BRPI0703560B1

BRPI0703560B1 - Aparelho para transporte de fluido, dispositivo de formação de imagem e método para bombear fluido

Info

Publication number: BRPI0703560B1
Application number: BRPI0703560-8A
Authority: BR
Inventors: Rodney Jones Brent; R. Firkins Charles; M. Bonicatto James; Walter Aznoe Brian; Ray Finneman Darrell
Original assignee: Xerox Corporation
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2018-07-10
Also published as: BRPI0703560A; EP1894732A2; EP1894732A3; DE602007009764D1; EP1894732B1; US8186817B2; KR20080020538A; KR101307301B1; JP5273338B2; JP2008055906A; CN101135417B; CN101135417A; US20080055377A1; MX2007010423A

Abstract

sistema e método para transportar fluido através de um conduto. a presente invenção refere-se a um aparelho para transporte de fluido que facilita o escoamento de fluido a partir de uma fonte até um receptáculo. o aparelho para transporte de fluido inclui um conduto para transporte de fluido, para transporte de fluido através do conduto, o conduto sendo acoplado entre um suprimento de fluido e um receptáculo para fluido, um conduto compressor próximo ao conduto para transporte de fluido ao longo de uma porção do conduto para transporte de fluido entre o suprimento de fluido e o receptáculo para fluido, e uma bomba acoplada ao conduto compressor para injetar fluido para o interior do conduto compressor, e uma descarga que é operada para possibilitar, de maneira seletiva, pressurização e descarga do conduto compressor para comprimir e descomprimir a porção do conduto para transporte de fluido próxima ao conduto compressor, para bombear fluido através do conduto para transporte de fluido.

Description

(54) Título: APARELHO PARA TRANSPORTE DE FLUIDO, DISPOSITIVO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM E MÉTODO PARA BOMBEAR FLUIDO (51) Int.CI.: B41J 2/175 (30) Prioridade Unionista: 29/08/2006 US 11/511,697 (73) Titular(es): XEROX CORPORATION (72) Inventor(es): BRIAN WALTER AZNOE; DARRELL RAY FINNEMAN; BRENT RODNEY JONES; CHARLES R. FIRKINS; JAMES M. BONICATTO

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO PARA TRANSPORTE DE FLUIDO, DISPOSITIVO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM E MÉTODO PARA BOMBEAR FLUIDO.

Campo Técnico

Esta descrição é relativa geralmente a máquinas que bombeiam um fluido desde uma fonte de suprimento para um receptáculo e, mais particularmente, a máquinas que de forma repetitiva deformam um conduto para movimentar o fluido.

Antecedente

Sistemas de transporte de fluido são bem conhecidos e utilizados em inúmeras aplicações. Por exemplo, tinta pode ser transportada desde um suprimento até uma ou mais cabeças impressoras em uma impressora, e medicamentos podem ser distribuídos a partir de uma fonte líquida para uma porta para ejeção para um paciente, para nomear somente duas aplicações conhecidas. Um método de movimentar fluidos neste sistema conhecido é uma bomba peristáltica. Uma bomba peristáltica inclui tipicamente um par de rotores através dos quais um conduto de distribuição é estacionado. A rotação dos rotores sob a força de acionamento de um motor comprime o conduto de distribuição em uma direção de distribuição. Quando uma quantidade do fluido é empurrada na direção de distribuição, o suprimento continua a encher o conduto de distribuição, de modo que fluido é bombeado continuamente através do conduto de distribuição para a porta de ejeção.

Um aspecto que surge da utilização de bombas peristálticas é comprimir o conduto de forma repetitiva. Quando os rotores giram, eles forçam tipicamente as paredes do conduto proximamente juntas antes de permitir que elas retornem. Quando o número de vezes que um curto comprimento do conduto é dobrado e expandido aumenta, a vida do conduto é impactada de maneira adversa. Uma maneira de enfrentar este risco de um ciclo de vida encurtado para o conduto é utilizar materiais para o conduto que sejam mais resilientes do que aqueles utilizados comumente para condutos para fluido, tais como elastômeros de silicone. Infelizmente os materiais mais resilientes são caros e, em algumas aplicações, o custo da compe2 tição é intenso.

Outros métodos utilizados em sistemas para distribuir fluido através de um conduto incluem a provisão de um reservatório com uma bexiga localizada no reservatório. A bexiga é acoplada entre uma válvula de entrada e uma válvula de saída. A bexiga é cheia de maneira cíclica com um gás, para bombear fluido para fora do reservatório e então descarregada antes do início do próximo ciclo. Outro método injeta um gás comprimido para um reservatório encerrado para forçar fluido a partir do reservatório. A pressão no reservatório encerrado é continuamente aumentada até que o suprimento de fluido no reservatório esteja essencialmente esgotado. Em resposta a um baixo nível no reservatório que está sendo sensoriado, a injeção de gás é terminada e a pressão no reservatório é descarregada, de modo que o reservatório pode ser reenchido ou substituído. Depois do reenchimento ou substituição, gás comprimido é novamente introduzido no reservatório para movimentar fluido para o interior e através de um conduto. As bombas utilizadas nestes diversos métodos para pressurizar o reservatório ou câmara interna de reservatório, contudo, são geralmente caras ou volumosas para algumas aplicações.

Impressoras de tinta com mudança de fase ou de tinta sólida, como observado acima, também transportam tinta líquida a partir de um reservatório para uma cabeça impressora. Estas impressoras convencionalmentè utilizam tinta em uma forma sólida, seja como péletes ou como bastões de tinta de cores ciano, amarela, magenta ou preta, que são inseridos em canais de alimentação através de aberturas para os canais. Cada uma das aberturas pode ser construída para aceitar bastões de somente uma configuração particular. Construir as aberturas de canal de alimentação desta maneira ajuda a reduzir o risco de um bastão de tinta que tem uma característica particular ser inserido no canal errado.

Depois que os bastões de tinta são alimentados para seus canais de alimentação correspondentes, eles são forçados por gravidade ou por um atuador mecânico até um conjunto aquecedor da impressora. O conjunto aquecedor inclui um aquecedor que converte energia elétrica para ca3 lor e uma placa de fusão. A placa de fusão é tipicamente formada de alumínio ou outro material de peso leve, na forma de uma placa ou um funil de lado aberto. O aquecedor está próximo à placa de fusão para aquecer a placa de fusão até uma temperatura que derrete um bastão de tinta que entra em contato com a placa de fusão. A placa de fusão pode ser inclinada em relação ao canal de tinta sólida, de modo que quando a tinta sólida que se choca sobre a placa de fusão muda de fase, ela é orientada para pingar no reservatório para aquela cor. A tinta armazenada no reservatório continua a ser aquecida ao mesmo tempo em que espera utilização subsequente.

Cada reservatório de tinta líquida colorida pode ser acoplado a uma cabeça de impressão através de no mínimo um trajeto distribuidor. A tinta líquida é puxada do reservatório quando a cabeça de impressão demanda tinta para jatear sobre um meio de recebimento ou tambor de imagem. Os elementos de cabeça de impressão, que são tipicamente dispositivos piezelétricos, recebem a tinta líquida e expelem a tinta sobre uma superfície de formação de imagem quando um controlador ativa os elementos, de maneira seletiva, com uma voltagem de acionamento. Especificamente, a tinta líquida escoa a partir dos reservatórios através de distribuidores para ser injetada a partir de orifícios microscópicos por meio de elementos piezelétricos na cabeça de impressão.

Quando velocidades de produção para cabeças de impressão de tinta líquida aumentam, o mesmo acontece com a necessidade por distribuir quantidades adequadas de tinta líquida para a cabeça de impressão. Um problema que surge de velocidades de produção mais elevadas é sensitividade aumentada a resistência e pressões no trajeto de escoamento da cabeça de impressão. Escoamento de tinta restringido pode limitar ou diminuir a velocidade de formação de imagem. Em sistemas que têm sistemas de filtragem para filtrar a tinta líquida entre o reservatório e um elemento cabeça de impressão, o escoamento pode também mudar com o tempo e se tornar insuficiente para trazer tinta líquida para a cabeça de impressão em quantidades suficientes para proporcionar a qualidade de impressão desejada.

Uma maneira de enfrentar o aspecto de resistência a escoamen4 to é aumentar a área do filtro. A área de filtro aumentada diminui a queda de pressão requerida para migrar um volume de tinta através do filtro. Aumentar a área de filtro, contudo, também aumenta o custo da impressora, uma vez que material de filtragem muitas vezes é caro. Além disto, o espaço para um filtro maior pode não estar disponível como espaço na vizinhança de uma cabeça de impressão de uma impressora com mudança de fase e não é sempre facilmente disponível.

Outra maneira de superar a resistência de escoamento, bem como demanda de volume aumentada com formação de imagem rápida, é pressurizar a tinta líquida para forçar a tinta através de um trajeto de escoamento restritivo. Um método conhecido de pressurizar um fluido em um conduto é utilizar uma bomba peristáltica. Como observado acima, bombas peristálticas podem impactar de maneira adversa a vida do conduto. Consumidores de impressoras de tinta sólida são sensíveis a preço, e à utilização de bombas peristálticas com material de conduto mais caro pode impactar de maneira negativa o preço das impressoras.

Os outros métodos observados acima para pressurizar fluido em um conduto, também colocam transações na fabricação de impressora de tinta sólida. Por exemplo, a inclusão do reservatório e o arranjo de reservatório observado acima podem requerer modificação extensa de alguns projetos de impressora existentes para acomodar os parâmetros operacionais da bomba. Se o arranjo de componentes existentes é muito extenso, então outras limitações podem surgir, tal como restrições de espaço.

Sumário

Um aparelho para transporte de fluido descrito abaixo facilita escoamento de fluido a partir de um suprimento de fluido para um receptáculo para o fluido. Um aparelho para transporte de fluido facilita escoamento de fluido a partir de uma fonte até um receptáculo. O aparelho para transporte de fluido inclui um conduto para transporte de fluido, para transporte de fluido através do conduto, o conduto sendo acoplado entre um suprimento de fluido e um receptáculo de fluido, um conduto compressor próximo ao conduto para transporte de fluido ao longo de uma porção do conduto para trans5 porte de fluido entre o suprimento de fluido e o receptáculo de fluido e uma bomba acoplada ao conduto compressor para injetar fluido para o interior do conduto compressor, e uma descarga que é operada para possibilitar de maneira seletiva pressurização e descarga do conduto compressor, para comprimir e descomprimir a porção do conduto para transporte de fluido próximo ao conduto compressor, para bombear fluido através do conduto para transporte de fluido.

Um aparelho para transporte de fluido deste tipo pode ser incorporado em um dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança de fase, tal como uma impressora, produto multifuncional, marcador de embalagem, ou outro dispositivo ou subsistema de formação de imagem, para facilitar escoamento de tinta derretida para um reservatório de cabeça de impressão. Estes dispositivos de formação de imagem são referidos como impressoras abaixo, para conveniência. Um dispositivo melhorado de formação de imagem de tinta com mudança de fase inclui um elemento de fusão para derreter bastões de tinta sólida para produzir tinta derretida, um coletor de tinta derretida para reunir tinta derretida produzida pelo elemento de fusão, um aparelho para transporte de tinta derretida para transportar tinta derretida a partir do coletor de tinta derretida, um reservatório de tinta derretida para armazenar tinta derretida recebida a partir do aparelho para transporte de tinta derretida, uma cabeça de impressão para receber tinta derretida a partir do reservatório de tinta derretida e uma superfície de formação de imagem sobre a qual a cabeça de impressão ejeta tinta derretida para formar uma imagem, o aparelho para transporte de tinta derretida ainda compreendendo um conduto duplo que tem um conduto para transporte de tinta e um conduto compressor, uma extremidade de saída do conduto para transporte de tinta do conduto duplo que é acoplada ao reservatório de tinta derretida em uma extremidade de entrada do conduto para transporte de tinta do conduto duplo que é acoplada ao coletor de tinta derretida, uma bomba de fluido que é acoplada a uma entrada do conduto compressor, para injetar fluido para o interior do conduto compressor do conduto duplo; e uma válvula de descarga acoplada ao conduto compressor do conduto duplo para aliviar a pressão de maneira seletiva no conduto compressor, a pressurização e descarga do conduto compressor comprimindo e descomprimindo o conduto para transporte de tinta.

Um método melhorado para bombear fluido inclui descarregar um conduto compressor para aliviar a pressão exercida contra um conduto para transporte de fluido para trazer o fluido desde um suprimento de fluido para o conduto para transporte de fluido quando o conduto para transporte de fluido retorna em resposta à pressão aliviada, e injetar fluido para o interior do conduto compressor para aumentar a pressão dentro do conduto compressor para a finalidade de expelir uma porção do fluido no conduto para transporte de fluido.

Breve Descrição dos Desenhos

Os aspectos precedentes e outras características de um aparelho para transporte de fluido e de um dispositivo de formação de imagem com tinta que incorpora um aparelho para transporte de fluido são explicados na descrição a seguir, tomada em conexão com os desenhos que acompanham, nos quais:

Figura 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de formação de imagem com mudança de fase, que tem um aparelho para transporte de fluido descrito aqui.

Figura 2 é uma vista em perspectiva superior parcial ampliada do dispositivo de formação de imagem com mudança de fase com a cobertura de acesso de tinta aberta, mostrando um bastão de tinta sólida em posição para ser carregado para um canal de alimentação.

Figura 3 é uma vista lateral da impressora de tinta mostrada na figura 2, que delineia os subsistemas principais do dispositivo de formação de imagem de tinta.

Figura 4 é uma vista esquemática de um aparelho para transporte de fluido.

Figura 5 é uma vista esquemática de um aparelho para transporte de tinta derretida.

Figura 6 é uma modalidade tomada como exemplo de um con7 duto duplo que pode ser utilizado no aparelho da figura 5.

Figura 7 é uma modalidade tomada como exemplo de outro conduto duplo que pode ser utilizado no aparelho da figura 5.

Figura 8 é uma modalidade tomada como exemplo de outro conduto duplo que pode ser utilizado no aparelho da figura 5.

Descrição Detalhada

Fazendo referência à figura 1, nela está mostrada uma vista em perspectiva de uma impressora de tinta 10 que incorpora um aparelho para transporte de fluido descrito em mais detalhe abaixo, que distribui tinta derretida para um reservatório, com pressão suficiente para superar a resistência de fluido de um filtro. O leitor deve entender que o aparelho para transporte de fluido está divulgado como estando em uma modalidade de uma impressora de tinta sólida, porém o aparelho para transporte de fluido pode ser configurado para utilização em outras aplicações para transporte de fluido. Portanto, o aparelho de transporte de fluido discutido aqui pode ser implementado em diversas formas e variações alternativas. Além disso, qualquer dimensão, forma ou tipo de elementos ou materiais adequados podem ser utilizados.

A figura 1 mostra uma impressora de tinta 10 que inclui um alojamento externo que tem uma superfície superior 12 e superfícies laterais 14. Um mostrador de interface de usuário, tal como uma tela mostradora de painel frontal 16, apresenta informação relativa ao estado da impressora e instruções de usuário. Botões 18 ou outros elementos de controle para controlar a operação da impressora são adjacentes à janela de interface de usuário ou podem estar em outras localizações na impressora. Um mecanismo de impressão de jato de tinta (figura 3) está contido dentro do alojamento. Um aparelho para transporte de tinta derretida reúne tinta derretida a partir de um elemento de fusão e distribui a tinta derretida para o mecanismo de impressão. O aparelho para transporte de tinta derretida está contido sobre a superfície superior do alojamento da impressora. A superfície superior do alojamento inclui uma cobertura articulada de acesso de tinta 20, que abre como mostrado na figura 2 para fornecer ao usuário acesso ao sistema de alimentação de tinta.

Na impressora particular mostrada na figura 2, a cobertura de acesso de tinta 20 é ligada a um elemento de articulação de carregamento de tinta 22 de modo que quando a cobertura de acesso de tinta da impressora 20 está levantada a articulação de carregamento de tinta 22 desliza e pivota para uma posição de carregamento de tinta. Como visto na figura 2, abrir a cobertura de acesso de tinta revela uma placa chave 26 que tem aberturas chaveadas 24A-D. Cada abertura chaveada 24A, 24B, 24C e 24D fornece acesso a uma extremidade de inserção de um de diversos canais de alimentação individual 28A, 28B, 28C e 28D do sistema de alimentação de tinta sólida.

Uma impressora colorida utiliza tipicamente quatro cores de tinta, amarelo, ciano, magenta e preto. Bastões de tinta 30 de cada cor são distribuídos através de um dos canais de alimentação 28A-D que tem a abertura chaveada de maneira apropriada 24A-D que corresponde à forma do bastão de tinta colorida. O operador da impressora exercita cuidado para evitar inserir bastões de tinta de uma cor em um canal de alimentação para uma cor diferente. Bastões de tinta podem ser tão saturados com corante colorido que pode ser difícil para um utilizador de impressora dizer somente pela cor que cor é cada qual. Bastões de tinta ciano, magenta e preto, em particular, podem ser difíceis de distinguir visualmente com base na aparência da cor. A placa chave 26 tem abertura chaveadas 24A, 24B, 24C e 24D para ajudar ao usuário da impressora assegurar que somente bastões de tinta da cor adequada são inseridos em cada canal de alimentação. Cada abertura chaveada 24A, 24B, 24C e 24D da placa chave tem uma forma exclusiva. Os bastões de tinta 30 da cor para aquele canal de alimentação têm uma forma que corresponde à forma das aberturas chaveadas. As aberturas chaveadas e formas de bastão de tinta correspondentes excluem de cada canal de alimentação de tinta bastões de tinta de todas as cores, exceto os bastões de tinta para a cor adequada para aquele canal de alimentação. Como mostrado na figura 3, a impressora de tinta 10 pode incluir um subsistema de carregamento de tinta 70, um módulo de eletrônica 72, uma bandeja de papel/meio 74, uma cabeça de impressão 52, um elemento de formação de imagem intermediário 58, um subsistema de manutenção de tambor 76, um subsistema de transferência 80, um subconjunto raspador 82, um preaquecedor de papel/meio 84, um trajeto de impressão duplex 88 e uma bandeja de desperdício de tinta 90. Em resumo, bastões de tinta sólida 30 são carregados para o trajeto de alimentação do carregador de tinta 40 através do qual eles viajam até uma câmara de fusão de bastão de tinta sólida 32. Na câmara de fusão o bastão de tinta é derretido e a tinta líquida é bombeada através de um conduto para transporte 54 em uma maneira descrita abaixo até um reservatório para armazenagem antes de ser distribuída para elementos de impressão na cabeça de impressão 52. A tinta é ejetada por meio de elementos piezelétricos através de aberturas, para formar uma imagem no elemento de formação de imagem intermediário 58, quando o elemento gira. Um aquecedor de elemento de formação de imagem intermediário é controlado por um controlador no módulo de eletrônica 52, para manter o elemento de formação de imagem dentro de uma faixa de temperatura ótima, para gerar uma imagem de tinta e transferi-la para uma folha de meio de gravação. Uma folha de meio de gravação é removida da bandeja de papel/meio 74 e é direcionada para o preaquecedor de papel 84 de modo que a folha de meio de gravação é aquecida para uma temperatura melhor para receber a imagem de tinta. O movimento do meio de gravação entre o rolete de transferência no subsistema de transferência 80 e o elemento de imagem intermediária 58, é coordenado para o faseamento e transferência da imagem.

Uma vista esquemática de uma modalidade de um aparelho para transporte de fluido 200 está mostrada na figura 4. O aparelho inclui um conduto para transporte de fluido 204 que tem sua entrada acoplada a um suprimento de fluído 208 e sua saída acoplada a um receptáculo de fluido 210, um conduto compressor 214 tem sua entrada acoplada à saída de uma bomba 218 e sua saída acoplada a uma descarga 220. O conduto compressor 214 está próximo a uma porção do conduto 204. A descarga 220 e a bomba 218 são acopladas eletricamente a um controlador 224 para ativar e desativar estes componentes de maneira seletiva. A bomba 218 pode ser uma bomba de deslocamento fixo ou variável, que é acionada por um motor (não mostrado). O motor pode ser externo à ou incorporado dentro de um alojamento para a bomba 218.

O aparelho 200 implementa um método para bombear fluido a partir do suprimento de fluido 208 para o receptáculo de fluido 210, que não requer dobramento completo do conduto para transporte de fluido 204. O método inclui fluido a partir do suprimento de fluido 208 a ser trazido para o conduto para transporte de fluido 204 em uma fase do ciclo de bombeamento, e fluido é injetado da saída do conduto 204 para o interior do receptáculo 210 durante outra fase do ciclo. Depois de ativação por meio do controlador 224, a bomba 218 injeta um fluido para o interior do conduto compressor 214. Uma vez que o controlador 224 tenha operado a descarga 220 para estar fechada, a injeção de fluido para o interior do conduto 214 expande as paredes do conduto 214. Esta expansão comprime a parede do conduto 204 ao longo da porção que é próxima ao conduto 214. A efetividade da compressão do conduto para transporte depende da geometria dos condutos e materiais dos quais os condutos são feitos, bem como a duração das fases do ciclo e pressões utilizadas para compressão. Esta compressão ejeta uma porção do fluido dentro do conduto para o interior do receptáculo 210. O controlador 224 opera a descarga 220 para abrir, o que alivia a pressão dentro do conduto compressor 214 e o conduto 204 retorna para suá forma anterior. Quando o conduto retorna, o conduto 204 retorna para sua forma nominal, o que possibilita fluido a partir do suprimento de fluido 208 penetrar no conduto 204 para o próximo ciclo de pressurização de descarga do conduto 214, para bombear fluido através do conduto para transporte de fluido 204. Uma válvula de retenção 228 pode ser fornecida na saída do conduto para transporte de fluido 204 para bloquear fluido a partir do receptáculo para fluido a partir da reentrada no conduto 204. Da mesma maneira, uma válvula de retenção 230 pode ser acoplada à entrada do conduto para transporte de fluido 204 para bloquear fluido dentro do conduto 204 a partir da reentrada no suprimento de fluido 208.

O aparelho para transporte de fluido pode incorporar uma variedade de estruturas para aliviar a pressão no conduto compressor. Estas estruturas podem incluir uma porta de descarga, como descrito acima, para abrir o conduto para uma área de pressão mais baixa, de modo que uma queda de pressão ocorre dentro do conduto compressor. Em um sistema fechado, tal como um pistão dentro de um cilindro que é acoplado ao conduto compressor, o curso de retorno do pistão retira o fluido de compressão para o interior do cilindro, de modo que o conduto para transporte é capaz de retornar. Outras estruturas para aliviar a pressão podem ser utilizadas para reduzir pressão dentro do conduto compressor, de modo que o conduto para transporte de fluido pode retornar e trazer fluido para o interior do conduto para transporte de fluido. Todàs tais estruturas estão abrangidas dentro do termo descarga como aqui utilizado.

Uma vez que a compressão e descompressão do conduto para transporte de fluido 204 no aparelho 200 ocorrem ao longo de uma porção do conduto para transporte de fluido que é mais comprida do que uma seção típica do conduto comprimida por uma bomba peristáltica típica, a flexão da parede do conduto não precisa ser tão extensa como requerido com uma bomba peristáltica. A redução na compressão e descompressão da parede do conduto ajuda a prolongar a vida do conduto. Em uma modalidade do aparelho 200 a bomba é um compressor de ar. Tal fonte de pressão é relativamente econômica.

Uma vista esquemática de uma modalidade de um aparelho para transporte de fluido 100 que pode ser utilizado para tinta derretida está mostrada na figura 5. O aparelho 100 é similar ao aparelho para transporte de fluido 200 e inclui uma bomba 104 ou um conduto para transporte de tinta derretida 108 e um conduto compressor 110, uma entrada do conduto para transporte de tinta 108 é acoplada a um coletor 114 para coletar tinta quando bastões de tinta sólida são liquefeitos por um elemento de fusão 120. O elemento de fusão 120 pode ser uma placa de fusão convencional com um único ponto de gotejo ou pode ter outra configuração, tal como uma calha de fusão, uma placa com diversos pontos de gotejo ou uma câmara de fusão. O coletor 114 pode ser um funil ou outra estrutura afunilada para coletar gotas de tinta e orientá-las para a extremidade aberta do conduto 108. O coletor

114 pode ser um conector para acoplar a extremidade aberta do conduto

108 à saída da câmara de fusão.

Um conector 124 acopla o conduto compressor 110 com uma porta 128. A porta 128 possibilita que o lado a jusante da válvula 130 seja acoplado ao conduto compressor 110. O lado a montante da válvula 130 é acoplado ao lado a jusante da válvula 134. O lado a montante da válvula 134 é acoplado à bomba 104. A bomba 104 injeta um fluido para o interior do conduto compressor 110 através das válvulas 130 e 134. A bomba 104 pode deslocar ar ou outro gás para o interior do conduto compressor 110 para pressurizar o conduto, embora líquidos também possam ser utilizados para esta finalidade. O líquido deslocado pela bomba 104 escoa através da válvula 134 para a válvula 130. Para alavancar o custo da bomba, a válvula 134 pode ser utilizada para acoplar a bomba 104 ao sistema de conduto para transporte ou outro componente, tal como uma cabeça de impressão para uma função de purga no exemplo ilustrativo. A válvula, contudo, não é requerida para operação do sistema de conduto para transporte. A válvula 130 acopla o fluido injetado pela bomba 104 a uma pluralidade de conectores 124, um para cada cor de tinta utilizada na impressora 10. Embora a figura 5 delineie a utilização de uma única bomba 104 para transportar todas as cores dè tinta, cada cor pode ter sua própria bomba, embora o custo de diversas bombas possa não justificar uma bomba controlada de maneira independente para cada cor. Válvulas 130 e 134 podem ser atuadas eletricamente e acopladas ao controlador no módulo de eletrônica 72, para controle de sequência das válvulas. Adicionalmente, a bomba 104 pode ser acoplada ao controlador para controle de atuação e velocidade da bomba 104. O fluido injetado pela bomba 104 para o interior do conduto compressor 110 pressuriza o conduto 110 para comprimir o conduto para transporte de tinta 108 para a expulsão de tinta derretida do conduto 110, em uma maneira descrita abaixo em mais detalhe. Durante a fase de alívio de pressão do ciclo, a duto 110 é acoplado à porta de descarga 140 da válvula 130 e a pressão é aliviada. No exemplo ilustrativo, a pressão é liberada para o ar ambiente. Na próxima fase do ciclo a válvula 130 é operada para acoplar o conduto 110 à bomba 104 através da porta 114, de modo que o conduto 110 é novamente pressurizado. A porta de descarga 140 pode também ser acoplada a uma fonte de pressão negativa durante a fase de alívio de pressão do ciclo para aliviar mais rapidamente a pressão dentro do conduto compressor 110.

Uma modalidade dos condutos para transportar o fluido está mostrada na figura 6. O conduto para transporte de fluido 108 está mostrado como estando localizado dentro do conduto compressor 110. A relação dos dois condutos nesta modalidade durante a descarga do conduto compressor 110 está mostrada na configuração superior da figura 6. Quando o conduto 110 é descarregado como descrito acima, por exemplo, com referência à válvula 130, o conduto para transporte de fluido 108 retorna para sua posi15 ção relaxada. Quando o conduto 108 retorna, ele tende a empurrar fluido para o interior de sua entrada até a medida em que o fluido está disponível para escoar a partir do coletor 114. Quando o conduto 110 é pressurizado como descrito acima, por exemplo, com referência a fluido ser injetado para o interior do conduto compressor 110, o conduto para transporte de fluido

108 é comprimido como mostrado na configuração inferior da figura 6. Esta ação sobre o conduto 108 expele fluído a partir da saída do conduto para transporte 108 que pode ser acoplado, por exemplo, a um reservatório 150 como mostrado na figura 5. Em resposta à descarga subsequente do conduto compressor 110 o conduto para transporte 108 relaxa novamente. Uma vez que o volume de fluido dentro do conduto 108 foi reduzido pela quantidade de fluido expelida durante a pressurização do conduto compressor 110, o conduto para transporte 108 é capaz de aceitar uma quantidade correspondente de fluido em sua entrada, a qual é acoplada no exemplo ilustrativo da figura 5 ao coletor 114.

Com referência ao exemplo ilustrativo mostrado na figura 5, o movimento em um sentido de fluido dentro do conduto para transporte de fluido 108 pode ser aprimorado incorporando válvulas de retenção 154, 158 em cada extremidade do conduto 108. A válvula de retenção 154 impede que fluido expelido do conduto 108 para um reservatório, por exemplo, retorne para o conduto 108. A válvula de retenção 158 impede que fluido escape a partir do conduto 108 na entrada acoplada ao coletor 114. Assim, a válvula de retenção 158 ajuda a manter a pressão dentro do conduto 108 para a expulsão de tinta para o interior do reservatório da cabeça impressora 150. Válvulas de retenção podem ser utilizadas na entrada, saída ou em ambas, na entrada e na saída do conduto para transporte, para assegurar movimento do fluido através do conduto para fluido. Inúmeros fatores influenciam a necessidade por incluir válvulas de retenção, inclusive a geometria dos condutos, orientação do sistema em relação à gravidade, viscosidade do fluido, sincronização das fases do ciclo e outros parâmetros relacionados.

Outra modalidade de um conduto para transportar tinta em uma impressora de tinta com mudança de fase está mostrada na figura 7. Este conduto 150 é constituído de um conduto duplo. O conduto duplo tem uma parede unitária 154 que separa o conduto compressor 158 do conduto para transporte de tinta 160 e ambos dos condutos do ambiente circundante. O conduto compressor 158 é geralmente paralelo ao conduto para transporte 160. Nesta modalidade, comprimir e liberar o conduto compressor 158 em uma maneira tal como aquefa descrita acima, comprime o conduto para transporte 160 como mostrado na configuração inferior da figura 7. Este comprimir expele tinta do conduto para transporte 160. Quando o conduto compressor 160 é descarregado em uma maneira tal como descrito acima, o conduto para transporte 160 retorna para aceitar tinta derretida a partir do coletor 114. Também como observado acima, uma válvula de retenção pode ser colocada em uma ou ambas as extremidades do conduto para transporte 160 para preservar escoamento de tinta em um sentido através do conduto.

Outra modalidade de um conduto para transportar tinta em uma impressora de tinta com mudança de fase está mostrada na figura 8. Nesta modalidade o conduto 180 inclui um conduto compressor 184, um conduto para transporte de fluido 186 dentro de um conduto de alojamento 188. O conduto de alojamento 188 pode ser flexível ou rígido. O volume interior do conduto 188 é suficientemente grande para acomodar ao mesmo tempo o conduto compressor 184 e o conduto para transporte de fluido 186. O conduto compressor 184 é geralmente paralelo ao conduto para transporte 186 dentro do conduto de alojamento 188. Comprimir e liberar o conduto compressor 184 em uma maneira tal como aquela descrita acima, comprime o conduto para transporte de fluido 186 como mostrado na configuração inferior da figura 8. O conduto de alojamento 188 é suficientemente rígido para manter o conduto para transporte de fluido 186 em engatamento com o conduto compressor 184 para aprimorar a compressão do conduto para fluido e expelir fluido a partir do conduto para transporte 186. Quando o conduto compressor 184 é descarregado em uma maneira tal como descrito acima, o conduto para transporte 186 retorna para aceitar fluido a partir de uma fonte de fluido. Também como observado acima, uma válvula de retenção pode ser colocada ou incorporada em uma ou ambas as extremidades do conduto para transporte 186, para preservar escoamento de tinta em um sentido através do conduto. O conduto 150 descrito acima com referência à figura 7 também pode ser colocado dentro de um conduto de alojamento 188 e operado de uma maneira similar.

O conduto compressor 110 e o conduto para transporte de tinta 108 podem ser incorporados em um único arranjo de conduto paralelo, como mostrado por exemplo na figura 7 ou podem ser condutos individuais. Se eles são condutos individuais, eles podem ser montados um dentro do outro como mostrado, por exemplo, na figura 6, ou eles podem ser colocados adjacentes um ao outro e circundados por um terceiro tubo de continuação. O conduto dentro de um arranjo de conduto mostrado na figura 6 não requer que os condutos sejam arranjados de maneira concêntrica para operação efetiva. O conduto compressor e o conduto para transporte de tinta podem, ambos, serem formados de materiais elastoméricos tais como um silicone ou uretano, por exemplo. No conduto dentro de uma configuração de conduto tal como mostrado na figura 6, o conduto compressor pode ser construído de material rígido tal como aço inoxidável ou latão. Os condutos podem ser formados com molas internas ou externas para impedir dobramento. Adicio16 nalmente, um ou ambos os condutos podem ser formados com um elemento de aquecimento tai como arame nicromo (níquel-cromo) ou um elemento de resfriamento para manter o fluido dentro do conduto para transporte de fluido em uma temperatura desejada, que difere da temperatura ambiente.

Deslocamento completamente comprimido do conduto para transporte de fluido não é requerido para bombeamento eficiente do fluido para o interior de um reservatório óu outro receptáculo. Uma vez que o comprimento total do tubo tende a comprimir até um grau aproximadamente igual, somente uma pequena quantidade de compressão é necessária para deslocar um volume mensurável de fluido a partir do conduto para transporte de fluido. Por exemplo, deslocamento de trinta por cento da parede do conduto para transporte pode ser suficiente para fornecer um escoamento de fluido adequado durante uma fase de expulsão do ciclo de bombeamento. Reduzindo a compressão do conduto para transporte para menos do que cem por cento de deslocamento, o ciclo de vida do conduto é melhorado sobre condutos comprimidos por bombas peristálticas ou similares.

Embora os condutos possam ser formados em formas cilíndricas, outras formas tais como formas planas, por exemplo, são possíveis. Forma pode não ser um parâmetro crítico, uma vez que o conduto para transporte muda de forma e é geralmente comprimido em um eixo ao mesmo tempo que expande em um outro eixo. Por esta razão o conduto compressor deve ser dimensionado e/ou conformado para acomodar a expansão do conduto para transporte e ser flexível o suficiente para se conformar ao conduto para transporte expandido. Da mesma maneira, o conduto para transporte pode ser conformado para assumir a forma de um crescente ou de uma torção, ou outra forma em resposta à pressão dentro do conduto compressor. Adicionalmente, os condutos podem ter uma porção de parede enfraquecida que opera como uma válvula de retenção. Por exemplo, conformar o conduto para transporte com uma parede mais fina próximo à entrada de tinta possibilita que a porção do conduto para transporte dobre ainda mais e mais rapidamente do que a porção restante do conduto. Esta ação pode vedar a entrada do conduto de maneira suficiente para eliminar a ne17 cessidade por uma válvula de retenção separada. Seções de parede enfraquecidas, que operam como válvulas de retenção, também podem ser produzidas achatando o conduto para transporte de fluido em uma região particular, ou formando uma porção do conduto para fluido com um material de durometria mais flexível ou reduzida em uma região particular.

Em uma modalidade de um aparelho para transporte de fluido, 170 mm de comprimento de tubulação de silicone foram utilizados para um conduto compressor e um conduto para transporte de fluído. O conduto para transporte de fluido tinha um diâmetro interno de 3,5 mm e uma espessura de parede de 0,4 mm. O conduto compressor tinha um diâmetro interno de 5,3 mm e uma espessura de parede de 0,6 mm. As bomba e válvulas eram operadas para realizar um ciclo de pressão e descarga em 0,6 segundo. A vazão média da bomba era 14,6 ml/min e a pressão de ar comprimido era aproximadamente 34,47 kPa (5 psi). O controle da pressão da bomba bem como tempos de ciclo ligado e desligado foram julgados eficazes para variar as vazões através do aparelho para transporte.

Diversas modalidades do aparelho para transporte de fluido podem ser utilizadas para implementar um método para transportar o fluido. O método inclui aliviar a pressão em um conduto compressor para possibilitar que um conduto para transporte de fluido traga fluido a partir de um suprimento de fluido quando o conduto para transporte de fluido retorna em resposta à pressão aliviada, e injetar fluido para o interior do conduto compressor para aumentar pressão dentro do conduto compressor para a finalidade de expelir uma porção do fluido no conduto para transporte de fluido. Aliviar a pressão no conduto compressor pode ser conseguido através de uma variedade de técnicas. Estas técnicas podem incluir abrir o conduto para uma área de pressão mais baixa, de modo que uma queda de pressão ocorra dentro do conduto compressor. Em um sistema fechado tal como um pistão dentro de um cilindro que é acoplado ao conduto compressor, um curso do pistão aumenta a pressão dentro do conduto compressor o curso de retorno retira o fluido de compressão para o interior do cilindro para descarregar o conduto compressor, de modo que o conduto para transporte é capaz de retornar. Outras técnicas para aliviar a pressão podem ser utilizadas para reduzir pressão dentro do conduto compressor, de modo que o conduto para transporte de fluido pode retornar e trazer fluido para o interior do conduto para transporte de fluido. Todas tais técnicas estão abrangidas dentro do termo descarga como aqui utilizado.

Em um dispositivo que requer transformação de um sólido para um líquido, tal como o dispositivo de formação de imagem com tinta com mudança de fase descrito acima, o método também pode incluir a fusão de um sólido para produzir um líquido e a coleta do líquido para inserção no conduto para transporte de fluido. O método pode também incluir regulação da temperatura dos condutos para manter os líquidos dentro dos condutos a uma temperatura desejada. O método pode também incluir impedir contrafluxo do fluido expelido para o interior do conduto para transporte de fluido, e impedir contra-fluxo do fluido para o interior do reservatório de fluido ou outro receptáculo, para manter pressão para expelir o fluido a partir do conduto para transporte de fluido. Adicionalmente, o método pode incluir acoplar o conduto compressor a uma fonte de pressão negativa para auxiliar na redução de pressão no conduto compressor.

Aqueles versados na técnica irão reconhecer que inúmeras mo20 dificações podem ser feitas às implementações específicas da câmara de fusão descrita acima. Portanto, as reivindicações a seguir não estão limitadas às modalidades específicas ilustradas e descritas acima. As reivindicações como apresentadas originalmente, e como podem sofrer emendas, abranger variações, alternativas, modificações, melhoramentos, equivalentes e equivalentes substanciais das modalidades e ensinamentos aqui descritos, inclusive aqueles que presentemente não estão previstos ou não apreciados, e que, por exemplo, podem surgir de requerentes/patenteados e outros.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para transporte de fluido (100, 200) que compreende:

um conduto para transporte de fluido (108, 204) para transportar 5 fluido, o conduto para transporte de fluido (108, 204) tendo uma extremidade de entrada que é acoplada a um suprimento de fluido (208) e uma extremidade de saída que é acoplada a um receptáculo (210); um conduto compressor (110, 214);

uma bomba (104, 218) acoplada ao conduto compressor (110, 10 214) que injeta fluido pressurizado para o interior do conduto compressor (110, 214), caracterizado por no mínimo uma porção do conduto compressor (110, 214) que comprime uma porção do conduto para transporte (108,

204); e uma descarga (220) que alivia a pressão de maneira seletiva no 15 conduto compressor (110, 214), a descarga sendo operada para pressurização e descarga do conduto compressor (110, 214) para bombear fluido através do conduto para transporte de fluido (108, 204).
2. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conduto para transporte de fluido

20 (108) está localizado dentro do conduto compressor (110).
3. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção do conduto para transporte de fluido (108, 204) é geralmente paralela à porção do conduto compressor (110, 214) que comprime o conduto para transporte de fluido (108,

25 204).
4. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma parede comum entre o conduto para transporte de fluido (108, 204) e o conduto compressor (110, 214).

30 5. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreendendo uma válvula de retenção (154) na extremidade de saída do conduto para transporte de

Petição 870180030981, de 17/04/2018, pág. 5/13 fluido (108) para impedir contra-fluxo do fluido para o interior do conduto para transporte de tinta (108).

6. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma válvula de
5 retenção (158) na extremidade de entrada do conduto para transporte de fluido (108) para manter uma pressão de escoamento no conduto para transporte de fluido (108).
7. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conduto para transporte de fluido

10 (108, 204) ainda compreende uma parede enfraquecida ao longo de uma porção do conduto para transporte de fluido (108, 204) que opera como uma válvula de retenção em resposta à pressurização e descarga do conduto para transporte de fluido (108, 204).
8. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindi15 cação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba (104, 218) é um compressor de ar e o fluido injetado para o interior do conduto compressor (110, 214) é ar.
9. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma fonte de

20 pressão negativa acoplada à descarga (220) para auxiliar na redução de pressão no conduto compressor (110, 214).
10. Aparelho para transporte de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conduto compressor (110) é constituído de um tubo rígido; o conduto para transporte de fluido (108) tem

25 uma parede compressível e o conduto para transporte de fluido (108) está localizado no conduto compressor (110).
11. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança de fase para incorporação de um aparelho de transporte de fluido como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende:

30 um elemento de fusão (120) para derreter bastões de tinta sólida (30) para produzir tinta derretida;

um coletor de tinta derretida (114) para coletar tinta derretida

Petição 870180030981, de 17/04/2018, pág. 6/13 produzida pelo elemento de fusão (120);

um aparelho para transporte de tinta derretida (100, 200) para transportar tinta derretida a partir do coletor de tinta derretida (114);

um reservatório de tinta derretida (150) para armazenar tinta der5 retida recebida a partir do aparelho para transporte de tinta derretida (100, 200);

uma cabeça de impressão (52) para receber tinta derretida a partir do reservatório de tinta derretida (150); e uma superfície de formação de imagem sobre a qual a cabeça

10 de impressão (52) ejeta tinta derretida para formar uma imagem;

o aparelho para transporte de tinta derretida (100, 200) ainda compreendendo:

um conduto duplo (150, 180) que tem um conduto para transporte de tinta (160, 186) e um conduto compressor (158, 184)), uma extremida15 de de saída do conduto para transporte de tinta (160, 186) do conduto duplo (150, 180) sendo acoplada ao reservatório de tinta derretida (150) e uma extremidade de entrada do conduto para transporte de tinta (160, 186) do conduto duplo (150, 180) sendo acoplada ao coletor de tinta derretida (114);

uma bomba de fluido (104, 218) que é acoplada a uma entrada

20 do conduto compressor (158, 184) para injetar fluido para o interior do conduto compressor (158, 184) do conduto duplo (150, 180); e uma válvula de descarga acoplada ao conduto compressor (158, 184) do conduto duplo (150, 180) para aliviar a pressão de maneira seletiva no conduto compressor (158, 184), a válvula de descarga sendo operada

25 para possibilitar pressurização e descarga do conduto compressor (158, 184) para bombear tinta derretida através do conduto para transporte de tinta (160, 186).
12. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança de fase, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que

30 o conduto para transporte de tinta (160, 186) está localizado dentro do conduto compressor (158, 184) do conduto duplo (150, 180).
13. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança

Petição 870180030981, de 17/04/2018, pág. 7/13 de fase, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o conduto para transporte de tinta (160, 186) é paralelo ao conduto compressor (158, 184).
14. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança 5 de fase, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma parede unitária comum (154) entre o conduto para transporte de tinta (160) e o conduto compressor (158).
15. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança de fase, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que

10 ainda compreende um conduto de alojamento (188) dentro do qual o conduto para transporte de tinta (186) e o conduto compressor (184) estão localizados.
16. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança de fase, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que

15 ainda compreende uma válvula de retenção (154) acoplada ao conduto para transporte de tinta (108) para impedir contra-fluxo da tinta derretida para o interior do conduto para transporte de tinta (108).
17. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança de fase, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que

20 ainda compreende uma válvula de retenção (158) acoplada entre o coletor de tinta derretida (114) e a entrada do conduto para transporte de tinta (108) para possibilitar uma pressão de vazão no conduto para transporte de tinta (108).
18. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança

25 de fase, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a bomba (104, 218) é uma bomba de ar e o fluido injetado para o interior do conduto compressor (110, 158, 184, 214) é ar.
19. Dispositivo de formação de imagem de tinta com mudança de fase, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que

30 ainda compreende uma fonte de pressão negativa acoplada à descarga para auxiliar na redução de pressão no conduto compressor (110, 158, 184, 214).
20. Método para bombear fluido implementado por aparelho para

Petição 870180030981, de 17/04/2018, pág. 8/13 transporte de fluido como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

aliviar a pressão em um conduto compressor (110, 158, 184, 214) para possibilitar a um conduto para transporte de fluido (108, 160, 186,

5 204) trazer fluido a partir de um suprimento de fluido (208) quando o conduto para transporte de fluido (108, 160, 186, 204) retorna em resposta à pressão aliviada; e injetar fluido para o interior do conduto compressor (110, 158, 184, 214) para aumentar a pressão dentro do conduto compressor (110,

10 158, 184, 214) com a finalidade de expelir uma porção do fluido no conduto para transporte de fluido (108, 160, 186, 204).
21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a etapa de injeção de fluido ainda compreende a etapa de injetar ar para o interior do conduto compressor (110, 158, 184, 214) para

15 aumentar a pressão dentro do conduto compressor (110, 158, 184, 214).
22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de bloquear contra-fluxo do fluido expelido para o interior do conduto para transporte de fluido (108, 160, 186, 204).

20 23. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de bloquear contra-fluxo do fluido para o interior do suprimento de fluido (208) para manter pressão para expelir fluido a partir do conduto para transporte de fluido (108, 160, 186, 204).
25 24. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que ainda compreendendo a etapa de acoplar o conduto compressor (110, 158, 184, 214) a uma fonte de pressão negativa para auxiliar aliviar a pressão no conduto compressor (110, 158, 184, 214).

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