Dispositivo de alimentación de tinta a una impresora.

Dispositivo de alimentación de tinta de densidad ρ a una impresora,

especialmente una impresora de chorros de tinta, que comprende un recipiente de reserva de tinta rellenable (1), preferiblemente hecho de un material de forma rígida, con un volumen de llenado V0, una altura h0 y una sección transversal Q(h) de la cavidad interior, así como con un dispositivo para compensar la presión entre el interior del recipiente y su entorno, de modo que la presión en el recipiente (1) sea constante con independencia de su estado de llenado, siendo el recipiente de reserva de tinta (1) desplazable en dirección vertical, presentando en o junto a la zona de su lado superior una anilla o similar para enganchar un elemento elástico (3) de acción vertical configurado como muelle de tracción y siendo retenido con una fuerza elástica que, estando completamente vacío el recipiente de reserva de tinta (1), depende de la desviación Δ L0 con respecto a su longitud L0

ΔL

F ≥ F(ΔL) ≥ ƒ D'(l) dl

0

en donde se cumple para la característica elástica D'(L) que:

D'(L) ≥ ρ *Q(h≥ΔL)*(1 + ε)

en donde 0 ≤ ε ≤ 0,2, preferiblemente 0 ≤ ε ≤ 0,1, especialmente 0 ≤ ε ≤ 0,05, por ejemplo 0 ≤ ε ≤ 0,02, caracterizado por que

a) el recipiente de reserva de tinta (1) está cerrado o puede ser cerrado y presenta en su zona superior una abertura de rellenado que está cerrada con una tapa durante el funcionamiento normal;

b) estando previsto un mecanismo para desgasificar la tinta en forma de una membrana semipermeable, a cuyo lado exterior se aplica un vacío o una depresión mientras la tinta circula a lo largo de su lado interior.

Dispositivo de alimentación de tinta a una impresora La invención se dirige a un dispositivo de alimentación de tinta de densidad ρ a una impresora.

Usualmente, la alimentación de una impresora, especialmente para uso doméstico, se realiza por medio de cartuchos de un solo uso. Estos cartuchos de un solo uso se tiran después de su vaciado y se les sustituye por nuevos cartuchos llenos. Debido a estos cartuchos de un solo uso se genera una gran cantidad de residuos que en general tienen que agregarse incluso a la basura especial.

Para reducir estas cantidades de basura existen diferentes sistemas de rellenado en el mercado. Tales sistemas de rellenado no solo se utilizan en las impresoras de mesa normales, sino especialmente también en impresoras industriales de formato grande o incluso en máquinas de impresión. Por otro lado, tales mecanismos de impresión pueden utilizarse también, por ejemplo, en copiadora, especialmente en copiadoras de formato grande, es decir, allí donde se imprime una superficie grande según un modelo (pequeño) a escala grande o ampliada. No obstante, el caso de aplicación principal puede verse en el sector de las impresoras industriales de formato grande.

Una variante del rellenado se consigue mediante sistemas dotados de un complejo control electrónico. En este caso, se abre una válvula después de caer por debajo de un nivel de tinta determinado a fin de rellenar nuevamente el recipiente de tinta.

Por ejemplo, el documento WO 79/00955 revela un dispositivo de control del nivel de tinta que controla el nivel de la tinta mediante el empleo de un sensor de ultrasonidos y que produce entonces con ayuda de una compleja activación electrónica un rellenado del acumulador de tinta e impide al mismo tiempo un sobrellenado del mismo o un desbordamiento.

Todos los sistemas de rellenado conocidos hasta ahora para impresoras de cualquier tipo o incluso para máquinas de impresión están afectados de inconvenientes semejantes: El rellenado se efectúa solamente por medio de complejos sistemas de control y regulación y, por tanto, éste es muy costoso a consecuencia del control electrónico y del empleo de sensores, flotadores, válvulas o similares. Además, los sistemas de control y regulación consumen energía durante su funcionamiento, casi siempre en forma de corriente eléctrica, lo que genera más costes. A esto se añade como agravante el hecho de que los sistemas de esta clase son propensos a averías y, por tanto, son intensivos en mantenimiento y costes.

El documento EP0237787 muestra un recipiente de reserva de tinta con una anilla para enganchar un muelle de tracción.

El estado de la técnica anteriormente descrito da como resultado el problema que sirve de inicio a la invención y que consiste en perfeccionar un dispositivo del género expuesto para alimentar tinta de densidad ρ a una impresora o una máquina de impresión de tal manera que este dispositivo sea tan sencillo y pobre en mantenimiento y, no obstante, fiable como sea posible y no necesite energía auxiliar.

La solución de este problema se logra en un dispositivo del género expuesto por medio de al menos un recipiente de reserva de tinta rellenable cerrado o susceptible de ser cerrado, hecho de un material de forma preferiblemente rígida, con un volumen de llenado V0, una altura h0 y una sección transversal Q (h) de la cavidad interior, así como con un dispositivo para compensar la presión entre el interior del recipiente y su entorno, siendo el recipiente de reserva de tinta desplazable en dirección vertical y siendo retenido por al menos un muelle de acción aproximadamente vertical con una fuerza elástica que, estando completamente vacío el recipiente de reserva de tinta, depende de la desviación ΔL = L – L0 con respecto a su longitud L0

ΔL F = F (ΔL) = -∫D’ (l) dl 0

cumpliéndose para la característica elástica D’ (L) que:

D’ (L) = ρ*Q (h=ΔL) * (1 + ε)

en donde 0 < ε < 0, 2, preferiblemente 0 < ε < 0, 1, especialmente 0 < ε < 0, 05, por ejemplo 0 < ε < 0, 02.

Gracias a esta relación entre la forma de la sección transversal del recipiente de reserva de tinta empleado y del muelle utilizado para su apoyo/suspensión variable se consigue que el nivel de tinta en el recipiente de reserva de tinta se mantenga siempre a una altura constante, con independencia de la cantidad de tinta en el recipiente. En general, es necesario para ello al menos un elemento de muelle con una curva característica no lineal.

Una forma de realización especialmente ventajosa se caracteriza por al menos un recipiente de reserva de tinta rellenable, cerrado o susceptible de ser cerrado, de sección transversal constante, con una superficie de base Q, hecho de un material de forma rígida, así como con un dispositivo para compensar la presión entre el interior del recipiente y su entorno, de modo que la sección transversal del recipiente sea constante con independencia de su estado de llenado, siendo el recipiente de reserva de tinta desplazable en dirección vertical y siendo retenido por al menos un muelle de acción aproximadamente vertical con la constante elástica D, cumpliéndose que:

D = ρ*Q (1 + ε)

en donde 0 < ε < 0, 2, preferiblemente 0 < ε < 0, 1, especialmente 0 < ε < 0, 05, por ejemplo 0 < ε < 0, 02.

Se trata aquí, por así decirlo, de un caso especial de la disposición general anteriormente descrita. En el caso especial de una sección transversal constante del recipiente se simplifica la relación entre la característica elástica y la sección transversal del recipiente, y se puede utilizar un muelle “normal” con característica elástica lineal o con una constante elástica.

La constante elástica o tasa elástica, también dureza elástica, rigidez elástica o magnitud direccional (constante de dirección) , liga la desviación de un muelle con la fuerza resultante de ella. Este aumento de la fuerza es una constante únicamente en un muelle lineal. Esto se cumple para un muelle solamente hasta el límite de elasticidad.

Según la ley de Hooke, la fuerza de retroimpulsión de un muelle, llamada fuerza elástica, es proporcional al desplazamiento ΔL del punto de ataque de la fuerza en contra de la dirección de la fuerza, siempre que el muelle no se deforme plásticamente de manera permanente a consecuencia de la acción de la fuerza ni, por tanto, se destruya (D = const.) . Por tanto, se cumple la relación F = -D*ΔL

en donde D: constante elástica.

La fuerza (opuesta a la fuerza elástica) que produce un alargamiento del muelle es igual al producto de la constante elástica D y el recorrido ΔL a lo largo del cual se desplaza el punto de ataque de la fuerza del muelle. En un muelle de tracción o de compresión esto constituye la variación de la longitud del muelle.

La determinación de una constante elástica se efectúa por medio de un ensayo de tracción en el que se aplica una fuerza F y se mide la desviación o la variación de longitud ΔL = L – L0 en la dirección de la fuerza aplicada. Resulta de esto que la constante elástica es D = F/ΔL

La constante elástica D se indica usualmente en la unidad newtons/metro o (más raro) en kilogramos/segundo2:

[D] = N/m = kg/s2

La descripción de un muelle por su constante elástica es una aproximación suficientemente exacta en la práctica para el comportamiento elástico de muelles lineales.

La rigidez elástica o la constante elástica D de un muelle helicoidal se calcula, por ejemplo, como D = G*dD4/ (8*dF3*n)

en donde dD = diámetro del alambre [mm]

dF = diámetro medio del muelle [mm]

n = espiras elásticas G = módulo de cizalladura [N/mm2] (para alambre de acero elástico en general 81500 N/mm2, según DIN

EN 13906-1 (2002) ) Sin embargo, mediante una configuración especial (diámetro de espira variable, cuerpo moldeado de goma, muelles neumáticos) se pueden fabricar muelles cuya relación fuerza/recorrido no es lineal. En este caso, en el marco de la presente invención se deberá describir el diagrama fuerza/recorrido por su pendiente local

D’ (L) = dF/dL

como la característica elástica D’ (L) dependiente de la desviación L = L0 + ΔL.

El depósito de reserva de tinta deberá estar sustancialmente cerrado, especialmente también en su lado superior, para que no se evapore ni se seque la tinta contenida.

Se ha visto que es favorable que el recipiente de reserva de tinta esté hecho de un... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de alimentación de tinta de densidad ρ a una impresora, especialmente una impresora de chorros de tinta, que comprende un recipiente de reserva de tinta rellenable (1) , preferiblemente hecho de un material de forma rígida, con un volumen de llenado V0, una altura h0 y una sección transversal Q (h) de la cavidad interior, así como con un dispositivo para compensar la presión entre el interior del recipiente y su entorno, de modo que la presión en el recipiente (1) sea constante con independencia de su estado de llenado, siendo el recipiente de reserva de tinta (1) desplazable en dirección vertical, presentando en o junto a la zona de su lado superior una anilla o similar para enganchar un elemento elástico (3) de acción vertical configurado como muelle de tracción y siendo retenido con una fuerza elástica que, estando completamente vacío el recipiente de reserva de tinta (1) , depende de la desviación ΔL = L – L0 con respecto a su longitud L0

ΔL F = F (ΔL) = ∫D’ (l) dl 0

en donde se cumple para la característica elástica D’ (L) que:

D’ (L) = ρ*Q (h=ΔL) * (1 + ε)

en donde 0 < ε < 0, 2, preferiblemente 0 < ε < 0, 1, especialmente 0 < ε < 0, 05, por ejemplo 0 < ε < 0, 02, caracterizado por que a) el recipiente de reserva de tinta (1) está cerrado o puede ser cerrado y presenta en su zona superior una abertura de rellenado que está cerrada con una tapa durante el funcionamiento normal;

b) estando previsto un mecanismo para desgasificar la tinta en forma de una membrana semipermeable, a cuyo lado exterior se aplica un vacío o una depresión mientras la tinta circula a lo largo de su lado interior.

2. Dispositivo de alimentación de tinta de densidad ρ a una impresora, especialmente una impresora de chorros de tinta, que comprende un recipiente de reserva de tinta rellenable (1) , preferiblemente hecho de un material de forma rígida, con una altura h y una sección transversal constante, con la superficie de base Q de la cavidad interior, así como con un dispositivo para compensar la presión entre el interior del recipiente y su entorno de modo que la presión en el recipiente (1) sea constante con independencia de su estado de llenado, siendo el recipiente de reserva de tinta desplazable en dirección vertical, presentando en o junto a la zona de su lado superior una anilla o similar para enganchar un elemento elástico (3) de acción vertical configurado como un muelle de tracción y siendo retenido con una fuerza elástica que, estando completamente vacío el recipiente de reserva de tinta (1) , depende de la desviación ΔL = L – L0 con respecto a su longitud L0

F = -D*ΔL

en donde se cumple para la constante elástica D que:

D = ρ*Q (1 + ε)

en donde 0 < ε < 0, 2, preferiblemente 0 < ε < 0, 1, especialmente 0 < ε < 0, 05, por ejemplo 0 < ε < 0, 02, caracterizado por que a) el recipiente de reserva de tinta (1) está cerrado o puede ser cerrado y presenta en su zona superior una abertura de rellenado que está cerrada con una tapa durante el funcionamiento normal;

b) estando previsto un mecanismo para desgasificar la tinta en forma de una membrana semipermeable a cuyo lado exterior se aplica un vacío o una depresión mientras la tinta circula a lo largo de su lado interior.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el recipiente de reserva de tinta (1) está hecho al menos zonalmente de un material transparente u opaco, por ejemplo de plástico.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el recipiente de reserva de tinta

(1) presenta una configuración básica cilíndrica o prismática con un eje longitudinal vertical.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el recipiente de reserva de tinta (1) presenta en la zona de su lado superior una abertura de compensación de presión, por ejemplo una pequeña abertura con una sección transversal de menos de 20 mm2, preferiblemente una pequeña abertura con una sección transversal de menos de 10 mm2, especialmente una pequeña abertura con una sección transversal de menos de 5 mm2.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el recipiente de reserva de tinta (1) presenta en la zona de su lado superior al menos una abertura (13) de rellenado, preferiblemente una abertura (13) susceptible de ser cerrada, especialmente con un cierre atornillable.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el recipiente de reserva de

tinta (1) presenta en o junto a la zona de su lado superior una anilla o similar para fijar un dispositivo de suspensión, preferiblemente en posición aproximadamente vertical por encima del centro de gravedad del recipiente de reserva de tinta semilleno (1) que cuelga recto.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el recipiente de reserva de tinta (1) presenta en o junto a la zona de su lado inferior una conexión (14) para una tubería de tinta, preferiblemente para la conexión de un latiguillo de tinta (15) , especialmente para un latiguillo de tinta de un sistema de tinta interno a la impresora.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un elemento elástico (3) está configurado en forma de un muelle de tracción.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un elemento 15 elástico (3) está configurado en forma de un muelle helicoidal.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un elemento elástico (3) es recambiable y, en particular, está enganchado de manera soltable.

12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el extremo superior del elemento elástico (3) está fijado o puede fijarse a un dispositivo de apoyo o de suspensión (5) .

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado por que el dispositivo de apoyo o de suspensión (5) presenta la configuración de una horca o un puente.

14. Dispositivo según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado por que el dispositivo de apoyo o de suspensión (5) es regulable en altura y/o la fijación al dispositivo de apoyo o de suspensión (5) se efectúa a través de un mecanismo de regulación de altura, especialmente a través de un mecanismo de regulación fina de altura (6) .

15. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por que el dispositivo de apoyo o de suspensión está integrado con una impresora.