ES2323865T3 - Unidad de almacenamiento de liquido y aparato de expulsion de liquido. - Google Patents
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Abstract
Una unidad de almacenamiento de líquido (49) incluyendo: un orificio de líquido; un orificio de gas; una parte de almacenamiento de líquido (49f) que almacena un líquido y que comunica con el orificio de líquido; una parte de contención de gas (49g) que contiene un gas y que comunica con el orificio de gas; una caja (49a); caracterizada por: un elemento divisor flexible exterior (49b) térmicamente soldado a la caja con el fin de definir un espacio interior en cooperación con la caja; y un elemento divisor flexible interior (49e), térmicamente soldado a una porción de soldadura (49c) dispuesto en el espacio interior de manera que defina la parte de almacenamiento de líquido, y para definir la parte de contención de gas entre el elemento divisor flexible interior y el elemento divisor flexible exterior.
Description
Unidad de almacenamiento de líquido y aparato de
expulsión de líquido.
La presente invención se refiere a una unidad de
almacenamiento de líquido y un aparato de expulsión de líquido que
soporta la unidad de almacenamiento de líquido.
Convencionalmente, un aparato de expulsión de
líquido para expulsar una gotita por la boquilla de un cabezal de
expulsión de líquido incluye una impresora de inyección de tinta.
Algunas impresoras de inyección de tinta incluyen un sistema de
suministro de tinta de un tipo fuera de carro para montar un
cartucho de tinta en una posición distinta del carro. El caso en
que se dispone el sistema de suministro de tinta del tipo fuera de
carro, incluye el caso en que se dispone un cartucho de tinta de
gran capacidad para imprimir mucho, y el caso en que no se monta el
cartucho de tinta, pero el tamaño del carro es reducido, y se
reducen el tamaño y el grosor de la impresora de inyección de
tinta.
En el sistema de suministro de tinta del tipo
fuera de carro, por ejemplo, el cartucho de tinta está dispuesto en
un lado del cuerpo. Se suministra tinta desde el cartucho de tinta a
un depósito secundario montado en el carro a través de un tubo de
suministro. Por otra parte, existe el problema de que la presión
dinámica de la tinta en el tubo de suministro aumenta a causa del
aumento del flujo de la tinta debido a un aumento de la velocidad y
finura de la impresión de una impresora, dando lugar a la
insuficiencia de la cantidad de la tinta suministrada al depósito
secundario.
Con el fin de resolver el problema, se ha
propuesto un cartucho de tinta para acomodar un paquete de tinta en
forma de bolsa en la caja del cartucho de tinta e introducir aire
entre la caja y el paquete de tinta, presurizando por ello el
paquete de tinta para expulsar tinta (véase por ejemplo
JP-A-2001-212973).
Sin embargo, en el cartucho de tinta para
acomodar el paquete de tinta en forma de bolsa en la caja hay que
elevar la presión de aire entre la caja y el paquete de tinta. Por
esta razón, la porción de agujero de la caja para unir el paquete
de tinta se ha de sellar en un estado hermético como se representa
en la figura 10. En un cartucho de tinta 51, un elemento de tapón
55 que sella la porción de agujero de un paquete de tinta 54,
sobresale de una porción de agujero 53 formado en una caja 52 hacia
fuera. En este estado, una junta tórica 56 está unida a la porción
de agujero 53, y además, un elemento de enganche 57 es empujado
desde el exterior de la caja 52. En consecuencia, el elemento de
tapón 55 está fijado a la porción de agujero 53 en el estado
hermético.
Consiguientemente, en el cartucho de tinta para
acomodar el paquete de tinta en forma de bolsa en la caja se
requiere un elemento de sellado para mejorar una propiedad de
sellado, y la estructura del elemento de sellado es complicada.
Consiguientemente, se incrementa el costo o se incrementa el tamaño
de un aparato en algunos casos.
Para resolver los problemas anteriores, se ha
propuesto un cartucho de tinta (por ejemplo, JP
S59-209878A) en el que un elemento de bolsa
provisto de una película flexible cubre una cara rebajada del cuerpo
de cartucho de modo que se introduzca tinta en un espacio formado
entre el elemento de bolsa y la cara rebajada. Una tapa rígida que
tiene un rebaje correspondiente al elemento de bolsa llenado con la
tinta, está montada en el cuerpo de cartucho. El elemento de bolsa
se presuriza suministrando aire entre el elemento de bolsa y la tapa
de modo que la tinta sea expulsada del cartucho.
Dado que no se aloja ningún paquete de tinta, no
se dispone ningún elemento de sellado para el paquete de tinta en
el cartucho. Por lo tanto, dicho cartucho de tinta puede estar
provisto de una estructura simple de tamaño pequeño a bajo
costo.
Mientras tanto, incluso en el cartucho descrito
en JP S59-209878A, es importante mantener un grado
de desaireación suficiente de la tinta para mantener la calidad de
tinta. Sin embargo, en el cartucho de tinta de JP
S59-209878A, el espacio en el que se introduce la
tinta, está formado por la película flexible en una cara lateral y
el cuerpo rígido principal en las otras caras laterales. El cuerpo
principal del cartucho se hace generalmente de una resina plástica
con una baja propiedad de barrera a los gases. Por lo tanto, aunque
solamente una cara lateral se cubra con la película con alta
propiedad de barrera a los gases, el grado de desaireación total de
la tinta introducida en el espacio no es suficientemente alto dado
que una gran porción de la superficie del espacio se define por el
cuerpo principal.
Además, en JP S59-209878A, un
espacio en el que se introduce aire, se forma fijando la tapa rígida
sobre el cuerpo rígido de cartucho. Consiguientemente, para fijar
la tapa sobre el cuerpo principal, hay que usar un dispositivo de
fabricación simple y evitar todo lo posible la generación de
sustancias extrañas por operación.
US 5.898.451 y EP 0 924 081 se citaron durante
el examen de la presente patente. Ambas describen depósitos de
tinta formados por al menos dos paredes flexibles.
La invención se refiere a una unidad de
almacenamiento de líquido que se puede obtener mediante un
dispositivo de fabricación simple, evitando la generación de
sustancias extrañas, y un aparato de expulsión de líquido en que se
monta la unidad de almacenamiento de líquido.
La presente descripción proporciona una primera
unidad de almacenamiento de líquido incluyendo:
una caja;
una parte de almacenamiento de líquido para
almacenar un líquido en la caja, con la que comunica un orificio de
líquido;
al menos una parte de contención de gas para
acomodar un gas en la caja, con la que comunica un orificio de gas,
donde el líquido en la parte de almacenamiento de líquido es
expulsado a través del orificio de líquido por una presión de un
gas introducido por el orificio de gas;
una caja interior dispuesta en la caja que tiene
un par de agujeros en sus caras laterales opuestas; y
un par de elementos divisores flexibles que
sellan dicho par de agujeros de la caja interior respectivamente,
dividiendo por ello la parte de almacenamiento de líquido entremedio
y definiendo al menos dicha parte de contención de gas en
cooperación con la caja.
La primera unidad de almacenamiento de líquido
de la descripción se presenta a modo de información útil para la
comprensión de la invención reivindicada. La unidad de
almacenamiento de líquido definida en la reivindicación 1 se expone
a continuación.
Según la primera unidad de almacenamiento de
líquido de la presente descripción, la parte de alojamiento de aire
se puede formar solamente dividiendo el interior de la caja con un
elemento divisor. Entre las caras con que se define la parte de
almacenamiento de tinta, dos caras laterales están provistas de los
elementos divisores flexibles, y las otras caras están provistas de
la caja interior. Mediante dicha estructura, la superficie de la
parte de almacenamiento de líquido que se define por la caja
interior hecha de un material con baja propiedad de barrera a los
gases puede ser pequeña, mientras que la superficie que se define
por los elementos divisores hechos de un material con alta
propiedad de barrera a los gases puede ser grande, por ejemplo.
Como resultado, se puede obtener un alto grado de desaireación en la
parte de almacenamiento de líquido. Además, proporcionando dos
elementos divisores flexibles en la parte de almacenamiento de
líquido, aunque la flexibilidad del elemento divisor individual no
sea muy alta, la flexibilidad total proporcionada por ambos
elementos divisores para la parte de almacenamiento de líquido puede
ser alta. Como resultado, dicha estructura puede reducir la
cantidad de tinta restante.
En la primera unidad de almacenamiento de
líquido según la presente descripción, el elemento divisor flexible
está provisto de una película flexible, que está térmicamente
soldada a una porción de soldadura en el agujero de la caja
interior.
Según la estructura anterior, entre las caras
con que se define la parte de almacenamiento de tinta, dos caras
laterales están provistas de las películas flexibles, y las otras
caras están provistas de la caja interior. Mediante dicha
estructura, la superficie de la parte de almacenamiento de líquido
que se define por la caja interior hecha de un material con baja
propiedad de barrera a los gases puede ser pequeña, mientras que la
superficie que se define por las películas flexibles hechas de un
material con alta propiedad de barrera a los gases puede ser
grande, por ejemplo. Como resultado, se puede obtener un alto grado
de desaireación en la parte de almacenamiento de líquido. Además,
proporcionando dos películas flexibles en la parte de almacenamiento
de líquido, aunque la flexibilidad de la película individual no es
muy alta, la flexibilidad total proporcionada por ambas películas
para la parte de almacenamiento de líquido puede ser alta. Como
resultado, dicha estructura puede reducir la cantidad de tinta
restante.
En la unidad de almacenamiento de líquido según
la invención, la película flexible tiene una estructura laminada
incluyendo al menos una capa de soldadura soldable a la porción de
soldadura y una capa barrera a los gases.
Según la estructura anterior, es posible
proporcionar una parte de almacenamiento de líquido llevando a cabo
un mayor grado de desaireación. Además, proporcionando dos películas
flexibles en la parte de almacenamiento de líquido, aunque la
flexibilidad de la película individual no es muy alta, la
flexibilidad total proporcionada por ambas películas para la parte
de almacenamiento de líquido puede ser alta. Como resultado, la
cantidad de tinta restante se puede reducir mediante dicha
estructura.
En la unidad de almacenamiento de líquido según
la presente descripción, la caja en que se dispone la caja
interior, tiene agujeros en un par de sus caras laterales
correspondientes a los agujeros de la caja interior, y las tapas
están selladas en los agujeros de la caja respectivamente.
Según la estructura anterior, cerrando dos
agujeros con las tapas, la parte de almacenamiento de líquido está
interpuesta entre dos partes de alojamiento de aire. Aunque el
líquido que queda en la parte de almacenamiento de líquido es poco,
ambas películas flexibles se pueden flexionar introduciendo el aire
en ambas partes de alojamiento de aire. Por lo tanto, incluso en un
caso en que el líquido que queda en la parte de almacenamiento de
líquido es poco, el líquido puede ser presurizado y expulsado por
flexión de ambas películas.
La invención definida en la reivindicación 1
proporciona una unidad de almacenamiento de líquido incluyendo:
un orificio de líquido;
un orificio de gas;
una parte de almacenamiento de líquido que
almacena un líquido y que comunica con el orificio de líquido;
una parte de contención de gas que contiene un
gas y que comunica con el orificio de gas;
una caja; caracterizada por:
un elemento divisor flexible exterior
térmicamente soldado a la caja de manera que defina un espacio
interior en cooperación con la caja; y
un elemento divisor flexible interior,
térmicamente soldado a una porción de soldadura dispuesta en el
espacio interior de manera que defina la parte de almacenamiento
de líquido, y para definir la parte de contención de gas entre el
elemento divisor flexible interior y el elemento divisor flexible
exterior.
Según la invención, soldando térmicamente la
película flexible sobre el agujero de la caja, se generan pocas
sustancias extrañas en la soldadura térmica. Por lo tanto, no se
produce adherencia de las sustancias extrañas. Además, la soldadura
térmica se puede realizar fácilmente en comparación con otros
métodos de soldadura. Por lo tanto, la unidad de almacenamiento de
líquido que tiene gran capacidad, se puede fabricar de forma fácil y
simple.
En la unidad de almacenamiento de líquido según
la invención se ha dispuesto en la caja una tapa protectora que
cubre el segundo elemento divisor flexible que sella el agujero.
Según la estructura anterior, la tapa protectora
cubre el agujero de la caja. Por lo tanto, se puede evitar la
rotura del elemento divisor. Además, el elemento divisor que forma
la parte de contención de gas sellando la caja, también sirve como
una tapa de la caja. Por lo tanto, no hay que sellar herméticamente
la tapa protectora a la caja, de modo que la selección de material
para la tapa protectora no queda restringida. Consiguientemente, el
material para la tapa protectora se puede seleccionar libremente de
manera adecuada en caso de que se dé importancia al aspecto del
cartucho.
La invención también se refiere a un aparato de
expulsión de líquido incluyendo un cabezal de expulsión de líquido
para descargar un líquido suministrado desde la unidad de
almacenamiento de líquido según la invención, y un carro para
alternar con el cabezal de expulsión de líquido montado encima.
Según la estructura anterior, se facilita el
aparato de expulsión de líquido en el que el líquido puede ser
suministrado al cabezal de expulsión de líquido aunque haya poco
líquido en la unidad de almacenamiento de líquido en la que el
grado de desaireación se mantiene adecuadamente. Además, el costo
total de fabricación del aparato de expulsión de líquido se puede
reducir proporcionando la unidad de almacenamiento de líquido
montada en el aparato que tenga una estructura simple.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 es una vista en planta que
representa un cuerpo de impresora según una primera realización.
La figura 2 es una vista típica que representa
un sistema de suministro de tinta según la primera realización.
La figura 3 es una vista en planta que
representa un primer cartucho de tinta según la presente
descripción.
La figura 4 es una vista en sección que
representa el cartucho de tinta tomada a lo largo de la línea
IV-IV.
La figura 5 es una vista en sección que
representa las partes principales del cartucho de tinta tomada a lo
largo de la línea V-V.
La figura 6 es una vista en planta que
representa un cartucho de tinta según una realización de la
invención.
La figura 7 es una vista en planta que
representa un tercer cartucho de tinta según la presente
descripción.
La figura 8 es una vista en sección que
representa el cartucho de tinta tomada a lo largo de la línea
VIII-VIII.
La figura 9 es una vista en sección que
representa el cartucho de tinta tomada a lo largo de la línea
IX-IX.
Y la figura 10 es una vista en sección que
representa las partes principales de un cartucho de tinta
convencional.
La presente descripción describe las
"realizaciones" primera a tercera. La segunda realización es la
que proporciona una realización de la invención. Las realizaciones
primera y tercera de la presente descripción se presentan a efectos
de información, útiles para obtener una plena comprensión de la
invención reivindicada.
Primera
realización
Una primera realización según la presente
descripción se describirá a continuación con referencia a las
figuras 1 a 5.
En una impresora de inyección de tinta que será
un aparato de expulsión de líquido (que se denominará a continuación
una impresora), un cuerpo de impresora 11 representado en la figura
1 está dispuesto en una caja que no se representa. El cuerpo de
impresora 11 incluye un bastidor 12 y un elemento de alimentación de
papel 13 dispuesto en el bastidor 12. Mediante un mecanismo de
alimentación de papel que no se representa, se distribuye un papel
sobre el elemento de alimentación de papel 13. Además, un elemento
de guía 14 está dispuesto en paralelo con el elemento de
alimentación de papel 13 entre una placa lateral derecha 12a y una
placa lateral izquierda 12b en el bastidor 12, y un carro 15 se
soporta deslizantemente en el elemento de guía 14. El carro 15 está
conectado a un motor de carro 17 dispuesto en una placa trasera 12c
del bastidor 12 a través de una correa temporizadora 16. El carro
15 alterna a lo largo del elemento de guía 14 mediante la operación
de movimiento del motor de carro 17.
Además, un cabezal de registro 20 que será un
cabezal de expulsión de líquido, está montado en la superficie del
carro 15 que está enfrente del elemento de alimentación de papel 13.
Además, depósitos secundarios 21 a 24 para suministrar al cabezal
de registro 20 una tinta líquida, están montados en el carro 15. En
la realización, los cuatro depósitos secundarios 21 a 24
corresponderán a tintas negra, cian, magenta y amarilla.
Se ha formado un orificio de descarga de
boquilla (no representado) en la cara inferior del cabezal de
registro 20. Mediante la operación de movimiento de una unidad
piezoeléctrica que no se representa, las tintas son descargadas por
respectivos orificios de boquilla de descarga correspondientes sobre
el papel de modo que se lleve a cabo la impresión.
Por otra parte, el extremo derecho del bastidor
12 está provisto de un soporte de cartucho 19 para montar
extraíblemente cartuchos de tinta 45 a 48 que serán la unidad de
almacenamiento de líquido. En la realización, los cuatro cartuchos
de tinta 45 a 48 están dispuestos en el soporte de cartucho 19
correspondiendo a las tintas que tienen los cuatro colores. Los
cartuchos de tinta 45 a 48 están conectados a una bomba de aire 33
a través de tubos de suministro de aire 29 a 32, y el aire que es el
gas generado por la bomba de aire 33, es suministrado a los
cartuchos de tinta 45 a 48. Mediante presurización en los cartuchos
de tinta 45 a 48, las tintas son suministradas a los depósitos
secundarios 21 a 24 a través de tubos flexibles de suministro de
tinta 34 a 37, respectivamente.
La figura 2 es una vista típica para explicar la
estructura del sistema de suministro de tinta del cuerpo de
impresora 11. Los cartuchos de tinta 45 a 48, los tubos de
suministro de aire 29 a 32 y los tubos de suministro de tinta 34 a
37 tienen las mismas estructuras, respectivamente. Por razones de
conveniencia de la explicación, se describirá el sistema de
suministro de tinta constituido por el cartucho de tinta 45 para
suministrar la tinta al depósito secundario 21 y se omitirá la
descripción de los sistemas de suministro de tinta de los otros
cartuchos de tinta 46 a 48.
El aire generado por la bomba de aire 33 se
suministra primero a una válvula de regulación de presión 42, y
posteriormente es suministrado al cartucho de tinta 45 a través de
un detector de presión 41 y el tubo de aire de suministro 29. La
válvula de regulación de presión 42 tiene la función de liberar la
presión para establecer una presión de aire a aplicar al cartucho
de tinta 45 dentro de un rango predeterminado cuando una presión de
aire elevada por la bomba de aire 33 llega a un valor predeterminado
o más.
Además, el detector de presión 41 tiene la
función de detectar la presión de aire elevada por la bomba de aire
33, controlando por ello la operación de movimiento de la bomba de
aire 33. Más específicamente, el detector de presión 41 detiene la
operación de movimiento de la bomba de aire 33 al detectar que la
presión de aire elevada por la bomba de aire 33 llega a una presión
que tiene un valor predeterminado. El movimiento de la bomba de
aire 33 se controla cuando el detector de presión 41 detecta que la
presión de aire tiene el valor predeterminado o menos. Así, el
detector de presión 41 tiene la función de repetir la operación de
movimiento de la bomba de aire 33 y la parada de la operación de
movimiento, manteniendo por ello la presión de aire a aplicar al
cartucho de tinta 45 dentro de un rango predeterminado.
La estructura del cartucho de tinta 45 se
describirá con referencia a las figuras 3 a 5. La figura 3 es una
vista en planta que representa una caja 45a del cartucho de tinta 45
vista desde arriba.
Las figuras 4 y 5 son vistas en sección que
representan un cartucho de tinta 45 según la realización, que
ilustra secciones tomadas a lo largo de las líneas
IV-IV y V-V en la figura 3
respectivamente, donde una caja 45a está cubierta con tapas 45b,
45c. El cartucho de tinta 45 incluye la caja 45a en forma de un
bastidor cuadrado donde las caras superior e inferior están
abiertas. La caja 45a se sella cubriendo porciones de agujero en
ambas caras con tapas 45b y 45c.
Porciones de soldadura de tapa 45e1, 45e2 para
soldar las tapas 45b y 45c están formadas en dos caras de las caras
superior e inferior en la caja 45a formada de polipropileno o
análogos, respectivamente. Una caja interior 45a2 está formada
integralmente dentro de la caja 45a mediante un bastidor de unión
45a1. La caja interior 45a2 se ha formado con un elemento cuadrado
de bastidor que tiene agujeros en dos de las caras superior e
inferior donde se forman porciones de soldadura de película 45d1,
45d2, respectivamente. A saber, las porciones de soldadura de
película 45d1, 45d2 están formadas a modo de bastidores cuadrados en
las caras superior e inferior. Las porciones de soldadura de tapa
45e1, 45e2 se han formado a modo de bastidores cuadrados con el fin
de rodear las porciones de soldadura de película 45d1, 45d2. Además,
las porciones de soldadura de tapa 45e1, 45e2 están formados
sobresaliendo de las porciones de soldadura de película 45d1, 45d2.
Cuando dos películas 45f1, 45f2 que serán el elemento divisor
flexible están térmicamente soldadas a las porciones de soldadura
de película 95d1, 45d2 respectivamente, una cámara de tinta 45g que
será la parte de almacenamiento de líquido está formada por las dos
películas 45f1, 45f2 y las caras laterales de la caja interior 45a2.
A propósito, cada una de las películas 45f1, 45f2 está constituida
por un laminado de polipropileno, una capa barrera a los gases y
nylon o análogos desde un lado de cara de soldadura.
Cuando las películas 45f1, 45f2 se han de soldar
térmicamente a las porciones de soldadura de película 45d1, 45d2,
la caja 45a se fija con un dispositivo de fijación (no
representado). Entonces, se hace bajar un dispositivo calentador
(no representado) desde arriba en un estado en que las películas
45f1, 45f2 están montadas en las porciones de soldadura de película
45d1, 45d2, y las películas 45f1, 45f2 se sueldan térmicamente a las
porciones de soldadura de película 45d1, 45d2.
Además, las tapas 45b, 45c formadas por el mismo
material que el material de la caja 45a se hacen vibrar y se
sueldan a porciones de soldadura de tapa 45e1, 45e2 en un estado en
el que las películas 45f1, 45f2 se han soldado a las porciones de
soldadura de película 45d1, 45d2. Cuando las tapas 45b, 45c se hacen
vibrar y sueldan a las porciones de soldadura de tapa 45e1, 45e2,
las tapas 45b, 45c que apoyan en las porciones de soldadura de tapa
45e1, 45e2 y la caja 45a están interpuestas por dos dispositivos de
vibración y soldadura (no representados), y se aplica una carga en
una dirección de la gravedad mediante la operación de movimiento de
un accionador, y se mueven produciendo una operación de vibración en
una dirección horizontal. Mediante esta operación, las tapas 45b,
45c deslizan con una carga aplicada a las porciones de soldadura de
tapa 45e1, 45e2. Consiguientemente, las porciones de las tapas 45b,
45c que apoyan en las porciones de soldadura de tapa 45e1, 45e2 y
las porciones de soldadura de tapa 45e1, 45e2 se funden
respectivamente por el calor de rozamiento generado entremedio. La
vibración en la dirección horizontal en el dispositivo de vibración
y soldadura se para manteniendo al mismo tiempo la carga de modo
que las tapas 45b, 45c se unan a las porciones de soldadura de tapa
45e1, 45e2 en un estado hermético.
Como resultado, se ha formado una primera cámara
de aire 45h encima de la cámara de tinta 45g por la tapa 45b, la
película 45f1 y las caras laterales de la caja 45a. Con la tapa 45c,
la película 45f2 y las caras laterales de la caja 45a se forma una
segunda cámara de aire 45i debajo de la cámara de tinta 45g. Por
esta razón, el interior de la caja 45a se divide en la cámara de
tinta 45g y las dos cámaras de aire 45h y 45i por las dos películas
45f1, 45f2 y la cámara de tinta 45g está interpuesta entre las
cámaras de aire 45h y 45i.
Además, una primera porción de conexión 45j para
conectar el tubo de suministro de tinta 34 y una segunda porción de
conexión 45k para conectar el tubo de aire de suministro 29
sobresalen de una de las caras laterales de la caja 45a. Un
orificio de salida de tinta 45m penetra a través de la primera
porción de conexión 45j como se representa en la figura 4, y un
orificio de introducción de aire 45n penetra a través de la segunda
porción de conexión 45k como se representa en la figura 5. El
orificio de salida de tinta 45m se ha formado para dirigir la tinta
almacenada en la cámara de tinta 45g al exterior, y en él se han
dispuesto una válvula 25j y un elemento de sellado 25k.
Un agujero 25m para un tubo penetra a través del
elemento de sellado 25k. El agujero 25m para un tubo está
constituido por una porción de gran diámetro para conectar e
insertar una aguja de suministro (no representado) que está
conectada al tubo de suministro de tinta 34 y una porción de
diámetro pequeño. Se ha previsto que la misma porción de diámetro
pequeño apoye en un elemento de válvula 25q que constituye la
válvula 25j. Cuando la aguja de suministro conectada al tubo de
suministro de tinta 34 se introduce en la porción de diámetro
grande en esta condición, la punta de la aguja de suministro
presiona el elemento de válvula 25q. El elemento de válvula 25q se
separa de la porción de diámetro pequeño por presión. Por lo tanto,
la tinta se introduce desde la cámara de tinta 45g al orificio de
salida de tinta 45m.
Como se representa en la figura 5, el orificio
de introducción de aire 45n penetra a través de la segunda porción
de conexión 45k, y además, se bifurca en el bastidor de unión 45a1
dispuesto en las caras interiores de la caja 45a en una dirección
vertical en el dibujo, y uno se abre a la cámara de aire 45h y el
otro se abre a la cámara de aire 45i. Cuando disminuye la cantidad
de la tinta en el depósito secundario 21, por lo tanto, el aire se
introduce desde una bomba de aire 33 a las cámaras de aire primera y
segunda 45h y 45i a través de un tubo de aire de suministro 29.
Como resultado, se eleva la presión en cada una de las cámaras de
aire 45h y 45i. Por la presión, las películas 45f1, 45f2 son
empujadas y flexionadas hacia la cámara de tinta 45g. En
consecuencia, la tinta en la cámara de tinta 45g sale del orificio
de salida de tinta 45m. Por lo tanto, también en el caso en que la
que la cantidad de la tinta residual es pequeña, la tinta puede
salir.
El cartucho de tinta 45 con dicha estructura
está dispuesto en el cuerpo de impresora 11 de tal manera que las
tapas 45b, 45c sean casi paralelas con la placa lateral derecha 12a
y la placa lateral izquierda 12b en el bastidor 12 como se
representa en la figura 1. La tinta salida del cartucho de tinta 45
entra en el depósito secundario 21 a través del tubo de suministro
de tinta 34 como se representa en la figura 2. El tubo de suministro
de tinta 34 tiene una válvula de suministro de tinta 34a dispuesta
en medio del mismo. La válvula de suministro de tinta 34a se abre o
cierra de modo que se controle el suministro de la tinta al depósito
secundario 21.
En el depósito secundario 21 se ha dispuesto un
elemento flotante 21a, y un imán permanente 21b está unido a uno de
los extremos del elemento flotante 21a. Unidades conversoras
magnetoeléctricas 21c y 21d están formadas por elementos Hall o
análogos unidos a un sustrato 21e y se disponen en la pared lateral
del depósito secundario 21. Por esta estructura, las unidades
conversoras magnetoeléctricas 21c y 21d generan una salida eléctrica
correspondiente a la cantidad de una línea de fuerza magnética
obtenida por el imán permanente 21b que se cambia dependiendo de la
posición de flotación del elemento flotante 21a. Por ejemplo, en el
caso de que disminuya la cantidad de la tinta en el depósito
secundario 21, la posición del elemento flotante 21a se desplaza
hacia abajo en la dirección de la gravedad de modo que la posición
del imán permanente 21b también se mueva hacia abajo. Por esta
razón, las salidas eléctricas de las unidades conversoras
magnetoeléctricas 21c y 21d pueden ser detectadas como la cantidad
de la tinta en el depósito secundario 21. Si se detecta que la
cantidad de la tinta es pequeña, la válvula de suministro de tinta
34a se abre.
En consecuencia, la tinta presurizada en el
cartucho de tinta 45 es dirigida al depósito secundario 21 en que
se reduce la cantidad de la tinta. En el caso de que la cantidad de
la tinta en el depósito secundario 21 llegue a una capacidad
predeterminada, la válvula de suministro de tinta 34a se cierra en
base a las salidas eléctricas de las unidades conversoras
magnetoeléctricas 21c y 21d. Mediante la repetición de las
operaciones de apertura y cierre de la válvula de suministro de
tinta 34a, la tinta es suministrada al depósito secundario 21 y
siempre se almacena una cantidad casi constante de tinta en el
depósito secundario 21.
Según la primera realización se pueden obtener
las ventajas siguientes.
(1) En la primera realización, la caja interior
45a2 de la caja 45a cubierta con las tapas 45b, 45c está dividida
por las películas 45f1, 45f2, formando por ello la cámara de tinta
45g y las cámaras de aire primera y segunda 45h, 45i. Por lo tanto,
no es necesario formar la cámara de tinta 45g con el paquete de
tinta en forma de bolsa. Consiguientemente, la cámara de tinta 45g
se puede formar simplemente y se puede reducir el costo de
fabricación y montaje del cartucho de tinta 45. Además, el orificio
de introducción de aire 45n y el orificio de salida de tinta 45m se
forman directamente en la caja 45a. En consecuencia, el aire puede
ser introducido directamente por el orificio de introducción de
tinta 45n a las cámaras de aire primera y segunda 45h, 45i y la
tinta en la cámara de tinta 45g puede salir directamente por el
orificio de salida de tinta 45m formado en la caja 45a.
Consiguientemente, no es necesario conectar la caja 45a a las
cámaras de aire primera y segunda 45h, 45i y la cámara de tinta
45g. No se requiere el elemento de sellado para conexión. Por esta
razón, el cartucho de tinta 45 puede tener una estructura simple.
Por lo tanto, es posible evitar un aumento del costo y del tamaño
del aparato.
(2) En la primera realización, la caja 45a está
dividida por las películas 45f1, 45f2, formando por ello la cámara
de tinta 45g y las cámaras de aire primera y segunda 45h, 45i. El
aire generado por la bomba de aire 33 es introducido en las cámaras
de aire primera y segunda 45h, 45i. Consiguientemente, las películas
flexibles 45f1, 45f2 son flexionadas por el aire presurizado de
modo que se pueda presurizar la tinta de la cámara de tinta 45g.
Por lo tanto, también en el caso de que la cantidad de la tinta en
la cámara de tinta 45g sea pequeña, la tinta puede salir.
(3) En la
primera
realización, entre seis caras laterales que forman la cámara de
tinta 45g, las caras laterales superior e inferior que tienen gran
área superficial, están formadas con la película 45f1, 45f2, y las
otras cuatro caras laterales están formadas con la caja 45a (más
específicamente, la caja interior 45a2). Es decir, la zona que
forma la cámara de tinta 45g con la caja 45a (caja interior 45a2)
hecha de resina plástica con baja propiedad de barrera a los gases
se baja todo lo posible, de modo que la zona que forma la cámara de
tinta 45g con las películas 45f1, 45f2 con alta propiedad de barrera
a los gases sea grande. Por lo tanto, la cámara de tinta 45g se
forma con alto grado de desaireación.
En particular, en la realización, cada una de
las películas 45f1, 45f2 se forma laminando polipropileno, la capa
barrera a los gases, nylon y análogos. La capa exterior se hace de
polipropileno como un material soldable a las porciones de
soldadura de película 45d1, 45d2. La alta propiedad de barrera a los
gases se puede asegurar usando películas conteniendo una capa de
metal tal como aluminio que produce buen rendimiento como la capa
barrera a los gases. Se forma nylon en la capa barrera a los gases
para protección.
(4) En la primera realización, el interior de la
caja 45a se divide en la cámara de tinta 45g y las cámaras de aire
primera 45h y 45i por las dos películas 45f1, 45f2, y la cámara de
tinta 45g está interpuesta entre las dos cámaras de aire 45h y 45i.
Por lo tanto, también en el caso de que disminuya la cantidad de la
tinta en la cámara de tinta 45g, el aire puede entrar en cada una
de las cámaras de aire 45h y 45i flexionando cada película 45f1,
45f2. Consiguientemente, también en el caso de que la cantidad de la
tinta en la cámara de tinta 45g sea pequeña, es posible flexionar
las películas 45f1, 45f2, presurizando por ello la tinta en la
cámara de tinta 45g para expulsar la tinta. En particular, en el
caso de usar para el elemento divisor películas 45f1, 45f2 con alta
propiedad de barrera a los gases, que son generalmente menos
flexibles que otras películas, se puede obtener una cantidad de
flexión total suficientemente grande de la cámara de tinta 45g
disponiendo las películas en ambas caras superior e inferior,
reduciendo por ello la tinta residual. Por lo tanto, se puede
reducir la tinta restante no utilizada, manteniendo al mismo tiempo
el grado de desaireación.
(5) En la primera realización, cada película
45f1, 45f2 está soldada térmicamente a cada porción de soldadura de
película 45d1, 45d2, y las tapas 45b y 45c se hacen vibrar y se
sueldan a las porciones de soldadura de tapa 45e1, 45e2 que
sobresalen de las porciones de soldadura de película 45d1, 45d2. Por
esta razón, las propiedades de sellado de la cámara de tinta 45g y
cada una de las cámaras de aire 45h y 45i se puede mejorar, y
además, las cámaras de aire 45h y 45i se pueden disponer en ambos
lados de la cámara de tinta 45g con una estructura simple.
(6) En la primera realización, la primera
porción de conexión 45j y la segunda porción de conexión 45k están
formadas en una de las caras laterales de la caja 45a, y el orificio
de salida de tinta 45m y el orificio de introducción de aire 45n
penetran, respectivamente. Por lo tanto, también es posible hacer
frente al caso en que la tinta sale o el aire es introducido por la
cara lateral del cartucho de tinta 45 dispuesto en el cuerpo de
impresora 11.
Segunda
realización
A continuación, una segunda realización según la
invención se describirá con referencia a la figura 6. En la segunda
realización solamente se cambia la estructura del cartucho de tinta
según la primera realización. Por lo tanto, se omitirá la
descripción detallada de las mismas porciones.
La figura 6 es una vista en sección que
representa un cartucho de tinta 49 tomada a lo largo de una línea
IV-IV en la figura 3, que ilustra el caso de
realizar la cubrición con una película exterior 49b y una tapa
protectora 49h. El cartucho de tinta 49 incluye una caja 49a que
toma la forma de un paralelepípedo rectangular en que una cara
superior está abierta.
Una porción de soldadura de película 49c y una
porción de tapa de soldadura 49d sobresalen de la caja 49a formada
de polipropileno. La porción de soldadura 49c se forma a modo de un
bastidor cuadrado, y la porción de soldadura de tapa 49d se forma a
modo de un bastidor cuadrado con el fin de rodear la porción de
soldadura de película 49c. Además, la porción de soldadura de tapa
49d se forma de manera que sea más alta que la porción de soldadura
de película 49c.
Cuando se suelda térmicamente una película
interior 49e a la porción de soldadura de película 49c, la película
interior 49e y las caras laterales y superior de la caja 49a forman
una cámara de tinta 49f que será una parte de almacenamiento de
tinta. Cuando se suelda térmicamente una película exterior 49b, que
será un elemento de tapa, a la porción de soldadura de tapa 49d en
un estado en que la película interior 49e se suelda a la porción de
soldadura de película 49c, también se forma una cámara de aire 49g
encima de la cámara de tinta 49f por la película exterior 49b, la
película interior 49e y la cara lateral de la caja 49a.
Consiguientemente, la cámara de tinta 49f y la cámara de aire 49g
se forman soldando térmicamente la película interior 49e y la
película exterior 49b de la misma manera. En consecuencia, se puede
evitar que el paso de montar el cartucho de tinta 49 sea
complicado.
Después de soldar la película exterior 49b a la
porción de soldadura de tapa 49d, la cara superior de la caja 49a
se cubre con la tapa protectora 49h. La tapa protectora 49h se hace
de una resina sintética y tiene una parte inferior, y se forma de
tal manera que el extremo de una cara lateral se curve hacia dentro.
El extremo curvado se puede sellar con una porción sobresaliente
49i que sobresale horizontalmente de la caja 49a debajo de la
porción de soldadura de tapa 49d. Por esta razón, se puede evitar
que la tapa protectora 49h deslice de la caja 49a.
Según la segunda realización, es posible obtener
las ventajas siguientes además de las de (1), (2) y (6) descritas
en la primera realización.
(7) En la segunda realización, la película
exterior 49b se suelda térmicamente a la porción de soldadura de
tapa 49d en un estado en que la película interior 49e se suelda a la
porción de soldadura de película 49c. Consiguientemente, la cámara
de tinta 49f y la cámara de aire 49g se forman soldando térmicamente
la película interior 49e y la película exterior 49b de la misma
manera. Por lo tanto, se puede evitar que un paso de montar el
cartucho de tinta 49 sea complicado.
(8) Además, en la segunda realización, la
soldadura térmica no produce desconchado como la soldadura por
vibración y no hay peligro de que se adhieran sustancias extrañas
en las porciones de soldadura. Además, la soldadura térmica a las
porciones de soldadura de la caja 49a que tienen agujeros grandes,
es relativamente fácil en comparación con la soldadura por
vibración. Por lo tanto, el cartucho de tinta 49 que tiene gran
capacidad se puede fabricar de forma fácil y simple.
(9) En la segunda realización, la película
exterior 49b se suelda a la porción de soldadura de tapa 49d y la
cara superior de la caja 49a se cubre entonces con la tapa
protectora 49h. En consecuencia, se puede evitar que la película
exterior 49b se rompa.
En la segunda realización, la película 49b
también sirve como una tapa de la caja 49a sellando la caja 49a
para formar la cámara de aire 49g. Por lo tanto, no hay necesidad de
soldar la tapa protectora 49h a la caja 49a por soldadura por
vibración o análogos, y la selección de material para la tapa
protectora 49h no está limitada. Consiguientemente, el material
para la tapa protectora 49h se puede seleccionar libremente de
manera adecuada en el caso de dar importancia al aspecto del
cartucho de tinta 49.
Tercera
realización
A continuación se describirá la tercera
realización según la presente descripción con referencia a las
figuras 7 a 9. La tercera realización se refiere a una porción de
conexión del cartucho. Por lo tanto, se omitirá la descripción
detallada de las porciones idénticas.
La figura 7 es una vista en planta que
representa un cartucho de tinta 50 según la realización según se ve
desde arriba. La figura 8 es una vista en sección que representa el
cartucho de tinta 50 tomada a lo largo de la línea
VIII-VIII en la figura 7, y la figura 9 es una vista
en sección que representa el cartucho de tinta 50 tomada a lo largo
de la línea IX-IX en la figura 7. Las figuras 8 y 9
muestran el caso de que una caja 50a se cubre con una tapa 50b. El
cartucho de tinta 50 incluye una caja 50a que toma la forma de un
paralelepípedo rectangular que tiene una cara superior abierta, y
la caja 50a se sella cubriendo la porción de agujero con la tapa
50b.
Una porción de soldadura de película 50c y una
porción de tapa de soldadura 50d sobresalen de la caja 50a formada
de polipropileno. La porción de soldadura de película 50c se forma a
modo de un bastidor cuadrado, y la porción de soldadura de tapa 50d
se forma a modo de un bastidor cuadrado con el fin de rodear la
porción de soldadura de película 50c. Además, la porción de
soldadura de tapa 50d se forma de manera que sea más alta que la
porción de soldadura de película 50c.
Por otra parte, cuando se suelda térmicamente
una película 50e a la porción de soldadura de película 50c, la
película 50e y las caras laterales y superior de la caja 50a forman
una cámara de tinta 50f. Cuando la tapa 50b hecha del mismo
material que el material de la caja 50a se hace vibrar y suelda a la
porción de soldadura de tapa 50d, también se forma una cámara de
aire 50g por la tapa 50b, la cara lateral de la caja 50a y la
película 50e. Además, una primera porción de conexión 50h para
montar e insertar una aguja de suministro conectada a un tubo de
suministro de tinta 34 sobresale de la cara inferior de la caja 50a.
Un orificio de salida de tinta 50i que comunica con la cámara de
tinta 50f penetra a través de la primera porción de conexión 50h y
la cara inferior de la caja 50a en que se forma la primera porción
de conexión 50h.
Además, se ha formado una segunda porción de
conexión 50j para conectar un tubo de aire de suministro 29 en la
cara inferior en la que se forma la primera porción de conexión 50h.
Como se representa en la figura 9, un orificio de introducción de
aire 50k que comunica con la cámara de aire 50g, penetra a través de
la segunda porción de conexión 50j y una cara lateral en que se
forma la segunda porción de conexión 50j. El orificio de
introducción de aire 50k está constituido por un agujero que penetra
hacia la cámara de aire 50g en una dirección vertical en el dibujo,
y suministra el aire presurizado alimentado por una bomba de aire 33
a la cámara de aire 50g formada encima de la cámara de tinta
50f.
Así, en el orificio de salida de tinta 50i y el
orificio de introducción de aire 50k, la primera porción de
conexión 50h y la segunda porción de conexión 50j están formadas en
la cara inferior de la caja 50a, y por lo tanto se pueden abrir en
la cara inferior de la caja 50a. En consecuencia, también es posible
hacer frente al caso de que tinta o el aire alimentado por la bomba
de aire 33 haya de salir o entrar en la cara inferior de la caja
50a. Además, el cartucho de tinta 50 se puede disponer de tal manera
que la cara inferior de la caja 50a sea casi paralela con una placa
lateral derecha 12a y una placa lateral izquierda 12b en un bastidor
12. Además, la cara inferior de la caja 50a se puede disponer de
modo que sea una cara inferior.
Según la tercera realización, es posible obtener
las ventajas siguientes además de las ventajas de (1) y (2)
descritas en la primera realización.
(11) En la tercera realización, la primera
porción de conexión 50h y la segunda porción de conexión 50j están
formadas en la cara inferior de la caja 50a, y el orificio de salida
de tinta 50i y el orificio de introducción de aire 50k penetran y
se abren en la cara inferior de la caja 50a, respectivamente. En
consecuencia, el cartucho de tinta 50 se puede hacer de manera que
resuelva el caso de que el aire se haya de introducir o la tinta
haya de salir de la cara inferior de la caja 50a correspondiente a
una posición en que se dispone el cartucho de tinta 50 y una
posición de la bomba de aire 33. Consiguientemente, es posible
mejorar el grado de libertad del diseño del cuerpo de impresora
11.
Cada una de las realizaciones se puede cambiar
de la siguiente manera.
* Aunque se disponen cuatro cartuchos de tinta
45 a 48 en cada una de las realizaciones, el número de los
cartuchos de tinta montados en el cuerpo de impresora 11 puede ser
opcional.
* En cada una de las realizaciones, la cara
inferior de la caja y la tapa en los cartuchos de tinta 45 a 48
están dispuestas en el cuerpo de impresora 11 casi en paralelo con
la placa lateral derecha 12a y la placa lateral izquierda 12b en el
bastidor 12. Además, los cartuchos de tinta 45 a 48 se pueden
disponer en cualquier dirección, por ejemplo, se ha previsto que la
cara de abajo de la caja sea una cara inferior.
* En las realizaciones, las películas 45f1, 45f2
y 50e o la película interior 49e se pueden soldar térmicamente con
el fin de dividir la caja en estado suelto como en la segunda
realización. Así, las películas 45f1, 45f2 y 50e o la película
interior 49e se pueden flexionar para presurizar la tinta aunque la
cantidad de la tinta sea muy pequeña. Además, las caras laterales o
inferior de las cámaras de tinta 45g, 49f y 50f se pueden curvar de
manera que coincidan con la forma de la película flexionada. Así, se
puede evitar que la tinta permanezca en las porciones de esquina de
las cámaras de tinta 45g, 49f y 50f. En consecuencia, la propiedad
de salida de la tinta se puede mejorar en mayor medida.
* En las realizaciones primera y tercera, las
tapas 45b, 45c y 50b pueden estar constituidas por una película
como se representa en la segunda realización, y además se puede
cubrir con una tapa protectora como en la cuarta realización. Así,
se puede evitar que el paso de montar los cartuchos de tinta 45 y 50
sea complicado.
* En la segunda realización, la primera porción
de conexión 49j se puede formar en las caras inferiores de las
cajas como en la tercera realización. Así, el orificio de salida de
tinta 49k o el orificio de introducción de aire (no representado)
se pueden abrir en la cara inferior. En consecuencia, es posible
mejorar el grado de libertad del diseño del cuerpo de impresora
11.
* Aunque las películas 45f1, 45f2 se forman
laminando polipropileno, capa barrera a los gases, nylon y análogos
en las realizaciones anteriores, la película se puede formar con una
estructura de dos capas en el caso de que una capa barrera a los
gases esté provista de un material inactivo al entorno. Por ejemplo,
una película con una estructura de dos capas formadas por propileno
como capa de soldadura y resina EVOH (copolímero
etileno-alcohol vinílico) como capa barrera a los
gases puede servir como las películas flexibles de la invención.
* Aunque el aparato de expulsión de líquido se
usa en la impresora de inyección de tinta en cada una de las
realizaciones, se puede aplicar a un aparato de expulsión de líquido
para inyectar un líquido distinto de tinta. Por ejemplo, también es
posible emplear un aparato de expulsión de líquido para inyectar un
líquido tal como un material de electrodo o un material colorante a
usar en la fabricación de una pantalla de cristal líquido, una
pantalla EL o una FED (pantalla de emisión de campo), un aparato de
expulsión de líquido para inyectar una materia biológica orgánica a
usar en la fabricación de un biochip, y un aparato de inyección de
muestras que sea una pipeta de precisión.
Claims (8)
1. Una unidad de almacenamiento de líquido (49)
incluyendo:
un orificio de líquido;
un orificio de gas;
una parte de almacenamiento de líquido (49f) que
almacena un líquido y que comunica con el orificio de líquido;
una parte de contención de gas (49g) que
contiene un gas y que comunica con el orificio de gas;
una caja (49a); caracterizada por:
un elemento divisor flexible exterior (49b)
térmicamente soldado a la caja con el fin de definir un espacio
interior en cooperación con la caja; y
un elemento divisor flexible interior (49e),
térmicamente soldado a una porción de soldadura (49c) dispuesto en
el espacio interior de manera que defina la parte de almacenamiento
de líquido, y para definir la parte de contención de gas entre el
elemento divisor flexible interior y el elemento divisor flexible
exterior.
2. La unidad de almacenamiento de líquido de la
reivindicación 1, donde una parte de la caja a la que el elemento
divisor flexible exterior está térmicamente soldado, tiene forma de
bastidor.
3. La unidad de almacenamiento de líquido de la
reivindicación 1 o 2, donde la porción de soldadura tiene forma de
bastidor.
4. La unidad de almacenamiento de líquido de
alguna de las reivindicaciones precedentes, donde el elemento
divisor flexible interior está térmicamente soldado en un estado
suelto.
5. La unidad de almacenamiento de líquido de
alguna de las reivindicaciones precedentes, donde la parte de
almacenamiento de líquido incluye al menos una pared curvada.
6. La unidad de almacenamiento de líquido de
alguna de las reivindicaciones precedentes, incluyendo una tapa
protectora (49h) que cubre el elemento divisor flexible
exterior.
7. Un aparato de expulsión de líquido incluyendo
una unidad de almacenamiento de líquido según alguna de las
reivindicaciones precedentes y un cabezal de expulsión de líquido
(20) operable para expulsar líquido suministrado desde dicha
unidad.
8. El aparato de expulsión de líquido de la
reivindicación 7, incluyendo una bomba (33) operable para bombear el
gas presurizado a la parte de contención de gas.
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