se han descrito
e ilustrado. La invención sólo queda limitada por las
reivindicaciones.
Claims (14)
1. Aparato para permitir la carga horizontal de
un cartucho de impresión (11) en un carro (119), comprendiendo
dicho aparato:
dicho cartucho de impresión (11), que tiene:
un cuerpo (12) en general rectangular del
cartucho de impresión, que tiene paredes laterales primera y segunda
(25, 26) espaciadas horizontalmente y verticales en general,
paredes superior e inferior (31, 14) espaciadas verticalmente y
horizontales en general, y paredes frontal y posterior (24, 27)
espaciadas horizontalmente y verticales en general;
teniendo dicha pared inferior (14) de dicho
cartucho de impresión (11) una superficie inferior que está provista
de una cabeza impresora (15) plana que se extiende horizontalmente
en general, teniendo dicha cabeza impresora (15) una serie de
orificios de impresión que se extienden verticalmente y de
dimensiones de precisión, por los que se lanzan gotas de tinta
verticalmente hacia abajo durante el funcionamiento de dicho
cartucho de impresión, y teniendo dicha pared superior (31) una
superficie exterior plana;
un labio alargado de soporte (29) situado en
dicha primera pared lateral (25, 26) y que se extiende
horizontalmente en general y de modo paralelo a dicha superficie
exterior plana de dicha pared superior;
dicho carro, que tiene:
un carro principal (119);
una pieza guía (131) que se extiende en general
horizontalmente montada sobre dicho carro principal (119) para
recibir en general horizontalmente dicho cartucho de impresión (11),
teniendo dicha pieza guía (131) paredes laterales primera y segunda
(133, 134) espaciadas horizontalmente y verticales en general y una
pared extrema (135) vertical en general; y
un raíl (140) que se extiende en general
horizontalmente situado en dicha primera pared lateral de dicha
pieza guía (131) para ajustar con dicho labio alargado de soporte
(29) de dicho cartucho de impresión (11) y para guiar en general
horizontalmente dicho cartucho de impresión hacia el interior de
dicho carro.
2. El carro de la reivindicación 1, en el que
dicho raíl (140) que se extiende en general horizontalmente está
arqueado.
3. El carro de la reivindicación 1, en el que
dicho raíl (140) que se extiende en general horizontalmente está
inclinado ligeramente hacia arriba.
4. El aparato de la reivindicación 1, que incluye
además un segundo labio alargado de soporte (29) situado en dicha
segunda pared lateral de dicho cuerpo (12) del cartucho, siendo
dicho segundo labio alargado de soporte (29) también paralelo a
dicha superficie exterior plana de dicha pared superior (31), e
incluyendo dicho aparato además un segundo raíl (140) en general
horizontal situado en dicha segunda pared lateral de dicha pieza
guía (131) para ajustar con dicho segundo labio alargado de soporte
(29) de dicho cartucho de impresión y para guiar en general
horizontalmente dicho cartucho de impresión hacia el interior de
dicho carro (119).
5. El aparato de la reivindicación 1, que incluye
además un enganche (50) situado sobre la pared superior (31) del
cartucho de impresión (11) y un resorte de enganche en voladizo
(148) que está montado en el carro (119) y que tiene una lengüeta
horizontal en general, de modo que, cuando el cartucho de impresión
está totalmente recibido en el carro, el enganche está enganchado
mecánicamente por el resorte de enganche.
6. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicha pared superior (31) tiene una superficie exterior plana, un
enganche (50) que incluye una rampa de enganche (51) que termina en
una pared de enganche (52), y estando dicha pared de enganche
dispuesta perpendicularmente respecto a la superficie exterior de la
pared superior (31).
7. Un método de cargar horizontalmente un
cartucho de impresión (11) en un carro (119), que comprende las
etapas de:
a) trasladar horizontalmente un cartucho de
impresión (11) hacia el interior de un carro (119), teniendo tanto
dicho cartucho de impresión como dicho carro superficies de
referencia (18, 19, 152, 154) correspondientes para alinearlos
entre sí;
b) ajustar un labio alargado (29) que se extiende
horizontalmente de dicho cartucho de impresión con un raíl guía
(140) alargado que se extiende en general horizontalmente de dicho
carro;
c) deslizar dicho cartucho de impresión (11)
ajustando con dichas superficies de referencia de dicho carro con
un movimiento deslizante substancialmente horizontal de dicho labio
del cartucho de impresión a lo largo de dicho raíl guía de dicho
carro; y
d) enganchar dicho cartucho de impresión (11) en
dicho carro (119).
8. El método de la reivindicación 7, en el que la
etapa de trasladar horizontalmente dicho cartucho de impresión (11)
hacia el interior de dicho carro (119) incluye además la etapa de
hacer cabecear hacia arriba un extremo frontal de dicho cartucho de
impresión proporcionando una forma angular ascendente a dicho raíl
guía (140).
9. El método de la reivindicación 7, en el que la
etapa de trasladar horizontalmente dicho cartucho de impresión (11)
hacia el interior de dicho carro (119) incluye además la etapa de
hacer cabecear hacia abajo un extremo frontal de dicho cartucho de
impresión aplicando una fuerza dirigida verticalmente hacia abajo
mediante un resorte de enganche (148).
10. El método de la reivindicación 9, en el que
la etapa de hacer cabecear hacia abajo dicho extremo frontal de
dicho cartucho de impresión (11) se realiza después de la etapa de
hacer cabecear hacia arriba dicho extremo frontal de dicho cartucho
de impresión (11).
11. Aparato de impresión por chorro de tinta, que
comprende:
al menos dos aparatos según la reivindicación 1,
en el que el carro (119) tiene una pluralidad de piezas guía (131,
131') que se extienden horizontalmente en general, en el que cada
pieza guía tiene paredes laterales interiores (133, 134) que
incluyen un raíl guía (140);
un miembro de resorte de enganche (148) que está
fijado a través de una parte superior de cada pieza guía; y
un resorte de empuje (146) que está situado en
una de dichas paredes laterales interiores de cada pieza guía;
y
en el que los al menos dos cartuchos de impresión
(11, 11') tienen partes exteriores de las paredes (25, 26) que
facilitan su montaje de modo retirable en dichas piezas guía,
respectivamente, por traslación inicial del cartucho de impresión
horizontalmente hacia una posición de cabeceo hacia arriba y por
traslación posterior del cartucho de impresión horizontalmente
hacia una posición de cabeceo hacia abajo hasta que el cartucho de
impresión esté afianzado en la pieza guía (131, 131') de modo que el
miembro de resorte de enganche (148) esté enganchado con una pared
de enganche (52) situada en la parte superior del cartucho de
impresión (11, 11'), y en el que dichos raíles guía (140) y dicho
resorte de empuje (146) están en contacto deslizante con dichas
partes exteriores de las paredes (25, 26) del cartucho de impresión
durante dicha traslación inicial y dicha traslación posterior del
cartucho de impresión, además de cuando el cartucho de impresión
está afianzado en la pieza guía, y es apropiado para llevar a cabo
los métodos de las reivindicaciones 7 a 10.
12. El aparato de la reivindicación 11, en el que
dichos al menos dos cartuchos de impresión (11, 11') incluyen un
cartucho de impresión que tiene múltiples compartimentos de tinta
destinados a contener tipos de tinta distintos.
13. El aparato de la reivindicación 11, en el que
dichos al menos dos cartuchos de impresión (11, 11') incluyen un
cartucho de impresión que tiene un solo compartimento de tinta
destinado a contener un tipo de tinta determinado.
14. El aparato de la reivindicación 11, en el que
dicho miembro de resorte de enganche (148) es un resorte unitario
que tiene una sujeción (150) al carro (119) en una posición situada
entre piezas guía adyacentes (131) para facilitar el enganche
independiente de dichos al menos dos cartuchos de impresión.
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