ES2325762T3 - Cartucho de tinta para aparato de impresion por chorro de tinta. - Google Patents

Cartucho de tinta para aparato de impresion por chorro de tinta. Download PDF

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Abstract

Un cartucho de tinta (1) para su montaje separable sobre un aparato de impresión por chorro de tinta que tiene una cabeza de impresión y una aguja de distribución de tinta que se conecta a la cabeza de impresión, que comprende un mecanismo de válvula (61, 65) dispuesto dentro de un orificio de distribución de tinta (4) de aquél, en el que el cartucho de tinta (1) comprende: una carcasa (2) que tiene una cámara de tinta (60) que comunica con el orificio de distribución de tinta (4); un dispositivo de memoria (6) para el almacenamiento en su interior de la información relacionada con el cartucho de tinta; y un miembro poroso (80, 84) para mantener la tinta dispuesta en el lado de la cámara de tinta del mecanismo de válvula (61, 65); en el que la cámara de tinta (60) comunica con el aire ambiental a través de un capilar (77, 81) conformado dentro de una superficie de la carcasa (2); el capilar (77, 81) comprende un fino surco (77) conformado dentro de un miembro de cubierta (3) de la carcasa (2); el orificio de distribución de tinta (4) está conformado dentro de una pared (2a) de la carcasa (2), y dicha pared (2a) está situada opuesta al miembro de cubierta (3).

Description

Cartucho de tinta para aparato de impresión por chorro de tinta.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La presente invención se refiere a un cartucho de tinta fijado, de manera que pueda separarse, a un aparato de impresión y que distribuye tinta sobre una cabeza de impresión del aparato de impresión el cual expulsa gotículas de tinta de acuerdo con una señal de impresión. Dicho cartucho de tinta se conoce a partir del documento EP 0 985 537.
Técnica relacionada
Típicamente, una cabeza de impresión de un aparato de impresión de chorro de tinta conecta con un cartucho de tinta a través de un canal de distribución de tinta. La cabeza de impresión está diseñada para recibir tinta desde el cartucho de tinta. El aparato de impresión está provisto de una aguja hueca de distribución de tinta situada en el canal de distribución de tinta para distribuir tinta a la cabeza de impresión. El cartucho de tinta está conformado con un orificio de distribución de tinta para distribuir tinta a la cabeza de impresión. Cuando el cartucho de tinta está montado sobre el aparato de impresión, la aguja hueca de distribución de tinta es insertada dentro del orificio de distribución de tinta del cartucho de tinta y la tinta es distribuida a la cabeza de impresión a través de la cabeza hueca de distribución de tinta.
Las solicitudes de Patente japonesas no examinadas (OPI) No. Hei. 5-229137 y Hei. 9-174879 divulgan un cartucho de tinta de esta estructura que incluye un miembro de válvula situado en la parte superior del orificio de distribución de tinta, esto es, dentro del cartucho de tinta. El orificio de distribución de tinta del cartucho de tinta de este tipo se abre cuando el aguja de distribución de tinta es insertada, y se cierra cuando la aguja de distribución de tinta es retirada. De esta forma, el cartucho de tinta es capaz de evitar fugas de tinta o es capaz de ser repetidamente fijado al aparato de impresión. Por otro lado, la solicitud de Patente japonesa no examinada (OPI) No. Hei. 7-232438 divulga un cartucho de tinta que tiene un dispositivo de memoria de semiconductor que almacena los datos relacionados con el cartucho de tinta.
El miembro de válvula convencional de acuerdo con lo mencionado anteriormente, sin embargo, tiene un inconveniente en el sentido de que la conexión entre el dispositivo de memoria de semiconductor del cartucho de tinta y la unidad de control del aparato de impresión es defectuosa. Más concretamente, dado que el miembro de válvula es siempre forzado por un muelle hacia una dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta con el fin de cerrar de forma estanca el orificio de distribución de tinta, el cartucho de tinta no se acopla por entero a un cartucho del aparato de impresión porque la fuerza resiliente del muelle empuja el cartucho hasta cierto punto con respecto al carro después de que el cartucho de tinta está montado sobre el carro. Esto da como resultado que a duras penas se lleva a cabo la colocación precisa del cartucho de tinta con respecto al carro, y si sobre el cartucho de tinta se encuentra montado un dispositivo de memoria, la conexión de los terminales del dispositivo de memoria con el miembro de contacto de una unidad de circuito del aparato de impresión puede resultar fallida debido a la desviación provocada por la fuerza resiliente del muelle cuando fuerza el miembro de válvula.
Así mismo, si el cartucho de tinta convencional, el cual está provisto de un miembro de válvula, es separado del carro del aparato de impresión para cambiarlo por un cartucho de carácter o tipo diferente mientras el cartucho de tinta original no se ha vaciado, la tinta puede fugarse del cartucho de tinta a través del orificio de distribución de tinta. Dicho problema adquiriría mayor importancia cuando el cartucho de tinta fuera reciclado y la válvula o el embalaje resultaran gastados y, en consecuencia, la hermeticidad del mecanismo de válvula se deteriorara.
El documento EP 0985537 divulga un cartucho de tinta provisto de un dispositivo de memoria. El documento EP 1767371 divulga un recipiente de líquido provisto de un dispositivo de retención de líquido. Estos documentos pertenecen al estado de la técnica con arreglo al apartado 3 del artículo 54 del CPE.
Así mismo, con respecto al cartucho de tinta convencional sobre el cual está fijado el dispositivo de memoria, si el dispositivo de memoria se pone en contacto con el terminal del aparato de impresión mientras que la aguja de distribución de tinta no entra correctamente en el orificio de distribución de tinta y por tanto no está todavía listo para distribuir tinta, la operación de impresión puede iniciarse y el aire podría ser introducido en las boquillas de la cabeza de impresión. Ello podría traducirse en un serio problema al ocasionarse daños a la cabeza de impresión sin que pudiera esperarse la recuperación sin el cambio de la cabeza de impresión. Por consiguiente, se ha requerido una adecuada interrelación del electrodo de contacto del dispositivo de memoria con el encaje entre el orificio de distribución de tinta y la aguja de distribución de tinta.
Sumario de la invención
La presente invención se elaboró a la vista de los inconvenientes expuestos conectados con el cartucho de tinta convencional.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 1.
Al menos una forma de realización de la presente invención proporciona un cartucho de tinta capaz de llevar a cabo una conexión satisfactoria entre un dispositivo de memoria montado sobre el cartucho de tinta y una unidad de circuito externa, con independencia de la fuerza resiliente reactiva de un muelle para forzar una válvula, de manera que el dispositivo de memoria del cartucho de tinta es capaz de conectar eléctricamente de manera estable con la unidad de circuito externa.
Al menos una forma de realización de la presente invención proporciona un cartucho de tinta capaz de impedir que la tinta se fugue a través del orificio de distribución de tinta aun cuando el cartucho de tinta esté separado del aparato de impresión para que sea cambiado mientras la tinta no esté agotada.
Al menos una forma de realización de la invención proporciona un cartucho de tinta capaz de obtener una interrelación apropiada del electrodo de contacto del dispositivo de memoria con el encaje entre el orificio de distribución de tinta y la aguja de distribución de tinta.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1A muestra una vista en perspectiva de un cartucho de tinta negra de acuerdo con una forma de realización de la presente invención visto desde arriba, y la Fig. 1B muestra una vista en perspectiva del cartucho de tinta negra de acuerdo con una forma de realización de la presente invención visto desde abajo;
la Fig. 2A muestra una vista en perspectiva de un cartucho de tinta de color de acuerdo con una forma de realización de la presente invención visto desde arriba, y la Fig. 2B muestra una vista en perspectiva de un cartucho de tinta de color de acuerdo con una forma de realización visto desde abajo;
la Fig. 3A muestra una vista en perspectiva del sustrato de circuito que muestra el primer lado, y la Fig. 3B muestra una vista en perspectiva del sustrato de circuito que muestra el segundo lado;
la Fig. 4 muestra una vista en sección transversal del cartucho de tinta negra cuando está montado sobre un cartucho del aparato de impresión;
la Fig. 5 muestra una vista en sección transversal de tamaño ampliado del orificio de distribución de tinta;
la Fig. 6 muestra un cartucho de acuerdo con una forma de realización de la presente invención;
la Fig. 7A muestra el lado superior del miembro de cubierta del cartucho de tinta negra, y la Fig. 7B muestra el lado superior del miembro de cubierta 22 del cartucho de tinta de color;
la Fig. 8A muestra el cartucho de tinta negra con una película, y la Fig. 8B muestra el cartucho de tinta de color con una película; y
la Fig. 9 muestra otra forma de realización del miembro de válvula.
Descripción detallada de la invención
A continuación se describirán con detalle algunas formas de realización de la invención con referencia a los dibujos que se acompañan. Ello no pretende limitar el alcance de la presente invención, sino ejemplificar la invención. Todos los elementos característicos y sus combinaciones descritos en la forma de realización no son necesariamente esenciales a la invención.
Las Figs. 1A y 1B muestran, solo a modo de ejemplo, un cartucho de tinta negra destinado a un aparato de impresión por chorro de tinta. Como se muestra en las figuras, un cartucho de tinta 1 es sustancialmente un paralelepípedo rectangular. El cartucho de tinta 1 está provisto de una carcasa 2 conformada con una cámara de tinta 60 (mostrada en la Fig. 4) y una abertura, y un miembro de cubierta 3 que cierra herméticamente la abertura de la carcasa 2. El cartucho de tinta 1 incluye así mismo un orificio 4 de distribución de tinta conformado en una pared exterior de aquél, esto es, una pared 2a del fondo en esta forma de realización. El aparato de impresión incluye una cabeza de impresión con unas boquillas y una aguja de distribución que se mantiene en comunicación de fluido con la cabeza de impresión. El orificio de distribución de tinta 4 del cartucho de tinta 1 está diseñado para distribuir tinta a la cabeza de impresión mediante la aguja de distribución de tinta del aparato de impresión cuando el cartucho de tinta 1 está montado sobre el aparato de impresión y la aguja de distribución de tinta es insertada en el orificio de distribución de tinta 4. La pared 2a del fondo tiene una forma sustancialmente cuadrada conformada con dos bordes con una anchura más larga y con los otros dos bordes con una anchura más corta. El orificio de distribución de tinta 4 está conformado en una posición más cercana a uno de los bordes más cortos que el otro de los bordes más cortos.
El cartucho de tinta 1 incluye así mismo un dispositivo de memoria 6 que incorpora un sustrato de circuito fijado a una pared distinta de la pared 2a del fondo. El dispositivo de memoria 6 está situado en las inmediaciones del orificio de distribución de tinta 4 y, de modo preferente, sobre la pared exterior lateral 2b la cual está situada en paralelo con la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta 52, mostrada en la Fig. 4. Como se muestra en las Figs. 1A y 1B, el dispositivo de memoria está dispuesto sobre una línea central de la pared lateral 2b de la carcasa 2, pared que tiene una anchura más corta que la otra pared de la carcasa 2. La carcasa 2 tiene una forma sustancialmente rectangular, y la pared lateral 2b de dicha carcasa es sustancialmente perpendicular a la pared 2a del fondo sobre la cual se conforma el orificio de distribución de tinta. Así mismo, el dispositivo de memoria, el cual tiene un sustrato plano, está dispuesto sustancialmente en paralelo con la pared lateral 2b.
Debido a que el orificio de distribución de tinta 4 del cartucho de tinta 1 debe ser situado con precisión con respecto a la aguja de suministro de tinta del aparato de impresión, una colocación más precisa alrededor del orificio de distribución de tinta se lleva a cabo con relación a la otra parte del cartucho de tinta. De acuerdo con ello, cuando el dispositivo de memoria 6 está dispuesto en las inmediaciones del orificio de suministro de tinta 4 de acuerdo con la presente forma de realización, necesariamente se consigue una colocación precisa del dispositivo de memoria 6 respecto al miembro de contacto del lado del aparato de impresión. Así mismo, cuando el cartucho de tinta 1 está montado sobre el cartucho el nivel de desviación de la posición del cartucho de tinta 1 con el carro es menor en el centro del cartucho de tinta que en sus partes de borde laterales. Por consiguiente, cuando el dispositivo de memoria 6 está dispuesto en el centro de la dirección en el sentido de la anchura de la pared lateral 2b, el nivel de desviación de la posición del dispositivo de memoria 6 es necesariamente menor.
De acuerdo con la presente forma de realización, la carcasa 2 está conformada con una porción cóncava en la cual el dispositivo de memoria queda alojado.
El orificio de distribución de tinta 4 queda inicialmente cerrado de forma estanca con un miembro de estanqueidad 7 para que el aire o las burbujas no entren en el orificio de distribución de tinta 4 o la tinta no se fugue por el orificio de distribución de tinta 4 antes de su uso. El cartucho de tinta 1 está conformado con una porción en saliente 10 la cual está diseñada para encajar con un gancho de un soporte del cartucho del aparato de impresión con la finalidad de contribuir al montaje y a la separación del cartucho de tinta sobre y desde el soporte del cartucho del aparato de impresión. Cuando la porción en saliente 10 se extiende desde la pared lateral 2b sobre la cual está montado el dispositivo de memoria 6, puede obtenerse la exactitud en la colocación del dispositivo de memoria con el miembro de contacto del aparato de impresión.
Las Figs. 2A y 2B muestran, a modo de ejemplo, un cartucho de tinta de color 20. Similar al cartucho de tinta negra 1 mostrado en las Figs. 1A y 1B, el cartucho de tinta 20 es sustancialmente un paralelepípedo rectangular. El cartucho de tinta 20 tiene una carcasa 21 cuyo interior está separado en una pluralidad de cámaras de tinta mediante unas paredes de tabicación para el alojamiento de diferentes tintas, como por ejemplo para diferentes colores. De acuerdo con esta forma de realización mostrada en las Figs. 2A y 2B, cinco cámaras de tinta 23 a 27 están delimitadas, y cada una de las cámaras de tinta 23 a 27 tiene una abertura. El cartucho de tinta 20 tiene así mismo un miembro de cubierta 35 que cierra herméticamente todas las aberturas de las cámaras de tinta 23 a 27. El cartucho de tinta 20 incluye una pluralidad de orificios de distribución de tinta 28 a 32 sobre uno de sus lados, cada uno correspondiente a las cámaras de tinta 23 a 27. Cada uno de los orificios de distribución de tinta 28 a 32 es mantenido en comunicación con las respectivas cámaras de tinta 23 a 27, y es capaz de suministrar tinta a una aguja correspondiente de distribución de tinta cuando la aguja de distribución de tinta está insertada dentro de cada uno de los orificios de distribución de tinta 28 a 32. Como se ilustra en la Fig. 2B, los orificios de distribución de tinta 28 a 32 están conformados en unas posiciones más próximas a un borde de una pared que al otro.
El cartucho de tinta 20 está así mismo provisto de un dispositivo de memoria 34 fijado a una pared distinta de la pared sobre la cual están conformados los orificios de distribución de tinta 28 a 32. De acuerdo con la presente forma de realización, como se muestra en la Fig. 2B, el dispositivo de memoria 34 está dispuesto sustancialmente en un centro de la anchura total de la pluralidad de cámaras de tinta 23 a 27. El dispositivo de memoria 34 está situado en las inmediaciones de los orificios de distribución de tinta 28 a 32 y almacena en su interior, por ejemplo, los datos que especifican el cartucho de tinta 20.
Los orificios de distribución de tinta 28 a 32 están cerrados de forma hermética con un miembro de estanqueidad 35 para que el aire o las burbujas no entren en los orificios de distribución de tinta 28 a 32 o la tinta no se fugue por los orificios de distribución de tinta 28 a 32 antes de su uso. El cartucho de tinta 20 está conformado con una porción en saliente 36 la cual está diseñada para encajar con un gancho del aparato de impresión para ayudar al montaje y separación del cartucho de tinta 20 situado sobre el soporte del cartucho del aparato de impresión.
Las Figs. 3A y 3B son vistas en perspectiva del dispositivo de memoria 6 o 34, que muestran un primer lado y un segundo lado, respectivamente. Cuando el dispositivo de memoria 6 o 34 está montado sobre el cartucho de tinta 1 o 20, respectivamente, el segundo lado mostrado en la Fig. 3B queda fijado al cartucho de tinta 1 o 20. De esta forma, el primer lado mostrado en la Fig. 3A está visto sobre la superficie. El primer lado está conformado con unos electrodos 42 y 43 los cuales están diseñados para su conexión con un contacto 40, mostrado en la Fig. 4 del soporte del cartucho del aparato de impresión. Un dispositivo 44 de almacenaje de un semiconductor está fijado sobre el segundo lado, esto es, el lado trasero del dispositivo de memoria 6 o 34. Al dispositivo 44 de almacenaje de semiconductor puede accederse mediante el soporte del cartucho del aparato de impresión a través del electrodo 42 o 43 del dispositivo de memoria 6 o 34 del contacto 40, para que la información relacionada con la tinta o con el cartucho de tinta pueda ser almacenada dentro o leída mediante el dispositivo de almacenaje 44. El dispositivo de memoria 6 está provisto de un sustrato, de una pluralidad de terminales de electrodo 42, 43 y del dispositivo 44 de almacenaje de semiconductor. Los terminales de electrodo 42, 43 están dispuestos sobre una superficie frontal del sustrato y el dispositivo de almacenaje 44 está dispuesto sobre la otra, la superficie trasera del sustrato. Debido a que el dispositivo de almacenaje de semiconductor, esto es, el chip, está dispuesto sobre el lado trasero del sustrato, no queda al descubierto cuando el dispositivo de memoria está fijado al cartucho de tinta 1 y no existe la posibilidad de que el usuario pueda provocar daños aun cuando se le caiga al suelo el cartucho de tinta 1.
El dispositivo 44 de almacenaje de semiconductor está constituido por una memoria eléctricamente reescribible, como por ejemplo una memoria no volátil, por ejemplo una EEPROM. Cuando el cartucho de tinta 1 o 20 es transportado desde una estación fabril, los datos relacionados con la tinta o con el cartucho de tinta 1 o 20 son de antemano grabados en el dispositivo 44 de almacenaje de semiconductor. Los datos grabados con anterioridad pueden ser, por ejemplo, un número de serie que especifique el cartucho 1 o 20, el volumen de la tinta contenida en el cartucho de tinta 1 o 20, y los datos relacionados con la marca indicativos de un fabricante de la tinta o del cartucho de tinta 1 o 20. El dispositivo 44 de almacenaje de semiconductor está conformado con un área en la que un volumen de la tinta consumida por un usuario puede ser grabada encima.
La Fig. 4 muestra una vista en sección transversal del cartucho de tinta negra 1 cuando está montado sobre un cartucho 51 del aparato de impresión. El aparato de impresión incluye una cabeza de impresión 50 y una aguja de distribución de tinta 52. Cuando el cartucho de tinta 1 está montado sobre una posición del cartucho 51 determinada de antemano sobre la cual la cabeza de impresión 50 está fijada, la aguja de distribución de tinta 52 forma una conexión de estanqueidad con el orificio de distribución de tinta 4 del cartucho de tinta 1 para que se mantenga en comunicación con la cámara de tinta 60 a través del orificio de distribución de tinta 4.
La aguja de distribución de tinta 52 es hueca y conformada a partir de un cuerpo cilíndrico que presenta una porción ahusada en su extremo de la punta. Por consiguiente, la aguja de distribución de tinta 52 es fácilmente insertada en y retirada del orificio de distribución de tinta 4. Cuando la aguja de distribución de tinta 52 es insertada en el orificio de distribución de tinta 4, la aguja de distribución de tinta 52 forma una conexión de estanqueidad con un miembro de embalaje 61 acoplado en el orificio de distribución de tinta 4, el cual se describirá más adelante.
La Fig. 5 muestra una vista en sección transversal de tamaño ampliado del orificio de distribución de tinta 4 y un mecanismo de válvula dispuesto en su interior. El miembro de embalaje 61 está encajado a presión dentro del orificio de distribución de tinta 4. El miembro de embalaje 61 define un agujero situado sustancialmente en su centro, posibilitando que la aguja de distribución de tinta 52 pase a través de aquél, según se muestra en la Fig. 4.
El miembro de embalaje 61 está hecho con un material elástico, como por ejemplo un material de caucho incluyendo un caucho de silicona, un caucho de cloropreno, un caucho de butilo, un caucho de etileno - propileno, un caucho de nitrilo, y un material elastómero.
El agujero del miembro de embalaje 61 tiene una porción ahusada 62 que se ahusa hacia fuera para guiar la aguja de distribución de tinta 52 del aparato de impresión, y una porción de acoplamiento cilíndrica 63 situada en las inmediaciones de la cámara de tinta 60. El mecanismo de válvula incluye un cuerpo 65 de la válvula instalado en el orificio de suministro de tinta 4 entre el miembro de embalaje 61 y la cámara de tinta 60. El miembro de válvula 65 está siempre presionado verticalmente con respecto al miembro de embalaje 61 mediante un muelle 64. De esta forma, el cuerpo 65 de la válvula y el miembro de embalaje 61 forman una conexión de estanqueidad. El cuerpo 65 de la válvula es forzado por la aguja de suministro de tinta 52 contra la fuerza resiliente del muelle 64 para abrir el orificio de distribución de tinta 4, cuando la aguja de distribución de tinta 52 es insertada dentro del orificio de distribución de tinta 4.
La longitud de los terminales de electrodo 42 y 43 del dispositivo de memoria 6 a lo largo de la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta 52 dentro del miembro de embalaje 61 está diseñada para que sea mayor que la longitud máxima de entrada de la aguja de distribución de tinta 52 dentro del orificio de distribución de tinta 4 desde el miembro de embalaje 61, sustraída por una longitud hasta la que la aguja de distribución de tinta es empujada hacia atrás mediante una fuerza resiliente del muelle 64 como una fuerza reactiva de éste generada por la presión del cuerpo 65 de la válvula. Los electrodos terminales están dispuestos sobre el sustrato del dispositivo de memoria 6 en una posición en la que los terminales de electrodo empiezan a conectarse eléctricamente con el miembro de contacto 40 del aparato de impresión cuando la porción del extremo de la punta de la aguja de distribución de tinta 52 se sitúa en contacto con el cuerpo 65 de la válvula. Así mismo, la longitud de los terminales de electrodo a lo largo de la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta 52 dentro del miembro de embalaje es mayor que la longitud sobre la cual se desliza la aguja de distribución de tinta 52 por el interior de la carcasa mientras está empujando el cuerpo 65 de la válvula contra la fuerza resiliente del muelle 64.
Con referencia de nuevo a la Fig. 4, cuando el cartucho de tinta 1 está montado sobre el soporte 70 del cartucho y una palanca 71 es empujada hacia abajo, la punta de la aguja de distribución de tinta 52 penetra el miembro de estanqueidad 7 cerrando herméticamente el orificio de suministro de tinta 4. A continuación, la punta de la aguja de distribución de tinta 52 fuerza al cuerpo 65 de la válvula para que se abra contra la fuerza resiliente del muelle 64 para que la cámara de tinta 60 se mantenga en comunicación con la cabeza de impresión 50. El dispositivo de memoria 6 se conecta a una unidad de control instalada en el aparato de impresión, no mostrado en los dibujos, a través del contacto 40 constituido en el soporte 70 del cartucho en esta forma de realización. El contacto 40 tiene resiliencia en la dirección vertical con respecto a la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta 52.
El dispositivo de memoria 6 de acuerdo con la presente forma de realización está montado sobre la pared lateral la cual está montada sustancialmente en paralelo con la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta 52. Por consiguiente, mediante la conformación de los electrodos 42 y 43 del dispositivo de memoria 6 ligeramente mayor que el tamaño necesario para contactar con el contacto 40, los terminales de electrodos 42 y 43 del dispositivo de memoria 6 pueden asegurar la conexión con el contacto 40 del carro 51, con independencia de la distancia entre el cartucho de tinta 1 y el soporte 70 del cartucho del aparato de impresión. Así mismo, mediante la conformación del terminal de electrodo 42 con una longitud relativamente mayor a lo largo de la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta 52, los terminales de electrodo 42 y 43 del dispositivo de memoria 6 pueden asegurar la conexión entre el contacto 40 del cartucho 1 con independencia de la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta 52. Es deseable que el dispositivo de memoria 6 y el contacto 40 estén colocados de tal manera que el contacto 40 forme un contacto eléctrico con los electrodos 42 y 43 del dispositivo de memoria 6 únicamente cuando la aguja del dispositivo de distribución de tinta 52 esté insertada en el orificio de distribución de tinta 4 para abrir el miembro de válvula 65 y la tinta sea distribuida desde la cámara 60 de la tinta hasta la cabeza de impresión 50.
Con la estructura anteriormente descrita, el hecho de que los datos procedentes del dispositivo de almacenaje 44 puedan ser leídos significa que el cartucho de tinta 1 está adecuadamente montado sobre el soporte 70 del cartucho, debido a que el dispositivo de almacenaje 44 puede solo ser leído cuando se ha constituido la conexión eléctrica entre los electrodos 42 y 43 y el contacto 40. Por consiguiente, incluso si un programa de control de la operación de impresión del aparato de impresión incluye una secuencia que considere que el cartucho de tinta 1 está montado sobre el soporte 70 del cartucho por el hecho de que los datos puedan ser leídos a partir del dispositivo de almacenaje 44, no hay peligro de que el aparato de impresión comience la operación de impresión cuando la tinta no esté dispuesta sobre la cabeza de impresión 50. De esta manera, se impide que se produzcan daños a la cabeza de impresión 50.
Con esta estructura, se impide que la cabeza de impresión 50 aspire aire cuando el cartucho de tinta 1 no está adecuadamente montado sobre el soporte 70 del cartucho. Este hecho impide la pérdida de una gran cantidad de tinta para recuperar el funcionamiento de la cabeza de impresión 50 que se requiere cuando la cabeza de impresión 50 aspira aire o burbujas.
Así mismo, el orificio de distribución de tinta 4 está construido en una posición más próxima a uno de los bordes más cortos que el otro respecto de la pared 2a del fondo del cartucho de tinta 1 y queda retenido en una posición constante por la aguja de distribución de tinta 52 dispuesta sobre el carro 51 cuando la aguja de distribución de tinta 52 está insertada en el orificio de distribución de tinta 4. De esta manera, el dispositivo de memoria 6 dispuesto en las inmediaciones del orificio de distribución de tinta 4, el cual está conformado sobre una pared del cartucho de tinta 1, queda también retenido en una posición relativamente constante. Por consiguiente, la conexión eléctrica entre los electrodos 42 y 43 del dispositivo de memoria 6 y el contacto 40 queda asegurada sin modificar la posición del dispositivo de memoria 6 incluso cuando el carro 51 se esté desplazando y genera una sacudida.
Cuando el funcionamiento de impresión se inicia y la tinta es consumida por la cabeza de impresión 50, esto es, cuando la cabeza de impresión 50 expulsa gotículas de tinta, en esta situación, la unidad de control, como por ejemplo una microcomputadora, no mostrada en los dibujos, cuenta las gotícolas de tinta expulsadas para calcular la cantidad de tinta consumida. La unidad de control graba la cantidad de tinta consumida en el dispositivo 44 de almacenaje de semiconductor del dispositivo de memoria 6 por medio del contacto 40.
Es preferente que el aparato de impresión aplique una diversidad de cartuchos de tinta de acuerdo con los diferentes tipos de medios de impresión con el fin de posibilitar una impresión de alta calidad o un estado de impresión deseado.
Como se muestra en la Fig. 5, la cual muestra un estado en el que el cartucho de tinta 1 o 20 no está en uso, el cuerpo 65 de la válvula del cartucho de tinta 1 o 20 es forzado por el muelle 64 a cerrar el orificio de distribución de tinta 4. Por consiguiente, incluso cuando el cartucho de tinta 1 o 20 está separado del carro 5 para ser cambiado, la tinta no se fuga y no entran el aire y las burbujas no deseadas en la cámara de tinta 60 o 23 a 27.
La longitud de los terminales a lo largo de la dirección de inserción de la aguja de suministro de tinta dentro del miembro de embalaje y dentro de dicho asiento de la válvula es mayor que la longitud máxima de entrada de la aguja de distribución de tinta por dentro del orificio de suministro de tinta desde dicho asiento de la válvula, sustraída por una longitud hasta la que la aguja de distribución de tinta es empujada hacia atrás por una fuerza resiliente de dicho miembro elástico como fuerza reactiva de éste generada por la presión de dicho cuerpo de la válvula.
Cuando el dispositivo 44 de almacenaje de semiconductor almacena información con la cantidad de tinta consumida, puede ser calculada la cantidad de la tinta que resta en la cámara de tinta 60 o 23 a 27, incluso cuando el cartucho de tinta 1 o 20 es separado y a continuación vuelto a montar sobre el carro de tinta 51. De esta forma, puede ser fácilmente detectado un estado de de terminación o próximo a la terminación de la tinta del cartucho de tinta 1.
La Fig. 6 muestra otra forma de realización del cartucho de tinta de acuerdo con la presente invención. El cartucho 101 incluye un miembro poroso 80 y un filtro 171 existente en la cámara de tinta 60, o 23 a 27. El filtro 171 está situado entre la cámara de tinta y el orificio de distribución de tinta 4 y tiene una forma plana uno de cuyos lados está en contacto con el miembro poroso 80. El miembro poroso 80 tiene una fuerza capilar menor que una presión negativa generada por las boquillas de impresión 50 pero lo suficientemente grande para retener la tinta en su interior. El filtro 171 tiene así mismo una fuerza capilar mayor que la fuerza capilar del miembro poroso 80 y menor que la presión negativa generada por la cabeza de impresión 50. El filtro 171 puede ser un miembro en forma de placa constituida por un material poroso o un material de malla. El tamaño de los poros o el tamaño de la malla del miembro poroso 80 y del filtro 171 define la fuerza capilar de aquellos. En otras palabras, la fuerza capilar del miembro poroso 80 y del filtro 171 puede ser controlada mediante la selección de un tamaño de poro o un tamaño de malla apropiados.
Un miembro de cubierta 3 del cartucho de tinta 101 está conformado con una porción de nervaduras que incluye una pluralidad de porciones en saliente 72, cada una de las cuales está separada de las demás por una distancia predeterminada. Debido a estas porciones en saliente 72, se delimita un espacio dentro de la cámara de tinta 60 entre el miembro poroso 80 y el miembro de cubierta 3 o 22. Una parte del orificio de distribución de tinta 4 está conformado para que sobresalga por dentro de la cámara de tinta 60 o 23 a 27. Por consiguiente, el miembro poroso 80 está sometido a una elevada compresión en las inmediaciones del orificio de admisión de tinta 4 para reducir el tamaño de los poros de forma que la fuerza capilar del miembro poroso 80 resulte mayor en las inmediaciones del orificio de distribución de tinta 4 que en otras partes del miembro poroso 80.
El miembro de cubierta 3 o 22 tiene un orificio de expulsión de tinta 73 o 74 y un agujero de ventilación 75 o 76 el cual está diseñado para que quede abierto al aire ambiental externo.
La Fig. 7A es una vista en perspectiva que muestra un lado superior del miembro de cubierta 3 del cartucho de tinta negra. El miembro de cubierta 3 tiene un surco fino, enrollado 77 que conecta el agujero de ventilación 75 y un agujero de liberación de aire 79. El agujero de liberación de aire 79 está cerrado herméticamente de antemano mediante una película antes del uso del cartucho de tinta, lo que se describirá más adelante, pero se abre al aire ambiental externo cuando la película es retirada para su uso.
La Fig. 7B es una vista en perspectiva que muestra un lado superior del miembro de cubierta 22 del cartucho de tinta de color. El miembro de cubierta 22 tiene unos surcos finos 78 que conectan el agujero de ventilación 76 con los agujeros de liberación de aire 180. Los agujeros de liberación de aire 180 están cerrados herméticamente de antemano mediante una película antes del uso del cartucho de tinta, lo que se describirá más adelante, pero quedarán abiertos al aire exterior cuando la película sea retirada para su uso.
La tinta es introducida dentro de la cámara de tinta del cartucho de tinta como se describirá a continuación. En primer lugar, el orificio de distribución de tinta 4 es cerrado herméticamente por una película. A continuación, un tubo hueco de introducción de la tinta, no mostrado en los dibujos, es insertado en el agujero de introducción de tinta 73 o 74, y un tubo de vacío es insertado dentro del agujero de ventilación 75 o 76. En este momento, la cámara de tinta 60 o 23 a 27 es sometida a una baja presión o a una presión de vacío y la tinta es introducida desde el tubo de introducción de la tinta bajo este estado.
Cuando la cámara de tinta 60 o 23 a 27 es mantenida en un estado de baja presión, esto es, el aire es retirado del orificio de distribución de tinta 4 o del miembro poroso 80, la tinta puede ser introducida enteramente dentro de la cámara de tinta 60 o 23 a 27 con un ligero aire residual. De esta forma, la totalidad del miembro poroso 80 resulta llenado de tinta.
Las Figs. 8A y 8B muestran los cartuchos de tinta 1 y 2, respectivamente, con películas.
Después de la introducción de la tinta dentro de la cámara de tinta 60 o 23 a 27, el cartucho de tinta 1 o 20 es situado en una cámara de vacío para descomprimir en mayor medida la cámara de tinta 60 o 23 a 27, si es necesario. A continuación, una película 81 u 82 es fijada a la superficie del miembro de cubierta 3 o 22 para proteger la cámara de tinta 60 o 23 a 27 del aire ambiental. La película 81 u 82 tiene una parte de lengüeta 81a u 82A para retirar con facilidad una parte de la película 81 u 82 cuando es utilizado. El cartucho de tinta 1 o 22 es transportado como un producto. El cartucho de tinta puede estar embalado una bolsa con una película cerrada herméticamente dotada de una elevada impermeabilidad al aire en un estado descomprimido, si es necesario.
Antes de la utilización del cartucho de tinta 1 o 21 construido de la forma indicada, una parte de la película 81 u 82 es retirada mediante la tracción de la parte de lengüeta 81a a 82a para abrir el agujero de liberación del aire 79 o 180. Por consiguiente, la cámara de tinta 60 o 23 a 27 queda abierta al aire ambiental a través de un capilar que ofrece una gran resistencia a los fluidos constituido por el pequeño surco 77 o 78 y por la película 81 y 82, respectivamente.
Después de que el cartucho de tinta 1 o 22 está montado sobre el soporte del cartucho y que se efectúa la comunicación de fluido con la cabeza de impresión 50, cuando la impresión se inicia, la presión negativa procedente de la cabeza de impresión 50 tracciona la tinta retenida por el miembro poroso 80. El filtro 171 del cartucho de tinta 1 o 20, retira el aire o la suciedad y deja pasar únicamente tinta hasta la cabeza de impresión 50.
Como se muestra en la Fig. 5, dado que el miembro de válvula 65 del cartucho de tinta 1 o 20 está siempre presionado por la fuerza resiliente del muelle 64, el orificio de distribución de tinta 4 queda cerrado por el mecanismo de válvula en un momento en el que la aguja de distribución de tinta 52 deja de estar en contacto con el miembro de embalado 61. Por consiguiente, incluso cuando el cartucho de tinta 1 o 20 es separado del carro 5 para cambiar a un tipo de tinta de impresión diferente, la tinta no se fuga desde la cámara de tinta 60, y no entran en el orificio 4 de distribución de tinta el aire o burbujas no deseadas.
Así mismo, en la forma de realización preferente, la tinta no se fuga por el orificio de distribución de tinta 4 incluso cuando resulta holgada la conexión de estanqueidad entre el miembro de válvula 65 y el miembro de embalaje 61, porque la tinta queda retenida por el miembro poroso 80 dentro de la cámara de tinta 60 o 23 a 27 y bloqueada por el filtro 171 que ofrece una gran fuerza capilar. La tinta queda retenida en la cámara de tinta 60 o 23 a 27 por la resistencia a los fluidos de la acción capilar llevada a cabo por el surco fino 77 o 78 y por la película 81 y 82, respectivamente.
En una disposición de la forma de realización, el miembro de embalaje 61 puede presentar en su interior una abertura hendida existente en el lateral de la cámara de tinta 60 o 23 a 27 de aquél, hendidura que puede abrirse mediante la inserción de la aguja de distribución de tinta 52 y que puede retener la tinta mediante la generación de una fuerza capilar cuando la aguja de distribución de tinta 52 es retirada. En dicha disposición, el miembro de válvula 65 puede no ser necesario. De esta forma, la estructura del cartucho de tinta puede resultar simplificada en mayor medida.
Cuando la cámara de tinta 60 o 23 a 27 es mantenida en comunicación con el aire ambiental a través del capilar generado por el surco fino 77 o 78 y la película 81 y 82, respectivamente, puede así mismo impedirse la evaporación de la tinta. De esta forma, el dispositivo de memoria puede almacenar con precisión la información relativa a la cantidad de tinta que resta en la cámara de tinta 60 o 23 a 27.
La Fig. 9 es una vista en sección transversal que muestra otro ejemplo adicional de una forma de realización de acuerdo con la presente invención. En la presente forma de realización, la cámara de tinta 60 de un cartucho de tinta 201 puede estar separada en una cámara de tinta 60a y una cámara de espuma 60b mediante una pared de tabicación 83 cuya porción del fondo está conformada con un agujero de comunicación 83a para la comunicación de la cámara de tinta 60a con la cámara de espuma 60b.
El cartucho de tinta 201 aloja un miembro poroso 84 dentro de la cámara de espuma 60b. El filtro 171, el agujero de inyección de tinta 73, y el agujero de ventilación 75 están dispuestos dentro de la cámara de espuma 60b. La cámara de tinta 60a sirve como almacenaje de tinta. El cartucho de tinta construido de la forma indicada puede funcionar de la misma manera que el cartucho de tinta de las formas de realización descritas con anterioridad.
Así mismo, aunque el miembro poroso 80 u 84 impide las fugas de tinta, debido a su fuerza capilar descrita en las formas de realización anteriores, otro cartucho de tinta el cual incluye solo el filtro 171 sin empleo de ningún material poroso puede también impedir las fugas, hasta cierto punto, de la tinta provocadas por la debilidad de la conexión de estanqueidad entre el miembro de válvula 75 y el miembro de embalaje.
La tinta puede ser introducida en el cartucho de tinta 1 o 20 construido de la manera indicada mediante la utilización de una unidad de relleno que ofrezca la misma función que la aguja de distribución de tinta 52. La porción de aguja de la unidad de relleno es insertada en el orificio de distribución de tinta 4 para abrir el miembro de válvula 65. De esta forma, el cartucho de tinta es reciclado. El dispositivo 44 de almacenaje de semiconductor del dispositivo de memoria 6 puede tener un área en la que el número de veces de relleno del cartucho de tinta 1 o 20 pueda grabarse con el fin de regular el número de reciclajes o, en otras palabras, para impedir que el cartucho sea reciclado demasiadas veces. Por consiguiente, puede fabricarse el cartucho reciclado con una gran fiabilidad.
De acuerdo con lo anteriormente descrito, un cartucho de tinta de un aparato de impresión por chorro de tinta que incorpora una cabeza de impresión que expulsa gotículas de tinta sobre un medio de registro y una aguja de distribución de tinta que introduce la tinta sobre la cabeza de impresión, el cartucho de tinta incluye: una carcasa sustancialmente rectangular que contiene tinta en su interior, teniendo dicha carcasa una primera pared externa y una segunda pared externa la cual es sustancialmente perpendicular a dicha primera pared externa, un orificio de distribución de tinta conformado dentro de dicha primera pared para dirigir la tinta existente en dicha carcasa sobre la cabeza de impresión; un mecanismo de válvula dispuesto dentro de dicho orificio de distribución de tinta, que comprende: un asiento de la válvula que posibilita que la aguja de suministro de tinta pase a través de aquélla; un cuerpo de la válvula susceptible de desplazamiento a lo largo del eje geométrico de dicho orificio de suministro de tinta; y un miembro elástico que presiona sobre dicho cuerpo de la válvula contra dicho asiento de la válvula, y un dispositivo de memoria para el almacenamiento de la información relacionada con la tinta montado sobre dicha segunda pared de dicha carcasa y sustancialmente en paralelo con ella, estando dicho dispositivo de memoria conformado en las inmediaciones de dicho orificio de suministro de tinta y extendiéndose dicha segunda pared en una dirección paralela con una dirección a lo largo de la cual la aguja de suministro de tinta es insertada dentro del asiento de la válvula.
La tinta es distribuida desde la cámara de tinta del cartucho de tinta hasta la cabeza de impresión del aparato de impresión cuando la aguja de suministro de tinta es insertada en el orificio de suministro de tinta del cartucho de tinta. Cuando el dispositivo de memoria es fijado a la pared del cartucho de tinta, el cual está situado en paralelo con respecto a la dirección de inserción de la aguja de suministro de tinta, la conexión eléctrica entre el dispositivo de memoria y el cartucho de tinta y un electrodo externo del aparato de impresión puede mantenerse firmemente con independencia de la variación de la distancia entre el cartucho de tinta y el aparato de impresión en base a la fuerza resiliente del muelle al presionar sobre el cuerpo de la válvula en dirección al miembro de embalaje.

Claims (15)

1. Un cartucho de tinta (1) para su montaje separable sobre un aparato de impresión por chorro de tinta que tiene una cabeza de impresión y una aguja de distribución de tinta que se conecta a la cabeza de impresión, que comprende un mecanismo de válvula (61, 65) dispuesto dentro de un orificio de distribución de tinta (4) de aquél, en el que el cartucho de tinta (1) comprende:
una carcasa (2) que tiene una cámara de tinta (60) que comunica con el orificio de distribución de tinta (4);
un dispositivo de memoria (6) para el almacenamiento en su interior de la información relacionada con el cartucho de tinta; y
un miembro poroso (80, 84) para mantener la tinta dispuesta en el lado de la cámara de tinta del mecanismo de válvula (61, 65);
en el que la cámara de tinta (60) comunica con el aire ambiental a través de un capilar (77, 81) conformado dentro de una superficie de la carcasa (2);
el capilar (77, 81) comprende un fino surco (77) conformado dentro de un miembro de cubierta (3) de la carcasa (2);
el orificio de distribución de tinta (4) está conformado dentro de una pared (2a) de la carcasa (2), y dicha pared (2a) está situada opuesta al miembro de cubierta (3).
2. Un cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende así mismo:
dicho miembro poroso (80, 84) dispuesto dentro de la cámara de tinta (60); y
dicho dispositivo de memoria (61) montado sobre una pared de dicho cartucho de tinta para el almacenamiento de la información relacionada con la tinta contenida dentro de dicha cámara de tinta.
3. Un cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho miembro poroso (80, 84) está alojado dentro de dicha cámara de tinta (60) al menos en parte en las inmediaciones de dicho mecanismo de válvula.
4. El cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende así mismo un filtro (171) dispuesto corriente arriba de dicho mecanismo de válvula y corriente abajo de dicho miembro poroso (80, 84).
5. El cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende así mismo una proyección que se extiende desde dicha pared con el dispositivo de memoria montado sobre ella y que encaja con un gancho de un soporte del cartucho de tinta del aparato de impresión.
6. El cartucho de tinta de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que dicho dispositivo de memoria (6) comprende un sustrato, una pluralidad de terminales de electrodo (42, 43) dispuesta sobre una superficie de dicho sustrato, y un dispositivo de almacenaje dispuesto sobre dicho sustrato.
7. El cartucho de tinta de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 6, en el que dicho mecanismo de válvula comprende:
un asiento de la válvula que posibilita que la aguja de distribución de tinta (52) pase a través de aquél;
un cuerpo (65) de la válvula susceptible de desplazamiento a lo largo del eje geométrico de dicho orificio de distribución de tinta; y
un miembro elástico (64) que presiona sobre dicho cuerpo de la válvula contra dicho asiento de la válvula.
8. El cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la longitud de un terminal seleccionado entre dicha pluralidad de terminales de electrodo (42, 43) a lo largo de la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta por el interior de dicho asiento de la válvula es mayor que la longitud máxima de entrada de la aguja de distribución de tinta por el interior de dicho orificio de distribución de tinta desde dicho asiento de la válvula, restado por una longitud hasta la cual la aguja de distribución de tinta es empujada hacia atrás por una fuerza resiliente de dicho miembro elástico como fuerza reactiva de aquél, generada mediante la presión de dicho cuerpo de la válvula.
9. El cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la longitud de un terminal seleccionado entre dicha pluralidad de terminales de electrodo (42, 43) a lo largo de la dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta por dentro de dicho asiento de la válvula no es mayor que la longitud hasta la cual la aguja de distribución de tinta se desliza por dentro de dicho cartucho de tinta mientras empuja dicho cuerpo de la válvula contra dicho cuerpo elástico.
10. El cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la longitud de un terminal seleccionado entre dicha pluralidad de terminales de electrodo en una dirección en la cual la aguja de distribución de tinta encaja con dicho orificio de distribución de tinta es mayor que la dirección en el sentido de la anchura de dicho terminal.
11. El cartucho de tinta de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 7, en el que dicho miembro de cubierta cubre una abertura superior de dicha cámara de tinta y está conformado con un agujero de ventilación (76) el cual comunica con el aire ambiental a través de unos finos surcos conformados en la superficie de dicho miembro de cubierta.
12. El cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el mecanismo de válvula comprende:
un embalaje cilíndrico (61) existente en el orificio de distribución de tinta de aquél para la comunicación de dicha cámara de tinta con una cabeza de impresión a través de una aguja de distribución de tinta (52);
un cuerpo (65) de la válvula dispuesto en el lado de la cámara de tinta del embalaje cilíndrico (61), y que es siempre presionado por un muelle (64) para cerrar herméticamente el embalaje cilíndrico para impedir el flujo hacia fuera de tinta;
almacenando dicho dispositivo de memoria (6) la información relacionada con la tinta contenida en el cartucho de tinta, dispuesto sobre una pared del cartucho de tinta, pared que está situada en paralelo con una dirección de inserción de la aguja de distribución de tinta (52); y
dicho miembro poroso (80, 84) alojado dentro de dicha cámara de tinta al menos en las inmediaciones de dicho cuerpo de la válvula;
13. El cartucho de tinta de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende así mismo un filtro (171) dispuesto corriente arriba de dicho cuerpo (65) de la válvula.
14. El cartucho de tinta de acuerdo con las reivindicaciones 12 o 13, que comprende así mismo una placa de cubierta (3) para cerrar herméticamente una parte superior de dicha cámara de tinta, estando dicha placa de cubierta conformada con un agujero de ventilación (75) el cual comunica con el aire ambiental a través de unos finos surcos conformados en la superficie de la placa de cubierta.
15. El cartucho de tinta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el dicho mecanismo de válvula abre y cierra dicho orificio de distribución de tinta en combinación con la aguja de distribución de tinta.
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