ES2260385T3 - Contenedor de tinta, tinta y aparato de impresion por chorros de tinta que utiliza dicho contenedor de tinta. - Google Patents
Contenedor de tinta, tinta y aparato de impresion por chorros de tinta que utiliza dicho contenedor de tinta.Info
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Abstract
Contenedor para líquido destinado a un aparato de impresión por chorros de líquido, que comprende: - una primera cámara (4) que contiene un material (3) productor de presión negativa y que tiene una salida para liquido conectable a un cabezal de chorros de líquido para suministrar líquido desde el contenedor al cabezal de chorros de líquido y una abertura (13) para la salida de aire, destinada a permitir la entrada de aire ambiente hacia adentro del contenedor; - una segunda cámara (6) que comunica con la primera cámara (4) por medio de una trayectoria de comunicación (8) definida por una pared (5) que separa la primera y segunda cámaras, encontrándose la segunda cámara (6) cerrada de manera substancialmente estanca con respecto a la trayectoria de comunicación (8); y - una trayectoria para la introducción de aire ambiente (A83; A201), en forma de un rebaje para regular la fuerza capilar, dispuesta en una superficie de dicha pared (5) y encontrándose en contacto con dicho material (3) productor de presión negativa y extendiéndose desde un punto situado parcialmente a lo largo de dicha pared hacia la mencionada trayectoria de comunicación.
Description
Contenedor de tinta, tinta y aparato de
impresión por chorros de tinta que utiliza dicho contenedor de
tinta.
La presente invención se refiere a un contenedor
para líquidos para un aparato de impresión por chorros de líquido,
tal como un contenedor de tinta destinado a contener tinta a
suministrar a un cabezal de impresión por chorros de tinta de un
aparato de impresión por chorros de tinta.
Un contenedor de tinta utilizado con un aparato
de impresión por chorros de tinta es necesario que sea capaz de
suministrar de manera apropiada una cantidad de tinta
correspondiente a la cantidad de tinta inyectada por un cabezal de
impresión durante una operación de impresión y que se encuentre
libre de fugas de tinta a través de las aberturas de inyección del
cabezal de impresión cuando no se realiza una operación de
impresión.
En el caso en el que el contenedor de tinta es
de tipo intercambiable, es necesario que el contenedor de tinta se
pueda montar o desmontar de manera fácil con respecto al aparato de
impresión sin fugas de tinta y que la tinta pueda ser suministrada
de manera precisa al cabezal de impresión.
Un ejemplo convencional de un contenedor de
tinta utilizable con el aparato de impresión por chorros de tinta es
el que se da a conocer en la solicitud de Patente a inspección
pública Nº 87242/1988 (primera técnica anterior), en la que el
cabezal de impresión por chorros de tinta tiene un contenedor de
tinta que contiene material esponjoso y una serie de orificios de
inyección de tinta. En este contenedor, la tinta queda contenida en
un material poroso tal como un material de poliuretano esponjoso y
por lo tanto es posible producir una presión negativa por la fuerza
capilar del material esponjoso e impedir fugas de tinta desde el
contenedor de la misma.
La solicitud de Patente japonesa a inspección
pública Nº 522/1990 (segunda técnica anterior) da a conocer un
cartucho para la impresión por chorros de tinta en el que una
primera y una segunda cámaras de tinta están conectadas por material
poroso y la segunda cámara de tinta y el cabezal de impresión por
chorros de tinta están conectados por material poroso. En esta
técnica anterior, el material poroso no queda contenido en la cámara
de tinta sino que queda dispuesto solamente en el paso de la tinta,
mejorando de esta manera la eficacia de la utilización de la tinta.
Por la disposición de una parte o zona que contiene tinta de tipo
secundario, la tinta que sale de la primera cámara que contiene la
misma como resultado de la expansión del aire en la primera cámara
de la tinta debido a un incremento de la temperatura (disminución de
la presión) puede ser almacenada, y el vacío en el cabezal de
impresión durante la operación de impresión se puede mantener
substancialmente constante.
No obstante, en la primera anterioridad o
técnica conocida, el material esponjoso es necesario que ocupe
substancialmente la totalidad del espacio de la capa del contenedor
de tinta, y por lo tanto, la capacidad de tinta queda limitada y
además la cantidad de tinta restante no utilizable es relativamente
grande, es decir, el rendimiento de utilización de la tinta es
reducido. Éstos son los problemas que conlleva. Además, se hace
difícil detectar la cantidad de tinta restante y se hace difícil
mantener un vacío substancialmente constante durante el período de
consumo de tinta. Éstos son problemas adicionales.
En la segunda anterioridad o segunda técnica
conocida, cuando no se lleva a cabo operación de impresión, el
material que produce el vacío queda dispuesto en el paso de la
tinta, y por lo tanto, el material poroso contiene una cantidad
suficiente de tinta y la producción de la presión negativa por
fuerza capilar del material poroso es insuficiente, con el resultado
de que la tinta escapa por los orificios del cabezal de impresión
por chorros de tinta como resultado de un pequeño impacto o similar.
Éste es el problema. En el caso de un cartucho de tinta
intercambiable en el que en el cabezal de impresión por chorros de
tinta queda constituido de modo integral con el contenedor de tinta
que está montado en el cabezal de impresión de tinta, la segunda
técnica conocida no es utilizable. Éste es otro problema.
Las solicitudes de Patentes japonesas a
inspección pública N^{os} 67269/1981 y 98857/1984 dan a conocer un
contenedor para tinta que utiliza una bolsa de tinta sobre la que
ejerce su acción un resorte. Esto es ventajoso por el hecho de que
la presión negativa interna se produce de manera estable en la parte
de suministro de tinta por utilización de una fuerza de resorte. No
obstante, estos sistemas tienen problemas por el hecho de que se
requiere una configuración limitada del resorte para proporcionar la
presión interna negativa deseada, el proceso de fijación del
contenedor de tinta a la bolsa es complicado y por lo tanto, los
costes de fabricación son elevados. Además, para un contenedor de
tinta delgado la proporción de retención de tinta es reducida.
La solicitud de Patente japonesa a inspección
pública Nº 214666/1990 da a conocer un cartucho de tinta o
contenedor en el que el interior del contenedor de tinta está
separado en una serie de cámaras para la tinta que comunican entre
sí por un fino orificio capaz de proporcionar la presión de vacío.
En el tipo de cámara separada, la presión negativa interna en la
parte de suministro de tinta se produce por la fuerza capilar de la
fina abertura que comunica las cámaras de tinta. En este sistema, la
estructura de este contenedor de tinta es más simple que el sistema
de la bolsa con sistema de resorte y por lo tanto es ventajosa desde
el punto de vista de costes de fabricación y la configuración del
contenedor de tinta no está limitada por la estructura. No obstante,
el tipo de cámara separado comporta problemas por el hecho de que,
cuando el contenedor de tinta cambia de posición, la abertura fina
retiene una cantidad insuficiente de tinta, dependiendo de la
cantidad restante de tinta, con el resultado de una presión de vacío
interna inestable, incluso al punto de que hay fugas de la tinta,
imponiéndose por lo tanto limitaciones a la manipulación del
contenedor de tinta.
El documento
EP-A-0488829 describe un contenedor
de tinta y un cabezal de impresión que utiliza dicho contenedor de
tinta en el que el contenedor de tinta tiene una primera y segunda
cámaras separadas por una pared que define una ruta de comunicación
entre las dos cámaras. La primera cámara tiene una salida de
suministro conectable al cabezal de impresión para posibilitar el
suministro de líquido desde el contenedor al cabezal de impresión
mientras que la segunda cámara tiene una salida de aire. Cada una de
las primera y segunda cámaras contiene un material de absorción y
los materiales de absorción se encuentran como mínimo parcialmente
en contacto entre sí con intermedio de la ruta de comunicación entre
dichas primera y segunda cámaras.
De acuerdo con la presente invención, se da a
conocer un contenedor para líquidos destinado a un aparato de
impresión por chorros de líquido, que comprende:
una primera cámara que contiene un material
productor de presión negativa y que tiene una salida para el líquido
que es conectable a un cabezal para chorros de líquido, a efectos de
suministrar un líquido desde el contenedor al cabezal para chorros
de líquido y una salida para el aire destinada a permitir la entrada
de aire ambiente hacia adentro del contenedor;
una segunda cámara que comunica con la primera
cámara por medio de una trayectoria de comunicación definida por una
pared que separa la primera y segunda cámaras, encontrándose la
segunda cámara cerrada de manera substancialmente hermética con
respecto a la trayectoria de comunicación; y
una trayectoria de introducción de aire
ambiente, que adopta la forma de un rebaje para regular la fuerza
capilar, dispuesto en una superficie de dicha pared y encontrándose
en contacto con dicho material productor de la presión negativa y
extendiéndose desde un punto parcialmente a lo largo de la
mencionada pared hacia dicha trayectoria de comunicación.
Una realización de la presente invención prevé
un contenedor de tinta que es fácil de manipular.
Una realización de la presente invención prevé
un contenedor de tinta en el que la proporción de retención de tinta
es elevada.
Una realización de la presente invención prevé
un contenedor de tinta en el que la tinta es utilizada de manera
eficaz por la utilización de medios productores de vacío.
Una realización de la presente invención da a
conocer un contenedor de tinta en el que se impiden de manera fiable
las fugas de tinta incluso cuando el cabezal de impresión o
contenedor de tinta recibe un impacto mecánico, tal como el
producido por vibraciones o impactos térmicos tales como cambios de
temperatura, en las condiciones de utilización o de transporte del
aparato de impresión por chorros de tinta.
Estas y otras características y ventajas de la
presente invención quedarán más evidentes de la consideración de la
siguiente descripción de realizaciones preferentes de la presente
invención que hace referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra el acoplamiento entre un
cabezal de impresión y un contenedor de tinta.
La figura 2 muestra un cabezal de impresión y un
contenedor de tinta.
La figura 3 muestra un contenedor de tinta que
no queda comprendido dentro de la invención reivindicada.
La figura 4 es una vista en perspectiva de un
aparato de impresión.
La figura 5 muestra un contenedor de tinta no
comprendido dentro de la invención reivindicada.
La figura 6 muestra un contenedor de tinta no
comprendido dentro de la invención reivindicada.
La figura 7 muestra un contenedor de tinta no
comprendido dentro de la invención reivindicada.
La figura 8 muestra un contenedor de tinta según
una realización de la presente invención.
La figura 9 muestra un contenedor de tinta de
acuerdo con otra realización adicional de la presente invención.
La figura 10 muestra un modelo de suministro de
tinta.
La figura 11 es un gráfico que muestra el cambio
de presión interna en la parte de suministro de tinta en un
contenedor de tinta de acuerdo con una realización de la presente
invención.
La figura 12 muestra un modelo de suministro de
tinta en un ejemplo comparativo.
La figura 13 es un gráfico que muestra el cambio
de presión interna en la parte de suministro de tinta en el ejemplo
de comparación.
La figura 14 muestra un estado inicial en el que
el contenedor de tinta del ejemplo de comparación está lleno de
tinta.
La figura 15 muestra el estado en el que el
interfaz aire-líquido del ejemplo de comparación
empieza a formarse.
La figura 16 muestra una situación alrededor de
un extremo del suministro de tinta del ejemplo de comparación.
La figura 17 muestra la situación en la que la
totalidad de la tinta ha sido suministrada.
La figura 18 es una vista en perspectiva de un
dispositivo que tiene cuatro cabezales en los que se pueden montar
integralmente contenedores de tinta para los mismos.
La figura 19 muestra un contenedor de tinta de
acuerdo con otra realización adicional de la presente invención.
La figura 20 muestra un modelo de suministro de
tinta.
La figura 21 es una vista en sección
longitudinal del cuerpo principal de un cartucho de tinta para la
impresión por chorros de tinta según otra realización de la presente
invención.
La figura 22 es una sección del cuerpo principal
de un cartucho de tinta para el aparato de impresión por chorros de
tinta de la figura 21.
La figura 23 es una vista en sección del cuerpo
principal de un cartucho de tinta, que muestra en particular la
superficie del nervio de la figura 21.
La figura 24 es una vista en sección del cuerpo
principal del cartucho de tinta que muestra la superficie del nervio
según otra realización de la presente invención.
La figura 25 es una vista en sección a mayor
escala de un nervio según otra realización de la presente
invención.
La figura 26 es una vista en sección
longitudinal del cuerpo principal del cartucho de tinta de un
sistema de impresión por chorros de tinta de tipo intercambiable de
acuerdo con otra realización de la presente invención.
La figura 27 es una sección transversal del
cuerpo principal de un cartucho de tinta para la impresión por
chorros de tinta de tipo intercambiable de acuerdo con otra
realización de la presente invención.
La figura 28 es una vista en sección del cuerpo
principal de un cartucho de tinta que muestra la superficie del
nervio según otra realización de la presente invención.
La figura 29 es una sección longitudinal de un
cuerpo principal para cartucho de tinta para la impresión por
chorros de tinta según un ejemplo comparativo.
La figura 30 es una vista en sección de un
cuerpo principal de cartucho de tinta para la impresión por chorros
de tinta en un ejemplo comparativo.
La figura 31 es una vista en sección del cuerpo
principal de un cartucho de tinta que muestra la superficie del
nervio en un ejemplo comparativo.
La figura 32 es una vista en sección y a mayor
escala que muestra la sección transversal del nervio en el ejemplo
comparativo.
La figura 33 muestra la posición de impresión
horizontal.
La figura 34 muestra una función de tampón de
fugas de tinta del material de absorción de tinta comprimido en un
contenedor de tinta que no corresponde a la invención
reivindicada.
La figura 35 muestra un ejemplo de la
distribución de la relación de compresión del material de absorción
de tinta comprimido, en otro contenedor de tinta no incluido dentro
del ámbito de la invención reivindicada.
La figura 36 muestra la detección de la cantidad
de tinta restante en otro contenedor de tinta no comprendido dentro
de la invención reivindicada.
La figura 37 muestra una detección modificada de
la tinta restante, en el contenedor de tinta mostrado en la figura
34.
La figura 38 muestra la cantidad de tinta
circulante al disminuir la presión.
La figura 39 muestra la relación entre la
cantidad de tinta restante y la resistencia eléctrica entre los
electrodos.
La figura 1 es una vista en sección que muestra
la conexión entre el cabezal de impresión, el contenedor de tinta y
el carro de un aparato de impresión por chorros de tinta adecuado
para su uso con un contenedor de tinta que comprende la invención.
El cabezal de impresión (20) es del tipo de chorros de tinta que
utiliza transductores electrotérmicos para generar energía térmica
para provocar la ebullición laminar en la tinta de acuerdo con una
señal eléctrica. En la figura 1, las partes principales del cabezal
de impresión (20) están unidas o prensadas en una estructura
laminada sobre una placa base (111) del cabezal con unos salientes
de referencia de posicionado (111-1) y
(111-2) en la placa base (111) del cabezal. En la
dirección vertical sobre la superficie del dibujo de la figura 1, el
posicionado es realizado por la parte (104) de posicionado del
cabezal de un carro HC y una proyección o saliente
(111-2). En la dirección vertical según la sección
transversal de la figura 1, una parte del saliente
(111-2) sobresale para cubrir la parte o zona (104)
de posicionado del cabezal, y la zona cortada (no mostrada) del
saliente (111-2) y la parte (104) de posicionado del
cabezal se utilizan para el posicionado correcto. El panel de
calentamiento (113) es producido por un proceso de formación de
película y comprende transductores electrotérmicos (calentadores de
inyección) dispuestos sobre un substrato de Si y conexiones
eléctricas para suministrar potencia eléctrica al mismo, quedando
realizado el cableado a base de aluminio o similar. El cableado está
realizado de forma correspondiente a la base flexible del cabezal
(cabezal PCB) que tiene le cableado que tiene patillas extremas para
recibir señales eléctricas desde el conjunto principal. Están
conectadas por cables pegados o unidos de otro modo. Una placa
superior (112) formada de manera integral a base de polisulfona o
similar comprende paredes para separar una serie de pasos de tinta
que corresponden a los calentadores de inyección, una cámara común
de líquido para recibir tinta desde un contenedor de tinta
intercambiable a través de un paso y para suministrar la tinta a una
serie de pasos de tinta y orificios para proporcionar la serie de
salidas de inyección. La placa superior (112) es forzada hacia el
panel calentador (113) por un resorte, no mostrado, y es prensada y
estanqueizada utilizando un elemento de cierre estanco,
constituyendo de esta forma la parte o pieza de salida de inyección
de tinta.
Con la finalidad de comunicación con el cartucho
de tinta intercambiable (1), el paso (115) dispuesto por combinación
con cierre estanco con la placa superior (112), penetra por los
orificios del cabezal PCB (113) y la placa base (111) del cabezal al
lado opuesto de la placa base (111) del cabezal. Además, está unido
y fijado a la placa base (111) del cabezal en la zona de
penetración. En una conexión extrema con el cartucho de tinta (1)
del paso (115), se dispone un filtro (25) para impedir la
introducción de materias extrañas o de burbujas en el interior de
la parte o zona de inyección de tinta.
El cartucho de tinta de tipo intercambiable está
conectado con el cabezal de impresión (20) por una guía de
acoplamiento y dispositivo de prensado (103) y un material de
absorción de la tinta en la parte o zona de suministro de tinta se
lleva a establecer contacto con el filtro (25) en un extremo del
paso (115) de forma que se establece la conexión mecánica. Después
de la conexión, utilizando una bomba (5015) de recuperación por
succión del cabezal de impresión del conjunto principal del aparato
de impresión, la tinta es suministrada de modo forzado desde el
cartucho de tinta intercambiable (1) al cabezal de impresión (20),
mediante el cual se suministra la tinta.
En este ejemplo, después del acoplamiento por el
dispositivo de presión, el cabezal de impresión (20) y el cartucho
(1) de tinta de tipo intercambiable quedan conectados entre sí, y
simultáneamente, el cabezal de impresión (20) y el carro HC quedan
mecánicamente y eléctricamente conectados en la misma dirección y,
por lo tanto, se lleva a cabo el posicionado entre la patilla del
cabezal PCB (105) y los electrodos de activación del cabezal
(102).
Un dispositivo de estanqueidad en forma de
anillo está constituido a base de un material relativamente grueso y
elástico en este ejemplo, de manera que la parte de la unión con la
pared externa del cartucho de tinta de tipo intercambiable es
suficientemente ancha para permitir juego en la parte o pieza de
suministro de la tinta.
Tal como se ha descrito en lo anterior en este
ejemplo, el contenedor de tinta intercambiable (1) y el cabezal de
impresión (20) son suficientemente combinados y, después de ello, se
obliga al contenedor de tinta intercambiable de manera que el carro
y el cabezal de impresión pueden ser colocados de manera firme uno
con respecto al otro con una estructura simple y, simultáneamente,
el cabezal de impresión y el contenedor de tinta intercambiable son
conectados fuera del conjunto principal con una estructura simple y,
después de ello, se monta en el carro. Por lo tanto, la operación
de cambio resulta fácil. En este ejemplo, la conexión eléctrica
entre el carro (conjunto principal del aparato de impresión) y el
cabezal de impresión se efectúan simultáneamente. Por lo tanto, la
operatividad en el intercambio del cabezal de impresión y el
contenedor de tinta intercambiable es satisfactoria. Es posible
alternativamente que se utilice un conector separado para establecer
la conexión eléctrica, por lo cual se asegura la amplitud de la
estructura para asegurar el posicionado del cabezal de impresión y
la conexión con el contenedor de tinta intercambiable. La figura 4
muestra un aparato de impresión de un tipo de posición horizontal.
Haciendo referencia a esta figura, se describirá la disposición de
funcionamiento del cabezal de impresión en el aparato de impresión
por chorros de tinta de este ejemplo. En esta figura, un material de
impresión P es alimentado hacia arriba por el rodillo de soporte
(5000) y es forzado por el rodillo de soporte (5000) en toda la gama
de dirección de movimiento del carro por una placa (5002) de
limitación o tope para la hoja. Una clavija de desplazamiento del
carro para dicho carro HC queda acoplada en una ranura helicoidal
(5004). El carro es soportado por el husillo conductor (5005)
(dispositivo motriz) y un patín (5003) que se extiende paralelamente
al husillo motriz, desplazándose alternativamente sobre la
superficie del material de impresión P sobre el rodillo de soporte
(5000). El husillo motriz (5005) es obligado a girar por la rotación
hacia adelante y hacia atrás del rodillo de impulsión con intermedio
de las ruedas de transmisión de movimiento (5011) y (5009).
Indicados con los numerales de referencia (5007) y (5008) se
muestran fotoacopladores, que sirven para detectar la presencia de
la palanca (5006) del carro para cambiar la dirección del motor
(5013) (detector de posición de reposo). La señal de impresión de
imagen es transmitida al cabezal de impresión de forma sincronizada
con el movimiento del carro portador del cabezal de impresión, y las
gotitas de tinta son inyectadas en las posiciones apropiadas,
llevándose a cabo de esta manera la impresión. Indicado con el
numeral de referencia (5016) se encuentra un elemento para soportar
un elemento de cubrición (5022) para cubrir la superficie frontal
del cabezal de impresión. Con el numeral (5015) se ha indicado un
dispositivo de succión destinado a efectuar la succión del interior
de la pieza de cubrición o caperuza. Por lo tanto, es eficaz
recuperar o renovar el cabezal de impresión por succión a través de
la abertura (5023) de la caperuza. Una cuchilla de limpieza (5017)
queda soportada por un elemento de soporte (5019) para desplazar la
cuchilla de modo alternativo. Están soportados sobre una placa de
soporte (5018) del conjunto principal. El dispositivo de succión, la
cuchilla o similar, pueden ser de otro tipo conocido. Una palanca
(5012) para determinar la temporización del succionado y de la
recuperación se desplaza junto con el movimiento de la leva (5020)
con acoplamiento con el carro. La fuerza de accionamiento desde el
motor de impulsión está controlada por un dispositivo de
transmisión de tipo conocido tal como un embrague o similar. El
dispositivo de recuperación llevó a cabo el proceso predeterminado
en la temporización predeterminada por el husillo impulsor o motriz
(5005) en las posiciones correspondientes, cuando el carro llega a
la zona adyacente o a la posición de reposo.
Tal como se ha mostrado en la figura 33, el
aparato de impresión por chorros de tinta puede funcionar en una
posición de impresión vertical. En la posición vertical, la
operación de exploración o escaneado de impresión es llevada a cabo
mientras el material de impresión P está encarado a la superficie
baja o de fondo del cabezal de impresión (2010). En este caso, las
operaciones de alimentación de hojas, impresión y descarga de hojas,
son posibles substancialmente en el mismo plano y por lo tanto es
posible llevar a cabo la impresión en un material de impresión
grueso y muy rígido, tal como una postal o una hoja de tipo OHP. Por
lo tanto, el cuerpo externo del aparato de impresión por chorros de
tinta que puede cambiar de posición de este ejemplo, queda dotado de
cuatro patillas de goma en la superficie de fondo de la figura 4 y
con dos nervios y una pata auxiliar retráctil (5018) en la
superficie lateral izquierda. De este modo, el aparato de impresión
puede quedar posicionado de manera estable en las respectivas
posiciones de impresión. En la posición de impresión vertical, el
cartucho de tinta intercambiable (2001) se encuentra por encima de
la parte o pieza de inyección del cabezal de impresión (2010)
encarada al material de impresión P y por lo tanto es deseable
soportar el cabezal estático resultante de la tinta y mantener una
presión interna ligeramente positiva, preferentemente ligeramente
negativa de la tinta en la parte o zona de inyección, de manera que
el menisco de la tinta en la parte o zona de inyección se
estabilice.
El aparato de impresión según la figura 4 y la
figura 33 es utilizable con las realizaciones de la presente
invención que se describirán más adelante.
Se realizará descripción más detallada de varias
realizaciones de contenedores de tinta de acuerdo con la presente
invención. En primer lugar, se describirá la estructura general y
funcionamiento del contenedor de tinta.
Tal como se ha mostrado en la figura 2, el
cuerpo principal del contenedor de tinta comprende una abertura (2)
para conexión con un cabezal de impresión por chorros de tinta, una
cámara de material que produce vacío o recipiente (4) para recibir
un material (3) productor del vacío y una cámara para contener la
tinta o contenedor de tinta (6) destinado a contener la tinta,
siendo adyacente el contenedor de tinta (6) al contenedor para el
material de producción del vacío por medio de los nervios (5) y
estando en comunicación con el contenedor (4) para el material que
produce el vacío en la parte baja o del fondo (11) del contenedor de
tinta.
Funcionamiento
(1)
La figura 2 es una vista en sección esquemática
del contenedor de tinta cuando un elemento de unión (7) para
suministrar la tinta al cabezal de impresión por chorros de tinta
queda insertado en el contenedor para la tinta y es forzado hacia el
material que produce el vacío y por lo tanto, el aparato de
impresión por chorros de tinta se encuentra en estado operativo. Al
final del elemento de unión se puede disponer un filtro para
eliminar cualesquiera materias extrañas del contenedor de tinta.
Cuando está funcionando el aparato de impresión
por chorros de tinta, la tinta es inyectada a través del orificio u
orificios del cabezal de impresión por chorros de tinta, de manera
que se produce una fuerza para el succionado de la tinta dentro del
recipiente para la misma. La tinta (9) es introducida al elemento de
unión (7) por la fuerza de succión del contenedor de tinta (6) a
través del juego o intersticio (8) entre los extremos de los nervios
y el fondo (11) del cartucho para la tinta y a través del material
(3) productor del vacío hacia adentro del contenedor (4) del
material productor del vacío y posteriormente, la tinta es
suministrada al cabezal de impresión por chorros de tinta. En esta
situación, la presión interna del contenedor de tinta (6) que está
herméticamente cerrado excepto en el juego o intersticio (8),
disminuye con el resultado de una diferencia de presión entre el
contenedor de tinta (6) y el contenedor (4) del material que produce
vacío. Al continuar la operación de impresión continúa aumentando la
diferencia de presión. Dado que el contenedor (4) del material que
produce el vacío está abierto al aire ambiente a través de una
comunicación con el aire, el aire se introduce dentro del contenedor
de tinta (4) a través del juego o intersticio (8) entre los extremos
(8) de los nervios y el fondo (11) del cartucho para la tinta a
través del material que produce el vacío. En este momento, la
diferencia de presión entre el contenedor de tinta (6) y el
contenedor (4) del material que produce el vacío queda eliminada.
Durante la operación de impresión por chorros de tinta, se repite el
proceso anteriormente indicado de manera que se mantiene un vacío
substancialmente constante en el cartucho de tinta. La tinta del
contenedor de tinta se puede utilizar de manera substancialmente
completa excepto en lo que respecta a la tinta depositada en la
superficie de la pared interna del contenedor de la tinta y por lo
tanto se mejora la utilización eficaz de la tinta.
Funcionamiento
(2)
El funcionamiento principal del contenedor de
tinta se describe a continuación de manera detallada en base a un
modelo mostrado en la figura 10.
En la figura 10, el contenedor de tinta (106)
corresponde al contenedor de tinta (6) y contiene la tinta. Se han
designado con los numerales de referencia (102),
(103-1) y (103-2) unos tubos
capilares equivalentes al material (3) que produce el vacío. Por la
fuerza de menisco del mismo se produce un vacío en el contenedor de
tinta. Un elemento corresponde al elemento de unión (7) y está
conectado con un cabezal de impresión por chorros de tinta que no se
ha mostrado. Suministra la tinta desde el contenedor de tinta. La
tinta es inyectada a través de los orificios por cuya acción la
tinta discurre de la forma indicada por la flecha Q.
La situación mostrada en esta figura es la
situación o estado en el que se ha suministrado una pequeña cantidad
de la tinta desde el material que produce el vacío y por lo tanto,
el contenedor de la tinta desde el estado de llenado del contenedor
de la tinta y material productor del vacío. El equilibrio se
establece entre el cabezal estático en el orificio del cabezal de
impresión, la presión reducida en el contenedor de tinta (106) y las
fuerzas capilares en los tubos capilares (102),
(103-1) y (103-2). Cuando la tinta
es suministrada desde este estado o situación, la altura del nivel
de tinta en los tubos capilares (103-1) y
(103-2) difícilmente varía y la tinta es
suministrada desde el contenedor de tinta (106) a través de un
intersticio (108) que corresponde al juego o intersticio (8). Esto
incrementa el vacío en el contenedor de tinta (106) de manera que el
menisco del tubo capilar (102) cambia produciendo una burbuja o
burbujas de aire. Por la rotura del menisco, la burbuja o burbujas
de aire son introducidas en el contenedor de tinta (106). De este
modo, la cantidad de tinta que se ha consumido es suministrada desde
el contenedor de tinta (106) sin cambio substancial en el nivel de
los tubos capilares (103-1) y
(103-2), es decir, sin cambio substancial en la
distribución de la tinta en el material que produce el vacío, es
decir, se mantiene el equilibrio de presión interna.
Cuando se suministra una cantidad Q de tinta, el
cambio de volumen se muestra como el cambio de nivel del menisco en
el tubo capilar (102) y el cambio de energía superficial del menisco
incrementa la presión negativa de la parte o zona de suministro de
tinta. No obstante, la desaparición o rotura del menisco permite la
introducción del aire dentro del contenedor de tinta, de manera que
el aire se intercambia con la tinta y por lo tanto el menisco vuelve
a la posición original. De este modo, la presión interna de la parte
o zona de suministro de tinta se mantiene en la presión interna
predeterminada por la fuerza capilar del tubo (102).
La figura 11 muestra el cambio de la presión
interna de la parte de suministro de tinta del contenedor de tinta
de acuerdo con la cantidad suministrada de tinta (cantidad de
consumo). En la situación o estado inicial (figura 14), el
suministro de tinta se inicia desde el contenedor de material
productor del vacío, tal como se ha descrito anteriormente. Más
particularmente, desde la tinta contenida en el contenedor de
material productor del vacío hasta que se forma el menisco en el
juego o intersticio (8) en la parte del fondo del contenedor de
tinta. Por lo tanto, de manera similar al contenedor de tinta, según
la primera técnica anterior a la que se ha hecho referencia en la
introducción, en la que el recipiente está lleno de material de
absorción, la presión interna de la parte o zona de suministro de
tinta es producida debido al equilibrio entre la fuerza capilar en
la superficie superior de la tinta (interfaz
aire-líquido) del material de absorción de la tinta
comprimido en el contenedor del material productor del vacío y la
presión estática de la propia tinta. Cuando se alcanza el estado en
el que el interfaz aire-líquido queda formado en la
parte del fondo del contenedor de tinta, tal como se ha descrito en
lo anterior, debido a la reducción de la tinta en el contenedor del
material productor del vacío, de acuerdo con el consumo de la tinta
(suministro de la tinta) (figura 15, y figura 11, punto X), se
inicia el suministro de tinta desde el contenedor de la misma. Por
la fuerza capilar del material absorbente de tinta comprimido,
adyacente a la parte del fondo de la cámara de tinta, se mantiene la
presión interna de la parte o zona de suministro de la tinta.
Mientras la tinta es suministrada desde el contenedor de la misma,
se mantiene substancialmente constante la presión interna. Cuando el
consumo adicional de tinta resulta en la disminución del nivel de
tinta en el contenedor de tinta, más allá de la pared de fondo de la
cámara de tinta, substancialmente la totalidad de tinta del
contenedor queda consumida (figura 16 y figura 11, punto Y), el
aire es introducido inmediatamente en el contenedor de la tinta con
el resultado de que se establece una comunicación completa entre el
contenedor de la tinta y el aire externo, de manera que una pequeña
cantidad de la tinta que permanece en el contenedor de la misma es
absorbida por el material de absorción de la tinta comprimido en el
contenedor de material productor del vacío y, por lo tanto, la
cantidad de tinta contenida en el contenedor del material productor
del vacío se incrementa. Esto cambia la presión interna de la parte
o zona de suministro de la tinta de forma ligera hacia la dirección
positiva por la cantidad correspondiente a la ligera elevación de la
superficie superior de la tinta (interfaz
aire-líquido). Cuando la tinta se consume
adicionalmente, se consume la tinta del contenedor del material
productor del vacío. No obstante, si el interfaz
aire-líquido desciende más abajo de la parte de
suministro de tinta, el cabezal de impresión empezará a recibir el
aire y por lo tanto, el sistema de suministro de tinta alcanza el
límite (figura 17). En esta situación, se requiere el cambio del
cartucho de tinta. Las investigaciones llevadas a cabo por los
inventores han descubierto lo siguiente. Al llevar a cabo la
operación de recuperación por succionado mediante unos medios de
succión del conjunto principal del aparato de impresión después de
la conexión con el cabezal de impresión para eliminar las burbujas
de aire en el paso de tinta, producidas en el momento de la
operación de conexión y pequeñas fugas de tinta hacia afuera del
contenedor de tinta, es posible mantener la presión interna
estabilizada de la tinta desde la etapa inicial. Además, aunque la
tinta es suministrada desde el contenedor del material conductor de
la tinta en la fase inicial y en la fase inmediatamente anterior al
cambio del cartucho de tinta, las características de la impresión
no quedarán influidas de modo adverso en el período de suministro de
tinta estabilizado que se ha mostrado en la figura 11, y por lo
tanto, se ha llevado a cabo una operación de impresión apropiada. A
efectos de establecer el suministro de tinta por el mecanismo antes
descrito, se toman en consideración los siguientes puntos.
Es deseable que el menisco quede formado de
manera estable entre la tinta y el aire ambiente en una posición muy
próxima al juego o intersticio (8). De otro modo, a efectos de
desplazar el menisco en el contenedor de la tinta, la tinta tiene
que ser consumida en una gran medida, de forma que se produzca un
vacío muy elevado en la parte o zona de suministro de la tinta. En
esta situación, la impulsión por alta frecuencia del aparato de
impresión se hace difícil y por lo tanto ello es desventajoso desde
el punto de vista de funcionamiento de impresión a elevada
velocidad.
La figura 11 muestra el cambio de la presión
interna de la parte o zona de suministro de tinta del contenedor de
tinta de acuerdo con la cantidad de tinta suministrada (cantidad
consumida). Muestra la llamada presión estática (P111) en el estado
en que no se produce suministro de tinta y la llamada presión
dinámica (P112) en el estado o situación de suministro de la
tinta.
La diferencia entre la presión dinámica (P112) y
la presión estática (P111), es la pérdida de presión \deltaP
cuando se suministra la tinta. La presión negativa producida en el
momento de desplazamiento del menisco tiene influencia.
De acuerdo con lo anterior, es deseable que la
desaparición o rotura del menisco en esta zona tenga lugar sin
retardo alguno. Para esta finalidad, un contenedor de tinta que
comprende la invención se dota con un paso para la introducción de
aire, para permitir la introducción forzada de aire de forma
adyacente al juego o intersticio (8). Se describirán realizaciones a
este respecto.
Que no está comprendido en el
ámbito de la invención
reivindicada
La figura 3 muestra una primera realización. El
material (3) para la producción del vacío en el contenedor de tinta
es un material para la absorción de tinta tal como un material de
uretano esponjoso o similar. Cuando el material absorbente es
dispuesto en el contenedor (4) para el material productor del vacío
proporciona un juego o intersticio que funciona como un paso (A32)
para la introducción de aire en una parte del contenedor para el
material productor del vacío. El paso para la introducción del aire
se extiende a las proximidades del juego o intersticio (8) entre el
fondo (11) del contenedor para la tinta y el extremo (8) del nervio
(5). Por esta razón, la comunicación con el aire se establece por el
orificio de comunicación con el aire. Cuando se inicia el
suministro de tinta desde la parte de suministro de la misma, la
tinta se consume desde el material de absorción (3) de manera que
la presión interna de la parte de suministro de tinta alcanza un
nivel predeterminado. A continuación, la superficie (A31) de la
tinta mostrada en la figura 3 se forma de manera estable en el
material absorbente (3) y se forma el menisco entre la tinta y el
aire ambiente de forma adyacente al juego o intersticio (8). El
juego (8) es preferentemente no superior a 1,5 mm de altura y es
preferentemente alargado en su dirección longitudinal. Cuando se
establece este estado o situación, la desaparición o rotura del
menisco en el juego (8) tiene lugar sin retraso por el consumo
subsiguiente de tinta. Por lo tanto, la tinta puede ser suministrada
de forma estable sin incrementar la pérdida de presión \deltaP.
De acuerdo con ello, la inyección de tinta se estabiliza para una
velocidad elevada de impresión.
Cuando la operación de impresión no se lleva a
cabo, las fuerzas capilares del material productor del vacío por sí
mismas (o la fuerza del menisco en el interfaz entre la tinta y el
material productor del vacío), retienen la tinta de manera que se
puede suprimir la fuga de tinta desde el cabezal de impresión por
chorros de tinta.
Para la finalidad de utilizar un cartucho de
tinta que incorpora la presente invención en un aparato de impresión
por chorros de tinta a color, se pueden disponer diferentes colores
de tinta (negro, amarillo, magenta y ciánico, por ejemplo) en
cartuchos de tinta separados. Los respectivos cartuchos de tinta se
pueden unificar como un contenedor de tinta. En otra forma se ha
dispuesto un cartucho intercambiable de tinta para la tinta negra
que es la que se utiliza más frecuentemente y un cartucho de tinta
intercambiable que unifica otros contenedores de tinta de color.
Son posibles otras combinaciones en consideración del aparato de
chorros de tinta utilizado.
A continuación se describirá el presente ejemplo
de manera más detallada.
A efectos de controlar el vacío en el cabezal de
impresión por chorros de tinta cuando se utiliza un contenedor de
tinta según la presente invención se optimiza preferentemente lo
siguiente: material, configuración y dimensiones del material (3)
productor del vacío, configuración y dimensiones del extremo (8) del
nervio, configuración y dimensiones del juego o intersticio (8)
entre el extremo del nervio (8) y el fondo del contenedor de tinta
(11), proporción de volumen entre el contenedor (4) del material
productor del vacío y el contenedor de tinta (6), configuración y
dimensiones del elemento de unión (7) y el grado de inserción del
mismo en el cartucho de tinta, configuración, dimensiones y malla
del filtro (12), y tensión superficial de la tinta.
El material del elemento productor del vacío
puede ser cualquier material conocido si puede retener la tinta a
pesar de su peso, el peso del líquido (tinta) y pequeñas
vibraciones. Por ejemplo, existen materiales de tipo esponja
realizados a base de fibras y materiales porosos que tienen poros
continuos. Es preferible en forma de una esponja de material
esponjoso de poliuretano que es fácil de ajustar al vacío y la
capacidad o poder de retención de la tinta. Particularmente, en el
caso de un material esponjoso, la densidad de poros se puede
ajustar durante la fabricación del mismo. Cuando el material
esponjoso está sometido a tratamiento de compresión térmica para
ajustar la densidad de los poros, la descomposición se produce por
el calor con el resultado de cambio de la naturaleza de la tinta
con el posible resultado de una influencia adversa en la calidad de
la impresión, y por lo tanto es deseable un tratamiento de limpieza.
Con la finalidad de adaptarse a diferentes cartuchos de tinta para
diferentes aparatos de impresión por chorros de tinta se requieren
materiales esponjosos con las correspondientes densidades de poros.
Es deseable que un material esponjoso no tratado por compresión
térmica y que tiene un número predeterminado de celdas (número de
poros por pulgada) sea cortado a la dimensión deseada siendo
prensado hacia adentro del contenedor de material productor del
vacío a efectos de proporcionar la densidad de poro y fuerza capilar
deseadas.
Cambio de las condiciones ambientales dentro del
aparato de impresión por chorros de tinta.
En el cartucho para chorros de tinta que tiene
un contenedor de tinta de tipo cerrado, la tinta puede escapar por
fugas. Es decir, cuando las condiciones ambientales varían
(elevación de temperatura o disminución de la presión) con el
cartucho de tinta mantenido en el aparato de impresión por chorros
de tinta, el aire del contenedor de tinta se expansiona (la tinta se
expansiona también) empujando la tinta contenida en el contenedor
hacia afuera con el resultado de que se producen fugas de tinta. En
el cartucho de tinta de este ejemplo, el volumen de expansión de
aire (incluyendo la expansión de la tinta si bien la cantidad de la
misma es pequeña) en el contenedor de tinta cerrado se estima para
las peores condiciones ambientales previstas y la cantidad
correspondiente de movimiento de tinta desde el contenedor de tinta
se asigna por lo tanto al contenedor del material que produce el
vacío. La posición de la abertura o paso de aire no queda limitada
excepto si se encuentra en una posición más elevada que la abertura
para la unión en el contenedor para el material que produce el
vacío. A efectos de producir el flujo de tinta en el material
productor del vacío en la posición alejada de la abertura para la
unión cuando tiene lugar el cambio de las condiciones ambientales,
es preferible en una posición alejada de la abertura de la unión.
El número, configuración, dimensiones y similares de la abertura de
paso de aire se puede determinar de manera apropiada por personas
expertas en la materia en consideración de la evaporación de la
tinta.
Durante el transporte del cartucho de tinta
propiamente dicho, la abertura de unión y/o el orificio de
comunicación con el aire quedan preferentemente cerrados de manera
estanca con un elemento de cierre estanco o material a efectos de
suprimir la evaporación de la tinta o la expansión del aire de la
tinta dentro del cartucho de tinta. El elemento de cierre estanco
está constituido preferentemente por una única capa barrera
utilizada en el sector del embalaje, elemento de capas múltiples que
lo comprende y película de material plástico, material barrera
compuesto que los presenta y una lámina de aluminio o material de
refuerzo tal como papel o tela. Es preferible utilizar una capa de
unión del mismo material o material similar que el cuerpo principal
del cartucho de tinta siendo unido por acción de calor, mejorando
así las características de cierre estanco de tipo hermético.
A efectos de suprimir la introducción de aire y
la evaporación de la tinta, es eficaz el embalaje del cartucho de
tinta y de esta forma el aire es eliminado del mismo y a
continuación se produce el cierre estanco. En cuanto al material de
embalaje es preferiblemente seleccionado entre los materiales
barrera anteriormente mencionados en consideración de la capacidad
de transmisión del aire y de la transmisión de líquido.
Mediante la selección apropiada, tal como se ha
descrito en lo anterior, se puede impedir las fugas de tinta con una
elevada fiabilidad durante el transporte del cartucho de tinta
propiamente dicho.
El material del cuerpo principal del cartucho de
tinta puede quedar constituido por cualquier material conocido. Es
deseable que el material no influya en la tinta de impresión por
chorros de tinta o que haya sido tratado para evitar dicha
influencia. También es preferible que se tenga en cuenta la
productividad del cartucho de tinta. Por ejemplo, el cuerpo
principal del cartucho de tinta es separado en una parte o zona de
fondo (11) y una parte superior, estando formadas integralmente
respectivamente a partir de un material de resina. Después de haber
aplastado o prensado el material que produce el vacío, la parte del
fondo (11) y la parte superior son unidas entre sí, produciendo de
esta manera el cartucho de tinta. Si el material de resina es
transparente o semitransparente, la tinta del contenedor de tinta
puede ser observada desde el exterior y por lo tanto se puede
discriminar fácilmente el momento en el que se tiene que cambiar el
cartucho de tinta. A efectos de facilitar la unión de los materiales
de cierre estanco antes descritos o similares, es preferible la
disposición de un saliente o proyección. Desde el punto de vista del
aspecto externo, la superficie externa del cartucho de tinta puede
tener acabado granular.
\newpage
La tinta se puede llenar a presión y por
reducción de la presión. Es preferible disponer de una abertura para
la alimentación de la tinta en cualquiera de los contenedores puesto
que las otras aberturas no están contaminadas en el momento de la
operación de llenado de la tinta. Después de la operación de llenado
de la tinta, la abertura de llenado de la tinta es taponada
preferentemente con un tapón de plástico o metálico.
El contenedor de tinta (cartucho) de las
realizaciones antes descritas puede ser de tipo intercambiable, o se
puede unificar con el cabezal de impresión.
Cuando es de tipo intercambiable, es preferible
que el conjunto principal pueda detectar el cambio del contenedor y
que se lleve a cabo por el operario la operación de recuperación tal
como en la operación de succionado.
El contenedor de tinta puede ser utilizado en
una impresora por chorros de tinta en la que se unifican cuatro
cabezales de impresión en un cabezal de impresión (20) conectable
con cuatro contenedores de tinta de color BK1a, C1b, M1c, Y1d.
Ejemplo de comparación
1
Se explicará un ejemplo comparativo con el
cambio de presión interna en la parte o zona de suministro de la
tinta del contenedor de tinta de acuerdo con el suministro de
tinta.
En el ejemplo de comparación no hay paso para la
introducción de aire en el contenedor de tinta, y en el contenedor
para el material productor de la presión de vacío queda dispuesto el
material absorbente que tiene una distribución de tamaños de poros
substancialmente uniforme.
En la fase inicial, tal como se ha mostrado en
la figura 14, la tinta queda substancialmente contenida de modo
completo en el contenedor de tinta (6) y una cierta cantidad de
tinta queda contenida en el contenedor (4) para el material
productor del vacío. Cuando el suministro de tinta se inicia desde
este estado o situación, la tinta es suministrada desde el
contenedor (4) del material productor del vacío y por lo tanto, por
el equilibrio entre la presión estática de la tinta y la fuerza
capilar de la superficie superior de la tinta (interfaz
aire-líquido) del material absorbente (3) en el
contenedor (4) del material productor del vacío, produciéndose la
presión interna en la parte o zona de suministro de la tinta. Al
continuar el suministro de la tinta, la superficie superior de la
misma disminuye de nivel. Por lo tanto, la presión negativa se
incrementa de manera substancialmente lineal como respuesta a su
altura en el estado o situación mostrado por a en la figura 13. La
presión negativa de la parte de suministro de tinta continúa
incrementando hasta que el interfaz aire-líquido
(menisco) queda constituido en el juego o intersticio del fondo de
la cámara de tinta por el suministro de tinta.
Hasta conseguir el estado de formación del
menisco en el juego o intersticio, la superficie de la tinta en el
material de absorción disminuye en una magnitud substancial y la
superficie del líquido puede descender más allá de la zona de unión
con el cabezal de impresión, según sea el caso.
En esta situación, se introduce aire en el
cabezal de impresión con el resultado de que la inyección es
inestable o que existen fallos en la inyección.
Aunque no se alcance esta situación, es posible
que la presión interna de la parte de suministro de tinta aumente
más allá de una presión negativa predeterminada a causa de las
dimensiones de los poros del material de absorción en el juego o
intersticio, tal como se muestra en b de la figura 13. La razón se
considera que es la siguiente. El material de absorción es
comprimido más o menos por la pared interna del contenedor (4) del
material de producción de vacío en su periferia. No obstante, por la
no existencia de pared en el juego o intersticio, no se comprime con
el resultado de que la proporción de compresión es ligeramente menor
en comparación con la otra parte o zona. Por lo tanto, la situación
es la que se ha mostrado en la figura 12.
En esta figura, se ha mostrado la situación en
la que la tinta es consumida en cierta medida del contenedor (4) de
material productor del vacío. Si la tinta es suministrada
adicionalmente desde este estado o situación, el menisco (R4) que
corresponde a las dimensiones mayores de poro entre (R2), (R3) y
(R4) en el material de absorción (3), se desplaza más que el menisco
en (R3) y (R4). Cuando el menisco pasa al valor próximo al juego o
intersticio, la fuerza del menisco disminuye repentinamente con el
resultado de que el menisco se desplaza al contenedor de tinta y
queda roto o destruido por lo cual el aire se introduce en el
contenedor de tinta. En este momento, se consume una pequeña
cantidad de tinta de las partes o zonas (R3) y (R4) y no solamente
de la parte (R2). La pérdida de presión \deltaP en el momento del
movimiento del menisco es relativamente grande.
No obstante, el menisco que se ha roto o
destruido queda reformado por la inercia en el momento del
restablecimiento en la posición próxima a la posición original y por
lo tanto la elevada pérdida o caída de presión continúa durante un
cierto tiempo.
Hasta que el menisco se estabiliza en la parte
que tiene las dimensiones de poro (R1), se repiten acciones
similares. Una vez que el menisco se ha estabilizado en el
intersticio o juego, las burbujas de aire entran en el contenedor de
tinta hasta que se establece la presión negativa determinada por las
dimensiones de poros (R1) en el juego o intersticio, de manera que
se alcanza la estabilidad.
Lo anterior se ha mostrado en la figura 13, b,
en la que la tinta se consume tanto del contenedor de tinta como del
material de absorción. Si el paso de introducción de aire no queda
dispuesto de manera específica, la presión interna en la parte de
suministro de tinta no se estabiliza y la pérdida de presión
\deltaP en el momento del suministro de la tinta se incrementa y
por lo tanto las características de inyección se deterioran con el
resultado de que resulta difícil conseguir una elevada velocidad de
impresión.
Que no está incluido en el ámbito
de la invención
reivindicada
La figura 5 muestra un segundo ejemplo de un
contenedor de tinta.
En este ejemplo, dos nervios (61) quedan
dispuestos en el tabique (5) del nervio del contenedor (4) para el
material que produce el vacío. El paso para la introducción de aire
(A51) queda establecido entre los nervios y el material absorbente
(3). El extremo del fondo (A) del nervio (61) queda situado por
encima de cada extremo del fondo B del nervio (5), de manera que el
juego o intersticio (8) puede quedar recubierto por el material
absorbente (3) simplemente insertando un material paralelepipédico
rectangular absorbente (3) en el contenedor (4) del material que
produce el vacío. Por lo tanto, el paso (A51) de introducción de
aire puede ser extendido a una posición muy próxima al juego (8)
sin dificultad y de forma estable. La flecha (A52) muestra el paso o
flujo del aire.
Utilizando este cartucho de tinta, se lleva a
cabo realmente la operación de impresión y se ha confirmado que la
superficie de la tinta y el menisco tal como se muestra en la figura
5 se pueden establecer de manera rápida por el suministro de tinta
debido a la operación de impresión y el rápido intercambio entre el
aire y la tinta es llevado a cabo por la rotura o desaparición del
menisco, y por lo tanto, la tinta puede ser suministrada con una
pequeña pérdida de presión y por lo tanto la operación de impresión
a elevada velocidad se puede llevar a cabo de manera estable.
Que no está incluido en el ámbito
de la invención
reivindicada
La figura 6 muestra un tercer ejemplo de un
contenedor de líquido en el que el número de nervios (71) se ha
incrementado, incrementando por lo tanto el número de pasos de
introducción de aire. Los nervios (71) quedan dispuestos en la pared
y en el techo del contenedor del material que produce el vacío. En
este ejemplo, la serie de pasos (A61) para la introducción de aire
puede presentar estabilidad desde el orificio (13) de comunicación
con el aire hasta las proximidades del juego o intersticio (8) y por
lo tanto el suministro de tinta puede ser llevado a cabo con una
reducida pérdida de presión, igual que en el segundo ejemplo y, por
lo tanto, se puede llevar a cabo de manera estable una operación de
impresión a elevada velocidad.
En este ejemplo, aunque la abertura de
comunicación con el aire (13) esté dispuesta en una posición alejada
con respecto al juego o intersticio (8), el aire puede ser
introducido de manera suave.
Que no está incluido en el ámbito
de la invención
reivindicada
La figura 7 muestra un cuarto ejemplo de un
contenedor de líquido.
En este ejemplo, de manera similar al tercer
ejemplo, nervios (81) quedan dispuestos en el nervio del tabique
para proporcionar un paso de introducción de aire (A71). Los nervios
(81) son asimétricos con respecto al nervio (5), por lo cual el paso
para flujo de tinta desde el contenedor de tinta (6) a través del
juego o intersticio (8) hacia el contenedor (4) del material
productor del vacío y el paso de flujo de aire (A73) correspondiente
a este flujo de tinta (A72), según el paso (A71) de introducción del
aire a través del juego (8) hacia adentro del contenedor (6) de
tinta, se puede realizar de manera independiente con respecto a la
línea o eje central A, por lo cual se puede reducir la pérdida de
presión o pérdida de carga por el cambio.
Más particularmente, esta estructura es eficaz
para reducir la pérdida o caída de presión \deltaP requerida para
el intercambio entre la tinta y el aire aproximadamente en la
mitad.
Por lo tanto, la tinta puede ser inyectada de
forma estable desde el cabezal de impresión.
Realización
1
La figura 8 muestra una realización de un
contenedor de líquido de acuerdo con la presente invención. El
dispositivo queda dotado de nervios (91). En los ejemplos 3 y 4, el
extremo superior de los nervios (91) se extiende a la parte superior
de la superficie interna de la pared del contenedor (4) del material
que produce el vacío. No obstante, en esta realización, no se
extienden en esta medida. Al proceder de este modo, la parte
superior del material absorbente no queda comprimida por los nervios
(91), de manera que la producción de la fuerza del menisco en la
parte comprimida puede ser evitada, estabilizando de esta manera el
control del vacío de forma adicional.
Más particularmente, la tinta es consumida del
material de absorción (3) hasta que la superficie (A81) de la tinta
del material absorbente (3) (material productor del vacío -3-) se
desplaza a la superficie (A82) estabilizada de la tinta en el
contenedor inicial de la tinta a partir del cual se consume la
tinta. Es decir, si se fomenta demasiado pronto el intercambio de
aire-líquido a través del paso de introducción de
aire (82), el consumo de la tinta con respecto al material
absorbente (3) resulta bajo como resultado de que la tinta se
consume desde el contenedor de tinta. Por lo tanto, la cantidad de
tinta capaz de desplazarse al contenedor (4) de material de
producción de vacío desde el contenedor de tinta (6) en el momento
de cambio de las condiciones ambientales tal como cambio de
presión, es limitada. Por lo tanto, el efecto tampón del material
absorbente (3) con respecto a las fugas de tinta podrá empeorar. Por
lo tanto, en esta realización, se dispone el paso de introducción de
aire (A83) de manera que el aire se introduce solamente después de
haber consumido la tinta del material absorbente (3) en una cierta
medida, con lo cual se controla la superficie de la tinta en el
material de absorción (3), incrementando de esta manera el efecto
tampón contra las fugas de tinta.
Realización
2
La figura 9 muestra otra realización de un
contenedor de líquido de acuerdo con la presente invención.
En esta realización, el paso de introducción de
aire se consigue constituyendo una ranura (100) en el tabique o
nervio de separación.
De acuerdo con esta realización, la
irregularidad de la proporción de compresión del material absorbente
contenido en el contenedor para el material productor del vacío se
reduce, y por lo tanto, el control del vacío es fácil, de manera que
la tinta se puede suministrar de manera estable.
Realización
3
Las figuras 19 y 20 muestran otra realización de
un contenedor de líquido de acuerdo con la presente invención.
La estructura es similar a la del Ejemplo 3. No
obstante, es distinta de aquélla por el hecho de que el paso de
introducción de aire se extiende al extremo inferior o de fondo del
nervio.
De manera similar a las realizaciones 1 y 2 la
tinta se consume desde el material absorbente (3) hasta que la
superficie de la tinta en el material absorbente (3) en el
contenedor de la tinta en la fase inicial del consumo de la tinta se
desplaza a la posición de la superficie de la tinta estabilizada en
el extremo C del paso de introducción de aire (A201). Después de
ello, la tinta del contenedor (6) de tinta se consume, mientras que
el intercambio aire-líquido es llevado a cabo a
través del paso de introducción de aire. Dado que el paso de
introducción de aire se extiende al extremo de fondo de los nervios,
la estructura es equivalente al modelo mostrado en la figura 20. Se
hará una descripción del modelo de la figura 20 de manera
detallada.
El material absorbente (3) es considerado como
tubos capilares mostrados en la figura 20. El paso de introducción
de aire (A201) continúa desde la zona C hasta el extremo del fondo o
base de los nervios y se considera que el paso de introducción de
aire (A201) es conectado nuevamente al tubo capilar en la parte
situada por encima de la zona C.
Tal como se ha descrito en lo anterior, la
superficie de la tinta del material absorbente (3) se encuentra a
cierto nivel en la fase inicial del consumo de tinta. No obstante,
de acuerdo con el consumo de la tinta, la superficie desciende
gradualmente. De acuerdo con ello, la presión interna de la parte de
suministro de la tinta (presión negativa) aumentará
gradualmente.
Cuando la tinta es consumida hasta el nivel C en
el extremo superior del paso de introducción de aire (A201) se forma
el menisco en una posición D en el tubo capilar. Cuando la tinta es
recibida adicionalmente y consumida, el menisco de tinta, es decir,
la superficie de la tinta desciende nuevamente. Si se alcanza la
posición E, la fuerza del menisco de la superficie de la tinta en el
paso de introducción de aire se reduce repentinamente, de manera que
la tinta se puede consumir enseguida en el paso de introducción de
aire. Después de ello, la tinta se consume desde el contenedor de
tinta, manteniéndose esta posición. Es decir, se lleva a cabo el
intercambio aire-líquido. De este modo, durante el
consumo de la tinta, la superficie de la tinta queda estabilizada en
una posición ligeramente más baja que la altura C y por lo tanto, la
presión interna en la parte de suministro de tinta se estabiliza.
Cuando cesa el suministro de la tinta, el menisco en el tubo capilar
vuelve de la posición E a la posición D, proporcionando de esta
manera la estabilización.
Tal como se ha descrito en lo anterior, la
superficie de la tinta en el material de absorción alterna entre las
posiciones D y E hasta que la totalidad de la tinta es utilizada en
el contenedor de la misma. En la figura, la referencia (A202) indica
el período de suministro de la tinta y (A203) indica el período en
el que no existe suministro de tinta.
\newpage
Después de ello, la tinta es consumida desde el
material absorbente de la misma y por lo tanto la presión interna
(vacío) en la parte de suministro aumenta y la tinta deja de ser
suministrable.
La presión interna en la parte de suministro de
tinta queda proporcionada como diferencia entre la fuerza capilar
del material absorbente (3) (altura a la que el material absorbente
-3- puede succionar la tinta hacia arriba) y la altura del nivel de
la tinta en el material absorbente (3) y por lo tanto, la altura C
se ajusta a un nivel predeterminado con respecto a la parte (6) de
suministro de la tinta. Desde este punto de vista, es deseable que
el tamaño de los poros del material absorbente (3) sea relativamente
pequeño.
La razón por la que la altura C se dispone a un
nivel predeterminado con respecto a la zona de suministro de tinta
(6) es que si la superficie de la tinta es menor que la parte de
suministro (6) se introduce aire, con el resultado de que la
inyección de tinta no es satisfactoria.
No obstante, no es deseable que la altura sea
mayor que el nivel predeterminado porque se reduce el efecto tampón
en el momento en el que la tinta rebosa del contenedor de tinta al
material de absorción debido al cambio de presión interna en el
contenedor de tinta atribuible al cambio de condiciones ambientales.
Teniendo en cuenta lo anterior, el volumen de material absorbente
por encima de la altura C se selecciona para que sea
substancialmente la mitad del volumen del contenedor de tinta.
El mecanismo antes descrito se explicará de
manera detallada.
Se supone que el material absorbente tiene una
densidad uniforme. La presión interna en la parte de suministro de
la tinta (vacío o presión negativa) queda determinada como
diferencia (H1) - (H2) entre una altura (H1) en la que la fuerza
capilar del material absorbente puede producir la succión de la
tinta hacia arriba desde el nivel de la parte de suministro de tinta
y la altura (H2) a la cual se ha succionado ya la tinta desde la
altura de la parte de suministro de la tinta.
Por ejemplo, la fuerza de succión de la tinta
del material absorbente es de 60 mm (H1), y la altura del paso A de
introducción del aire desde la parte que contiene la tinta es de 15
mm (H2), la presión interna de la parte de suministro de tinta será
de 45 mm columna de agua = 60 mm - 15 mm = (H1) - (H2).
En la fase inicial, de acuerdo con el consumo de
tinta del material absorbente, la altura de la superficie de líquido
disminuye de manera correspondiente, y la presión interna disminuye
substancialmente de forma lineal.
Cuando se utiliza el cartucho de tinta con la
estructura antes descrita, la tinta puede ser suministrada de manera
estable por la acción del vacío.
La propia estructura del cartucho de tinta es
tan simple que se puede fabricar fácilmente utilizando un molde o
similar, y por lo tanto, se pueden formar de manera estable un gran
número de cartuchos de tinta.
Cuando la tinta se consume en un grado tal que
el nivel de la superficie del líquido del material absorbente se
encuentra en el paso de introducción de aire (A201), es decir, en la
posición C, en otras palabras, la superficie de la tinta se
encuentra en E, el menisco en el paso de introducción de aire (A201)
no puede ser mantenido, y por lo tanto, la tinta es absorbida hacia
adentro del material absorbente, y se forma el paso de introducción
de aire. Entonces, tiene lugar el intercambio
aire-líquido de manera inmediata. Por otra parte, la
superficie de líquido en el material absorbente se incrementa a
causa de la tinta absorbida desde el contenedor de tinta, por cuya
acción se establece la superficie de líquido D, y se detiene el
intercambio aire-líquido. En esta situación, no hay
tinta en el paso de introducción de aire (A201), y el material de
absorción por encima del paso de introducción de aire en el modelo,
funciona simplemente como una válvula.
Si la tinta se consume nuevamente en esta
situación, la superficie del líquido en el material absorbente
disminuye ligeramente, lo que corresponde a la apertura de la
válvula, de manera que el intercambio aire-líquido
tiene lugar de manera inmediata permitiendo el consumo de la tinta
del contenedor de tinta (6). Después de terminar el consumo de la
tinta, la superficie de líquido del material absorbente aumenta por
la fuerza capilar del material absorbente. Cuando alcanza la
posición D, se interrumpe el intercambio
aire-líquido de manera que la superficie del líquido
queda estabilizada en esta posición.
De este modo, la superficie del líquido de tinta
se puede controlar de manera estable por la altura del paso de
introducción de aire (A201), es decir, la altura de la parte o zona
C, y la fuerza capilar del material absorbente, es decir, la altura
de succión de la tinta, se ajusta de antemano, por lo cual la
presión interna de la parte o zona de suministro de la tinta se
puede controlar fácilmente.
A efectos de retener la tinta de rebose
procedente del contenedor de tinta (6) en el material absorbente (4)
debido al cambio de presión interna en el contenedor de tinta debido
a los cambios de condiciones ambientales, se incrementa la fuerza
capilar del material absorbente, es decir, la altura de succión de
la tinta, por cuya acción se puede impedir el rebose de la tinta
desde el contenedor de la misma, y se puede impedir que exista una
presión positiva en la parte o zona de suministro de la tinta.
Realización
4
La figura 21 es una vista en sección
longitudinal de un cartucho de tinta para un aparato de impresión
por chorros de tinta de acuerdo con una cuarta realización de la
presente invención. La figura 22 es una vista en sección transversal
de la misma, y la figura 23 es una vista en sección que muestra la
superficie del nervio.
Una ranura (1031) de introducción de aire y una
cámara (1032) de ajuste del material de producción de vacío quedan
constituidos sobre un nervio (1005) que forma un tabique de
separación entre el contenedor de tinta (1006) y el contenedor
(1004) del material productor del vacío. La ranura (1031) de
introducción de aire es formada en el contenedor (1004) del material
productor del vacío y se extiende desde la parte central del nervio
(1005) hasta un extremo del nervio (1005), es decir, al juego o
intersticio (1008) formado con el fondo (1011) del cartucho de
tinta. Entre el material (1003) productor del vacío en contacto con
las proximidades del paso (1031) de introducción de aire del
nervio
(1005), se forman las cámaras (1032) de ajuste del material productor del vacío, adoptando forma rebajada o excavada.
(1005), se forman las cámaras (1032) de ajuste del material productor del vacío, adoptando forma rebajada o excavada.
Dado que el material productor del vacío (1003)
establece contacto con la superficie interna del contenedor de
material (1004), y por lo tanto, aunque el material (1003) productor
del vacío quede aplastado de manera no uniforme en el contenedor de
material (1004), la presión de contacto (compresión) al material
productor del vacío (1003) se disminuye parcialmente, tal como se
muestra en las figuras 21 y 22. Por lo tanto, cuando el consumo de
tinta del cabezal se inicia, la tinta contenida en el material
(1003) productor del vacío se consume, y alcanza la cámara de ajuste
(1032). Si continúa el consumo de la tinta, el aire puede
interrumpir fácilmente el menisco de la tinta en la parte en la que
la presión de contacto del material (1003) que produce el vacío es
liberada o reducida por las cámaras de ajuste (1032), y por lo tanto
el aire es introducido con rapidez hacia adentro del paso de
introducción de aire (1031), haciendo de esta manera más fácil el
control del vacío.
En esta realización, es deseable utilizar un
material elástico poroso como material (1003) productor del
vacío.
Cuando no se lleva a cabo la operación de
impresión, la fuerza capilar del material (1003) productor del vacío
por sí misma (la fuerza del menisco en el interfaz entre la tinta y
el material productor del vacío), se puede utilizar para impedir las
fugas de tinta del cabezal de impresión por chorros de tinta.
Las figuras 29 - 31 muestran un ejemplo de un
contenedor de tinta que incorpora la presente invención pero sin la
cámara de ajuste del material de producción del vacío mostrada en la
figura 21, como Ejemplo comparativo.
Incluso en el cartucho de tinta del Ejemplo
comparativo, el funcionamiento adecuado puede ser llevado a cabo sin
problemas por el mecanismo descrito en lo anterior, en el estado
habitual o usual. El funcionamiento estabilizado se consigue por la
disposición del paso de introducción de aire.
No obstante, a efectos de estabilizar de manera
adicional el funcionamiento, o a efectos de permitir la utilización
de un material de resina de tipo poroso que tiene poros continuos
como material productor de presión negativa, es deseable el control
adicional de la estabilización.
Tal como se ha mostrado en la figura 32, que es
una vista en sección a mayor escala, el material (1003) que produce
el vacío o presión negativa establece contacto con el nervio (1005),
y entra parcialmente en la ranura (1031) de introducción del aire.
Si esto ocurre, la presión de contacto (fuerza de compresión) sobre
el material (1003) no se libera en las zonas de contacto A. Esto
hace más difícil que el aire interrumpa el menisco de tinta y se
introduzca en el paso (1031) de entrada de aire. Si esto ocurre, el
intercambio aire-líquido no tiene lugar aunque se
continúe el consumo de la tinta y el efecto del paso de introducción
de aire (1031) no se consigue. Existe el condicionamiento de que la
tinta resulta no suministrable desde el material (1006) absorbente
de la tinta.
En contraste con el Ejemplo comparativo, tal
como se ha descrito en lo anterior, esta realización es ventajosa
con respecto a este problema.
Realización
5
La figura 24 es una vista en sección
longitudinal de dos nervios (1005) que tienen diferentes secciones
transversales. La figura 25 es una vista en sección transversal a
mayor escala de un nervio.
Tal como se ha mostrado en la figura, la
configuración de la cámara (1032) de ajuste del material productor
del vacío y la ranura (1031) de introducción de aire son distintas
de la realización 4.
Más particularmente, la parte escalonada del
nervio (1005) que establece contacto con el material productor del
vacío (1003) es redondeada para aumentar adicionalmente el efecto de
facilitar el contacto a presión y compresión.
En las proximidades del nervio (1005) de forma
adyacente al contenedor (1004) de material que tiene la superficie
redondeada R, el aire se introduce en la tinta en el material
(1003), el aire introducido de este modo se desplaza hacia adentro
del contenedor (1006) para la tinta. Con el movimiento del aire, la
tinta del contenedor de tinta (1006) es suministrada al contenedor
de material (1004). En la zona de intercambio
aire-líquido, el aire es introducido en la tinta
contenida en el material (1003).
A efectos de llevar a cabo el intercambio
aire-líquido de manera más suave, es deseable que la
presión de contacto entre el material (1003) y el contenedor de
material en una parte baja de la zona de intercambio
aire-líquido sea mayor que en la parte superior de
la zona de intercambio aire-líquido.
La causa de ello es que el aire se puede
desplazar más suavemente desde la fase gaseosa a la fase de tinta a
través del tubo capilar del material (1003) que produce la presión
de vacío cuya fuerza de contacto es facilitada.
Por ejemplo, el efecto deseado puede ser
conseguido por la formación de una cámara de ajuste del material
productor del vacío parcial en la parte central del nervio (1005) en
la parte extrema del grupo de introducción de aire.
A efectos de proporcionar la función equivalente
a la cámara (1032) de ajuste del material productor del vacío según
la presente realización, se puede cambiar la configuración del
material (1003) que produce el vacío. La configuración y dimensiones
no quedan limitadas si se satisfacen las condiciones anteriormente
descritas.
Tal como se describe en lo anterior, de acuerdo
con esta realización, el aire y la tinta del contenedor de tinta se
intercambian de manera estable y uniformemente en la operación de
suministro de la tinta, y como resultado, la presión interna de la
parte de suministro de tinta se puede controlar de manera estable.
Esto posibilita que el cabezal de impresión lleve a cabo una
inyección de tinta estabilizada a elevada velocidad.
Además, el contenedor de tinta queda
substancialmente libre de fugas incluso en el caso en que la presión
interna del contenedor de tinta varíe debido a cambios en la
condiciones ambientales o similares.
No incluido dentro del ámbito de la
invención
reivindicada
El contenedor de tinta (2001) de este ejemplo es
de tipo híbrido en el que su parte interior está dividida en dos
cámaras de tinta a y b, que comunican entre sí en una parte inferior
o de fondo, y en el que el material de absorción de tinta (2002) que
tiene fuerza capilar ajustada está dispuesto en el contenedor de
tinta a substancialmente sin juego, disponiéndose además una
abertura de ventilación de aire (2003).
En la situación mostrada en la figura 15, la
tinta a suministrar ha sido suministrada desde la cámara de tinta
(4) y la mitad de la tinta de la cámara de tinta (6) ha sido
consumida desde el estado inicial en el que las cámaras de tinta (4)
y (6) se encuentran suficientemente llenas. En la figura 15, la
tinta del material de absorción de tinta comprimido (3) se ha
mantenido a la altura que corresponde a la presión estática de la
parte de inyección de tinta del cabezal de impresión, el vacío de la
cámara de tinta (6) y la fuerza capilar del material de absorción de
tinta comprimido. Cuando la tinta es suministrada desde la parte de
suministro de la tinta, la cantidad de tinta en la cámara de tinta
(4) no se reduce, sino que la tinta es consumida desde la cámara de
tinta b. Es decir, la distribución de tinta en la cámara de tinta
(4) no cambia y la tinta es suministrada desde la cámara de tinta
(6) a la cámara de tinta (4) que corresponde al consumo de tinta,
manteniéndose la presión interna equilibrada. De manera
correspondiente, el aire se introduce pasando por la cámara de tinta
(4) y por la abertura de ventilación.
En este momento, tal como se ha mostrado en la
figura 15, la tinta y el aire se intercambian en el fondo de la
cámara de tinta, y el menisco formado en el material de absorción de
la tinta comprimido en la cámara de tinta (4), está bloqueado
parcialmente desde la parte próxima a la cámara de tinta (6), y la
presión de la cámara de tinta (6) está equilibrada con el menisco
reteniendo fuerza del material de absorción de la tinta comprimido
por la introducción del aire dentro de la cámara de tinta (6).
Haciendo referencia a la figura 2, el suministro de tinta y la
producción de la presión interna de tinta en el tipo híbrido se
describirán de manera más detallada. El material absorbente de tinta
comprimido adyacente a la pared de la cámara de tinta se encuentra
en comunicación con la parte de ventilación de aire cuando se ha
consumido la tinta de la cámara de tinta (4) en una porción
predeterminada y, por lo tanto, se forma un menisco contra la
presión atmosférica. La presión interna de la tinta en la parte de
suministro de tinta se mantiene por el material absorbente de tinta
comprimido adyacente a la pared de la cámara de tinta que está
ajustada a la fuerza capilar predeterminada por compresión
apropiada. Un espacio cerrado en la parte superior de la cámara de
tinta (6) antes de la salida de la tinta está equilibrada con la
fuerza capilar del material absorbente de tinta comprimido adyacente
a la pared de la cámara de tinta y la presión estática de la tinta
restante en la cámara de tinta b, y el menisco del material
absorbente de tinta comprimido se mantiene por la presión reducida.
Cuando la tinta es suministrada al cabezal de impresión a través de
la parte de suministro de tinta en esta situación, la tinta sale de
la cámara de tinta (6), y la presión de la cámara de tinta (6) se
reduce adicionalmente de forma correspondiente al consumo de la
tinta. En este momento, el menisco formado en el material de
absorción de tinta comprimido en el fondo de la pared de la cámara
de tinta se rompe parcialmente, por cuya razón el aire es
introducido dentro de la cámara de tinta de la que se está
consumiendo la tinta, de manera que la presión de la cámara de tinta
(6) con presión excesivamente reducida se equilibra con la fuerza de
retención del menisco del material de absorción de tinta comprimido
y la presión estática de la propia tinta en la cámara de tinta b. De
esta manera, la presión interna de la parte de suministro de tinta
se mantiene a un nivel predeterminado por la fuerza capilar del
material de absorción de tinta comprimido en posición adyacente al
extremo inferior de la pared de la cámara de tinta.
La figura 34 muestra el funcionamiento del
material de absorción comprimido como un material tampón. Muestra el
estado en el que la tinta de la cámara de tinta (2006) ha pasado
hacia la cámara de tinta (2004) debido a la expansión del aire en la
cámara de tinta (2006) debido a la elevación de temperatura o a la
reducción de la presión atmosférica o similar, con respecto a la
situación mostrada en la figura 15. En este ejemplo, la tinta que ha
pasado hacia adentro de la cámara de tinta (2004) queda retenida en
el material (2003) de absorción comprimido. La relación entre la
cantidad de absorción de tinta del material de absorción de tinta
comprimido y la cámara de tinta queda determinada desde el punto de
vista de impedir fugas de tinta cuando cambia la presión o
temperatura ambiente. La máxima absorción de tinta en la cámara de
tinta (2004) queda determinada en consideración de la cantidad de
paso o flujo de tinta hacia afuera de la cámara de tinta (2006) en
las peores condiciones predecibles, y la cantidad de tinta retenida
en la cámara de tinta (2004) en el momento de suministro de tinta
desde la cámara de tinta (2006). La cámara de tinta (2004) tiene un
volumen capaz de recibir como mínimo la mencionada cantidad de tinta
por el material absorbente comprimido. La figura 38 muestra un
gráfico en el que una línea continua muestra la relación entre el
volumen inicial de la cámara de tinta (2006) antes de la reducción
de la presión y la cantidad de paso o flujo de tinta cuando la
presión se reduce a 0,7 atmósferas. En el gráfico, la línea de
trazos muestra el caso en el que la reducción de presión máxima es
de 0,5 atmósferas. En cuanto a la estimación de la cantidad de flujo
de tinta hacia afuera de la cámara de tinta (2006) bajo las peores
condiciones, la cantidad de flujo de tinta desde la cámara de tinta
(2006) es máxima cuando el estado de presión reducida máxima es de
0,7 atmósferas, cuando el 30% del volumen VB de la cámara de tinta
(2006) permanece en dicha cámara de tinta (2006). Si la tinta por
debajo del extremo inferior de la pared de la cámara de la tinta es
también absorbida por el material absorbente comprimido en la cámara
de tinta (2004), se considera que la totalidad de la tinta que
permanece en la cámara de tinta (2006) (30% de VB) habrá escapado
por fugas. Cuando la peor condición o estado es de 0,5 atmósferas,
el 50% del volumen de tinta de la cámara de tinta (2006) ha
escapado. El aire de la cámara de tinta (2006) que se expansiona por
la reducción de presión es mayor si la cantidad restante de la tinta
es más reducida. Por lo tanto, se expulsa una cantidad mayor de
tinta. No obstante, la cantidad máxima de flujo de tinta es menor
que la cantidad de tinta contenida en la cámara de tinta (2006). Por
lo tanto, cuando se alcanzan 0,7 atmósferas, cuando la cantidad de
tinta restante no superior a 30%, la cantidad restante de tinta
resulta menor que el volumen expansionado del aire, de manera que se
reduce la cantidad de flujo de tinta hacia adentro de la cámara de
tinta (2004). Por lo tanto, el 30% del volumen de la cámara de tinta
(2006) es la cantidad máxima de tinta que ha escapado por fugas (50%
a 0,5 atmósferas). Lo mismo es aplicable al caso de cambios de
temperatura. No obstante, incluso si la temperatura aumenta en 50ºC,
la cantidad de flujo de tinta saliente es menor que en el caso de
reducción de presión antes descrita.
Si por el contrario, la presión atmosférica
aumenta, la diferencia entre el aire de la presión baja de la
presión estática de la tinta en la parte superior de la cámara de
tinta (2006) y la presión ambiente incrementada es demasiado grande,
y por lo tanto, existe una tendencia a volver a la diferencia de
presión predeterminada por introducción de tinta o aire en la cámara
de tinta (2006). En este caso, de manera similar al caso de
suministro de tinta desde la cámara de tinta (2006), se interrumpe
el menisco del material absorbente de tinta comprimido (2003)
adyacente a la parte del extremo del fondo de la pared de la cámara
de tinta (2005), y por lo tanto, el aire se introduce principalmente
en la cámara de tinta (2006) en el estado o situación de equilibrio
de presión, y por lo tanto, la presión interna de la parte de
suministro de tinta cambia poco sin influencia substancial en las
características de impresión. En el ejemplo anterior, cuando la
presión ambiente vuelve al estado original, la cantidad de tinta
correspondiente al aire introducido en la cámara de tinta (2006)
pasa desde la cámara de tinta (2006) a la cámara de tinta (2004), y
por lo tanto, de forma similar a lo anterior, la cantidad de tinta
en la cámara de tinta (2004) aumenta temporalmente resultando ello
en el aumento del interfaz aire-líquido. Por lo
tanto, de manera similar al estado inicial, la presión interna de la
tinta es de forma temporal ligeramente más positiva que en estado
de estabilización, no obstante, la influencia en las características
de inyección de la tinta del cabezal de impresión es tan reducida
que no existe prácticamente problema. El problema anteriormente
descrito surge cuando, por ejemplo, se utiliza un aparato de
impresión en condiciones de baja presión, tal como una localización
a elevada altura desplazándose a una localización a baja altura con
presión atmosférica normal. Incluso en este caso, lo que ocurre es
solamente la introducción de aire en la cámara de tinta (2006).
Cuando se utiliza después de ser desplazada nuevamente a la
localización de altura elevada, lo que ocurre es solamente un ligero
incremento de la presión interna de la tinta en la parte de
suministro de la misma. Dado que la utilización del aparato en
condiciones de presión extremadamente elevada con respecto a la
presión atmosférica normal no es posible, no existe problema
práctico.
La tinta queda retenida en la cámara de tinta
(2004) por el material (2003) absorbente de la tinta en situación de
compresión, en la cámara de tinta (2004), desde el inicio de la
utilización del contenedor de tinta hasta inmediatamente antes del
cambio del mismo. Dado que la cámara de tinta (2006) está cerrada no
hay fugas de tinta desde la abertura (orificio de comunicación del
aire y parte de suministro de tinta) lo que permite una manipulación
fácil.
La descripción se realizará en lo que respecta a
las condiciones deseables del material absorbente de tinta
comprimido y la estructura de la cámara de tinta en un contenedor de
tinta de tipo híbrido.
La relación entre la cantidad de absorción de
tinta del material (2003) de absorción de tinta en situación de
compresión y la cámara de tinta queda determinada desde el punto de
vista de impedir fugas de la tinta cuando cambia la temperatura o
presión del medio ambiente. La máxima cantidad de absorción de tinta
de la cámara de tinta (2004) queda determinada en consideración de
la cantidad de tinta que fluye hacia afuera de la cámara de tinta
(2006) en las peores condiciones previsibles y la cantidad de tinta
retenida en la cámara de tinta (2004) en el momento de suministro de
la tinta desde la cámara de tinta (2006). La cámara de tinta (2004)
tiene un volumen capaz de recibir como mínimo dicha cantidad de
tinta por el material de absorción comprimido. En cuanto a la
estimación de la cantidad del flujo de tinta saliente de la cámara
de tinta (2006) en las peores condiciones, la cantidad de flujo de
tinta desde la cámara de tinta (2006) es máxima con la condición de
una presión reducida máxima de 0,7 atmósferas, cuando el 30% del
volumen VB de la cámara de tinta (2006) permanece en la cámara de
tinta (2006). Si la tinta por debajo del extremo inferior de la
cámara de tinta es absorbida también por el material absorbente
comprimido de la cámara de tinta (2004), se considera que la
totalidad de tinta restante en la cámara de tinta (2006) (30% de VB)
ha desaparecido por fugas. Cuando las peores condiciones son 0,5
atmósferas, el 50% del volumen de la cámara de tinta (2006) ha
escapado por fuga. El aire en la cámara de tinta (2006)
expansionándose por la reducción de presión es mayor si la cantidad
restante de tinta es menor. Por lo tanto, hay una expulsión mayor de
tinta. No obstante, la cantidad máxima de flujo de tinta es menor
que la cantidad de tinta contenida en la cámara de tinta (2006). Por
lo tanto, cuando se alcanzan 0,7 atmósferas, cuando la cantidad de
la tinta restante no es superior a 30%, la cantidad restante de
tinta resulta inferior que el volumen expandido del aire, de manera
que la cantidad de tinta que pasa hacia la cámara de tinta (2004) se
reduce. Por lo tanto, el 30% del volumen de la cámara de tinta
(2006) es la cantidad máxima de tinta que ha salido por fugas (50% a
0,5 atmósferas).
En cuanto a las dimensiones de la parte de
comunicación entre las cámaras de tinta formadas en la parte de
fondo de la pared (2005) de la cámara de tinta, no son menores que
la dimensión incapaz de formación, en la parte de comunicación, de
la tinta en la cámara de tinta (2006) que está cerrada en la parte
superior, como primera condición o estado. Las dimensiones son
seleccionadas de forma tal que en respuesta a la máxima velocidad de
tinta suministrada desde la parte de suministro de tinta (velocidad
de suministro de la tinta en el momento de impresión de negro de
tipo macizo o de la operación de succión por el conjunto principal
del aparato de impresión), se lleva a cabo el intercambio suave
aire-líquido a través de la abertura de comunicación
teniendo en cuenta la naturaleza de la tinta, tal como la
viscosidad. No obstante, se debe tener en cuenta el hecho de que
cuando la superficie superior de la tinta que permanece en la cámara
de tinta (2006) se hace menor que la parte de fondo de la pared
(2005) de la cámara de tinta, tal como se ha descrito anteriormente,
la presión interna de las partes de suministro de tinta cambia
temporalmente en dirección positiva, y por lo tanto, las dimensiones
se seleccionan para evitar la influencia de este suceso en las
características de inyección de tinta del cabezal de impresión.
Tal como se ha descrito en la descripción del
funcionamiento del contenedor de tinta, en el contenedor de tinta de
tipo híbrido, la presión interna de la tinta en la parte de
suministro de la tinta se conserva por el material (2003) de
absorción de la tinta comprimido adyacente a la pared de la cámara
de la tinta, y por lo tanto, para mantener la presión interna
deseada en el momento del suministro de la tinta desde la cámara de
tinta (2006), se ajusta de forma deseable la fuerza capilar del
material (2003) absorbente de la tinta en estado comprimido
adyacente al extremo o parte de fondo de la cámara de tinta (2005).
Más particularmente, la proporción de compresión o los tamaños de
poros iniciales se selecciona de manera que la fuerza capilar del
material absorbente de tinta en estado comprimido (2003) adyacente
al extremo de fondo de la pared de la cámara de tinta (2005) es
capaz de producir la presión interna de la tinta requerida para la
operación de impresión. Por ejemplo, cuando la presión interna de
tinta en la zona de suministro de tinta es -h (milímetros de columna
de agua), el material absorbente de tinta en estado comprimido
(2003) adyacente al extremo del fondo de la pared de la cámara de
tinta (2005) es satisfactorio si tiene la fuerza capilar capaz de
succionar la tinta hasta h mm. Si la estructura del material (2003)
de absorción de tinta en estado comprimido se simplifica, el radio
de poros fino (P1) del material (2003) de absorción de tinta en
estado comprimido satisface preferentemente la ecuación:
P1 = 2\gamma
cos\theta/\rho
gh
en la que \rho es la densidad de
la tinta, \gamma es la tensión superficial de la tinta, \theta
es un ángulo de contacto entre el material de absorción de la tinta
y la propia tinta, y g es la fuerza de la
gravedad.
Si bien la tinta se suministra desde la cámara
de tinta (2006), cuando el interfaz aire-líquido de
la tinta de la cámara (2004) es menor que el extremo superior o
parte superior de la zona de suministro de la tinta, se suministra
aire al cabezal de impresión, y por lo tanto, el interfaz
aire-líquido adyacente a la zona del suministro de
tinta se debe mantener en una posición más elevada que el extremo
superior de la parte de suministro de tinta. Por lo tanto, el
material (2003) de absorción de tinta en situación de comprimido por
encima de la parte de suministro de tinta recibe la fuerza capilar
capaz de succionar la tinta hasta la altura (h+i), en la que i es la
altura de la posición de ajuste del interfaz
aire-líquido (i mm) por encima de la parte alta de
la zona de suministro de tinta. De forma similar a lo anteriormente
indicado, si la estructura del material de absorción de tinta en
situación de compresión se simplifica, el radio (P2) de los poros
finos del material de absorción de tinta en situación de compresión
en la parte alta de la zona de suministro de tinta es:
P2 = 2\gamma
cos\theta/\rho
g(h+i)
En la ecuación anterior, la altura (i mm) del
interfaz aire-líquido justamente por encima de la
parte de suministro de tinta es satisfactoria si es superior al
extremo superior de la parte de suministro de tinta. La fuerza
succión de la tinta (fuerza capilar) disminuye gradualmente (si el
material absorbente es el mismo, el radio -P3- de los poros finos se
incrementa gradualmente) (figura 35), o la fuerza capilar del
material absorbente de la tinta en estado comprimido se reduce
solamente de forma adyacente a la pared (2005) de la cámara de tinta
(figura 36), de forma que el interfaz aire-líquido
disminuye gradualmente hacia la pared de la cámara de tinta en la
parte interna del material absorbente de tinta comprimido (2003) en
la cámara de tinta (2004). El nivel de fuerza capilar se conecta con
el nivel capilar en el extremo inferior de la pared (2005) de la
cámara de tinta (si el material es el mismo, será -P1-).
\newpage
La fuerza capilar de la parte del material
(2003) de absorción de tinta en estado comprimido que se encuentra
por debajo del interfaz aire-líquido en el material
de absorción de tinta comprimido (2003) puede ser cualquiera si el
contenedor de tinta no está sometido a choques, inclinaciones,
cambios rápidos de temperatura u otras fuerzas externas especiales.
No obstante, para permitir el suministro de la tinta restante en la
cámara de tinta (2004) incluso en el caso de que se imparta dicha
fuerza externa o de que se consuma la totalidad de tinta de la
cámara de tinta (2006), la fuerza capilar se incrementa (radio -P4-
de los poros finos) gradualmente hacia la parte de suministro de
tinta desde la fuerza capilar (radio -P1- de los poros finos) en la
parte extrema del fondo de la pared de la cámara de tinta (2005), de
manera que la fuerza capilar en la parte de suministro de tinta se
hace superior (radio -P5- de los poros finos) (figura 37). Es decir,
el ajuste de la distribución de la fuerza capilar satisface lo
siguiente:
- (fuerza capilar en la parte baja o de fondo de la pared de la cámara de tinta) < (fuerza capilar justamente por encima de la parte de suministro de tinta)
Preferentemente,
- (fuerza capilar en la parte de fondo de la pared de la cámara de tinta) < (fuerza capilar en la parte de fondo en la zona media de la cámara de tinta) < (fuerza capilar en la parte superior en la zona media de la cámara de tinta) < (fuerza capilar justamente por encima de la zona de suministro de tinta) < (fuerza capilar en la parte o zona de suministro de la tinta)
Si se simplifica la estructura del material
absorbente (2003) de la tinta en situación de compresión, los radios
de los orificios satisfacen la siguiente relación:
P1 > P2
Preferentemente,
P1 > (P3, P4) > (P2, P5)
En lo que respecta a la relación entre (P3) y
(P4), y a la relación entre (P2) y (P5), ésta puede ser de acuerdo
con la distribución de la proporción de compresión de manera que P3
< P4, y P2 < P5, o P3 = P4, o P2 = P5.
Haciendo referencia a las figuras 35, 36 y 37,
se ha mostrado una distribución preferente de la proporción de
compresión como ejemplo en el que las relaciones anteriores se
cumplen ajustando la proporción de compresión, utilizando el mismo
material que el material de absorción de tinta (2003). En estas
figuras, (A351), (A361) y (A371) indican el interfaz
aire-líquido, y las flechas (A352), (A362) y (A372)
indican la proporción de compresión creciente del material de
absorción de tinta en estado de compresión.
La figura 38 muestra un ejemplo de comparación
3, en el que la fuerza capilar del material (2003) absorbente de la
tinta en situación de compresión en la parte de suministro de la
tinta no es superior al de las proximidades de la pared de la cámara
de la tinta. La figura muestra la situación en la que la tinta ha
sido suministrada en cierta medida desde la cámara de tinta (2004).
En este ejemplo de comparación, se forma un interfaz
aire-líquido (A381) adyacente a la parte de fondo de
la pared (2005) de la cámara de tinta, y la abertura de comunicación
entre la cámara de tinta (2004) y la cámara de tinta (2006) queda
dispuesta como el lado correspondiente a la fase de aire. En este
caso, la tinta no puede ser suministrada hacia afuera de la cámara
de tinta (2006), y el aire introducido a través del paso de aire
(2013) es suministrado directamente al cabezal de impresión desde la
parte de suministro de tinta. En esta situación, el depósito de
tinta resulta no operativo.
La figura 39 muestra un Ejemplo comparativo 4,
en el que la fuerza capilar del material (2003) de absorción de la
tinta en situación de compresión adyacente al fondo (figura
39(B)) o de la pared lateral de la cámara de tinta (figura
39(A)) que en la parte de suministro de la tinta. De manera
similar al Ejemplo de comparación 3, antes de que se forme el
interfaz aire-líquido (A391) adyacente a la parte de
fondo de la pared (2005) de la cámara de tinta, el interfaz
aire-líquido desciende por debajo del extremo
superior de la zona de suministro de tinta, y por lo tanto, la tinta
no se puede suministrar desde la cámara de tinta (2006) y por lo
tanto, el aire introducido a través de la parte (2013) de
comunicación con el aire es suministrado directamente al cabezal de
impresión desde la parte de suministro de la tinta. En estas
condiciones el contenedor de tinta no es utilizable.
En lo anterior, la descripción se ha realizado
con respecto a un aparato de impresión monocromático que tiene un
cabezal de impresión. No obstante, un aparato de impresión puede ser
un aparato de impresión por chorros de tinta en color con cuatro
cabezales de impresión (BK, C, M e Y, por ejemplo) capaces de
inyectar tintas de diferentes colores o un solo cabezal de impresión
capaz de inyectar tintas de diferentes colores. En este caso, se
añaden medios para limitar la posición de conexión y la dirección
del contenedor de tinta intercambiable.
En lo anteriormente explicado, el contenedor de
tinta es intercambiable, pero lo anterior puede ser aplicado también
a un cartucho para cabezal de impresión que tiene un cabezal de
impresión unificado y un contenedor de tinta.
Que no corresponde al ámbito de la
invención
reivindicada
La figura 34 muestra un ejemplo, en el que la
pared del contenedor de tinta es de material transparente o
semitransparente, de manera que la cantidad de tinta restante se
puede detectar de forma óptica. En este caso, una placa reflectante
de luz (4002) tal como un espejo para reflejar la luz queda
dispuesta en la pared de la cámara de tinta en la cámara de tinta
(4006) para reflejar la luz y un fotodetector que comprende un
elemento emisor de luz (4043) y un elemento receptor de luz (4044)
queda dispuesto fuera del contenedor. El elemento emisor de luz
(4043) y el elemento receptor de luz (4044) pueden quedar dispuestos
sobre el carro o en la posición de reposo que tiene el sistema de
recuperación.
En la figura 34, se emite luz desde el elemento
emisor de luz (4043) en un ángulo predeterminado y la luz es
recibida por el elemento receptor de luz (4044) después de haber
sido reflejada por la placa de reflexión. Por ejemplo, el elemento
emisor de luz (4043) puede ser un elemento LED, y el elemento
receptor de luz (4044) puede ser un fototransistor o similar. En la
figura 34 (a), la cámara de tinta se encuentra substancialmente
llena. En esta situación, la luz emitida desde el elemento emisor de
luz (4043) queda bloqueada por la tinta de la cámara de tinta (4006)
y por lo tanto el elemento receptor de luz (4044) no recibe la luz,
por lo que la salida del detector es pequeña. No obstante, cuando la
tinta se ha consumido hasta el estado mostrado en la figura 34, (b),
la luz del elemento emisor de luz (4043) no queda bloqueada y por lo
tanto, la salida o emisión del elemento receptor de luz pasa a ser
alto. Cuando la energía luminosa (salida del detector) del elemento
receptor de luz (4044) supera un umbral predeterminado, se genera
una señal de aviso para que se produzca la inyección de la
tinta.
La figura 35 muestra un ejemplo modificado en el
que el elemento emisor de luz y el elemento receptor de luz quedan
opuestos con el contenedor de tinta entre ambos. La figura 35 (a) es
una vista superior en planta y la figura 35(b) es una vista
en sección transversal. En este caso, el material de la cámara de
tinta (4006) es asimismo transparente o semitransparente. En este
ejemplo, no hay necesidad de utilizar la placa de reflexión y la
sensibilidad de detección es mejor puesto que la luz se recibe de
manera directa.
En lo anterior, se ha realizado la descripción
con respecto a un contenedor de tinta único, pero la presente
invención es aplicable a contenedores de tinta para aparatos para la
impresión por chorros de tinta en color que pueden funcionar con una
serie de cabezales de impresión para los colores amarillo, ciánico,
magenta y amarillo. Asimismo, este contenedor de tinta puede ser
utilizado con un solo cabezal de impresión, capaz de inyectar tintas
de diferentes colores.
El umbral se puede cambiar para los respectivos
colores. Se puede utilizar un filtro o similar de acuerdo con el
color de la tinta para seleccionar una predeterminada longitud de
onda de luz y la cantidad de tinta restante puede ser detectada en
base a la capacidad de transmisión de la tinta.
En lo anterior, el cartucho de tinta es
intercambiable. No obstante, el cartucho del cabezal por chorros de
tinta puede tener un cabezal de impresión integral y un contenedor
de tinta.
Tal como se ha descrito en el ejemplo anterior,
se prevé un cartucho de tinta dotado de una parte de suministro de
tinta para el cabezal de impresión y una comunicación con el aire,
que comprende una cámara de suministro de tinta que contiene el
material de absorción de la tinta, por lo menos una cámara de tinta
destinada a contener la tinta y que comunica con la cámara de
suministro de tinta en la que se detecta la insuficiencia de tinta
mientras una cantidad predeterminada de tinta permanece en dicha
cámara de tinta y el resultado de la detección es notificado al
operador. A continuación, la operación de impresión puede ser
interrumpida para permitir el relleno de la cámara de tinta con la
tinta, de manera que el cartucho de tinta puede ser reutilizado.
Los inventores han investigado las
características de la tinta utilizable de manera adecuada con los
contenedores de tinta antes descritos. La tinta preferente muestra
estabilidad de la parte de intercambio aire-líquido
contra las vibraciones de la tinta y se estabiliza contra el cambio
de las condiciones ambientales.
A continuación, se describirán las tintas
utilizables de manera adecuada con los contenedores de tinta
anteriormente descritos.
La estructura fundamental de la tinta comprende
como mínimo agua, material colorante y un disolvente orgánico
soluble en agua. El disolvente orgánico es de baja volatilidad y de
baja viscosidad, poseyendo elevada compatibilidad con el agua. Como
ejemplos se indican los siguientes: amidas tales como
dimetilformamida y dimetilacetoamida, cetonas tales como acetona,
éteres tales como tetrahidrofurano y dioxano, polialquilén glicoles
tales como polietilén glicol y polipropilén glicol, alquilén
glicoles tales como etilén glicol, propilén glicol, butilén glicol,
trietilén glicol, tiodiglicol, hexilén glicol y dietilén glicol,
alquil éteres de cadena corta de alcoholes polihídricos tales como
etilén glicol metil éter, dietilén glicol monometil éter y trietilén
glicol monometil éter, alcoholes monohídricos tales como etanol y
alcohol isopropílico, y además, glicerol,
1,2,6-hexanetriol,
N-metil-2-pirrolidona,
1,3-dimetil-2-imidazolidinona,
trietanolamina, sulfolano y dimetil sulfóxido. No hay limitación
específica en el contenido del disolvente orgánico soluble en agua.
No obstante, puede ser preferible que se encuentre dentro de una
gama de 1 a 80% en peso. El material colorante utilizable con esta
invención puede ser un tinte o un pigmento. El tinte puede ser
preferentemente un tinte ácido soluble en agua, color directo, tinte
básico, tinte reactivo o similar. El contenido del tinte no está
particularmente limitado, pero es preferible 0,1 - 20% en peso en
base al peso total de tinta.
La utilización de tensoactivo es deseable para
ajustar la tensión superficial. Entre los ejemplos de dicho
tensoactivo utilizado se incluyen tensoactivos aniónicos tales como
sales de ácidos grasos, sales de ésteres sulfúricos de alcoholes de
cadena larga, alquilbencensulfonatos y sales de éster fosfórido de
alcohol de cadena larga, tensoactivos catiónicos tales como sales de
aminas alifáticas y sales de amoníaco cuaternario, tensoactivos no
iónicos tales como aductos de óxido de etileno de alcoholes de
cadena larga, aductos de óxido de etileno de alquilfenoles, aductos
alifáticos de óxido de etileno alifáticos, aductos de óxido de
etileno de ésteres de ácidos grasos de alcoholes de cadena larga,
aductos de óxido de etileno de alquil aminas de cadena larga,
aductos de óxido de etileno de amidas de ácidos grasos, aductos de
óxido de etileno de polipropilén glicol, ésteres de ácido graso de
alcoholes de cadena larga de alcoholes polihídricos y amidas de
ácidos grasos y alcanolamina y tensoactivos anfóteros de tipo
aminoácido y de tipo betaína. No existe ninguna limitación
particular sobre dichos tensoactivos. No obstante, se utilizan
preferentemente tensoactivos no iónicos tales como aductos de óxido
de etileno de alcoholes de cadena larga, aductos de óxido de etileno
de alquilfenoles, copolímeros de óxido de etileno-óxido de
propileno, aductos de óxido de etileno y acetilén glicol. Además, es
particularmente preferible que el número de moles del óxido de
etileno añadido en los aductos de óxido de etileno se encuentre
dentro de una gama comprendida entre 4 y 20. No se impone limitación
específica en la cantidad de tensoactivo a añadir. No obstante,
puede ser preferible que se encuentre dentro de una gama entre 0,01
y 10% en peso. La tensión superficial puede ser controlada por el
disolvente orgánico soluble en agua anteriormente descrito.
Además de los componentes anteriormente
indicados, el primer líquido puede contener aditivos tales como
modificadores de viscosidad, ajustadores de pH, agentes resistentes
al mildew o antioxidantes, según sea necesario.
La viscosidad de la tinta es de 1 - 20 cp. La
tensión superficial debe ser de 20 dinas/cm - 55 dinas/cm. De modo
más preferente, es de 25 - 50 dinas/cm. Si la tensión superficial de
la tinta se encuentra dentro de esta gama, no ocurre que el menisco
del orificio del cabezal de impresión se rompa, fugando la tinta del
orificio cuando no se lleva a cabo la operación de impresión.
La cantidad de tinta contenida en el cartucho de
tinta puede ser determinada de manera apropiada hasta el límite de
su volumen interno. A efectos de mantener el vacío inmediatamente
después del desembalado del cartucho de tinta, la tinta puede ser
llenada hasta su límite. No obstante, la cantidad de tinta en el
material que produce el vacío puede ser menor que la capacidad de
retención de tinta del material que produce el vacío. En este caso,
la capacidad de retención de tinta es la cantidad de tinta capaz de
ser retenida por el material individual.
Se describirán ejemplos de dichas tintas y los
ejemplos de comparación.
Se agita una mezcla de agua y de un disolvente
orgánico soluble en agua con un tinte durante cuatro horas y después
de ello se añade un tensoactivo. A continuación, se hace pasar a
través de un filtro para eliminar materias extrañas. La tinta ha
sido suministrada al cartucho de tinta de la figura 11, y la
operación de impresión es llevada a cabo en el aparato de impresión
de la figura 12.
A continuación se indica la composición,
naturaleza de la tinta y resultado de la impresión.
| Ej.1 | Ej.2 | Ej.3 | Ej.4 | |
| dietilén glicol | 15% | 10% | 10% | 10% |
| ciclohexanol | 2% | |||
| glicerol | 5% | |||
| tiodiglicol | 5% | 5% | ||
| SURFRON S-145 (tensoactivo fluorado) | 0,1% | |||
| ACETYLENOL EH | ||||
| (aductos de acetilén glicol-óxido de etileno) | 2% | |||
| colorante | 2,5% | 2,5% | 0,2% | 2,5% |
| agua | resto | resto | resto | resto |
| [tensión superficial] | [31 dinas/cm] | [25 dinas/cm] | [40 dinas/cm] | [40 dinas/cm] |
Se imprimieron impresiones de color claro y la
tinta del cartucho se utilizó sin problemas para todos los Ejemplos
1-4.
| Ejemplo Comparativo 1 | Ejemplo Comparativo 2 | |
| dietilén glicol | 15% | |
| glicerol | 5% | |
| tiodiglicol | 5% | |
| SURFLON S-124 (tensoactivo fluorado) | 0,1% | |
| ACETYLENOL EH (aductos de acetilén | ||
| glicol-óxido de etileno | ||
| colorante | 2,5 | 2,5% |
| agua | resto | resto |
| [tensión superficial] | 17,6 dinas/cm | 57,4 dinas/cm |
| \begin{minipage}[t]{30mm} Se formaron imágenes de color claro. La tinta salió del cabezal por entrada pequeña.\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{30mm} Se produjo corrimiento entre colores. La tinta salió del cabezal por un pequeño impacto.\end{minipage} |
El colorante amarillo era el Amarillo Ácido 23,
el colorante ciánico era Azul Ácido 9, el colorante magenta era Rojo
Ácido 289, y el colorante negro era Negro Directo 168.
La tensión superficial fue medida a 25ºC por el
método Wilhelmy.
A continuación se indica el potencial
superficial a 20 - 25ºC de disolventes orgánicos solubles en agua
típicos:
Etanol (22 dinas/cm), isopropanol (22 dinas/cm),
ciclohexanol (34 dinas/cm), glicerina (63 dinas/cm), dietilenglicol
(49 dinas/cm), dietilenglicol monometiléter (35 dinas/cm),
trietilenglicol (35 dinas/cm), 2-pirrolidona (47
dinas/cm), N-metilpirrolidona (41 dinas/cm).
La tensión superficial deseable se puede
conseguir por mezcla con agua.
El método de control de la tensión superficial
de la tinta utilizando tensoactivo se describirá a continuación.
Por ejemplo, se puede conseguir una tensión
superficial de 28 dinas/cm por adición de 1% de éster monolaurato de
sorbitán con referencia al agua; se pueden conseguir 35 dinas/cm por
adición de 1% de polioxietilensorbitan monolaurato éster; se puede
conseguir 28 dinas/cm por adición de no menos de 1% de ACETYLENOL EH
(aductos de acetilén glicol-óxido de etileno). Si se desea una
tensión superficial más reducida, se consigue 17 dinas/cm por
adición de 0,1% de SURFLONS-145 (aductos de
perfluoroalquilo-óxido de etileno) (se puede conseguir de la firma
Asahi Glass Kabushiki Kaisha, Japón). La tensión superficial varía
ligeramente por medio de otros aditivos y por lo tanto se puede
realizar un ajuste apropiado por los técnicos en la materia.
Tal como se ha descrito en lo anterior, el
tampón de tinta es diseñado en consideración de la máxima cantidad
de fugas de tinta. Se ha observado que el efecto de tampón o
amortiguador de la tinta viene influenciado significativamente por
la composición de la misma.
A continuación se indica un ejemplo de
comparación.
Ejemplo Comparativo
3
| colorante | 4 partes |
| glicerol | 7,5 partes |
| tiodiglicol | 7,5 partes |
| urea | 7,5 partes |
| agua pura | 73,5 partes |
Cuando la tinta es expulsada desde la cámara de
tinta (3006) a la cámara de tinta (3004) debido a la expansión del
aire en la cámara de tinta (3006) debido a la reducción de presión o
aumento de temperatura, tal como se muestra en la figura 46, se
presenta el problema de que la tinta no es absorbida por el material
absorbente y se pierde por fugas por la comunicación con el aire
(3003) o de modo similar por el juego entre la pared del contenedor
y el material absorbente.
Se ha propuesto la tinta para impresión por
chorros de tinta conteniendo tensoactivo. La tinta es ventajosa por
el hecho de que las características de fijación son muy buenas para
papel de copia, papel de calidad u otro papel normal, que no tiene
lugar la mezcla de colores propiamente dicha (sangrado o similar)
incluso cuando zonas de impresión con diferentes colores de tinta se
encuentran próximas en la impresión en color y por lo tanto, es
posible conseguir colores uniformes. A continuación se indica un
ejemplo de la composición:
| colorante | 4 partes |
| glicerol | 7,5 partes |
| tiodiglicerol | 7,5 partes |
| aductos de acetilén glicol- | |
| óxido de etilo (m+n = 10) | 5 partes |
| urea | 7,5 partes |
| agua pura | 68,5 partes |
Cuando se utiliza esta tinta, la tinta no escapa
por fugas del cartucho de tinta porque la tinta es absorbida por el
material absorbente (2003) en la cámara de tinta (2004) cuando la
tinta es empujada hacia afuera de la cámara de tinta (2006) hacia
adentro de la cámara de tinta (2004) debido a la expansión del aire
en la cámara de tinta (2006) debido a aumento de temperatura o a
reducción de presión en la atmósfera, tal como se ha mostrado en la
figura 34.
Tal como se ha descrito en lo anterior, el
interfaz aire-líquido de la tinta en la cámara de
tinta (2004) cuando la tinta es suministrada desde la cámara de
tinta (2006) se mantiene a una altura en la que la presión estática
de la parte de inyección del cabezal de impresión, el vacío en la
cámara de tinta (2006) y la fuerza capilar del material absorbente
de tinta comprimido están equilibrados. Se supone que la altura
promedio de la tinta del interfaz aire-líquido en la
cámara de tinta (2004) en este momento es H. Cuando la tinta escapa
de la cámara de tinta (2006) debido a la reducción de la presión
atmosférica o elevación de la temperatura, la altura del interfaz
aire-líquido de la cámara de tinta (2004) se
mantiene de forma deseable en una mayor altura h. En el ejemplo la
altura total de la cámara de tinta es de 3 cm, la cámara de tinta
(2004) y la cámara de tinta (2006) tienen un volumen de 6 cm^{3}
respectivamente. En el momento que corresponde a la fase inicial, la
cámara de tinta (2006) está completamente llena (6 cm^{3}), y la
cámara de tinta (2004) que contiene el material absorbente
comprimido (2003) (material esponjoso de poliuretano) contiene 4
cm^{3} de tinta (cantidad total de tinta: 10 cm^{3}). La
porosidad del material absorbente no es menor de 95%, y si se supone
que la tinta está completamente contenida en la totalidad de los
poros del material absorbente, la cámara de tinta (2004) es capaz de
contener aproximadamente 6 cm^{3}. Se consume en primer lugar la
tinta procedente de la cámara de tinta (2004) y un tiempo después
empieza a consumirse la tinta de la cámara de tinta (2006). El
interfaz aire-líquido de la cámara de tinta (2004)
se mantiene en el nivel en el que la presión estática de la parte de
inyección del cabezal de impresión, el vacío en la cámara de tinta
(2006) y la fuerza capilar del material absorbente de tinta
comprimido están en equilibrio. Como promedio, el nivel del interfaz
aire-líquido en este momento es aproximadamente de
1,5 cm. Si se supone que la totalidad de los poros del material
absorbente contienen tinta, la cantidad de la tinta en la cámara
(2004) es aproximadamente de 3 cm^{3}. En este caso, la reducción
máxima de presión de la atmósfera es de 0,7 atmósferas, pudiendo
rebosar 1,8 cm^{3} de la tinta, que corresponde aproximadamente a
un 30% del volumen de la cámara de tinta (2006). Por lo tanto, la
cámara de tinta (2004) absorbe preferentemente y retiene
aproximadamente 3 cm^{3} + 1,8 cm^{3} (nivel de tinta aproximado
2,4 cm). Cuando la máxima reducción de presión es de 0,5 atmósferas,
3 cm^{3} de la tinta que corresponde aproximadamente al 50% del
volumen de la cámara de tinta (2006) pueden rebosar y por lo tanto
la cámara de tinta (2004) puede absorber y retener aproximadamente 3
cm^{3} + 3 cm^{3} (altura de la superficie líquida de tinta
aproximadamente 3 cm). Por lo tanto, la cámara de tinta (2004) tiene
suficiente volumen para contener el volumen del material absorbente,
el volumen de la tinta retenida en la cámara de tinta (2004) y el
volumen de la tinta que rebosa de la cámara de tinta (2006). Por lo
tanto, el volumen de la cámara de tinta (2004) está influido por la
estimación del volumen de rebose de tinta desde la cámara de tinta
(2006).
\newpage
La altura de retención de tinta H del material
absorbente poroso se expresa en general por la ecuación de la fuerza
de capilaridad del modo siguiente:
H = 2\gamma
cos\theta/\rho
gr
en la que \gamma es la tensión
superficial de la tinta, \theta es el ángulo de contacto entre la
tinta y el material absorbente de la tinta, \rho es la densidad de
la tinta, g es la fuerza de la gravedad y r es un radio promedio de
los poros del material absorbente de la
tinta.
Se comprenderá que a efectos de incrementar la
capacidad de retención de la tinta al incrementar la altura H, se
considera que la tensión superficial de la tinta se incrementa o el
ángulo de contacto entre la tinta y el material absorbente de la
tinta disminuye (se incrementa cos\theta).
En lo que respecta al incremento de la tensión
superficial de la tinta, la tinta del Ejemplo de comparación 3 tiene
una tensión superficial relativamente elevada (50 dinas/cm). No
obstante, tal como se ha descrito anteriormente, la tinta no ha sido
absorbida propiamente por el material absorbente de la tinta. En lo
que respecta a la reducción del ángulo de contacto \theta entre la
tinta y el material absorbente de la tinta, ello significa
incrementar la humectabilidad de la tinta con respecto al material
absorbente. Para conseguir esto se utiliza tensoactivo.
En el caso de la tinta del Ejemplo 5, la tensión
superficial es pequeña (30 dinas/cm^{2}) a causa de la adición de
tensoactivo, pero la humectabilidad entre el material absorbente y
la tinta queda mejorada. Al proceder de este modo, es más eficaz
mejorar la humectabilidad de la tinta que incrementar la tensión
superficial a efectos de mejorar la permeabilidad.
A efectos de comparación en la permeabilidad de
la tinta, el material absorbente comprimido (material de poliuretano
esponjoso) es sumergido en la tinta del Ejemplo de comparación 3 y
en la tinta del Ejemplo de comparación 5 y se mide la altura de
absorción de tinta. La tinta del Ejemplo de comparación 3 absorbió
difícilmente la tinta (varios milímetros), mientras que la tinta del
Ejemplo 5 fue absorbida hasta una altura no inferior a 2 cm. Se
comprenderá que la tinta que tiene permeabilidad mejorada al
contener el tensoactivo, tal como en el Ejemplo 5, la tinta puede
ser absorbida de manera suficiente incluso en el caso en que la
tinta rebosa de la cámara de tinta debido a la reducción de presión
o aumento de temperatura.
Los agentes de penetración preferentes incluyen
tensoactivos aniónicos tales como aerosol de tipo OT,
dodecilbencensulfonato sódico, laurilsulfato sódico, aductos de
alcoholes de cadena larga-óxido de etileno representados en general
por la Fórmula [1], aductos de alquilfenol-óxido de etileno
representado por la Fórmula general [2], copolímero de óxido de
etileno-óxido de butileno representado por la Fórmula general [3] y
aductos de acetilén glicol-óxido de etileno representados por la
Fórmula general [4].
El tensoactivo aniónico tiene una tendencia a
formación de espuma más marcada, y es más pobre en el corrimiento,
uniformidad de color y efecto borroso o similar que un tensoactivo
no iónico, utilizándose el tensoactivo no iónico siguiente
representado por la fórmula que se indica.
En este caso, n es preferentemente 6 - 14, y R
tiene preferentemente 5 - 26 átomos de carbono, en la Fórmula [1] y
[2]; m+n es preferentemente 6 - 14 en las Fórmulas [3] y [4].
en la que R es
alquilo
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R es
alquilo
\newpage
en la que R es hidrógeno o
alquilo,
en la que m y n son respectivamente
un
entero.
Entre los tensoactivos no iónicos de óxido de
etileno, son preferibles los aductos de acetilén glicol-óxido de
etileno desde el punto de vista de absorción en el material de
absorción de la tinta, calidad de imagen en el material de impresión
y rendimiento de la inyección en total. Las características
hidrofílicas y las características de penetración se pueden
controlar cambiando el número m+n de los óxidos de etileno a añadir.
Si es menor de 6, las características de penetración son buenas, la
solución en agua no es buena, y por lo tanto, la solubilidad en agua
no es buena. Si es demasiado grande, las características
hidrofílicas son demasiado fuertes, y las características de
penetración son demasiado reducidas. Si es superior a 14, las
características de penetración son insuficientes, y las
características de inyección empeoran. Por lo tanto es preferible 6
- 14.
La cantidad de tensoactivo no iónico es
preferentemente de 0,1 - 20% en peso. Si es menor de 0,1%, la
calidad de la imagen y las características de penetración no son
suficientes. Si es superior a 20%, no se esperan mejoras y los
costes aumentan, y la fiabilidad disminuye.
Se pueden utilizar en combinación uno o varios
de los tensoactivos anteriormente descritos.
La tinta puede contener un colorante, un
disolvente orgánico de baja volatilidad tal como alcoholes
polihídricos para impedir el taponamiento, o un disolvente orgánico
tal como alcoholes para mejorar la estabilidad en la creación de
burbujas y las características de fijación del material de
impresión.
Los disolventes orgánicos solubles en agua que
constituyen la tinta pueden incluir polialquilén glicoles tales como
polietilén glicol, y polipropilén glicol; alquilén glicoles que
tienen de 2 a 6 átomos de carbono tales como etilén glicol, propilén
glicol, butilén glicol, trietilén glicol,
1,2,6-hexanotriol, hexilén glicol, y dietilén
glicol; glicerina; alquil éter de cadena corta de alcoholes
polihídricos tales como etilén glicol metil éter, dietilén glicol
metil (o etil) éter, y trietilén glicol monometil (o etil) éter;
alcoholes tales como alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol
n-propílico, alcohol isopropílico, alcohol
n-butílico, alcohol sec-butílico,
alcohol t-butílico, alcohol isobutílico, alcohol
bencílico, y ciclohexanol; amidas tales como dimetilformamida, y
dimetilacetamida; cetonas y alcoholes cetona tales acetona, y
diacetona alcohol; éteres tales como tetrahidrofurano, y dioxano; y
cíclicos que contienen nitrógeno tales como
N-metil-2-pirrolidona,
2-pirrolidona,
1,3-dimetil-2-imidazolidinona.
El disolvente orgánico soluble en agua se puede
añadir sin deterioro de la calidad de la imagen o de la fiabilidad
de la inyección. Preferentemente, son alcoholes polihídricos o
alquil éteres de alcoholes polihídricos. El contenido de los mismos
es preferentemente 1 - 3% en peso. Y, el contenido de agua pura es
de 50 - 90% en peso.
Los colorantes utilizables comprenden colorantes
directos, colorantes ácidos, colorantes reactivos, colorantes
dispersivos, colorantes de cuba y similares. El contenido del
colorante se determina dependiendo de los tipos de componentes
líquidos y de las características que se requieren en la tinta,
volumen de inyección del cabezal de impresión o similares. No
obstante, en general es de 0,5 a 15% en peso, preferentemente 1 - 7%
en peso.
Por adición de tiodiglicol o urea (o derivados
de los mismos) en la tinta, se mejora notablemente las
características de inyección y las de prevención de taponamiento
(solidificación). La causa de ello se considera que se ha mejorado
la solubilidad la solubilidad del colorante en la tinta. El
contenido de tiodiglicol o de urea (o derivados de los mismos es
preferentemente 1 - 3%, y se puede añadir según se desee.
Los componentes principales de la tinta se han
descrito anteriormente. Se pueden incorporar otros aditivos siempre
que se puedan conseguir los objetivos de la invención. Los aditivos
comprenden agentes de ajuste de la viscosidad tales como alcohol
polivinílico, celulosas, y resinas solubles en agua; agentes de
control del pH tales como dietanolamina, trietanolamina, y
soluciones tampón; fungicidas y otros. A la tinta de tipo cargable
eléctricamente utilizada para impresión por chorros de tinta en la
que las gotitas de tinta están cargadas, se añade un agente de
ajuste de la resistividad tal como cloruro de litio, cloruro
amónico, y cloruro sódico.
A continuación se explicará un ejemplo
comparativo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
4
| colorante | 3 partes |
| dietilenglicol | 5 partes |
| tiodiglicol | 5 partes |
| alcohol etílico | 3 partes |
| agua pura | 84 partes |
En este caso, cuando la tinta rebosa del
contenedor de tinta hacia la cámara que contiene el material
absorbente debido a la expansión del aire en el contenedor de tinta
debido a la reducción de presión atmosférica o al aumento de la
temperatura se presenta el problema de que la tinta escapa por fugas
a través de la comunicación con el aire o la zona de suministro de
la tinta a causa del juego o intersticio existente entre la pared
del contenedor y el material absorbente.
Se ha propuesto una tinta para un aparato para
la impresión por chorros de tinta que contiene un tensoactivo. Esta
tinta es ventajosa por el hecho de que la velocidad de fijación es
muy elevada para papel de copia, papel de calidad u otra hoja de
papel normal, y porque se evitan mezclas de color impropias
(corrimiento o similares), incluso en el caso de que las zonas
impresas con diferentes colores se encuentran en contacto, y por lo
tanto, se puede conseguir una coloración uniforme. A continuación se
indican ejemplos de dicha tinta.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
6
| colorante | 3 partes |
| glicerol | 5 partes |
| tiodiglicol | 5 partes |
| copolímero de óxido de | |
| etileno-óxido de propileno | 3 partes |
| urea | 5 partes |
| agua pura | 79 partes |
Cuando se utiliza esta tinta, la tinta es
absorbida por el material absorbente en la cámara del material
absorbente y no escapa por fugas incluso en el caso en el que la
tinta rebosa desde la cámara de tinta pasando a la cámara de
material absorbente debido a la expansión del aire en la cámara de
la tinta a causa de la reducción de la presión atmosférica o a un
incremento de temperatura.
Tal como se ha descrito en lo anterior, se
dispone un contenedor de tinta que comprende una cámara para el
suministro de tinta que contiene un material absorbente de la tinta
que tiene una fuerza capilar ajustada y una o varias cámaras de
tinta, en las que la tinta contiene un tensoactivo no iónico, por
cuya acción la tinta no escapa por fugas incluso en el caso en que
tiene lugar cambios en las condiciones ambiente, durante la
operación de impresión o cuando la operación
de impresión no es llevada a cabo, y por lo tanto, la eficacia o rendimiento en la utilización de la tinta es elevado.
de impresión no es llevada a cabo, y por lo tanto, la eficacia o rendimiento en la utilización de la tinta es elevado.
Las Realizaciones antes descritas 1 - 5 y los
ejemplos 1 a 6, son ventajosos respectivamente, pero no obstante, la
combinación de los mismos es todavía más ventajosa.
La presente invención es utilizable con
cualquier aparato de chorros de tinta, tal como los que utilizan un
convertidor electromecánico tal como un elemento piezoeléctrico,
pero es particularmente adecuada para su utilización en un cabezal
de impresión por chorros de tinta y en un aparato de impresión en el
que se utiliza energía térmica por medio de un transductor
electrotérmico, haz de rayos láser o similar para provocar un cambio
de estado de la tinta para la inyección o descarga de la misma. La
causa de ello es que es posible una elevada densidad de los
elementos de la imagen y elevada resolución en la impresión.
La estructura típica y los principios operativos
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 y estructura son
aplicables a los sistemas de impresión del tipo llamado bajo demanda
y en los sistemas de impresión de tipo llamado continuo. No
obstante, son particularmente adecuados para el tipo llamado bajo
demanda porque el principio es tal que se aplica como mínimo una
señal de activación a un transductor electrotérmico dispuesto sobre
una hoja que retiene un líquido (tinta) o un paso para el líquido,
siendo la señal de activación suficiente para proporcionar un
aumento rápido de temperatura más allá del punto de ebullición por
nucleación, por lo cual, se proporciona energía térmica por el
transductor electrotérmico para producir ebullición laminar en la
parte de calentamiento del cabezal de impresión, de manera que se
pueden formar burbujas en el líquido (tinta) de manera
correspondiente a cada una de las señales de activación.
Mediante la producción, desarrollo y contracción
de las burbujas, se inyecta el líquido (tinta) a través de las
aberturas de inyección para producir como mínimo una gotita. La
señal de activación adopta preferentemente la forma de un impulso,
porque el desarrollo y contracción de la burbuja se pueden realizar
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 preferente 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 mostrada en las Patentes U.S.A. N^{os}. 4.558.333 y 4.459.600
en las que la parte de calentamiento queda dispuesta en una zona
curvada, así como la estructura de la combinación de la salida de
inyección, paso de líquido y transductor electrotérmico que se dan a
conocer en las patentes que se han mencionado. 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
varios 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 la absorción de la
onda de presión de la energía térmica 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 segura y con
elevado 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 varios cabezales de impresión
combinados para cubrir la máxima anchura.
Además, la presente invención es aplicable a un
cabezal de impresión de tipo serie en el que el cabezal de impresión
está fijado en el conjunto principal a un cabezal de impresión de
tipo de chip substituible que está conectado eléctricamente con el
aparato principal y puede recibir el suministro de tinta cuando es
montado en el conjunto principal, o a un cabezal de impresión de
tipo de cartucho que tiene un contenedor de tinta integral.
Las disposiciones de los medios de recuperación
y/o los medios auxiliares para el funcionamiento preliminar son
preferibles, porque pueden estabilizar adicionalmente los efectos de
la presente invención. En cuanto a dichos medios, existen medios de
recubrimiento para el cabezal de impresión, medios de limpieza para
el mismo, medios de compresión o de succión, medios de calentamiento
preliminar que pueden consistir en un transductor electrotérmico y
un elemento de calentamiento adicional o una combinación de los
mismos. Asimismo, medios para realizar una inyección preliminar (no
para la operación de impresión) pueden estabilizar la operación de
impresión.
En lo que respecta a la variación del cabezal de
impresión que se puede montar, puede ser único correspondiendo a un
color de tinta único o puede ser múltiple correspondiendo a una
serie de materiales de tinta que tienen diferentes colores o
diferente densidad de impresión. La presente invención es
efectivamente aplicable a un aparato que tiene como mínimo una
modalidad monocromática principalmente con color negro, múltiples
colores con diferentes materiales de tinta y/o una modalidad de
color completa utilizando la mezcla de los colores, que puede ser
una unidad de impresión constituida de manera integral o una
combinación de varios cabezales de impresión.
Tal como se ha descrito anteriormente, la tinta
es líquida. No obstante, puede ser un material de tinta sólido por
debajo de la temperatura ambiente pero líquido a dicha temperatura.
Dado que la tinta se controla dentro de una gama de temperaturas de
30ºC a 70ºC para estabilizar la viscosidad de la tinta para
proporcionar una inyección estable en un aparato de impresión usual
de este tipo, la tinta puede ser tal que se encuentra líquida dentro
de la gama de temperaturas cuando la señal de impresión de la
presente invención es aplicable a otros tipos de tinta. En uno de
ellos, la elevación de temperatura debido a la energía térmica queda
impedida de manera positiva al consumirla para el cambio de estado
de la tinta de estado sólido a estado líquido. Otro material de
tinta se solidifica cuando se encuentra en reposo, para impedir la
evaporación de la misma. En cualquier caso, la aplicación de la
señal de impresión produce energía térmica, la tinta se licúa, y la
tinta licuada puede ser objeto de inyección. Otro material de tinta
puede empezar a solidificarse en el momento en el que alcanza el
material de impresión. La presente invención es también aplicable a
dicho material de tinta que se licúa por la aplicación de energía
térmica. Este material de tinta puede ser retenido en forma líquida
o en forma de material sólido en orificios pasantes o rebajes
constituidos en una hoja de material poroso tal como se da a
conocer en la solicitud de Patente japonesa a inspección pública Nº.
56847/1979 y la solicitud de Patente japonesa a inspección pública
Nº. 71260/1985. La hoja está dirigida a los transductores
electrotérmicos. El más efectivo para los materiales de tinta
descritos anteriormente es el sistema de ebullición laminar.
\newpage
El aparato de impresión por chorros de tinta
puede ser utilizado como terminal de salida de un aparato de proceso
de información tal como un ordenador o similar, o una máquina
copiadora combinada con un dispositivo lector de imágenes o
similar, o como aparato facsímil que tiene funciones de envío y
recepción de información.
Si bien la invención ha sido descrita con
referencia a las realizaciones que se han mostrado, no está limitada
a los detalles indicados y la presente solicitud está destinada a
cubrir las modificaciones o cambios que puedan incluirse dentro del
ámbito de las siguientes reivindicaciones.
Claims (22)
1. Contenedor para líquido destinado a un
aparato de impresión por chorros de líquido, que comprende:
una primera cámara (4) que contiene un material
(3) productor de presión negativa y que tiene una salida para
liquido conectable a un cabezal de chorros de líquido para
suministrar líquido desde el contenedor al cabezal de chorros de
líquido y una abertura (13) para la salida de aire, destinada a
permitir la entrada de aire ambiente hacia adentro del
contenedor;
una segunda cámara (6) que comunica con la
primera cámara (4) por medio de una trayectoria de comunicación (8)
definida por una pared (5) que separa la primera y segunda cámaras,
encontrándose la segunda cámara (6) cerrada de manera
substancialmente estanca con respecto a la trayectoria de
comunicación (8); y
una trayectoria para la introducción de aire
ambiente (A83; A201), en forma de un rebaje para regular la fuerza
capilar, dispuesta en una superficie de dicha pared (5) y
encontrándose en contacto con dicho material (3) productor de
presión negativa y extendiéndose desde un punto situado parcialmente
a lo largo de dicha pared hacia la mencionada trayectoria de
comunicación.
2. Contenedor para líquido, según la
reivindicación 1, en el que dicha trayectoria (A83) de introducción
de aire ambiente termina en dicho punto, y se prolonga a dicha
trayectoria de comunicación (8).
3. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que dicha trayectoria de
introducción de aire ambiente termina en el mencionado punto y
termina antes de dicha trayectoria de comunicación (8).
4. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que dicho punto se encuentra
por encima de la mencionada salida de líquido.
5. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que dicha trayectoria de
introducción de aire está definida por un nervio (91) en la
mencionada pared (5).
6. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha trayectoria de
introducción de aire está definida por una ranura (1031) en dicha
pared (5).
7. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que dicha salida para el
líquido y dicha abertura de salida del aire (13) están
estanqueizadas por un elemento durante el transporte.
8. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que dicho contenedor está
realizado en un material a través del cual es visible el
interior.
9. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el líquido contenido en
dicho contenedor es utilizable para la impresión de imágenes, y en
el que el líquido es suministrado desde dicha segunda cámara (6) a
dicha primera cámara (4) por dicha trayectoria de comunicación (8)
por introducción de aire hacia adentro de dicha segunda cámara (6)
por la mencionada trayectoria de introducción de aire.
10. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que dicho material (3)
productor de presión negativa es una esponja que no está comprimida
térmicamente y que está comprimida dentro de dicha primera
cámara.
11. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho material (3) productor
de presión negativa es un material de esponja comprimido
térmicamente.
12. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que una trayectoria que
conecta dicha abertura de salida de aire (13) con el mencionado
punto se extiende por el material (3) productor de presión
negativa.
13. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que se dispone una serie de
dichas trayectorias de introducción de aire.
14. Contenedor para líquido, según la
reivindicación 13, en el que las trayectorias (81) para la
introducción de aire están dispuestas simétricamente con respecto a
la trayectoria de comunicación (8).
15. Contenedor para líquido, según la
reivindicación 1, en el que se dispone una cámara (1032) para el
ajuste de un material productor de presión negativa entre la
trayectoria de introducción de aire y el material (3) de producción
de presión negativa.
16. Contenedor para líquido, según la
reivindicación 1, en el que el contenedor contiene un líquido de
impresión.
17. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 16, en el que el contenedor para líquido
contiene tinta.
18. Contenedor para líquido, según la
reivindicación 1, en el que dicha segunda cámara (6) contiene
tinta.
19. Contenedor para líquido, según la
reivindicación 1, en el que dicha segunda cámara (6) contiene un
líquido que contiene como mínimo un tipo de tensoactivo no
iónico.
20. Contenedor para líquido, según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 15, en el que dicho líquido comprende
agua, un material colorante y un disolvente orgánico soluble en
agua, y tiene una tensión superficial desde 20 dinas/cm hasta 55
dinas/cm.
21. Contenedor para líquido, según la
reivindicación 20, en el que dicho líquido contiene como mínimo un
tensoactivo no iónico.
22. Cartucho para líquido, que comprende un
contenedor para líquido de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores y un cabezal para chorros de líquido
para la impresión utilizando un líquido suministrado por dicho
contenedor para líquidos.
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