MONTAJE DE TAPA E IMPRIMACIÓN DE CABEZA DE IMPRESIÓN A CHORRO DE TINTA VENTILABLE
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente en general con las impresoras a chorro de tinta que incluyen cabezas de impresión y más en particular con un montaje de tapa e imprimación de cabeza de impresión a chorro de tinta ventilable que tiene una posición abierta para aliviar el defecto provocado por las presiones de aplicación de la tapa de la cabeza de la impresión que se acumulan cuando tal cabeza de impresión es tapada y una posición cerrada que permite la imprimación sellada de la cabeza de impresión durante el mantenimiento periódico de la cabeza de impresión. Una impresora a chorro de tinta del tipo llamado "gota sobre demanda" tienen por lo menos una cabeza de impresión desde la cual las gotas de tinta son dirigidas hacia un medio de registro. Dentro de la cabeza de impresión, la tinta puede estar contenida en una pluralidad de canales y se utilizan impulsos de energía para provocar que las gotas de tinta sean expulsadas, como se requiera, de los orificios en los extremos de los canales . En una impresora a chorro de tinta térmica, los impulsos de energía son usualmente producidos mediante resistores, cada uno localizado en un respectivo de los canales, que son direccionables individualmente mediante Ref: 122918 impulsos de corriente para calentar y vaporizar la tinta en los canales. A medida que una burbuja de vapor crece en cualquiera de los canales, la tinta se abulta desde el orificio o boquilla del canal hasta que el impulso de corriente a cesado y la burbuja se comienza a colapsar. En aquella etapa, la tinta dentro del canal se retracta y separa de la tinta abultada que forma una gota que se mueve en una dirección alejándose del canal y hacia un medio de registro. Luego el canal es rellenado mediante acción capilar, extrayendo tinta de un contenedor de suministro. Un ejemplo particular de un tipo de impresora a chorro de tinta térmica es descrito en la patente norteamericana No 4,638,337. Aquella impresora es del tipo de carro o soporte móvil y tiene una pluralidad de cabezas de impresión, cada una con su propio cartucho de suministro de tinta, montado sobre un carro de movimiento alternativo. Los orificios de canal en cada cabeza de impresión están alineados perpendiculares a la línea de movimiento del cartucho y una hilera de información es impresa sobre medio de registro estacionario a medida que el carro es movido en una dirección. Luego el medio de registro es escalonado, perpendicular a la línea del movimiento del carro, por una distancia igual al ancho de la hilera impresa y luego el carro es movido en la dirección inversa para imprimir otra hilera de información.
Se ha reconocido que hay necesidad de mantener orificios o boquillas de expulsión de tinta de una impresora a chorro de tinta por ejemplo al limpiar periódicamente los orificios cuando la impresora esta en uso y/o al tapar la cabeza de impresión cuando la impresora no esta en uso o esta inactiva por periodos extensos. El sellado con tapa, de la cabeza de impresión esta diseñado para impedir que la tinta en la cabeza de impresión se seque. También hay necesidad de imprimar una cabeza de impresión antes del uso, para asegurar que los canales de la cabeza de impresión estén llenos completamente con tint.a y no contengan contaminantes o burbujas de aire. Estaciones de mantenimiento y/o imprimación para las cabezas de impresión de varios tipos de impresoras a chorro de tinta se describen por ejemplo en las patentes norteamericanas Nos. 4,855,764 y 4,863,717 y la eliminación del gas del deposito o recipiente para tinta de una cabeza de impresión durante la impresión se describe en la patente norteamericana No. 4,679,059. Todas estas patentes son incorporadas en la presente por referencia. Un problema persistente con los mecanismos o montajes de tapa de la técnica previa es la lenta acumulación de presión positiva dentro del montaje de tapas sellado durante periodos inactivos de la impresora (con la cabeza de impresión tapada) . Tal presión positiva provoca ordinaria y usualmente que el aire y la tinta dentro de los orificios o boquillas de la cabeza de impresión sean impulsados de regreso a los canales de la cabeza de impresión que alimentan las boquillas. Esto por supuesto da como resultado de manera indeseable dificultades de imprimación de la cabeza de impresión subsecuentes y defectos de calidad de impresión. Este problema es complicado adicionalmente por la necesidad de tener al conjunto o montaje o mecanismo de tapa no ventilado y completamente sellado durante las operaciones de imprimación de los periodos de mantenimiento. Por consiguiente, hay necesidad de un montaje de sello con tapa y de imprimación ventilable que pueda aliviar el defecto que provocan las presiones de sellado con tapa de la cabeza de impresión que se acumulan cuando cada una de tales cabezas de impresión es tapada y que todavía permita la imprimación sellada durante procedimientos de mantenimiento periódicos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se proporciona un conjunto o montaje de tapa e imprimación ventilable para tapar una cara de boquilla de una cabeza de impresión a chorro de tinta para permitir la imprimación sellada de la cabeza de impresión, también como la ventilación de la cabeza de impresión para aliviar las presiones que provocan defectos de la misma durante periodos de no imprimación. El conjunto o montaje de tapa e imprimación ventilable incluye un elemento de tapa que incluye un elemento de sellado para un acoplamiento de sellado con la cara de la boquilla de la cabeza de impresión a chorro de tinta y un elemento de tapa montado al elemento de tapa y que incluye un hueco o rebajo de imprimación y una trayectoria de vacío formada en el mismo. Además, el montaje de tapa e imprimación ventilable incluye una trayectoria de ventilación formada desde una superficie exterior del elemento de tapa y a través del elemento de tapa al hueco de imprimación para ventilar la cara de la boquilla de la cabeza de impresión a chorro de tinta • que es tapada, aliviando mediante esto la cara de la boquilla de la cabeza de impresión a chorro de tinta de las presiones de tapa que provocan defectos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En la descripción detallada de la invención presentada a continuación, se hace referencia a los dibujos en los cuales : La figura 1 es una vista en elevación esquemática de una impresora a tinta líquida que incluye el conjunto o montaje de tapa e imprimación ventilable de acuerdo con la presente invención; La figura 2 es una ilustración esquemática del conjunto o montaje de tapa e imprimación ventilable de la presente invención en acoplamiento de sellado con la cara de la boquilla de una cabeza de impresión a chorro de tinta y Las figuras 3 y 4 ilustran una sección vertical del conjunto o montaje de tapa e imprimación ventilable de la presente invención en acoplamiento de sellado tapado con la cara de la boquilla de una cabeza de impresión a chorro de tinta que muestra su posición abierta de ventilación sin vacío y su posición cerrada durante una operación de imprimación bajo vacío.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En tanto que la presente invención será descrita en relación con modalidades preferidas de la misma, se comprenderá que no se propone limitar la invención a aquellas modalidades. Por el contrario, se propone cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalentes como se puedan incluir en el espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas. Para una compresión general de las características o aspectos de la presente invención, se hace referencia a los dibujos. En los dibujos, se han utilizado números de referencia semejantes de principio a fin para identificar elementos idénticos . Con referencia ahora a la figura 1, se muestra una vista en elevación esquemática de una impresora 10 a tinta líquida por ejemplo una impresora a chorro de tinta. Como se muestra, la impresora 10 de tinta líquida o a chorro de tinta incorpora el conjunto o montaje de tapa e imprimación de cabeza de impresión ventilable de la presente invención, mostrado en general como 38 (a ser descrito en detalle posteriormente en la presente) y una bandeja de entrada 12 que contiene hojas de una hoja de papel 14 hacer impresa por la impresora 10. Hojas individuales de la hoja de papel 14 son retiradas de la bandeja de entrada 12 mediante un dispositivo de recolección 16 y alimentadas mediante rodillos de alimentación 18 a un mecanismo de transporte 20. El mecanismo de transporte 20 hace mover la hoja mediante una banda o bandas 22 de alimentación impulsadas mediante uno de los rodillos de soporte 24 debajo de un montaje 26 de cabeza de impresión de tinta líquida. El conjunto 26 de cabeza de impresión como es bien conocido, incluye una fuente de tinta
(no numerada) anexa por ejemplo al soporte de la cabeza de impresión o acoplada a cabezas de impresión asociadas por medio de tuberías de suministro apropiadas. El montaje 26 de cabeza de impresión incluye cabezas de impresión 28 que por ejemplo pueden ser cabezas de impresión de movimiento alternativo o cabezas de impresión de arreglo de ancho de hoja parcial o de una pagina soportadas en una posición de impresión mediante un soporte de cabeza de impresión (no mostrado) en una relación confrontante con la banda 22. Durante la impresión, las cabezas de impresión 28 depositan a manera de formación de imagen gotas de tinta líquida sobre la hoja de papel 14 a medida que es transportada por la banda 22 mas allá y debajo de la dualidad de cabezas de impresión 28. Como es bien conocido, cada una de las cabezas de impresión 28 incluye un arreglo de boquillas de impresión, por ejemplo arreglos escalonados o lineales, que tienen una longitud suficiente para depositar a manera de formación de imagen gotas de tinta como se describe anteriormente, en una zona de impresión que ya hace debajo de las cabezas de impresión y es transversal a la hoja de papel 14. A medida que la hoja de papel 14 es movida a través de la zona de impresión, las cabezas de impresión 28 imprimen o registran una imagen de tinta líquida sobre la hoja de papel 14. Después de la impresión o registro de la imagen de tinta líquida como se define anteriormente dentro de la zona de impresión, la hoja de papel 14 es luego transportada por la banda 22 a través de un conjunto o montaje secador 32 para secar la imagen de tinta líquida sobre la misma. Desde el montaje 32 de secador, la hoja de papel 14 con una imagen de tinta seca sobre la misma es movida a una bandeja de salida 33. Como se muestra, un controlador 34 controla la operación de varios aspectos de la impresora 10, que incluyen el mecanismo de transporte 20, el montaje de secador 32 y la operación de mantenimiento que incluye la operación de tapa e imprimación ventilable de acuerdo con la presente invención. El mecanismo 20 de transporte incluye por ejemplo el dispositivo de recolección 16, el rodillo de alimentación 18, la banda 22 y los rodillos de accionamiento 24. Además, el controlador 34 controla el movimiento del montaje 26 de cabeza de impresión, imprimiendo mediante las cabezas de impresión 28 como sería comprendido por aquellos experimentados en la técnica. El controlador 34 es de preferencia una minicomputadora especializada, autocontenida que tiene una unidad de procesador central (CPU) , almacenamiento electrónico y una pantalla o interfase para el usuario (Ul) . Con la ayuda de detectores y conexiones (no mostrada) , el controlador 34 lee, captura, prepara y maneja el flujo de datos para la imagen que es impresa por las cabezas de impresión 28. Además, el controlador 34 es el procesador de múltiples tareas principal para la operación y control de todos los otros subsistemas de la máquina y operaciones de impresión. Al final de un trabajo de impresión o de otra manera cuando es necesario, tal como durante una falla de energía, el montaje 26 de cabezas de impresión es separado de la banda 22 en la dirección de la flecha 36. Un elemento 52 de tapa moldeado del montaje 60 de tapa e imprimación ventilable de la cabeza de impresión de la presente invención se hace mover debajo del montaje 26 de cabeza de impresión en la dirección de la flecha 40 para tapar las cabezas de impresión del montaje 26 de cabeza de impresión. Una vez que el montaje 60 de tapa e imprimación ventilable de la cabeza de impresión esta posicionado directamente debajo del montaje 26 de cabeza de impresión, el montaje 26 de cabeza de impresión es movido hacia la banda 22 y a un acoplamiento de sellado con una membrana elevada 50 sobre el elemento 52 de tapa moldeado para tapar, ventilar y subsecuentemente imprimar plenamente las cabezas de impresión 28 de acuerdo con la presente invención (a ser descrita en detalle posteriormente en la presente) . Cuando el montaje 26 de cabeza de impresión ha sido tapado, ventilado y plenamente imprimado como se describe anteriormente y está otra vez en necesidad de otro trabajo de impresión, es separado de la banda 22 y el montaje 60 de tapa e imprimación ventilable de cabezas de impresión es separado del montaje 26 de cabeza de impresión de tal manera que el montaje 26 de cabeza de impresión puede ser reposicionado apropiadamente con respecto a la banda 22 para imprimir sobre las hojas de registro 14. Con referencia a las figuras 1-4, el montaje 26 de cabeza de impresión incluye por ejemplo una cabeza de impresión 28 de movimiento alternativo que ha sido movida a una posición de tapa contra el montaje 60 de tapa e imprimación ventilable de cabeza de impresión de la presente invención. Así, el montaje 60 de tapa e imprimación de cabeza de impresión ventilable tapa y sella contra una cara 29 de boquilla de la cabeza de impresión 28. Como se muestra, el montaje 60 de tapa e imprimación ventilable de cabeza de impresión comprende la membrana elevada 50, de preferencia un hule de silicona de bajo durómetro (20-30 Shore "A") unido al elemento 52 de tapa moldeado que tiene un sustrato 54 y un hueco o rebajo 56. El hueco o rebajo 56 es mostrado con lados rectos pero puede ser ahusado hacia adentro y termina en una base 62 que tiene un orificio a una trayectoria 58 de vacío a través del mismo. Como se muestra adicionalmente, el elemento 52 de tapa moldeado incluye la pared inferior 62 y paredes laterales 64, 66 que definen la cámara o hueco 56 de imprimación, también como la trayectoria de vacíos 58 del dispositivo 60 de vacío a la cámara o hueco 56. Debido a que la cara 29 de boquilla es asentada por encima de la pared del fondo 62, se forma un espacio 57 de imprimación encerrado dentro de la cámara o rebajo 56. Como se ilustra, el espacio 57 de imprimación encerrado es así definido por la cara 29 de boquilla de una cabeza de impresión a chorro de tinta que es tapada y por la pared inferior 62, paredes laterales 64,66 del elemento de tapa 52 y un dispositivo de válvulas 72 dentro de la trayectoria 58 de vacío. El elemento de tapa 52 incluye una primera abertura o agujero de vacío 88 y la membrana colapsable o aplastable 84 incluye una segunda abertura 90 que están arreglados de tal manera que la primera abertura 88 y la segunda abertura 90 están de preferencia alineadas y se comunican definiendo así una trayectoria de flujo de fluido para que el aire y la tinta fluyan de la cara 29 de la boquilla de la cabeza de impresión al chorro de tinta que es tapada, al hueco o rebajo de imprimación 56 y la trayectoria de vacío 58. Como se muestra, el agujero o abertura 58 de vacío está de preferencia localizado y centrado dentro del hueco o rebajo de imprimación 56. Los tamaños relativos de la primera abertura 88 a la trayectoria de vacío 58 y aquel de la abertura 90 a través de la membrana colapsable 84 son de tal manera para permitir que la membrana aplastable 84 cuando se encuentra en su posición plegable 84' ' mantenga el agujero 88 abierto mientras que sella las áreas que rodean al agujero 88. El hueco o rebajo de imprimación 56 y de aquí el espacio de imprimación 57 incluyen una porción 59 convexa elevada que rodea la abertura, orificio o agujero 88 a la trayectoria de vacío 58. La porción convexa elevada 59 está localizada en una posición apropiada para hacer un contacto de sellado con la membrana aplastable 84 cuando la membrana aplastable se encuentra en su posición plegable 84''. El espacio 57 de imprimación encerrado es formado después del asentamiento de la cara 29 de boquilla y antes de la aplicación de vacío y como tal contiene aire.
De manera importante, de acuerdo con la presente invención, el elemento 52 de tapa del montaje 60 de tapa e imprimación ventilable incluye una trayectoria de ventilación 80 que es formada de una superficie exterior 82 del elemento de tapa al hueco o rebajo o cámara 57 de imprimación para ventilar la cara de boquilla de la cabeza de impresión a chorro de tinta que es tapada, aliviando mediante esto a tal cara de boquilla de las presiones de tapa que' provocan defectos durante periodos de no imprimación. La trayectoria de ventilación comprende un pasaje en laberinto tortuoso a través de una porción de cuerpo del elemento de tapa 52 para mantener la humedad dentro del hueco o rebajo de imprimación 56 también como para aliviar el hueco o rebajo de imprimación 56 y la cara 29 de boquilla de las presiones que provocan defectos durante periodos de no imprimación (esto es, periodos cuando la cara de la boquilla esta tapada y sellada pero el dispositivo de vacío no esta en operación) . La trayectoria 80 de ventilación incluye un agujero o abertura de ventilación 80 que está localizado dentro del hueco o rebajo 56 (también como dentro del espacio 57 de imprimación encerrado) y está espaciado periféricamente del agujero 88 de vacío, la cara 29 de boquilla durante periodos de no imprimación de colocación de tapa, aliviándola mediante esto de las presiones que provocan defectos .
Como se muestra adicionalmente, el montaje 60 de tapa e imprimación ventilable incluye una membrana aplastable 84 que es montada sobre el espacio de imprimación 57 y sobre la abertura o agujero 86 a la trayectoria de ventilación 80. La membrana aplastable 84 es montada de manera importante de una manera en voladizo sobre el espacio de imprimación 57. como se muestra, la membrana aplastable 84 tiene una posición normalmente abierta 84' en la cual se define una trayectoria de conexión desde la cara 29 de boquilla a la trayectoria 58 de vacío e importantemente a la trayectoria de ventilación 80. También tiene una posición plegada 84'' que es obtenible bajo vacío en la cual sella efectivamente contra la porción convexa elevada 59 de la pared inferior 62 y así cierra la trayectoria de conexión entre la cara 29 de boquilla y la trayectoria de ventilación 80. Para cerrar la trayectoria de conexión a la trayectoria de ventilación 80 y luego imprimar la cara 29 de boquilla , un dispositivo de vacío tal como una bomba 70 y válvulas 72 son conectados a la trayectoria de vacío 58 para aplicar una presión de vacío a través de la trayectoria de vacío a la cara 29 de boquilla. Tal vacío aplicado a la cara 29 de boquilla es también aplicado simultáneamente a la membrana plegable 84 para plegarla desde su posición normalmente abierta 84' a su posición plegada 84'' para sellar y cerrar la trayectoria de ventilación 80, en tanto que todavía expone la trayectoria 58 de vacío para permitir la aplicación de presión de vacío contra la cara 29 de boquilla. Como se puede ver, se ha provisto un conjunto o montaje de tapa e imprimación ventilable para tapar una cara de boquilla de una cabeza de impresión a chorro de tinta para permitir la imprimación sellada de la cabeza de impresión, también como para ventilar la cabeza de impresión para aliviar las presiones que provocan defectos de la misma durante periodos de no impresión. El conjunto o montaje de tapa e imprimación ventilable incluye un elemento de tapa que incluye un elemento de sellado para un acoplamiento de sellado con la cara de la boquilla de la cabeza de impresión a chorro de tinta y un elemento de tapa montado al elemento de tapa y que incluye un hueco o rebajo de imprimación y una trayectoria de vacío formada en el mismo. Además, el conjunto o montaje de tapa e imprimación ventilable incluye una trayectoria de ventilación formada desde una superficie exterior del elemento de tapa y a través del elemento de tapa, al hueco o rebajo de imprimación para ventilar la cara de la boquilla de la cabeza de impresión a chorro de tinta que es tapada, aliviando mediante esto a la cara de boquilla de la cabeza de impresión a chorro de las presiones que provocan defectos. En tanto que la modalidad descrita en la presente es preferida, se apreciará de esta enseñanza que varias alternativas, modificaciones, variaciones o mejoras en la misma se pueden efectuar por aquellos experimentados en la técnica, que se proponen estar abarcadas por las siguientes reivindicaciones . Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.