ES2242854T3 - Recipiente de tinta configurado para establecer una conexion fluida segura con una estacion de recepcion. - Google Patents
Recipiente de tinta configurado para establecer una conexion fluida segura con una estacion de recepcion.Info
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Abstract
Un recipiente de tinta reemplazable (12), destinado a proporcionar tinta a un sistema de impresión (10) de chorro de tinta, de tal manera que el sistema de impresión de chorro de tinta tiene una estación receptora (14) para recibir el recipiente de tinta reemplazable, teniendo la estación receptora una abertura de entrada de fluido y una estructura de obturación, de modo que el recipiente de tinta reemplazable comprende: un depósito que define una abertura de salida (88) de fluido y una superficie de obturación (100), próxima a la abertura de salida de fluido; y un material de obturación, contenido en el interior del depósito para mojar o impregnar la superficie de obturación, de tal manera que el material de obturación incluye partículas sólidas que se mantienen en una suspensión, de modo que la solidificación de las partículas sólidas actúa obturando o taponando los defectos existentes entre la superficie de obturación y la estructura de obturación.
Description
Recipiente de tinta configurado para establecer
una conexión fluida segura con una estación de recepción.
La presente invención se refiere a recipientes de
tinta destinados a proporcionar tinta a impresoras de chorro de
tinta. Las impresoras de chorro de tinta hacen uso, con frecuencia,
de un cabezal de impresión de chorro de tinta, montado en un carro
que es desplazado hacia atrás y hacia delante a través de un medio
de impresión, tal como papel. Conforme es desplazado el cabezal de
impresión a través del medio de impresión, un sistema de control
activa el cabezal de impresión de manera que deposite o eyecte
gotitas de tinta sobre el medio de impresión, a fin de formar
imágenes y texto. La tinta se proporciona al cabezal de impresión
por medio de un suministro de tinta que, bien es portado por el
carro, o bien está montado en el sistema de impresión de tal manera
que no se mueva con el carro.
En el caso de que el suministro de tinta no sea
portado con el carro, el suministro de tinta puede estar en
comunicación continua de fluido con el cabezal de impresión mediante
el uso de un conducto destinado a rellenar de forma continua el
cabezal de impresión. De manera alternativa, el cabezal de impresión
puede ser conectado intermitentemente con el suministro de tinta al
situar el cabezal de impresión próximo a una estación de rellenado
que facilita la conexión del cabezal de impresión con el suministro
de
tinta.
tinta.
Para el caso de que el suministro de tinta sea
portado con el carro, el suministro de tinta puede ser integral con
el cabezal de impresión, con lo que todo el conjunto del cabezal de
impresión y el suministro de tinta se reemplaza cuando la tinta se
agota. Alternativamente, el suministro de tinta puede ser portado
con el carro y ser susceptible de reemplazarse de forma
independiente del cabezal de impresión. En el caso de que el
suministro de tinta sea reemplazable de forma independiente, el
suministro de tinta se reemplaza cuando se agota, y el cabezal de
impresión es reemplazado al término de la vida del cabezal de
impresión. Con independencia de si el suministro de tinta está
situado dentro del sistema de impresión, es esencial que el
suministro de tinta proporcione un suministro fiable de tinta al
cabezal de impresión de chorro de tinta.
Existe una persistente necesidad de suministros
de tinta que hagan uso de materiales de bajo coste y que sean
relativamente fáciles de fabricar, con lo que se reduce el coste del
suministro de tinta, lo que tiende a reducir los costes de impresión
por página. Además, estos recipientes de tinta han de ser
volumétricamente eficientes, al objeto de producir un suministro de
tinta relativamente compacto para reducir el tamaño total del
sistema de impresión. Por otra parte, estos suministros de tinta
deberán ser susceptibles de fabricarse con diferentes factores de
forma, de tal manera que el tamaño del sistema de impresión pueda
ser optimizado. Finalmente, estos suministros de tinta deberán ser
capaces de formar una conexión de fluido fiable con el sistema de
impresión al insertarlos en el sistema de impresión. Esta conexión
de fluido deberá reducir la evaporación del agua y de otros
componentes volátiles de la tinta, así como minimizar la entrada de
aire y de contaminantes desde el sistema de suministro de tinta.
Un aspecto de la presente invención es un
componente de impresión reemplazable para un sistema de impresión de
chorro de tinta configurado para recibir el componente de impresión
reemplazable. El sistema de impresión de chorro de tinta tiene una
abertura de entrada de fluido y una estructura de obturación. El
componente de impresión reemplazable incluye una superficie de
obturación configurada para acoplarse a una estructura de obturación
correspondiente situada en el sistema de impresión de chorro de
tinta. La superficie de obturación está configurada de tal manera
que el material de obturación que moja la superficie de obturación
obtura o tapona los defectos existentes entre la superficie de
obturación y la estructura de obturación.
Otro aspecto de la presente invención es un
recipiente de tinta reemplazable, destinado a proporcionar tinta a
un sistema de impresión de chorro de tinta. El sistema de impresión
de chorro de tinta es del tipo que tiene una estación receptora,
destinada a recibir el recipiente de tinta reemplazable. La estación
receptora tiene una abertura de entrada de fluido y una estructura
de obturación. El recipiente de tinta reemplazable incluye un
depósito que define una abertura de salida de fluido y una
superficie de obturación, próxima a la abertura de salida de fluido.
El recipiente de tinta reemplazable incluye también un material de
obturación, contenido en el interior del depósito y destinado a
mojar la superficie de obturación con el fin de obturar los defectos
existentes entre la superficie de obturación y la estructura de
obturación.
En una realización preferida, el material de
obturación es una tinta pigmentada. La tinta pigmentada, cuando se
seca, se solidifica entre la superficie de obturación y la
estructura de obturación.
La Figura 1 es una realización proporcionada a
modo de ejemplo de un sistema de impresión de chorro de tinta de la
presente invención, que se muestra provisto de una cubierta abierta
para mostrar una pluralidad de recipientes de tinta reemplazables de
la presente invención.
La Figura 2 es una representación esquemática del
sistema de impresión de chorro de tinta que se muestra en la Figura
1.
La Figura 3 es una vista en perspectiva y
aumentada en gran medida de una porción de un carro de barrido, que
muestra los recipientes de tinta reemplazables de la presente
invención situados en una estación receptora que proporciona
comunicación de fluido entre los recipientes de tinta reemplazables
y uno o más cabezales de impresión.
La Figura 4 es una vista en planta lateral de una
porción del carro de barrido.
La Figura 5 ilustra, de forma aislada, una
estación receptora destinada a recibir uno o más recipientes de
tinta reemplazables de la presente invención.
La Figura 6 es una vista en planta inferior de un
recipiente de tinta reemplazable de tres colores de la presente
invención, mostrado de forma aislada.
La Figura 7 es una vista en perspectiva de un
recipiente de tinta reemplazable de un único color de la presente
invención.
La Figura 8 es una vista en corte transversal
tomado a lo largo de la línea 8-8 de la Figura 3,
que ilustra con mayor detalle el recipiente de tinta, incluyendo la
porción de depósito que contiene el material de obturación y una
superficie de obturación situada en la estación receptora.
La Figura 9 es una vista en corte transversal
similar a la Figura 8, pero que muestra la superficie de obturación
en acoplamiento con el recipiente de tinta.
La Figura 10a es una vista en corte transversal y
aumentada en gran medida de la Figura 8, pero que muestra el
material de obturación dispuesto entre la superficie de obturación y
el recipiente de tinta.
La Figura 10b es una vista en corte tomada a
través de las líneas 10b-10b que se muestran en la
Figura 10a.
La Figura 11 es una representación gráfica de un
porcentaje de obturación en función del tamaño de los defectos para
la obturación formada entre la superficie de obturación y el
recipiente de tinta, con el material de obturación dispuesto entre
los mismos.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una
realización proporcionada a modo de ejemplo de un sistema de
impresión 10, mostrado con su cubierta abierta, el cual incluye un
recipiente de tinta reemplazable 12 que está instalado en una
estación receptora 14. Con el recipiente de tinta reemplazable 12
adecuadamente instalado en el interior de la estación receptora 14,
se proporciona tinta desde el recipiente de tinta reemplazable 12 a
al menos un cabezal de impresión 16 de chorro de tinta. El cabezal
de impresión 16 de chorro de tinta incluye un pequeño depósito de
tinta y una porción de eyección de tinta que es sensible a unas
señales de activación procedentes de una porción impresora 18, a fin
de depositar tinta sobre un medio de impresión. Conforme es eyectada
o proyectada la tinta desde el cabezal de impresión 16, el cabezal
de impresión 16 es rellenado con tinta procedente del recipiente de
tinta 12.
En una realización ilustrativa, el recipiente de
tinta reemplazable 12, la estación receptora 14 y el cabezal de
impresión 16 de chorro de tinta son, cada uno de ellos, parte de un
carro de impresión de barrido 20 que es desplazado con respecto a un
medio de impresión 22 al objeto de llevar a cabo la impresión.
Alternativamente, el cabezal de impresión 16 de chorro de tinta está
fijo y el medio de impresión es desplazado haciéndose pasar por el
cabezal de impresión 16, a fin de llevar a cabo la impresión. La
porción impresora 18 incluye una bandeja 24 de medio, destinada a
recibir el medio de impresión 22. El conforme el medio de impresión
22 es desplazado paso a paso a través de la zona de impresión, el
carro de barrido desplaza el cabezal de impresión 16 con respecto al
medio de impresión 22. La porción impresora 18 activa selectivamente
el cabezal de impresión 16 con el fin de depositar tinta sobre el
medio de impresión 22, para llevar a cabo de esta forma la
impresión.
El carro de barrido 20 es desplazado a través de
la zona de impresión sobre un mecanismo de barrido, el cual incluye
una barra de corredera 26 sobre la que se desliza el carro de
barrido 20 conforme el carro de barrido 20 se desplaza a través de
un eje de barrido. Se utilizan unos medios de colocación (no
mostrados) para situar con precisión el carro de barrido 20. Además,
se emplea un mecanismo de avance de papel (no mostrado) para hacer
avanzar paso a paso el medio de impresión 22 a través de la zona de
impresión, conforme el carro de barrido 20 es desplazado a lo largo
del eje de barrido. Se proporcionan señales eléctricas al carro de
barrido 20 con el fin de activar selectivamente el cabezal de
impresión 16 por medio de un enlace o conexión eléctrica, tal como
un cable de cinta o plano 28.
Se proporcionan un método y un aparato para
insertar el recipiente de tinta 12 en el interior de la estación
receptora 14, de tal manera que el recipiente de tinta 12 forma una
interconexión de fluido y eléctrica adecuada con la porción
impresora 18. La interconexión de fluido permite que un suministro
de tinta contenido en el recipiente de tinta reemplazable 12 quede
acoplado en comunicación de fluido con el cabezal de impresión 16, a
fin de proporcionar una fuente de tinta al cabezal de impresión 16.
La interconexión eléctrica permite que se transfiera información
entre el recipiente de tinta reemplazable 12 y la porción impresora
18. La información transferida entre el recipiente de tinta
reemplazable 12 y la porción impresora 18 puede incluir información
relacionada con la compatibilidad del recipiente de tinta
reemplazable 12 con la porción impresora 18, así como información
del estado de funcionamiento, tal como la información del nivel de
tinta, por nombrar algunos
ejemplos.
ejemplos.
Un aspecto de la presente invención es una
técnica de interconexión con comunicación de fluido que reduce la
pérdida de agua y de otros componentes volátiles de la tinta, y
minimiza la transferencia de aire al interior del sistema de
suministro de tinta. Esta técnica, como se expondrá con mayor
detalle en relación con las Figuras 8-11, hace uso
de un material de obturación que es portado con el recipiente de
tinta a fin de obturar las imperfecciones existentes en un miembro
de obturación, con lo que se limitan las pérdidas de sustancias
volátiles en la tinta. El material de obturación reduce el efecto de
la contaminación en las superficies de obturación, al objeto de
incrementar la robustez de la obturación. Al evitar las pérdidas de
sustancias volátiles en la tinta, la fiabilidad del sistema de
impresión se ve mejorada.
La Figura 2 es una representación esquemática
simplificada del sistema de impresión 10 de chorro de tinta que se
muestra en la Figura 1. La Figura 2 se ha simplificado para ilustrar
un cabezal de impresión individual 16, conectado a un recipiente de
tinta individual 12. El sistema de impresión 10 de chorro de tinta
incluye la porción impresora 18 y el recipiente de tinta 12, el cual
se ha configurado para ser recibido por la porción impresora 18. La
porción impresora 18 incluye el cabezal de impresión 16 de chorro de
tinta y un controlador 29. Con el recipiente de tinta 12
adecuadamente insertado en la porción impresora 18, se establece un
acoplamiento eléctrico y de comunicación de fluido entre el
recipiente de tinta 12 y la porción impresora 18. El acoplamiento de
comunicación de fluido permite proporcionar la tinta almacenada en
el interior del recipiente de tinta 12, al cabezal de impresión 16.
El acoplamiento eléctrico hace posible la transferencia de
información entre un dispositivo de almacenamiento eléctrico 80,
dispuesto en el recipiente de tinta 12, y la porción impresora 18.
El intercambio de información entre el recipiente de tinta 12 y la
porción impresora 18 tiene como fin garantizar que el funcionamiento
de la porción impresora 18 es compatible con la tinta contenida
dentro del recipiente de tinta reemplazable 12, con lo que se
consigue una alta calidad de impresión y un funcionamiento fiable
del sistema de impresión 10.
El controlador 29, entre otras cosas, controla la
transferencia de información entre la porción impresora 18 y el
recipiente de tinta reemplazable 12. Además, el controlador 29
controla la transferencia de información entre el cabezal de
impresión 16 y el controlador 29, al objeto de activar el cabezal de
impresión para depositar selectivamente tinta en el medio de
impresión. Además, el controlador 29 controla el movimiento relativo
del cabezal de impresión 16 y el medio de impresión. El controlador
29 realiza funciones adicionales tales como controlar la
transferencia de información entre el sistema de impresión 10 y un
dispositivo huésped, tal como una computadora principal o maestra
(no mostrada).
La Figura 3 es una vista en perspectiva de una
porción del carro de barrido 20, que muestra un par de recipientes
de tinta reemplazables 2, adecuadamente instalados en la estación
receptora 14. Un cabezal de impresión 16 de chorro de tinta se
encuentra en comunicación de fluido con la estación receptora 14. En
una realización proporcionada a modo de ejemplo, el sistema de
impresión 10 de chorro de tinta incluye un recipiente de tinta de
tres colores o tricolor, que contiene tres colores de tinta
independientes, así como un segundo recipiente de tinta que contiene
un único color de tinta. En esta realización, el recipiente de tinta
de tres colores contiene tintas cian, magenta y amarilla, y el
recipiente de tinta de un solo color contiene tinta negra para
llevar a cabo la impresión en cuatro colores. Los recipientes de
tinta reemplazables 12 pueden dividirse o distribuirse de forma
diferente, de modo que contengan menos de tres colores de tinta o
más de tres colores de tinta, en caso de que se requiera un número
mayor. Por ejemplo, en el caso de la impresión de alta fidelidad, se
utilizan con frecuencia seis o más colores para llevar a cabo la
impresión.
En una realización que se proporciona a modo de
ejemplo, cuatro cabezales de impresión 16 para impresión de chorro
de tinta, un cabezal de impresión 16 para impresión de tinta negra,
y tres cabezales de impresión 16 para impresión de cian, magenta y
amarillo, están acoplados, cada uno de ellos, en comunicación de
fluido con la estación receptora 14. En esta realización
proporcionada a modo de ejemplo, cada uno de los cuatro cabezales de
impresión está acoplado en comunicación de fluido con una de las
tintas de cuatro colores contenidas en los recipientes de tinta
reemplazables. De esta forma, los cabezales de impresión 16 cian,
magenta, amarillo y negro están acoplados, cada uno de ellos, a sus
correspondientes suministros de tinta cian, magenta, amarilla y
negra, respectivamente. Son también posibles otras configuraciones
que hacen uso de un número de cabezales de impresión menor que
cuatro. Por ejemplo, los cabezales de impresión 16 pueden ser
configurados para imprimir más de un color de tinta al dividir
adecuadamente el cabezal de impresión 16 de manera que permita
proporcionar un primer color de tinta a un primer grupo de boquillas
de tinta, así como proporcionar un segundo color de tinta a un
segundo grupo de boquillas de tinta, de tal modo que el segundo
grupo de boquillas de tinta es diferente del primer grupo. De esta
manera, es posible utilizar un único cabezal de impresión 16 para
imprimir más de un color de tinta, permitiendo que un número menor
que cuatro cabezales de impresión 16 lleve a cabo la impresión en
cuatro colores.
En otra realización proporcionada a modo de
ejemplo, pueden emplearse cuatro cabezales de impresión, cada uno
provisto de un cabezal de impresión, con cuatro recipientes de tinta
reemplazables, y de tal manera que cada cartucho está acoplado en
comunicación de fluido con una de las cuatro tintas de colores
contenidas en los recipientes de tinta reemplazables. De esta forma,
para esta realización alternativa, los cabezales de impresión cian,
magenta, amarillo y negro están acoplados, cada uno de ellos, a sus
correspondientes suministros de tinta cian, magenta, amarilla y
negra, respectivamente.
La porción de carro de barrido 20 que se muestra
en la Figura 3 se ilustra conectada o acoplada en comunicación de
fluido con un único cabezal de impresión 16, por simplicidad. Cada
uno de los recipientes de tinta reemplazables 12 incluye un enganche
30 para asegurar el recipiente de tinta reemplazable 12 a la
estación receptora 14. La estación receptora 14, en la realización
preferida, incluye un conjunto de chavetas 32 que interactúan con
formas de enchavetado o chaveteros correspondientes 84, situados en
el borde de arrastre o trasero 82 del depósito de tinta reemplazable
12 (véase la Figura 6). Las formas de enchavetado 10 existentes en
el recipiente de tinta reemplazable 12 interactúan con las chavetas
32 existentes en la estación receptora 14 con el fin de asegurar que
el recipiente de tinta reemplazable 12 es compatible con la estación
receptora 14.
La Figura 4 es una vista de plano tomada desde un
lado de la porción de carro de barrido 20 que se muestra en la
Figura 2. La porción de carro de barrido 20 incluye el recipiente de
tinta 12, que se muestra adecuadamente instalado dentro de la
estación receptora 14, por lo que se establece una comunicación de
fluido entre el recipiente de tinta reemplazable 12 y el cabezal de
impresión 16.
El recipiente de tinta reemplazable 12 incluye
una porción de depósito 34 destinada a contener una o más cantidades
de tinta. En la realización preferida, el recipiente de tinta
reemplazable 12 de tres colores tiene tres depósitos independientes
para la contención de tinta, cada uno de los cuales contiene tinta
de un color diferente. En esta realización preferida, el recipiente
de tinta monocroma reemplazable 12 es un único recipiente de tinta
34 destinado a contener tinta de un solo color.
En la realización preferida, el depósito 34 tiene
un miembro de almacenamiento capilar 90 (Figuras
8-9) dispuesto en su interior. El miembro de
almacenamiento capilar 90 es un miembro poroso que tiene la
suficiente capilaridad para retener la tinta, con el fin de evitar
la fuga de la tinta desde el depósito 34 durante la intersección y
la extracción del recipiente de tinta 12 desde el sistema de
impresión 10. Esta fuerza de capilaridad es lo suficientemente
grande como para impedir la fuga de la tinta desde el recipiente de
tinta 34 en una amplia variedad de condiciones medioambientales,
tales como los cambios de presión y de temperatura. Además, la
capilaridad del miembro capilar es suficiente para retener la tinta
dentro del depósito de tinta 34 para todas las orientaciones del
depósito de tinta, así como ante una magnitud razonable de choque y
vibración que el recipiente de tinta puede experimentar durante su
manejo normal. El miembro de almacenamiento capilar preferido
consiste en una red de fibras poliméricas ligadas por calor, que se
describe en la Solicitud de Patente norteamericana titulada
"Depósito de tinta para una impresora de chorro de tinta"
("Ink Reservoir for an Inkjet Printer"), de representante con
número de registro 10991407, depositada el 29 de octubre de 1999,
con número de serie 09/430.400, y asignada al mismo asignatario de
la presente invención. Es posible emplear, alternativamente, otros
tipos de material capilar, tal como la espuma.
Una vez que el recipiente de tinta 12 se ha
instalado adecuadamente en el interior de la estación receptora 14,
el recipiente de tinta 12 se acopla en comunicación de fluido con el
cabezal de impresión 16 por medio de una interconexión 36 en
comunicación de fluido. Con la activación del cabezal de impresión
16, la tinta es eyectada desde el cabezal de impresión 16, lo que
produce una presión manométrica negativa, a la que se hace
referencia en ocasiones como presión de retroceso, dentro del
cabezal de impresión 16. Esta presión manométrica negativa dentro
del cabezal de impresión 16 es suficiente como para superar la
fuerza capilar resultante del miembro capilar dispuesto en el
interior del depósito de tinta 34. La tinta es arrastrada por esta
presión de retroceso desde el recipiente de tinta reemplazable 12
hacia el cabezal de impresión 16. De esta forma, el cabezal de
impresión 16 es rellenado con tinta aportada por el recipiente de
tinta reemplazable 12.
La interconexión 36 con comunicación de fluido
es, preferiblemente, un tubo de tinta vertical que se extiende hacia
arriba al interior del recipiente de tinta 12 y hacia abajo hasta el
cabezal de impresión 16 de chorro de tinta. La interconexión 36 con
comunicación de fluido se muestra en gran medida simplificada en la
Figura 4. En la realización preferida, la interconexión 36 con
comunicación de fluido es un colector que permite la desviación o
descentrado en la colocación del cabezal de impresión 16 a lo largo
del eje de barrido, por lo que permite que el cabezal de impresión
16 sea situado en posición desviada con respecto al recipiente de
tinta reemplazable 12 correspondiente. En la realización preferida,
la interconexión 36 con comunicación de fluido se extiende al
interior del depósito 34 con el fin de comprimir el miembro capilar,
con lo que forma una región de capilaridad incrementada, adyacente a
la interconexión 36 con comunicación de fluido. Esta región de
capilaridad incrementada tiende a arrastrar tinta hacia la
interconexión 36 con comunicación de fluido, por lo que se permite
que la tinta fluya a través de la interconexión 36 con comunicación
de fluido, hasta el cabezal de impresión 16. El recipiente de tinta
12 está situado adecuadamente dentro de la estación receptora 14, de
tal manera que se lleva a cabo la compresión adecuada del miembro
capilar cuando el recipiente de tinta 12 se inserta en la estación
receptora. La compresión adecuada del miembro capilar establece un
flujo de tinta fiable desde el recipiente de tinta 12 hasta el
cabezal de impresión 16.
El recipiente de tinta reemplazable 12 incluye
adicionalmente una forma o característica de guía 40, una forma de
acoplamiento 42, un mango 44 y una forma de enganche 30, que
permiten que el recipiente de tinta 12 sea insertado dentro de la
estación receptora 14 para lograr la interconexión con comunicación
de fluido fiable con el cabezal de impresión 16, así como para
formar una interconexión eléctrica fiable entre el recipiente de
tinta reemplazable 12 y el carro de barrido 20.
En esta realización proporcionada a modo de
ejemplo, la estación receptora 14 incluye un raíl de guía 46, una
forma o característica de acoplamiento 48 y una forma de
acoplamiento de enganche 50. El raíl de guía 46 coopera con la forma
de acoplamiento 40 de raíl de guía y con el recipiente de tinta
reemplazable 12 para guiar el recipiente de tinta 12 al interior de
la estación receptora 14. Una vez que el recipiente de tinta
reemplazable 12 se ha insertado por completo dentro de la estación
receptora 14, la forma de acoplamiento 42 asociada al recipiente de
tinta reemplazable, se acopla a la forma de acoplamiento 48 asociada
a la estación de receptora 14, con lo que se asegura un extremo
frontal o un extremo delantero del recipiente de tinta reemplazable
12 a la estación receptora 14. El recipiente de tinta 12 se presiona
entonces hacia abajo para comprimir un miembro de carga elástico 52,
asociado a la estación receptora 14, hasta que una forma de
acoplamiento de enganche 50, asociada a la estación receptora 14, se
acopla en una forma o característica de gancho 54, asociada al
miembro de enganche 30, al objeto de asegurar un extremo posterior o
extremo trasero del recipiente de tinta 12 a la estación receptora
14.
La Figura 5 es una vista en perspectiva frontal
de la estación receptora 14, mostrada de forma aislada. La estación
receptora 14 que se muestra en la Figura 5 incluye un receptáculo o
bandeja monocroma 56, destinada a recibir un recipiente de tinta 12
que contiene un único color de tinta, así como un receptáculo de
tres colores o tricolor 58, destinado a recibir un recipiente de
tinta que tiene tres colores de tinta independientes contenidos en
él. En esta realización preferida, el receptáculo monocromo 56
recibe un recipiente de tinta reemplazable 12 que contiene tinta
negra, y el receptáculo tricolor recibe un recipiente de tinta
reemplazable 12 que contiene tintas cian, magenta y amarilla, cada
una de ellas separada en un depósito independiente situado en el
interior del recipiente de tinta 12. La estación receptora 14, así
como el recipiente de tinta reemplazable 12, puede tener otras
disposiciones de receptáculos 56 y 58 para recibir recipientes de
tinta que contienen números diferentes de tintas distintas
contenidas en los mismos. Además, el número de receptáculos de
recepción 56 y 58 para la estación receptora 13 puede ser menor o
mayor que dos. Por ejemplo, una estación receptora 14 puede tener
cuatro receptáculos independientes para recibir cuatro recipientes
de tinta monocromos independientes 12, de tal manera que cada
recipiente de tinta contiene un color de tinta independiente para
llevar a cabo la impresión en cuatro colores.
Cada receptáculo 56 y 58 de la estación receptora
14 incluye una abertura 60 practicada en la pared de fondo 68, a fin
de recibir cada una de las interconexiones de fluido verticales 36
que se extienden a su través. La interconexión 36 con comunicación
de fluido consiste en una abertura de entrada de fluido para la
tinta que ha de salir por una abertura de salida de fluido
correspondiente, asociada al recipiente de tinta 12. Se ha incluido
también una interconexión eléctrica 62 en la pared posterior 66 de
cada receptáculo de recepción 56 y 58. La interconexión eléctrica 62
incluye una pluralidad de contactos eléctricos 64. En la realización
preferida, los contactos eléctricos 64 consisten en una disposición
de cuatro contactos eléctricos cargados elásticamente, los cuales se
acoplan a una pluralidad de contactos eléctricos 78 del recipiente
de tinta 12 al instalar adecuadamente el recipiente de tinta
reemplazable 12 en el interior del receptáculo correspondiente de la
estación receptora 14.
La estación receptora 14 que se muestra en la
Figura 5 se ha simplificado y no muestra detalles de la
interconexión 36 con comunicación de fluido. A través de cada
abertura 60 se extiende una interconexión con comunicación de fluido
independiente 36, a fin de proporcionar un acoplamiento con
comunicación de fluido entre el recipiente de tinta 12 y el cabezal
de impresión correspondiente 16. La interconexión 36 con
comunicación de fluido se muestra con mayor detalle en las Figuras
8, 9, 10a y 10b.
La Figura 6 es una vista en planta inferior de un
recipiente de tinta reemplazable 12 de tres colores de la presente
invención, mostrado de forma aislada. El recipiente de tinta
reemplazable 12 incluye un par de formas o características de
acoplamiento 40 de raíl de guía, sobresalientes hacia fuera. En la
realización preferida, cada una de estas formas de acoplamiento 40
de raíl de guía se extiende hacia fuera en una dirección
perpendicular al lado vertical 60 del recipiente de tinta
reemplazable 12. Las formas de acoplamiento 42 se extienden hacia
fuera desde una superficie frontal o borde delantero 72 del
recipiente de tinta 12. Las formas de acoplamiento 42 se han
dispuesto en uno de los lados de una interfaz eléctrica 74, y se han
colocado en dirección a una superficie de fondo 76 del recipiente de
tinta reemplazable 12. La interfaz eléctrica 74, que se muestra en
la Figura 7, incluye la pluralidad de contactos eléctricos 78, de
tal manera que cada uno de los contactos eléctricos 78 está
conectado eléctricamente a un dispositivo de almacenamiento
eléctrico 80.
Una vez que el recipiente de tinta 12 se ha
instalado en el sistema de impresión 10 y se ha acoplado con
comunicación de fluido con el cabezal de impresión, por medio de una
interconexión 36 con comunicación de fluido, el miembro de
almacenamiento capilar 90 deberá permitir el flujo de la tinta desde
el recipiente de tinta 12 hasta el cabezal de impresión 16 de chorro
de tinta. Conforme el cabezal de impresión 16 eyecta tinta, se crea
en el cabezal de impresión 16 una presión manométrica negativa a la
que se hace referencia en ocasiones como presión de retroceso. Esta
presión manométrica negativa en el interior del cabezal de impresión
16 deberá ser suficiente como para superar la fuerza de capilaridad
que retiene la tinta en el interior del miembro capilar 90, con lo
que se permite a la tinta fluir desde el recipiente de tinta 12 al
interior del cabezal de impresión 16, hasta que se alcanza un
equilibrio. Una vez que se ha alcanzado el equilibrio y la presión
manométrica en el interior del cabezal de impresión 16 es igual a la
fuerza de capilaridad que retiene la tinta dentro del recipiente de
tinta 12, la tinta ya no fluye desde el recipiente de tinta 12 al
cabezal de impresión 16. La presión manométrica en el cabezal de
impresión 16 dependerá generalmente del caudal de eyección de la
tinta desde el cabezal de impresión 16. Conforme se incrementa el
caudal de impresión o caudal de eyección de la tinta, la presión
manométrica en el interior del cabezal de impresión se hará más
negativa, provocando que la tinta fluya a un caudal superior hacia
el cabezal de impresión 16 desde el recipiente de tinta 12.
En un sistema de impresión 10 de chorro de tinta
preferido, el cabezal de impresión 16 produce una presión de
retroceso máxima que es igual a 25,4 centímetros de columna de agua
(10 pulgadas de columna de agua), o una presión manométrica negativa
que es igual a 25,4 centímetros de columna de agua (10 pulgadas de
columna de agua). La presión de retroceso máxima dependerá del
cabezal de impresión concreto que se utilice en el sistema. A medida
que se incrementa la presión de retroceso, el tamaño de las gotitas
de tinta eyectadas por el cabezal de impresión 16 se hace más
pequeño, lo que conduce finalmente a problemas de calidad de
impresión y, en última instancia, al descebado, cuando se arrastra
aire a través de las boquillas del cabezal de impresión. Cuanto más
pequeño sea el tamaño de las boquillas, más alta será la presión de
retroceso tolerada por el cabezal de impresión antes de que
aparezcan típicamente problemas de calidad de impresión. De este
modo, para una forma proporcionada a modo de ejemplo de cabezal de
impresión de chorro de tinta térmico, el descebado de un cabezal de
impresión de tinta negra se produce típicamente para una presión de
retroceso de aproximadamente 48,26 centímetros de columna de agua
(19 pulgadas de columna de agua), y surgen problemas relacionados
con la calidad de impresión a una presión de retroceso de
aproximadamente 20,32 centímetros de columna de agua (8 pulgadas de
columna de agua). Para un cabezal de impresión de tinta de color
proporcionado a modo de ejemplo, el cual tiene, típicamente,
boquillas más pequeñas que las de un cabezal de impresión de tinta
negra, el descebado se produce a una presión de retroceso de
aproximadamente 76,2 centímetros de columna de agua (30 pulgadas de
columna de agua), y los problemas de calidad de impresión se
presentan a una presión de retroceso de aproximadamente 30,48
centímetros de columna de agua (12 pulgadas de columna de agua).
La Figura 7 es una vista en perspectiva de un
recipiente de tinta reemplazable 12 monocromo o de un único color,
de la presente invención. El recipiente de tinta monocromo 12 es
similar al recipiente de tinta tricolor 12 que se muestra en la
Figura 6, a excepción de que, en su interior, tan solo se contiene
un único color de tinta, en lugar de los tres colores de tinta
independientes contenidos dentro del recipiente de tinta tricolor
12.
La Figura 8 es una vista en corte transversal
tomado a lo largo de la línea 8-8 de la Figura 3,
que ilustra con mayor detalle el recipiente de tinta 12, el cual
comprende la porción de depósito o vasija de contención 34, con el
material de depósito 90 dispuesto en su interior. El recipiente de
tinta 12 se muestra situado para su conexión con la interconexión 36
con comunicación de fluido, sobre la estación receptora 14 del
recipiente de tinta, con propósitos ilustrativos.
La estación receptora 14 del recipiente de tinta
incluye la interconexión 36 con comunicación de fluido para
establecer un acoplamiento con comunicación de fluido con el
recipiente de tinta 12, así como una interconexión 92 con
comunicación de fluido para establecer un acoplamiento con
comunicación de fluido con el cabezal de impresión correspondiente
16, y un acoplamiento de fluido 94, en comunicación de fluido con
cada una de las interconexiones de fluido 36 y 92. Una vez que el
recipiente de tinta 12 se ha insertado adecuadamente en la estación
receptora 14, la interconexión 36 con comunicación de fluido se
extiende en el interior del depósito 34 con el fin de comprimir el
miembro capilar 90 y establecer una comunicación de fluido entre el
recipiente de tinta 12 y el cabezal de impresión 16.
La estación receptora 14 del recipiente de tinta
incluye también una estructura de obturación 96 destinada a
proporcionar una obturación entre el recipiente de tinta 12 y la
estación receptora 14. La estructura de obturación 96 tiende a
limitar la evaporación de los componentes volátiles de la tinta,
tales como el agua contenida en el recipiente de tinta 12, una vez
que el recipiente de tinta 12 está adecuadamente instalado dentro de
la estación receptora 14. Además, la estructura de obturación 96
tiende a impedir la contaminación de la tinta que se proporciona al
cabezal de impresión 16. En una realización preferida, la estructura
de obturación 96 es una estructura circunferencial que se ha formado
a partir de un material elástico. Al ser insertado el recipiente de
tinta 12 en la estación receptora 14, la estructura de obturación 96
se acopla a una superficie de obturación 100 próxima a la abertura
de salida de fluido 88 del recipiente de tinta, con el fin de formar
una obturación o cierre hermético entre la estructura de obturación
96 y el recipiente de tinta 12. La obturación se establece por una
superficie de obturación 98 asociada a la estructura de obturación
96, que se acopla a la superficie de obturación 100 asociada al
recipiente de tinta 12.
En una realización proporcionada a modo de
ejemplo, la estructura de obturación 96 se fija a la interconexión
36 con comunicación de fluido, de tal manera que, una vez que el
recipiente de tinta 12 se ha insertado apropiadamente en la estación
receptora 14, la estructura de obturación 96 forma un cierre
hermético entre la superficie de obturación 100 situada en el
recipiente de tinta 12, y la circunferencia exterior de la
interconexión 36 con comunicación de fluido. De esta manera, se
reduce en gran medida la exposición de la tinta a la atmósfera, lo
que tiende a limitar la evaporación de sustancias volátiles dentro
del recipiente de tinta 12.
La Figura 9 muestra el recipiente de tinta 12
adecuadamente insertado en la estación receptora 14, de tal manera
que se establece el flujo de tinta entre el recipiente de tinta 12 y
la interconexión 36 con comunicación de fluido. La estructura de
obturación 96 se muestra acoplada con la superficie de obturación
100 sobre el recipiente de tinta 12, a fin de formar un cierre
hermético en torno a la abertura de salida 88 de fluido del
recipiente de tinta 12, para limitar la evaporación de sustancias
volátiles en el seno de la tinta. El cierre hermético se forma
oponiendo las superficies existentes en la estructura de obturación
96, que se acoplan con la superficie de obturación 100 existente en
el recipiente de tinta 12 para formar un cierre hermético cara con
cara entre las mismas.
El depósito de tinta 34 incluye, en la
realización preferida, una abertura de aireación 38 destinada a
igualar la presión en el interior del depósito 34 para permitir la
extracción de tinta desde el recipiente de tinta 12. La abertura de
aireación 38 se ha formado, preferiblemente, para limitar la
evaporación de las sustancias volátiles contendidas en la tinta. En
una realización preferida, la abertura de aireación 38 está formada
mediante el uso de un cierre de laberinto, a fin de minimizar la
entrada de aire al tiempo que se proporciona la igualación de la
presión en el interior del recipiente de tinta 12, de tal manera que
la tinta puede ser extraída del recipiente de tinta 12 sin que se
acumule una presión de retroceso excesiva. El uso de un cierre de
laberinto reduce en gran medida la pérdida de sustancias volátiles
en la tinta como consecuencia de la abertura de aireación 38. Por
tanto, es importante que la estructura de obturación 96 forme
adecuadamente un cierre hermético, al objeto de limitar el escape de
las sustancias volátiles contenidas en la tinta.
La estructura de obturación 96 de una realización
proporcionada a modo de ejemplo, se ha formado de un material
elástico, tal como una estructura de elastómero como la mezcla del
monómero de etileno-propileno-dieno
/ butilo (EPDM / butilo). De manera alternativa, la estructura de
obturación 96 incluye un muelle o resorte que se comprime conforme
el recipiente de tinta 12 es insertado en el interior de la estación
receptora 14, de tal manera que el resorte fuerza la estructura de
obturación 96 contra la el recipiente de tinta 12 para establecer un
cierre hermético u obturación entre el recipiente de tinta 12 y la
estación receptora 14, a fin de evitar la evaporación de sustancias
volátiles contenidas en la tinta. Una forma proporcionada a modo de
ejemplo de la estructura de obturación 96 provista de un resorte, se
describe en la Solicitud co-dependiente de número de
serie 09/651.682, depositada el 30 de agosto de 2000 con el título
"Obturación de interconexión con comunicación de fluido, de larga
vida y respaldada por resorte" ("Long-Life
Spring-Backed Fluid Interconnect Seal").
La Figura 10a es una vista aumentada en gran
medida de la estructura de obturación 96, en acoplamiento con la
superficie exterior del recipiente de tinta 12 que se muestra en la
Figura 9. En una realización preferida, la superficie de obturación
98 de la estructura de obturación 96 incluye una acanaladura anular
102, formada en ella. La acanaladura anular 102 se ha configurado
para retener un material de obturación 104 proporcionado por el
recipiente de tinta 12. En la realización preferida, el material de
obturación 104 proporcionado por el recipiente de tinta es una tinta
que tiene partículas suspendidas en su seno. A medida que la tinta
contenida en la acanaladura anular se seca, las partículas
suspendidas dejan de estar en suspensión y se solidifican para
obturar cualquier defecto existente entre las superficies de
obturación 98 y 100. En una realización proporcionada a modo de
ejemplo, el material de obturación es una tinta pigmentada que
tiene, suspendidas en su seno, partículas de negro de carbono. Se
describe en detalle tinta pigmentada, tal como esta tinta pigmentada
a modo de ejemplo, en la Patente norteamericana Nº 5.085.698.
Con el fin de favorecer la entrada del material
de obturación en la acanaladura anular 102, la superficie de
obturación 100 situada en el recipiente de tinta 12 puede haberse
formando de manera sea altamente impregnable. Las superficies que
son altamente impregnables tienden a arrastrar el material de
obturación a la superficie de obturación 100. Alternativamente,
pueden formarse en el recipiente de tinta 12 varias formas o
características mecánicas, tales como estructuras capilares, con el
fin de arrastrar la tinta hasta la superficie anular, de tal manera
que la superficie entre la estructura de obturación 96 y el
recipiente de tinta 12 se impregne para obturar o taponar los
defectos existentes entre los mismos.
La Figura 10b es un corte transversal tomado a
través de las líneas 10b con el fin de mostrar la superficie de
obturación 98 de la estructura de obturación 96, que se muestra
parcialmente recortada. En una realización preferida, la acanaladura
anular 102 se ha formado dentro de la superficie de obturación 98
para retener el material de obturación 104. La retención del
material de obturación 104 en el interior de la acanaladura 102
garantiza la presencia de material de obturación 104 con el fin de
obturar los defectos existentes a lo largo de todo el continuo de la
superficie de obturación. Los defectos existentes a lo largo de la
superficie de obturación pueden ser el resultado de defectos de
moldeo que pueden producir irregularidades en la superficie de
obturación, o bien la contaminación de la superficie de obturación.
Al obturar los defectos con el material de obturación 104, se mejora
el cierre hermético entre la superficie de obturación 98 y la
superficie de obturación 100.
La Figura 11 es una representación gráfica que
muestra el tamaño de los defectos frente al porcentaje de obturación
para el cierre hermético entre el recipiente de tinta 12 y la
interconexión 36 con comunicación de fluido, con o sin el uso del
agente de obturación para obturar o taponar los defectos, de acuerdo
con la presente invención. La capacidad de obturación de un cierre
hermético cara con cara tal como se muestra en la Figura 10a, entre
la superficie de obturación 98 y la superficie de obturación 100,
con el uso de tinta pigmentada como agente de obturación, se
representa mediante la curva 106. La capacidad de obturación del
mismo cierre hermético cara con cara, pero sin el uso del material
de obturación, se representa por medio de la curva 108, que se
muestra en líneas de trazos. Sin el uso del material de obturación
no se forma ningún cierre hermético cuando el defecto es mayor que
25 micras. Por el contrario, el uso de tinta pigmentada como agente
de obturación permite que se forme un cierre hermético al menos
parcialmente para los defectos menores que 125 micras. La porción
sombreada o rayada transversalmente 110 entre las curvas 106 y 108
representa una mejora en la obturación con el uso de la técnica de
la presente invención. La tinta pigmentada es un agente de
obturación eficaz para cierres herméticos superficiales, tales como
cierres herméticos cara con cara. El uso de tinta pigmentada como
material de obturación tiende a hacer posible que el sistema se
obture por sí mismo y resulta efectivo específicamente para los
defectos de menor tamaño.
La presente invención proporciona una obturación
mejorada con el fin de evitar la pérdida de sustancias volátiles,
tales como el agua, de la tinta contenida en el recipiente de tinta
y en todo el sistema de suministro de tinta. Esta obturación
mejorada hace uso de las propiedades únicas de la tinta pigmentada
para obturar cualquier imperfección existente en la superficie de
obturación. La obturación mejorada de la presente invención hace
posible que la obturación consista en un cierre hermético cara con
cara relativamente barato, lo que se tiende a reducir los costes
totales del sistema de impresión. Además, la técnica de obturación
de la presente invención permite satisfacer con relativa facilidad
los requisitos de inserción y de capacidad de extracción, por lo que
tiende a reducir los costes y el tamaño de la estación receptora.
Finalmente, al evitar la pérdida de sustancias volátiles desde la
tinta, la fiabilidad del sistema de impresión, así como la calidad
de las imágenes impresas, se ve mejorada.
La presente invención se ha explicado por lo que
respecta al uso de material de obturación para mejorar la robustez
del cierre hermético entre el recipiente de tinta 12 y la estación
receptora 14. La técnica de la presente invención resulta asimismo
adecuada para formar cierres herméticos con otras obturaciones de
fluido en el sistema de suministro de tinta. Por ejemplo, es posible
utilizar una disposición de obturación entre el cabezal de impresión
16 y la interconexión 92 con comunicación de fluido, similar a la
disposición de obturación utilizada entre el recipiente de tinta 12
y la interconexión 36 con comunicación de fluido. El material de
obturación de la presente invención puede ser utilizado para obturar
los defectos presentes en el cierre hermético existente entre el
cabezal de impresión 16 y la interconexión 92 con comunicación de
fluido.
Claims (19)
1. Un recipiente de tinta reemplazable (12),
destinado a proporcionar tinta a un sistema de impresión (10) de
chorro de tinta, de tal manera que el sistema de impresión de chorro
de tinta tiene una estación receptora (14) para recibir el
recipiente de tinta reemplazable, teniendo la estación receptora una
abertura de entrada de fluido y una estructura de obturación, de
modo que el recipiente de tinta
\hbox{reemplazable
comprende:} un depósito que define una abertura de salida
(88) de fluido y una superficie de obturación (100), próxima a la
abertura de salida de fluido; y
un material de obturación, contenido en el
interior del depósito para mojar o impregnar la superficie de
obturación, de tal manera que el material de obturación incluye
partículas sólidas que se mantienen en una suspensión, de modo que
la solidificación de las partículas sólidas actúa obturando o
taponando los defectos existentes entre la superficie de obturación
y la estructura de obturación.
2. El recipiente de tinta reemplazable de acuerdo
con la reivindicación 1, en el cual las partículas sólidas son
partículas de pigmento.
3. El recipiente de tinta reemplazable de acuerdo
con la reivindicación 1, en el cual las partículas sólidas son
partículas de negro de carbono.
4. El recipiente de tinta reemplazable de acuerdo
con la reivindicación 1, en el cual la suspensión es un
dispersante.
5. El recipiente de tinta reemplazable de acuerdo
con la reivindicación 1, en el cual el material de obturación
contenido en el depósito es una cierta cantidad de tinta.
6. El recipiente de tinta reemplazable de acuerdo
con la reivindicación 1, en el cual la superficie de obturación se
ha configurado de manera que sea lo suficientemente impregnable, a
fin de que la superficie de obturación sea impregnada o mojada por
el material de obturación.
7. Un método para formar un cierre hermético u
obturación entre un recipiente de tinta reemplazable (12) y una
estructura de obturación, de tal manera que el método comprende:
impregnar o mojar una superficie de obturación
(100) situada en el recipiente de tinta reemplazable, con un
material de obturación definido por partículas sólidas mantenidas en
una suspensión que está contenida en el interior del depósito de
tinta reemplazable;
acoplar la superficie de obturación con una
estructura de obturación, con lo que el material de obturación queda
dispuesto entre ellas; y
solidificar el material de obturación, de tal
manera que las partículas sólidas dejan de estar en suspensión y
obturan o taponan los defectos existentes entre la superficie de
obturación y la estructura de obturación.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 7,
en el cual el material de obturación es una tinta contenida dentro
del recipiente de tinta reemplazable.
9. Un recipiente de tinta reemplazable (12),
destinado a proporcionar tinta a un sistema de impresión (10) de
chorro de tinta, de tal manera que el sistema de impresión de chorro
de tinta tiene una estación receptora (14) para recibir el
recipiente de tinta reemplazable, teniendo la estación receptora una
abertura de entrada de fluido y una estructura de obturación, de
modo que el recipiente de tinta
\hbox{reemplazable
comprende:} un depósito de almacenamiento que tiene,
dispuesto en su interior, un material de almacenamiento capilar para
retener tinta, de tal manera que el depósito de almacenamiento
define una abertura de salida (88) de fluido y una superficie de
obturación (100), próxima a la abertura de salida de fluido; y
una tinta retenida en el interior del material de
almacenamiento capilar, de tal modo que la tinta tiene partículas
suspendidas en su seno, de manera que las partículas se solidifican
sobre la superficie de obturación, con lo que se obturan o taponan
los defectos existentes entre la superficie de obturación y la
estructura de obturación.
10. El recipiente de tinta reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 9, en el cual las partículas son
partículas de pigmento.
11. El recipiente de tinta reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 9, en el cual las partículas son
partículas de negro de carbono.
12. El recipiente de tinta reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la tinta incluye
adicionalmente un dispersante.
13. El recipiente de tinta reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la superficie de
obturación próxima a la abertura de salida de fluido se ha
configurado de manera que sea impregnada o mojada por la tinta
almacenada en el interior del recipiente de tinta.
14. El recipiente de tinta reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la superficie de
obturación se ha configurado para una susceptibilidad de
impregnación mejorada, de tal modo que la superficie de obturación
es impregnada por la tinta.
15. Un componente de impresión reemplazable para
un sistema de impresión de chorro de tinta configurado para recibir
el componente de impresión reemplazable, de tal modo que el sistema
de impresión de chorro de tinta tiene una abertura entrada de fluido
y una estructura de obturación, comprendiendo el componente de
impresión reemplazable:
una superficie de obturación, configurada para
acoplarse a una estructura de obturación correspondiente situada en
el sistema de impresión de chorro de tinta; y
en el cual la superficie de obturación se ha
configurado de tal manera que el material de obturación, definido
por partículas sólidas que se mantienen en una suspensión, impregna
o moja la superficie de obturación, de modo que la solidificación de
las partículas sólidas obtura o tapona los defectos existentes entre
la superficie de obturación y la estructura de obturación
correspondiente.
16. El componente de impresión reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 15, de tal manera que el componente de
impresión reemplazable es un recipiente de tinta reemplazable.
17. El componente de impresión reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 15, de tal manera que el componente de
impresión reemplazable es un cabezal de impresión reemplazable.
18. El componente de impresión reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 15, en el cual el material de
obturación es tinta pigmentada.
19. El componente de impresión reemplazable de
acuerdo con la reivindicación 15, en el cual la superficie de
obturación se acopla con la estructura de obturación correspondiente
existente en el sistema de impresión de chorro de tinta, a fin de
formar un cierre hermético cara con cara.
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