BR112017025843B1

BR112017025843B1 - Cartucho de jato de tinta continuamente recarregável

Info

Publication number: BR112017025843B1
Application number: BR112017025843-9A
Authority: BR
Inventors: Silvano Tori; Giovanni Morello; Tazio Sandri; Alessandro Scardovi
Original assignee: Sicpa Holding Sa
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2022-11-01
Also published as: MY186690A; WO2017055058A1; EP3383661A1; CL2018000770A1; EA201792615A1; US10265963B2; CN107735261B; EA039730B1; BR112017025843A2; CN107735261A; EP3383661B1; US20180186153A1

Abstract

CARTUCHO DE JATO DE TINTA CONTINUAMENTE RECARREGÁVEL. O presente pedido se refere a um cartucho de jato de tinta continuamente recarregável compreendendo um alojamento (2) com um fundo, uma parede circunferencial e um topo, um elemento de contrapressão (3) contido no alojamento (2) e um tubo (7) configurado para injetar tinta através de uma abertura (28) no alojamento. De acordo com a presente invenção, a abertura (28) do tubo (27), é localizada e configurada de tal forma que é, pelo menos parcialmente, cercada pelo elemento de contrapressão (3).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um cartucho de jato de tinta continuamente recarregável compreendendo um alojamento com um fundo, uma parede circunferencial e um topo, um elemento de contrapressão contido no alojamento e um tubo configurado para injetar a tinta através de uma abertura para o alojamento. O cartucho de jato de tinta continuamente recarregável pertence à tecnologia de cabeçote de impressão de jato de tinta termal.

FUNDAMENTOS

[0002] Para recarregar um cartucho de jato de tinta a partir de um tanque externo, um tubo de conexão é convencionalmente utilizado, que transmite a recarga do líquido para uma porta de entrada no topo do cartucho ou cobertura do cartucho. Se um material poroso é usado como um elemento de contrapressão para gerar contrapressão, o cartucho e o material poroso não estiverem completamente preenchidos com tinta, mas um volume superior interno do cartucho e elemento de contrapressão está em contato com um gás, geralmente o ar, e/ou o exterior.

[0003] A tinta injetada pelo tubo de conexão cai sobre o material poroso do elemento de contrapressão e flui através do elemento de contrapressão, finalmente, chegando a um chip de cabeçote de impressão, onde a ejeção de gota do cabeçote de impressão acontece.

[0004] Mesmo se a tinta injetada através do tubo de conexão estiver completamente desgaseificada, o volume superior interno e uma porção superior do elemento de contrapressão são preenchidos com ar, à pressão atmosférica e, consequentemente, a tinta passa através do volume superior e porção superior recaptura gás presente nessas peças internas do cartucho.

[0005] Entre os problemas que podem comprometer o funcionamento correto de um cabeçote de impressão de jato de tinta, o crescimento de bolhas de gás no cartucho é muito prejudicial e dificultoso: bolhas de grande tamanho podem fortemente dificultar o fluxo de tinta para os locais de ejeção do cabeçote de impressão e até mesmo quebrá-lo completamente.

[0006] Em cada local de ejeção de um cabeçote de impressão termal, onde gotículas são formadas numa taxa de ejeção, um pulso de corrente através de um resistor de aquecimento gera uma fina camada de vapor com uma pressão de cerca de 9 MPa. Esta alta pressão, transmitida ao líquido vizinho, é mantida por um tempo muito curto, normalmente menos de 1 μs. Posteriormente, a expansão termal de bolhas faz com que a pressão caia rapidamente e bem abaixo do nível atmosférico. Tal queda significativa (cerca de -80 kPa) se estende por quase toda a evolução da bolha. Em outras palavras, a bolha é "vista" pela tinta limítrofe como um volume em queda significativa a maior parte do tempo.

[0007] Em condições estáticas, a tinta está em equilíbrio com o seu ambiente e é quase saturada com os gases dissolvidos. Quando a queda súbita ocorre, este equilíbrio é quebrado e parte do gás dissolvido é extraído da tinta limítrofe. Após o colapso da bolha térmica, tais gás extraído permanece dentro do líquido na forma de microbolhas de ar. Devido à contínua ação de ebulição, essas bolhas são empurradas para fora da câmara e algumas delas fluem a montante na tubulação vertical, transmitindo a tinta do alojamento do cartucho para o cabeçote de impressão, em que a tinta praticamente não é afetada por variações de pressão e, assim, permanece substancialmente em equilíbrio com o gás dissolvido. Portanto, as bolhas de ar empurradas a montante na tubulação vertical não podem ser absorvidas por um líquido saturado próximo e permanecer no caminho de fluxo, por exemplo, abaixo de um filtro entre o alojamento e a tubulação vertical.

[0008] Atividade progressiva de impressão pode extrair mais gás da tinta, aumentando o tamanho das bolhas de gás na tubulação vertical. Como as bolhas de gás não podem escapar da tubulação vertical, e se crescerem além de um tamanho crítico, podem contrair e até mesmo bloquear o fluxo de tinta causando assim a diminuição severa da qualidade de impressão.

[0009] Outro efeito indesejado é a instabilidade da queda característica devido ao gás presente na câmara de queima. Algumas microbolhas formadas nas fases de ebulição anteriores podem permanecer na câmara sobre a superfície dos resistores. Quando estes são acionados, as microbolhas formam pontos de nucleação e, portanto, a próxima fase de ebulição começa em uma temperatura de superaquecimento menor e variável devido à distribuição aleatória das microbolhas. Quando as microbolhas estão presentes, bolhas de tinta vaporizada com tamanho menor e instáveis são gerados durante a impressão. Este efeito causa uma diminuição intermitente e aleatória de massa de queda e velocidade de normalmente cerca de 20 por cento.

[00010] Um cabeçote de impressão padrão para o mercado consumidor, isto é, para aplicações de escritório e domésticas, geralmente é descartável. Basicamente, como ilustrado nas Figuras 1 e 2, um cartucho de cabeçote de impressão 1 compreende um corpo de cartucho ou alojamento 2, geralmente feitas de plástico, que aloja um elemento gerador de contrapressão adequado 3, sendo este último feito de um material poroso, como espuma ou fibra, ou uma combinação deles. O elemento de contrapressão 3 quase completamente preenche o reservatório de tinta no interior do alojamento 2 e a tinta ocupa os poros do material, fluindo através deles, no sentido de um chip de cabeçote de impressão para chegar ao local de ejeção.

[00011] Um filtro 4, feito geralmente de metal, é ajustado no cartucho no lado inferior do elemento de contrapressão 3 e impede que possíveis fragmentos ou partículas, produzida durante a fabricação, de alcançar o circuito microfluídico do cabeçote de impressão.

[00012] Além do filtro 4, de uma tubulação vertical 5 forma o caminho de fluxo através do qual a tinta se desloca, antes de chegar às fendas de alimentação na parte de trás do chip de cabeçote de impressão. Uma tampa 6, que forma o topo do alojamento: 2, age como uma cobertura para o cartucho 1.

[00013] A tinta contida no cartucho 1 é suficiente para permitir a impressão regular ao longo de um período de tempo limitado, mas para o mercado consumidor suficientemente longo. A tinta pode ser desgaseificada antes de preencher o alojamento 2 do cartucho 1. Com frequência, a tinta não foi nem mesmo desgaseificada. Em qualquer caso, a quantidade total de gás dissolvido na tinta, mesmo já estando presente na tinta não-desgaseificada ou capturado a partir de superfícies internas do cartucho 1, por exemplo o elemento de contrapressão 3, em que gás pode ser adsorvido, normalmente não tem efeito significativo sobre o desempenho de impressão. Na verdade, o volume acumulado de gás que pode ser lançado a partir da tinta líquida em forma de bolhas é pequeno com relação ao volume da tubulação vertical 5 através da qual a tinta se desloca, movendo-se em direção ao cabeçote de impressão, que é fixado em uma superfície inferior 7 do alojamento 2.

[00014] Portanto, a tinta no cartucho 1 pode ser completamente consumida sem o cabeçote de impressão submetido a qualquer grave criticidade devido a bolhas de gás. Mesmo no caso de um cartucho recarregado, a vida útil do dispositivo, normalmente, permite apenas algumas recargas de tinta e o volume total das bolhas de gás continua a ser relativamente baixo. Como conclusão, o problema da formação de bolhas de gás no dispositivo de cabeçote de impressão pode ser mantido sob controle em um cartucho descartável ou até mesmo um cartucho de recarga.

[00015] Por outro lado, a acumulação de gás tende a causar graves problemas, quando o mesmo cartucho é recarregado continuamente a partir de fora, com um tubo de aducção que coleta a tinta a partir de um tanque externo, tal como uma garrafa, mesmo se a tinta tiver sido anteriormente desgaseificada.

[00016] O grande volume de tinta que flui continuamente através de um cartucho recarregável durante o longo tempo de operações de impressão leva a um contato prolongado entre o líquido e o ambiente interno do cartucho, que resulta em um maior risco de aumentar a quantidade de gás capturado na tinta e posteriormente dissolvido. Portanto, a formação de bolhas de ar, devido a quedas periódicas durante a impressão é aumentada. Assim, as bolhas podem se desenvolver cada vez mais até alcançar um tamanho crítico, que bloqueia ou impede o fluxo de tinta através do tubo vertical 5, causando uma falha do cabeçote de impressão.

[00017] Além disso, a geração de bolhas de gás por extração de gás dissolvido na tinta decorre muito mais facilmente e causa criticidade mais grave quando a tinta à base de solvente é usada em vez de tinta à base de água. Na verdade, solventes tendem a capturar e liberar uma quantidade maior de gás e os inconvenientes durante a impressão podem surgir em um curto período de tempo.

[00018] Uma contrapressão no circuito hidráulico contendo a tinta líquida é necessária para evitar que a tinta de caia para fora da caixa, o que seria causado a partir da pressão hidrostática exercida pela tinta de coluna no alojamento 2. Esta contrapressão pode ser fornecida por um elemento de contrapressão, por exemplo, um meio poroso, cuja capilaridade atua como uma força de retenção na tinta. O meio poroso pode ser de espuma ou outro material poroso, tais como têxteis, ou uma combinação de diferentes materiais, sendo capazes de preencher o espaço interno do alojamento 2, embora o filtro 4 tenha correspondência no fundo do alojamento 2. Os detalhes do elemento contrapressão 3 dependem muito da composição de tinta, e, muitas vezes, uma tal restrição em grande medida reduz a gama de materiais utilizáveis, se a tinta é à base de solvente.

[00019] As forças capilares no material poroso do elemento de contrapressão 3 são fenômenos de interface e ocorrem na superfície limite entre um líquido e um gás. Portanto, o elemento de contrapressão 3 não exerce nenhuma força de retenção, ou contrapressão, se foi completamente afundado no líquido, ou, em outras palavras, se o líquido o cobrir completamente. É necessário que pelo menos uma pequena porção superior do elemento de contrapressão poroso 3 não é coberto pelo líquido, a fim de que as forças capilares sejam estabelecidas e contrapressão necessária pode ser gerada no cartucho.

[00020] Como é ilustrado na Figura 3, o alojamento é apenas preenchido até um máximo de nível, que está localizada abaixo da tampa 6, isto é a parte superior do alojamento 2, e abaixo da extremidade superior do elemento de contrapressão 3. Um real nível de tinta 8 na Figura 3 toma o seu valor máximo, isto é, é igual ao nível máximo. O volume dentro do alojamento, 2 abaixo da tampa 6 e acima do real nível de tinta 8 contém apenas gás ou vapor. Desta forma, a superfície de transição entre a tinta líquida e o gás, um adequado limite de interface é formado no material poroso, gerando a contrapressão desejada.

[00021] Figura 4 mostra um cartucho de cabeçote de impressão convencional para um sistema de impressão contínua do sistema, isto é, cartucho de jato de tinta continuamente recarregável. Em um sistema contínuo de impressão, uma quantidade grande de tinta é ejetada do cabeçote de impressão 9 disposta no fundo do alojamento 2 durante uma operação de longa duração. Um tubo externo 10 transmite a tinta dentro do alojamento 2 a partir de um tanque externo (não descrito). O tubo externo 10 é normalmente conectado a uma porta de entrada 11 colocada na parte superior de uma tampa superior 12 cuja tampa superior 12 é por sua vez acoplável à tampa 6 do cartucho por meio de um sistema de travamento.

[00022] A cobertura 12 tem recursos de engate e juntas de vedação, de modo que ele pode ser facilmente removida da tampa 6. A cobertura 12 se engata a uma entrada de alimentação de tinta adequada 13 de tampa 6, em que uma junta 14 garante a estanqueidade da conexão entre a cobertura 12 travada e a tampa 6. Um adaptador 15 pode ser encaixado tanto a porta de entrada 11 na cobertura 12 e também em uma extremidade 16 do tubo externo 10 para permitir uma conexão fácil e sem vazamento entre o tubo externo 10 e a cobertura 12, que orienta a tinta através da entrada de alimentação 13 através da tampa 6 no alojamento 2.

[00023] Além disso, a cobertura 12 pode também fornecer contatos elétricos 17, que podem ser usados para estabelecer uma conexão com os elementos sensores de nível de tinta 18, de modo que o retorno com relação ao nível de tinta no alojamento 2 pode ser provida através de um conector elétrico 19 de dispositivo de recarga, a fim de controlar e garantir o fluxo de tinta.

[00024] Uma porta de ventilação pode ser provida na tampa 6 para manter o volume acima do elemento de contrapressão 3 e mais particular acima da tinta no elemento de contrapressão 3 à pressão atmosférica, assim, facilitando a retirada de qualquer líquido do alojamento 2.

[00025] Quando o cartucho continuamente recarregado 1 atingir o final de sua vida útil, ele pode ser substituído por um novo, e a cobertura 12 pode ser engatada com a tampa 6 do novo cartucho 1.

[00026] Figura 5 mostra o cartucho 1 montado para um sistema de recarga contínua, e Figura 6 representa a configuração completa do cartucho 1 e a cobertura 12, bem como o tubo externo 10 e os meios para injetar tinta dentro do alojamento 2 em sua configuração de operação.

[00027] No estado da técnica, como representado na Figura 7, a tinta transmitida a partir do tubo externo 10 no alojamento 2 através da entrada 13 cai do lado inferior da tampa 6, diretamente sobre o lado superior do elemento de contrapressão 3. O elemento de contrapressão 3 tem uma porção inferior 31 embebida em tinta e uma porção superior 32 a qual, por sua vez, está localizada em um ambiente de gás ou vapor. O limite entre essas porções, 31, 32 representa o nível de tinta 8 real, indicado com a linha pontilhada na Figura 7. A tinta flui através do meio gasoso abaixo da tampa 6 na parte superior do alojamento 2 e vai se espalhando pela porção superior 32 do elemento de contrapressão 3, que contém o mesmo gás. Assim, na primeira parte do trajeto dentro do alojamento 2, a tinta interage com o gás, no espaço acima do elemento de contrapressão, ou através dos poros e na superfície da porção superior 32 do elemento de contrapressão 3. Uma região de interação 21 é de aproximadamente indicada pelo oval pontilhado na Figura 7.

[00028] Como mencionado acima, o gás capturado posteriormente dissolvido na tinta pode, finalmente, ser extraído e lançado na tubulação vertical 5 sob o filtro 4. Figura 8 ilustra uma parte do alojamento 2, o filtro 4, a tubulação vertical 5 e o cabeçote de impressão 9. A porção inferior 31 do elemento de contrapressão 3 é embebido com tinta e tem contato com o lado superior do filtro 4. Sob o filtro 4, está a tubulação vertical 5, que está em comunicação fluida com o cabeçote de impressão subjacente 9. Quando uma porção do gás dissolvido é extraída pela queda causada pelo cabeçote de impressão, pequenas bolhas de gás podem ser produzidas na tinta. Estas bolhas de gás mal podem acompanhar o fluxo de tinta regular em direção aos locais de ejeção do cabeçote de impressão 9 porque a sua densidade é muito menor do que a densidade da tinta. Forças hidrostáticas tendem a empurrá-las para cima a fim de que elas permanecem presas na tubulação vertical 5 abaixo do filtro 4.

[00029] Durante o fluxo de tinta de longo tempo, uma grande quantidade de gás pode se acumular e ser capturada e lançada posteriormente em forma de uma grande bolha 22 presa pelo filtro 4. Pequenas bolhas podem se fundir ou podem aumentar o seu tamanho, fazendo com que a formação de bolhas de gás 22 maiores, que crescem continuamente até que alguma falha de impressão ocorra devido à bolha obstruindo o caminho de fluxo de tinta na tubulação vertical 5.

[00030] Este problema é convencionalmente abordado por um projeto de cartucho especial fornecendo um canal secundário, onde uma extração e processo de eliminação é realizada utilizando válvulas adicionais e dispositivos de bombeamento. No entanto, esta solução aumenta significativamente a complexidade e custo do sistema de impressão. Adicionalmente, filtros semipermeáveis devem ser utilizados de acordo com esta solução, para evitar a extração da tinta com as bolhas de gás e parâmetros de bombeamento devem ser precisamente definidos, dentro de uma faixa de operação adequada para explorar de forma eficaz tal ação de filtragem.

OBJETIVOS

[00031] É um objetivo prover uma solução barata e eficaz para evitar o acúmulo de gás dentro de um cartucho de jato de tinta continuamente recarregável de acordo com o campo técnico acima sem comprometer a funcionalidade do elemento de contrapressão.

RESUMO

[00032] Uma solução para o objetivo acima mencionado é fornecida pela reivindicação 1. Características vantajosas estão sujeitas às reivindicações dependentes.

[00033] Parte da solução para o objetivo é o reconhecimento de que a reabsorção de gás em uma tinta desgaseificada, quando este flui através do cartucho é, em grande medida, causada por um prolongado contato entre a tinta e a parte superior do ambiente interno do cartucho/alojamento que está cheio de ar. A presente ideia visa evitar esse contato prolongado entre a tinta e o ar ou outros gases no ambiente interno superior do cartucho/alojamento.

[00034] De acordo com o objeto descrito neste documento, uma possível transferência de gás é evitada pela extensão da tubulação no elemento de contrapressão no interior do alojamento para além do limite da superfície de tinta e gás. Mais particularmente, o cartucho de jato de tinta continuamente recarregável do campo técnico acima citado é caracterizado pelo fato de que a abertura do tubo está localizada e configurada de tal forma que é, pelo menos parcialmente, rodeada pelo elemento de contrapressão.

[00035] Como resultado, a extremidade do tubo inferior pode ser trazida o mais próximo possível do fundo do alojamento, por exemplo, um filtro, em que a tinta pode ser sugada através da malha de filtro para o caminho de fluxo e, posteriormente, nos canais que levam às câmaras de queima do cabeçote de impressão.

[00036] Além do filtro, não há mais ar livre que pode migrar para dentro da tinta desgaseificada. O elemento de contrapressão continua a exercer sua função no circuito hidráulico do cartucho, embora a troca de gases pode ser drasticamente reduzido porque o principal fluxo de tinta acontece através de tubo estendido, cuja extremidade permanece abaixo do nível de líquido no alojamento, e quase toda a altura do material poroso pode, em determinadas circunstâncias, agir como uma barreira para a difusão do gás ou a partir do ar ou gás presente na parte superior do alojamento ou elemento de contrapressão.

[00037] Esta solução permite um funcionamento confiável e significativamente mais longo do sistema de impressão com uma modificação simples e barata dos componentes do cartucho.

[00038] Preferencialmente, a abertura do tubo é localizada em uma primeira distância da extremidade de lado inferior do elemento de contrapressão em que a primeira distância é menos da metade, preferencialmente, menos de um terço, mais preferencialmente, menos de um quarto, de uma primeira altura entre uma extremidade de lado inferior do elemento de contrapressão e uma extremidade de lado superior do elemento de contrapressão. Também preferencialmente, a abertura do tubo, está localizada em uma segunda distância a partir do fundo do alojamento, em que a segunda distância é menor do que a metade, preferencialmente, menos de um terço, mais preferencialmente, menos de um quarto de uma segunda altura entre o fundo do alojamento e o topo do alojamento.

[00039] Localizar a abertura do tubo na primeira e/ou segunda distância a partir da extremidade de lado inferior do elemento de contrapressão e/ou o fundo do alojamento, respectivamente, conforme especificado acima, aprimora o efeito de evitar a absorção de gás. Em primeiro lugar, quanto mais abaixo a abertura do tubo estiver localizada no elemento de contrapressão e/ou de habitação, mais a tinta do elemento de contrapressão ou alojamento pode ser usada até antes que seja necessária recarga, a fim de não deixar que a tinta recarregada tenha contato com gás. Em segundo lugar, quanto maior a distância entre a abertura, e, portanto, a tinta alimentada e a superfície da tinta, mais estáticas são as mais camadas de tinta mais superiores, assim, contribuindo para dificultar a absorção de gás pela tinta.

[00040] Em um cartucho preferencial, o elemento de contrapressão é feito de material poroso, em especial de espuma, fibras ou uma combinação destas. Tal elemento de contrapressão usa forças capilares, a fim de equilibrar a pressão hidrostática da coluna de líquido. Para que ele funcione, o elemento de contrapressão deve ser mantido em um estado em que pelo menos uma pequena porção no topo está em contato com um gás. Em outras palavras, o elemento de contrapressão não deve ser completamente submerso na tinta.

[00041] Vantajosamente, o cartucho adicionalmente compreende um filtro para evitar que fragmentos ou partículas cheguem a um cabeçote de impressão, em que o filtro é preferencialmente feito de metal. Tal filtro permite que o cabeçote de impressão funcione de forma mais confiável, visto que é confiável evitar que partículas sólidas atinjam o cabeçote de impressão, o que resultaria em falha do cabeçote de impressão. Por outro lado, um filtro, geralmente, assume o risco de crescimento de bolhas de gás, assim, obstruindo assim o caminho de fluxo de tinta, conforme ele intercepta o gás sob o filtro, por exemplo, dentro do caminho de fluxo.

[00042] Preferencialmente, o topo do alojamento é realizado por uma tampa removível. Uma tampa removível facilita a abertura do cartucho, por exemplo, para trabalhos de manutenção, a fim de adaptar a tampa para um tubo de alimentação ou outro terminal(is). No entanto, também é possível que o topo do alojamento não possa ser aberto, mas esteja permanentemente fechado e.g. por meio de solda uma tampa sobre a parede circunferencial.

[00043] De acordo com um cartucho preferencial, um nível de tinta máximo predeterminado está definido para o alojamento até que o alojamento esteja preenchido com tinta, preferencialmente em que a abertura está localizada adicionalmente em direção ao fundo do alojamento do que o nível de tinta máximo predeterminado. O nível de tinta máximo predeterminado pode ser indicado por uma marca no alojamento ou no elemento de contrapressão, ou por uma determinada altura de tinta dentro do alojamento, que podem, por exemplo, ser medidos por meios eletrônico.

[00044] Preferencialmente, o elemento de contrapressão compreende um orifício, em particular, um orifício cego, para receber o tubo. Uma vez que o orifício permite que o tubo seja inserido no elemento de contrapressão sem danificar o elemento de contrapressão e sem influenciar a estrutura do elemento de contrapressão. A estrutura do elemento de contrapressão é relevante para a sua função, especialmente se for baseado em forças capilares. No entanto, como uma das várias alternativas possíveis, o tubo pode ser totalmente formado com a parede circunferencial do alojamento de modo que não é necessário fazer um orifício para o elemento de contrapressão. Ainda como alternativa, é claro que é também possível que o tubo seja simplesmente inserido no elemento de contrapressão que, dependendo do material e da estrutura utilizada para o elemento de contrapressão bem como o formato do tubo, o que pode ser suficiente para penetrar o elemento de contrapressão sem danificá-lo.

[00045] Em um cartucho preferencial, o elemento de contrapressão compreende um primeiro membro e o segundo membro, em que o primeiro membro é menos resistente do que o segundo membro, em que o primeiro membro compreende um orifício e em que o segundo membro está localizado adjacente ao fundo do alojamento e o primeiro membro está localizado acima, em especial no topo e em contato com o segundo membro. Um membro mais resistente facilita uma adaptação do elemento de contrapressão para o formato do alojamento. Isto é particularmente útil na parte inferior do alojamento. Por outro lado, um membro menos resistente provê um formato mais estável e facilita por exemplo prover o orifício para o tubo, ou outras modificações para o formato que está destinado a ser permanente.

[00046] Em uma modalidade preferencial, o elemento de contrapressão geralmente compreende um primeiro membro e o segundo membro, o segundo membro sendo localizado abaixo e em contato com o primeiro membro, e estar localizado de forma adjacente ao fundo do alojamento, assim, entre o fundo do alojamento e o primeiro membro. Essa configuração geralmente permite a escolha de diferentes materiais para o primeiro membro e o segundo membro. O primeiro e o segundo membros podem não diferem apenas na resiliência, mas também em suas reações à tinta que tem contato com os primeiro e o segundo membros bem como em diferentes capacidades de adaptação de seu formato e tamanho para formas externas.

[00047] Como um exemplo particularmente preferencial, o primeiro elemento pode ser, preferencialmente, composto de uma estrutura de fibras, o que é vantajoso na medida em que é robusto também quando está sendo contatado por solvente contendo tinta, embora dificilmente possa corresponder a um formato interno do alojamento. O segundo elemento pode preferencialmente ser formado da espuma, em que a espuma é suficientemente fina para evitar inchaço por mais de 10% de seu volume ao ser contatado pelo solvente que contem a tinta. Esta espuma tem a vantagem de que pode ser bem adaptada para o formato interno do alojamento.

[00048] É geralmente preferencial, mas particularmente preferencial no contexto do exemplo descrito imediatamente acima, que se deixe o tubo, mais especificamente a abertura do tubo, entrar em contato com o segundo membro. Em uma modalidade, a abertura do tubo é, pelo menos parcialmente, cercada pelo segundo elemento, o que significa que o tubo ligeiramente interfere com o segundo elemento e penetra um pouco o segundo elemento.

[00049] Nesta configuração, o efeito de impedir a absorção de gás pela tinta é particularmente bem alcançado. Se a abertura do tubo permanece no primeiro membro, o efeito de impedir a absorção de gás pela tinta não é tão bem feita, de modo que é preferencial ter a abertura do tubo em contato com e preferencialmente sendo pelo menos parcialmente, cercada pelo segundo elemento.

[00050] Em uma modalidade preferencial, uma distância entre a abertura do tubo e a tubulação vertical ou um filtro é menor que 8 mm, preferencialmente menor que 3 mm, em particular entre 1 mm e 8 mm ou, preferencialmente, entre 1 mm e 3 mm.

[00051] Em uma modalidade adicionalmente preferencial, o elemento de contrapressão compreende um primeiro membro e o segundo membro, o segundo membro sendo localizado abaixo e em contato com o primeiro membro, e estar localizado de forma adjacente ao fundo do alojamento, assim, entre o fundo do alojamento e o primeiro membro, em particular como descrito acima. Aqui, é preferencial que a espessura do segundo elemento seja entre 3 mm e 8 mm. Geralmente, é preferencial que a distância entre a abertura do tubo e uma abertura de uma tubulação vertical, um filtro ou geralmente um lugar de onde a tinta sai do segundo elemento, é menor do que a espessura do segundo elemento, em particular, 1 mm menor que a espessura do segundo elemento. No exemplo acima mencionado, esta distância é entre 2 mm e 7 mm. Isso permite um bom contato entre a abertura do tubo e o segundo elemento sem exercer muita força de compressão ao segundo elemento.

[00052] No presente caso, é particularmente preferencial se o orifício no primeiro membro é um orifício de passagem, que se estende por todo o caminho até o primeiro membro, de modo que a abertura do tubo pode ser localizada em contato com o segundo membro. Preferencialmente, o primeiro membro tem uma altura vertical muito maior do que o segundo membro, e garante, assim, que a abertura do tubo pode ser localizada nas proximidades do fundo do alojamento, de modo que a distância vertical entre a abertura do tubo e o nível de tinta está alto.

[00053] Em uma modalidade preferencial, o tubo é configurado como penetrante no topo. Em outras palavras, a tinta é alimentada no topo do alojamento e guiada através do tubo profundamente para dentro do alojamento e o elemento de contrapressão.

[00054] Em outra modalidade preferencial, o tubo é configurado para ter contato com a parede circunferencial do alojamento. Preferencialmente, o tubo é configurado integralmente com a parede circunferencial. Assim, este não penetra o elemento de contrapressão, mas é guiado ao lado do mesmo. A abertura é, preferencialmente, localizada ao lado do elemento de contrapressão ou pode ser configurada para penetrar o elemento de contrapressão em uma direção horizontal.

[00055] Também é possível que o tubo penetre na parte superior e é, em outras partes, ao longo de sua extensão, totalmente formado com ou guiados ao longo e preferencialmente em contato com a parede circunferencial.

[00056] De acordo com uma outra modalidade preferencial, o tubo é configurado para penetrar a parede circunferencial. Nesta modalidade, o tubo pode ser configurado de tal forma que ele não substancialmente se estende na direção vertical dentro do alojamento, mas pode ser guiado ao longo de uma substancialmente horizontal. Preferencialmente, a parede circunferencial do alojamento é penetrada a uma altura bem abaixo do usual, ou determinado, nível de tinta.

[00057] Preferencialmente, o alojamento compreende um elemento sensor de nível de tinta, de modo que um retorno pode ser provido para controlar uma quantidade de tinta a ser injetada em um determinado ponto do tempo. O elemento sensor de nível de tinta pode compreender um sensor localizado no interior do alojamento, bem como eletrônicos e meios de conexão elétrica. No entanto, também somente elementos isolados ou partes destes elementos são considerados como sendo um elemento sensor de nível de tinta no sentido acima.

[00058] Mais preferencialmente, o cartucho compreende um cabeçote de impressão que compreende um microcircuito, preferencialmente em que o cabeçote de impressão compreende um resistor de aquecimento para geração de uma camada de vapor para ejetar a tinta do cabeçote de impressão.

[00059] Um cartucho preferencial está livre de um filtro semipermeável e está livre de um canal secundário de um processo de extração do gás contido na tinta. Isso permite um design simples e eficiente do cartucho, se comparado com a o estado da técnica, evitando a geração de bolhas de gás no cabeçote de impressão.

[00060] Características e vantagens adicionais se tornam aparentes a partir da descrição abaixo dos desenhos e as declarações anexadas aos mesmos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00061] Fig. 1 ilustra uma vista explodida em perspectiva de um cartucho de jato de tinta descartável convencional;

[00062] Fig. 2 ilustra uma vista explodida de seção transversal de um cartucho de jato de tinta descartável convencional;

[00063] Fig. 3 ilustra uma vista de seção transversal de um cartucho de jato de tinta descartável convencional montado;

[00064] Fig. 4 ilustra uma vista explodida de seção transversal de um cartucho de jato de tinta continuamente recarregável convencional;

[00065] Fig. 5 ilustra uma vista de seção transversal de um cartucho de jato de tinta continuamente recarregável convencional quase montado;

[00066] Fig. 6 ilustra uma vista explodida de seção transversal de um cartucho de jato de tinta continuamente recarregável convencional completamente montado;

[00067] Fig. 7 ilustra uma vista de seção transversal detalhada um cartucho de jato de tinta continuamente recarregável convencional enquanto a tinta é injetada no cartucho;

[00068] Fig. 8 ilustra uma vista de seção transversal adicionalmente detalhada de um cartucho de jato de tinta continuamente recarregável convencional, mostrando uma porção de fundo nas proximidades de um cabeçote de impressão;

[00069] Fig. 9 ilustra uma vista em perspectiva de uma parte de uma modalidade com um orifício cego no elemento de contrapressão;

[00070] Fig. 10 ilustra uma vista em perspectiva de uma parte de uma modalidade com um orifício de passagem em um primeiro membro do elemento de contrapressão;

[00071] Fig. 11 ilustra uma vista em perspectiva do primeiro membro do elemento de contrapressão de acordo com a Fig. 10 e um segundo membro do elemento de contrapressão;

[00072] Fig. 12 ilustra uma vista em perspectiva de uma parte de uma modalidade com um tubo longo em uma tampa de um alojamento;

[00073] Fig. 13 ilustra a modalidade da Fig. 12 a partir de um ponto de vista diferente; e

[00074] Fig. 14 ilustra uma vista de seção transversal de uma modalidade de um cartucho com partes de um dispositivo de recarga anexado ao cartucho.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00075] A solução proposta não necessita de qualquer dispositivo extra e pode ser implementada com uma variação mínima no projeto do cartucho. A mesma é baseada na consideração de que, uma vez que a região crítica de deslocamento de tinta está logo abaixo da tampa 6 e na parte superior do elemento de contrapressão 3, em que a probabilidade de captura de gás e dissolvendo em tinta é relativamente alta, o tubo é estendido em direção ao fundo do alojamento 2 através do elemento de contrapressão 3. Em particular, a abertura do tubo pode ser localizada muito mais perto do fundo do alojamento 2, que geralmente inclui um filtro 4 do que para a parte superior do alojamento 2, de modo que a abertura do tubo permanece totalmente imersa na tinta líquida em todos os momentos, quase independentemente do nível de tinta 8 no interior do alojamento 2. Visto que o reabastecimento geralmente é realizado com frequência e, portanto, a diferença entre o mínimo e o máximo do nível real de tinta 8 é relativamente baixo, camadas superiores da tinta no alojamento 2 mantêm- se praticamente estático, de modo que qualquer taxa de troca de gás entre o ar na parte superior do alojamento 2 e o elemento de contrapressão 3 com a tinta subjacente é muito pequena, o que significa que o risco de se ter o crescimento de uma bolha de gás é reduzido significativamente se comparado aos cartuchos convencionais. Na verdade, esta solução permite que vários litros de tinta fluam através do mesmo cartucho, sem qualquer deterioração na impressão devido à formação de obstrução por bolhas de gás.

[00076] Uma maneira simples de fazer esse alongamento de tubo, como mostrado na Figura 9, é a perfuração longitudinal do orifício cego 23 ou orifício para dentro do material de contrapressão 3, a fim de que possa alojar o tubo alongado sem ser danificado. A profundidade de perfuração pode ser escolhida de tal forma que o tubo termina no fundo 24 do orifício cego, bem abaixo de qualquer aceitável, ou geralmente aceito, nível de tinta 8 real no elemento de contrapressão 3.

[00077] Em uma modalidade adicional, como representado nas Figuras 10 e 11, o elemento de contrapressão 3 é composto de dois membros, 38, 39 de diferentes materiais porosos que constituem o composto completo do elemento de contrapressão 3. Um elemento maior, rígido pode formar o primeiro membro 38, que é configurado para ser colocado em cima de um elemento flexível menor que pode formar o segundo membro 39 e é configurado para ser colocado no fundo do alojamento 2, a fim de obter uma melhor correspondência com o fundo rígido do alojamento 2, particularmente o filtro 4.

[00078] É possível perfurar ou, de outra forma, formar um orifício de passagem 25, que passa através de um primeiro membro 38, a fim de que a tubulação estendida pode entrar em contato com uma parte superior 26 do segundo membro 39.

[00079] Em uma modalidade adicional, o tubo estendido pode ser incorporado com o alojamento, por exemplo, em contato com ou como parte da parede circunferencial, de modo que, sem a perfuração do elemento de contrapressão 3 é necessário. Nesta modalidade, o alojamento pode ser formado de tal forma que um tubo é formado a partir de uma entrada de alimentação do alojamento para um local profundo dentro do alojamento 2, em que a abertura do tubo é, pelo menos parcialmente, cercada pelo material do elemento de contrapressão. Por isso, a tinta alimentada no alojamento 2 não entra em contato com o ar ou outros gases na porção superior do alojamento 2 ou elemento de contrapressão 3.

[00080] De acordo com uma modalidade adicional, o tubo cuja abertura é pelo menos parcialmente, cercada pelo elemento de contrapressão 3 pode passar lateralmente através da parede circunferencial do alojamento 2 a uma altura acima do nível do filtro, mas abaixo do real nível de tinta 8.

[00081] De acordo com uma modalidade preferencial, como representado nas Figuras 12 e 13, o tubo estendido 27 é integralmente formado com a tampa 6, que forma o topo do alojamento 2. Preferencialmente, é produzido por moldagem. O tubo 27 está conectado à entrada 13 em seu lado superior e termina com a abertura, 28, em seu lado de fundo. De acordo com outra modalidade, o tubo 27 e a tampa 6 podem ser produzidos como partes separadas e serem unidos e selados posteriormente. Em ambos os casos, o resultado final, preferencialmente, é uma peça única que pode ser inserida no material perfurado e soldada, cortadas ou caso contrário, anexada à parede circunferencial do alojamento 2.

[00082] Em uma modalidade preferencial, ilustrado na Figura 14, o elemento de contrapressão 3, consiste em dois membros adjacentes: o primeiro membro superior 38 é totalmente perfurado para obter o furo 25, de modo que a abertura 28 do tubo 27 entra em contato com o menor, segundo membro 39, colocado logo acima do filtro 4.

[00083] Esta configuração provê um acoplamento particularmente eficiente entre a abertura 28 do tubo 27 e o elemento de contrapressão 3. A alimentação de fundo da tinta reduz significativamente a captura de gás pela tinta desgaseificada dos cartuchos convencionais, resultando em um aumento da estabilidade do desempenho de impressão.

[00084] A solução aqui descrita permite a operação de impressão contínua de um cartucho de jato de tinta externamente recarregado sem os inconvenientes do estado da técnica, devido ao crescimento das bolhas de gás no caminho de fluxo da tinta. Muitos litros de tinta podem fluir através do cartucho, mantendo uma qualidade de impressão estável, mesmo no caso de uma base de tinta à base de solvente, que é muito mais crítico, se comparado com uma tinta à base de água.

[00085] Portanto, a solução aqui descrita pode ser adotada convenientemente para aplicações industriais, onde grandes quantidades de tinta são utilizadas. Uma vantagem adicional é que a perda de pressão através do cartucho, devido à impedância hidráulica do elemento de contrapressão através do qual a tinta flui, pode ser significativamente reduzido com respeito ao estado da técnica, se o reabastecimento de tinta é entregue em estreita proximidade com o filtro, ignorando a impedância do material poroso. Além disso, pressão de tinta real no local de ejeção no cabeçote de impressão pode ser menos propensa a sofrer flutuações durante a recarga, o que resulta em uma melhor estabilidade de impressão e qualidade de impressão.

[00086] As modalidades aqui descritas não estão, de forma alguma, limitando a invenção às configurações particulares ilustradas e descritas, mas a invenção é definida pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Cartucho de jato de tinta que pode ser continuamente recarregado, compreendendo um alojamento (2) tendo um fundo, uma parede circunferencial e um topo, um elemento de contrapressão (3) que é feito de material poroso e está contido no alojamento (2), e um tubo (27) configurado para injetar tinta através de uma abertura (28) no alojamento (2) para continuamente recarregar o cartucho, em que a abertura (28) do tubo (27), é localizada e configurada de tal forma que é, pelo menos parcialmente, cercada pelo elemento de contrapressão (3), caracterizado pelo fato de que o cartucho compreende adicionalmente uma tubulação vertical (5) configurada para orientar a tinta em direção a um cabeçote de impressão (9), em que a abertura (28) é localizada relativa a uma entrada da tubulação vertical (5) em uma primeira distância de menos da metade de uma primeira altura entre uma extremidade de lado inferior do elemento de contrapressão (3) e uma extremidade de lado superior do elemento de contrapressão (3) ou em que a abertura (28) é localizada relativa a uma entrada da tubulação vertical (5) em uma segunda distância de menos que uma metade de uma segunda altura entre um fundo do alojamento (2) e o topo do alojamento (2), em que o cartucho é configurado para começar a recarregar a tinta assim que o nível de tinta atinge uma altura mínima acima da entrada.

2. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada (28) é localizada relativa a uma entrada da tubulação vertical (5) na primeira distância de menos que um terço, preferencialmente menos de um quarto, da primeira altura entre a extremidade de lado inferior do elemento de contrapressão (3), e/ou em que a entrada (28) é localizada relativa a uma entrada da tubulação vertical (5) na segunda distância de menos que um terço, preferencialmente menos que um quarto, da segunda altura entre o fundo do alojamento (2) e o topo do alojamento (2).

3. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a abertura (28) do tubo (27) é localizada em uma primeira distância de uma extremidade de lado inferior do elemento de contrapressão (3) em que a primeira distância é menos da metade, preferencialmente, menos de um terço, mais preferencialmente, menos de um quarto, de uma primeira altura entre uma extremidade de lado inferior do elemento de contrapressão (3) e uma extremidade de lado superior do elemento de contrapressão (3).

4. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a abertura (28) do tubo (27), está localizada em uma segunda distância a partir do fundo do alojamento (2), em que a segunda distância é menor do que a metade, preferencialmente, menos de um terço, mais preferencialmente, menos de um quarto de uma segunda altura entre o fundo do alojamento (2) e o topo do alojamento (2).

5. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material poroso compreende espuma, fibras ou uma combinação das mesmas.

6. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o topo do alojamento (2) é realizado por uma tampa (6), em particular uma tampa removível (6).

7. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um nível de tinta máximo predeterminado está definido para o alojamento (2) até que o alojamento (2) esteja preenchido com tinta, preferencialmente em que a abertura (28) está localizada adicionalmente em direção ao fundo do alojamento (2) que o nível de tinta máximo predeterminado.

8. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um nível mínimo de tinta está definido para o alojamento (2), de modo que a abertura (28) mantém-se totalmente imersa em tinta em todos os momentos.

9. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento de contrapressão (3) compreende um primeiro membro (38) e um segundo membro (39), em que o primeiro membro (38) é menos resiliente do que o segundo membro (39), em que o primeiro membro (38) compreende um orifício (25) e em que o segundo membro (39) está localizado adjacente ao fundo do alojamento (2) e o primeiro membro (38) está localizado acima, em particular sobre e em contato com, do segundo membro (39).

10. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento de contrapressão (3) compreende um primeiro membro (38) e um segundo membro (39), o segundo membro (39) sendo localizado embaixo e em contato com o primeiro membro (38), em que o primeiro membro (38) e o segundo membro (39) são feitos de materiais diferentes, em que a abertura (28) do tubo (27) entra em contato com o segundo membro (39), em que preferencialmente a abertura (28) é pelo menos parcialmente circundada pelo segundo membro (39).

11. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o tubo (27) é configurado como penetrante no topo.

12. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o tubo (27) é configurado para contatar a parede circunferencial do alojamento (2).

13. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o tubo (27) é configurado para penetrar a parede circunferencial.

14. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o alojamento (2) compreende elementos sensores de nível de tinta (18), de modo que um retorno pode ser provido para controlar uma quantidade de tinta a ser injetada em um determinado ponto do tempo.

15. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende um cabeçote de impressão (9) que compreende um microcircuito, preferencialmente em que o cabeçote de impressão (9) compreende um resistor de aquecimento para geração de uma camada de vapor para ejetar tinta do cabeçote de impressão (9).

16. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o cartucho está livre de um filtro semipermeável e em que o cartucho está livre de um canal secundário para um processo de extração de gás contido na tinta.

17. Método de recarga de um cartucho de jato de tinta que pode ser continuamente recarregado, o cartucho compreendendo um alojamento (2) tendo um fundo, uma parede circunferencial e um topo, um elemento de contrapressão (3) contido no alojamento (2), e um tubo (27) configurado para injetar tinta através de uma abertura (28) para dentro do alojamento (2), em que a abertura (28) é localizada e configurada de tal forma que é, pelo menos parcialmente, cercada pelo elemento de contrapressão (3). o cartucho compreendendo adicionalmente: uma tubulação vertical (5) configurada para guiar a tinta para o cabeçote de impressão (9), tubulação vertical (5) em uma primeira distância de menos que metade da primeira altura entre a extremidade do lado inferior do elemento de contrapressão (3) e uma extremidade de lado superior do elemento de contrapressão (3), ou em que a abertura (28) é localizada relativa a uma entrada da tubulação vertical (5) em uma segunda distância de menos de metade da segunda altura entre o fundo do alojamento (2) e o topo do alojamento (2), o método caracterizado pelo fato de que o método compreende imersão completa da abertura (28) na tinta durante a recarga da tinta no alojamento (2),em que a recarga da tinta é iniciada assim que um real nível de tinta (8) atinge uma altura mínima acima da abertura (28).