BRPI0612469A2 - caneta de jato de tinta e placa de orifìcios - Google Patents

Abstract

CANETA DE JATO DE TINTA E PLACA DE ORIFICIOS. Métodos e aparelhos são fornecidos para o uso em canetas a lato de tinta (200, 300, 400) Um método inclui, durante um período inicial da vida útil da caneta (604), a extração da tinta (108) de um reservatório de tinta (106) através de um tubo vertical (110) e, durante um período estendido da vida útil da caneta (606), permitindo que o ar externo (204) entre no tubo vertical (110) através de um suspiro de tubo vertical (202, 404) e a extração de tinta de dentro do tubo vertical (110) e, se for o caso, somente insubstancialmente do reservatório de tinta (106).

Description

"CANETA DE JATO DE TINTA E PLACA DE ORIFÍCIOS"

Antecedentes da invenção

Algumas impressoras usam canetas a jato de tinta ("inkjetpens") para imprimir imagens em meios de impressão. Essascanetas a jato de tinta necessitam ser substituídasquando acaba a tinta. Desafortunadamente, alguns tipos decanetas a jato de tinta param de imprimir enquanto aindahá alguma tinta dentro. Esta tinta é essencialmenteabandonada, como resultado de certos aspectos do desenho,como aqueles que garantem que a tinta não goteje dosesguichos do cabeçote de impressão de impressão da canetaa jato de tinta.

Seria útil reduzir a quantidade de tinta que é abandonadadentro de uma caneta.

Descrição breve dos desenhos

A seguinte descrição detalhada se refere às figurasanexadas.

Figura IA: é um diagrama ilustrativo que apresenta, emuma secção transversal, algumas características de umacaneta a jato de tinta convencional no início da vidaútil da caneta.

Figura IB: é um diagrama ilustrativo que apresenta acaneta a jato de tinta convencional da Figura 1 no finalda vida útil da caneta.

Figura 2A: é um diagrama ilustrativo que apresenta, emuma secção transversal, certas características de umacaneta a jato de tinta exemplificativa que tem um suspirode tubo vertical, durante um período inicial da vida útilda caneta, em concordância com certas implementações dapresente invenção.

Figura 2B: é um diagrama ilustrativo que representa acaneta a jato de tinta exemplificativa da Figura 2Adurante um período prolongado da vida útil da caneta, emconcordância com certas implementações da presenteinvenção.

Figura 2C: é um diagrama ilustrativo que apresenta acaneta a jato de tinta exemplif icativa da Figura 2A nofim da vida útil da caneta, em concordância com certasimplementações da presente invenção.

Figura 3A: é um diagrama ilustrativo que ilustra, em umasecção transversal, certas características de outracaneta a jato de tinta exemplificativa que possui umsuspiro de tubo vertical durante um período inicial davida útil da caneta, em concordância com certasimplementações da presente invenção.

Figuras 3B-C: são diagramas ilustrativos mostrando acaneta a jato de tinta exemplificativa da Figura 2A nofim de seu período inicial da vida útil e durante umperíodo prolongado da vida útil, respectivamente, emconcordância com certas implementações da presenteinvenção.

Figura 3D: é um diagrama ilustrativo mostrando a caneta ajato de tinta exemplificativa da Figura 3C no final davida útil da caneta, em concordância com certasimplementações da presente invenção.

Figura 4A: é um diagrama ilustrativo mostrando, em umavista transversal, certas características de mais outracaneta a jato de tinta exemplificativa que possui umsuspiro de tubo vertical durante um período inicial davida útil da caneta, em concordância com certasimplementações da presente invenção.

Figura 4B é um diagrama ilustrativo que mostra a caneta ajato de tinta exemplificativa da Figura 4A durante umperíodo prolongado da vida útil da caneta, emconcordância com certas implementações da presenteinvenção.

Figura 4C: é um diagrama ilustrativo que apresenta acaneta a jato de tinta exemplif icativa da Figura 4A nofim da vida útil da caneta, em concordância com certasimplementações da presente invenção.

Figura 5: é um diagrama ilustrativo que mostra uma placade orifício de uma caneta a jato de tinta exemplificativapossuindo um orifício de um suspiro de tubo vertical, emconcordância com certas implementações da presenteinvenção.

Figura 6: é um gráfico ilustrando a pressão posteriorversus o volume de tinta liberado para uma caneta a jatode tinta que possui um suspiro de tubo vertical, emconcordância com certas implementações da presenteinvenção.

Descrição detalhada da invenção

A Figura IA é um diagrama ilustrativo apresentando, emuma seção transversal, algumas características de umacaneta a jato de tinta 102 convencional no início da vidaútil de sua caneta. A caneta a jato de tinta 102 estáacoplada operativamente a um dispositivo de impressão 100e está configurada para ejetar tinta seletivamente em ummeio de impressão (não mostrado) para formar uma imagemnele. Neste exemplo, a caneta a jato de tinta 102 incluium corpo 104 que forma ou, dito de outro modo, suporta umreservatório de tinta 106. O reservatório de tinta 106pode incluir uma espuma ou outro mecanismo comcapilaridade, uma bolsa polarizada ("biased bag") oudiafragma, ou similar, que seja desenhado para segurar atinta e prover uma pressão posterior que evite que atinta 108 (ilustrada como uma região dentro doreservatório de tinta 106) goteje através do cabeçote deimpressão da caneta 114. A tinta 108 é provida aocabeçote de impressão da caneta 114 através de um tubovertical 110. Neste exemplo, o tubo vertical 110 estáseparado do cartucho a jato de tinta 106 ("inkjetcartridge") por um filtro 112. O filtro 112 estáconfigurado para manter partículas indesejadas fora docabeçote de impressão. O filtro 112 pode ajudar também amanter a pressão posterior no tubo vertical 110.

O tubo vertical 110 está configurado para fornecer atinta 108, que passou por um filtro 112, ao cabeçote deimpressão 114. Neste exemplo, o tubo vertical 110 fornecea tinta 108 para uma pluralidade de esguichos a jato detinta controláveis, que estão formados em uma placa deorifícios 116. Aqui, a tinta 108 do tubo vertical 110entra em um canal de tinta 118 que está acopladofluidicamente a cada um dos esguichos 12 0. 0 tubovertical 110 serve também, nesta caneta a jato de tintaconvencional, como um armazém para o ar e outros gases(referidos aqui simplesmente como ar interno 124) quepodem ser produzidos durante a operação da caneta a jatode tinta e/ou que de outro modo já estão presentes dentrodo tubo vertical 110.

A Figura IB é um diagrama ilustrativo mostrando a canetaa jato de tinta convencional 102 da Figura 1 no fim davida útil de sua caneta. Como mostrado, a quantidade detinta 108 dentro do reservatório 106 tem sido reduzidasignificativamente. A pressão posterior é agora tão forteque a tinta restante 108 no reservatório de tinta 106 nãopode ser puxada para o tubo vertical 110 pela ação docabeçote de impressão 114. Além disso, a tinta restante108 no tubo vertical 110 também não pode ser puxada paraabaixo e usada pelo cabeçote de impressão 114 como umresultado da pressão posterior. Consequentemente, acaneta a jato de tinta chegou ao fim da vida útil dacaneta com um pouco de tinta encalhada no seu tubovertical.

A Figura 2A é um diagrama ilustrativo mostrando, em umaseção transversal, algumas características de uma canetaa jato de tinta 200 exemplificativa, possuindo um suspirode tubo vertical 202, durante um período inicial da vidaútil da caneta, em concordância com certas implementaçõesda presente invenção.

Neste exemplo, a caneta a jato de tinta 200 estáconfigurada para operar durante um período estendido devida útil da caneta, ao permitir-se a entrada de arexterno no tubo vertical 110 através de um suspiro detubo vertical 202 uma vez que a pressão posterior alcançaum nível limiar. Desta forma, substancialmente toda atinta 108 dentro do tubo vertical 110 pode ser usada pelocabeçote de impressão 114 e muito pouca tinta, se alguma,permanece encalhada no tubo vertical 110 no fim doperíodo estendido da vida útil da caneta.

Como ilustrado na Figura 2A, o suspiro de tubo vertical202 inclui pelo menos uma abertura que acoplafluidicamente o tubo vertical 110 com o ar externo.

Aqueles com conhecimento da técnica reconhecerão que alocalização, forma e/ou o tamanho de tal abertura podevariar em dependência do desenho da caneta a jato detinta.

Enquanto as canetas a jato de tinta nesta publicaçãoilustram uma caneta de uma única cor, entende-se que osvários métodos e aparelhos são aplicáveis a canetas demúltiples cores que possuem uma pluralidade de tubosverticais e assim, suspiros de tubo vertical.

A Figura 2B mostra uma caneta a jato de tintaexemplificativa 200 durante um período prolongado de vidaútil da caneta. Como mostrado, a quantidade de tinta 108dentro do reservatório de tinta 2 00 foisignificativamente reduzida. A pressão posterior é agoratão forte que a tinta 108 restante no reservatório detinta 200 não pode ser puxada para o tubo vertical 110pela ação do cabeçote de impressão 114. Entretanto, atinta restante 108 no tubo vertical 110 pode ser puxadapara baixo e usada pelo cabeçote de impressão 114 porqueo ar externo 2 04 entra no tubo vertical através dosuspiro de tubo vertical 202 pela ação do cabeçote deimpressão 114. 0 ar externo 204 que "borbulha" ou, deoutra maneira, entra no tubo vertical 110 se mistura como ar interno 124. Conseqüentemente, a caneta a jato detinta 200 é capaz de estender sua vida útil quandocomparada com a caneta a jato de tinta convencional 102.No fim do período estendido da vida útil da caneta, comoilustrado na Figura 2C, muito pouca tinta 108, se algumatinta, permanece encalhada no tubo vertical 110. Aquelescom conhecimento da técnica reconhecerão que em certasimplementações, uma porção do suspiro de tubo vertical202 pode formar também, ou alternativamente levar a, umarranjo em forma de labirinto (não mostrado) para reduzira taxa de transferência de vapor de água (WVTR) da canetaa jato de tinta 200. Adicionalmente, como se conhece datécnica anterior, uma etiqueta ou algo similar, pode serusada para cobrir pelo menos uma porção do tal arranjo emforma de labirinto.

A Figura 3A é um diagrama ilustrativo apresentando, emuma secção transversal, certas características de outracaneta a jato de tinta 300 exemplificativa possuindo umsuspiro de tubo vertical durante o período inicial davida útil da caneta, em concordância com certasimplementações adicionais da presente invenção.

Neste exemplo, a caneta a jato de tinta 300 estáconfigurada para operar por um período estendido de vidaútil da caneta, ao permitir-se a entrada de ar externo notubo vertical 110 através do suspiro de tubo vertical 202uma vez que um mecanismo de abertura 3 02 tenha sidoaberto, ou alternativamente atuado.

Na Figura 3A, o mecanismo de abertura 3 02 vedahermeticamente a abertura do suspiro de tubo vertical202, o qual está f luidicamente acoplado com o tubovertical 110. Esta vedação evita a entrada do ar externono tubo vertical 110.

A Figura 3B mostra a caneta a jato de tinta 300exemplificativa no fim do período inicial da vida útil dacaneta. Como mostrado, a quantidade de tinta 108 dentrodo reservatório de tinta 300 foi reduzidasignificativamente. A pressão posterior é agora tão forteque a tinta 108 restante no reservatório de tinta 300 nãopode ser puxada para o tubo vertical 110 pela ação docabeçote de impressão 114. Do mesmo modo, a tinta 108restante no tubo vertical 110 não pode ser puxada maispara baixo e usada pelo cabeçote de impressão 114.

Para permitir que a tinta no tubo vertical 110 sejapuxada para baixo no tubo vertical 110 e usada pelocabeçote de impressão 114, um dispositivo de abertura 3 04é utilizado para abrir, ou alternativamente atuar, omecanismo abertura 302. Neste exemplo, o dispositivo deabertura 3 04 está configurado para puncionarpermanentemente o mecanismo de abertura 3 02. Odispositivo de abertura 304 pode ser operado pelousuário, e/ou incluído dentro e operado pelo dispositivode impressão 100.

Em outras certas implementações, o mecanismo de abertura302 pode incluir uma etiqueta ou seção de fita adesiva,ou similar, que é removida, ou alternativamente alterada(por exemplo, puncionada), pelo usuário ou pelodispositivo de impressão para abrir o suspiro de tubovertical. Em certas implementações, como reconhecerãoaqueles com conhecimento da técnica, para maximizar aindamais a eficiência do mecanismo de abertura 302 osmateriais selecionados podem ser projetados para falharde uma maneira controlada de forma abrir o tubo vertical.

Em certas implementações, o dispositivo de abertura 3 04pode apenas temporariamente abrir o mecanismo 3 02 parapermitir a entrada do ar externo no tubo vertical 110.

A Figura 3C mostra a caneta a jato de tintaexemplificativa 300 durante um período estendido da vidaútil da caneta, quando o ar externo está entrando no tubovertical 110 pela ação do cabeçote de impressão 114. O arexterno 204 é permitido de entrar no tubo vertical 110porque o mecanismo de abertura 3 02 foi alterado e não agecomo uma vedação. Conseqüentemente, a caneta a jato detinta 3 00 pode estender a vida útil da caneta emcomparação à caneta a jato de tinta convencional 102.

No fim de um período estendido da vida útil da caneta,como ilustrado na Figura 3D, muito pouca, se alguma,tinta 108 permanece encalhada no tubo vertical 110.

A Figura 4A é um diagrama ilustrativo que representa, emuma seção transversal, certas características de maisoutra caneta a jato de tinta exemplif icativa 400 quepossui um suspiro de tubo vertical 404, durante o períodoinicial da vida útil da caneta, em concordância comcertas implementações da presente invenção.

Como ilustrado, a caneta a jato de tinta 400 inclui umaplaca de orifícios 402 que possui um suspiro de tubovertical 404. Neste exemplo, o suspiro de tubo vertical404 inclui pelo menos uma abertura que acoplafluidicamente o tubo vertical 110 ao ar externo 204.

Aqueles com conhecimento da técnica reconhecerão que alocalização, forma e/ou tamanho de tal abertura no tubovertical e/ou quaisquer outras características associadasàs várias concretizações exemplificativas de suspiros detubo vertical variarão em dependência do desenho dacaneta a jato de tinta, da(s) tinta(s), etc.

A caneta a jato de tinta 400 está configurada para operarpor um período estendido da vida útil da canetapermitindo a entrada do ar externo 2 04 no tubo vertical110 através do suspiro de tubo vertical 404 uma vez que apressão posterior alcança um nível limiar. Desta maneira,substancialmente toda a tinta 108 dentro do tubo vertical110 pode ser usada pelo cabeçote de impressão 114 e muitopouca tinta permanece encalhada no tubo vertical 110 nofim do período estendido da vida útil da caneta.

A Figura 4B mostra a caneta a jato de tinta 400exemplificativa durante um período estendido da vida útilda caneta. Como mostrado, a quantidade de tinta 108dentro do reservatório de tinta 400 foi reduzidasignificativamente. A pressão posterior é agora tão forteque a tinta restante 108 no reservatório de tinta 200 nãopode ser puxada para o tubo vertical 110 pela ação docabeçote de impressão 114. Entretanto, a tinta 108restante no tubo vertical 110 pode ser puxada mais parabaixo e usada pelo cabeçote de impressão 114 porque o arexterno 204 é introduzido no tubo vertical 110 através dosuspiro de tubo vertical 404 pela ação do cabeçote deimpressão 114. Conseqüentemente, a caneta jato de tinta400 pode estender a sua vida útil em comparação à canetaa jato de tinta convencional 102.

No fim do período estendido da vida útil da caneta, comoilustrado na Figura 4C, muito pouca tinta 108, se alguma,permanece encalhada no tubo vertical 110.A Figura 5 é um diagrama ilustrativo apresentando umaplaca de orifícios 500 de caneta a jato de tintaexemplificativa que possui um suspiro de tubo vertical,em concordância com certas implementações da presenteinvenção.

Como mostrado, a placa de orifícios 500 exemplificativaforma uma pluralidade de esguichos 12 0, arranjados emduas fileiras. Como ilustrado pelas linhas tracejadas,dentro da placa de orifícios 502, cada um dos esguichosestá acoplado fluidicamente para puxar a tinta do canalde tinta 118. A abertura 502 de um suspiro de tubovertical está também acoplada fluidicamente ao canal detinta 118.

Note-se que as figuras apresentadas aqui não estãodesenhadas em escala, porém desenhadas para ilustrarcertas características e aspectos de alguns métodos eaparelhos exemplificativos.

Aqueles com conhecimento da técnica reconhecerão que alocalização, forma e/ou tamanho das aberturas do suspirode tubo vertical dependerão do desenho de uma caneta emparticular.

A Figura 6 é um gráfico 600 mostrando a pressão posteriorversus o volume de tinta liberada para uma caneta a jatode tinta exemplificativa tendo um suspiro de tubovertical, em concordância com certas implementações dapresente invenção.

O eixo χ do gráfico 600 representa o volume da tintaliberada pelo cabeçote de impressão e o eixo y representaa pressão posterior provida pelo reservatório de tinta. Alinha 602 ilustra a relação entre esses dois parâmetros.

Como mostrado, a pressão posterior tende a aumentar amedida que aumenta o volume de tinta liberada.

A caneta a jato de tinta convencional da Figura 1liberaria usualmente até um volume de tinta liberado VI,ponto no qual a vida útil da caneta essencialmentetermina porque a pressão posterior impede a saída detinta deixando tinta encalhada dentro do tubo vertical110. Reconhece-se que alguma tinta adicional pode serpuxada do reservatório de tinta após VI, mas tipicamente,esse volume adicional será substancialmente muito baixopara sustentar resultados de impressão aceitáveis. Pelocontrário, as canetas a jato de tinta exemplificativasdas Figuras 2-4 que incluem um suspiro de tubo verticaloperarão através de um período inicial da vida útil dacaneta 604 mais um período estendido da vida útil dacaneta 606, resultando desse modo em um maior volume detinta liberada V2. Como mostrado, quando a pressãoposterior alcança o nível limiar TLi o(s) suspiro(s) detubo vertical em tais canetas a jato de tintacomeçará (ão) a permitir a entrada do ar externo 204 notubo vertical 110. Se a caneta a jato de tinta inclui ummecanismo de abertura 3 02 ou outra abertura similaroperada seletivamente, então o mecanismo de abertura podeser aberto ou alternativamente atuado no ou em torno doponto em que a pressão alcança o nível limiar TL.

Enquanto as canetas a jato de tinta exemplificativas dasFiguras 2-4 operam em período estendido da vida útil dacaneta 606, a maioria, se não toda, da tinta usada paraimprimir será puxada do tubo vertical. Em algumasimplementações, entretanto, alguma tinta adicional podeser puxada para o tubo vertical do reservatório de tintaenquanto opera no período estendido da vida útil dacaneta 606.

Embora a publicação acima tenha sido descrita emlinguagem específica para característicasestruturais/funcionais e/ou ações metodológicas, deve-seentender que as reivindicações anexadas não estãolimitadas às características ou ações específicasdescritas. Antes, as características e ações específicassão formas exemplificativas de implementar estapublicação.

Claims (10)

1. Caneta de jato de tinta, caracterizada pelo fato decompreender um suspiro de tubo vertical (202, 404) .

2. Caneta de jato de tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmenteum corpo (104) formando pelo menos uma porção de um tubovertical (110) e pelo menos uma porção do mencionadosuspiro de tubo vertical (202), sendo que o mencionadosuspiro de tubo vertical (202) inclui pelo menos umaabertura que se estende através do mencionado corpo(104), a mencionada abertura sendo configurada parapermitir que o ar externo (204) entre no mencionado tubovertical (110).

3. Caneta de jato de tinta, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato da mencionada abertura estarconfigurada para permitir que o ar externo entre nomencionado tubo vertical (110) quando uma pressãoposterior dentro do mencionado tubo vertical (110)alcança um nível limiar.

4. Caneta de jato de tinta, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato do mencionado suspiro de tubovertical (202) incluir ainda um mecanismo de abertura(302) configurado para não permitir que o ar externo(204) entre na mencionada abertura até que o mencionadomecanismo de abertura (302) tenha sido aberto.

5. Caneta de jato de tinta, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato do mencionado mecanismo deabertura (302) vedar hermeticamente a mencionada aberturaaté ser aberta.

6. Caneta de jato de tinta, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato do mencionado mecanismo deabertura (302) estar permanentemente aberto uma vezaberto.

7. Caneta de jato de tinta, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato do mencionado mecanismo deabertura (302) ser capaz de ser aberto seletivamente.

8. Caneta de jato de tinta, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de compreender ainda: um corpo(104) formando pelo menos uma porção de um tubo vertical;um cabeçote de impressão (114) fluidicamente acoplado aomencionado tubo vertical (110), o mencionado cabeçote deimpressão (114) incluindo uma placa de orifícios (500)definindo uma pluralidade de esguichos a jato de tinta(120) e pelo menos uma porção do mencionado suspiro detubo vertical (404), sendo que o mencionado suspiro detubo vertical (404) inclui pelo menos uma abertura (502)estendendo-se na mencionada placa de orifício (500), amencionada abertura sendo configurada para permitir que oar externo (204) entre no mencionado tubo vertical (110)através da mencionada placa de orifícios (500) e omencionado cabeçote de impressão (114).

9. Caneta de jato de tinta, de acordo com a reivindicação-8, caracterizada pelo fato da mencionada abertura (502)ser configurada para permitir que o ar externo (204)entre no mencionado tubo vertical (110) quando a pressãoposterior dentro do mencionado tubo vertical (110)alcança um nível limiar.

10. Placa de orifícios, caracterizada pelo fato de serusada em uma caneta de jato de tinta (400) , a placa deorifícios (500) definindo uma pluralidade de esguichos ajato de tinta (12 0) e pelo menos uma abertura (502) desuspiro de tubo vertical configurada para permitir que oar passe através da mencionada placa de orifícios (500).