BRPI0807300B1

BRPI0807300B1 - recipiente de cabeçote de impressão a jato de tinta e método para construir um recipiente de cabeçote de impressão.

Info

Publication number: BRPI0807300B1
Application number: BRPI0807300A
Authority: BR
Inventors: L Malik Craig; A Devries Mark; Mark Haines Paul; J Ender Ronald
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2018-12-04
Also published as: WO2008109409A1; EP2129528A4; US20130088552A1; BRPI0807300A2; EP2129528A1; CN101626898B; US8714720B2; US20080218566A1; KR20090130025A; CN101626898A

Abstract

recipiente de cabeçote de impressão a jato de tinta e método para construir um recipiente de cabeçote de impressão. várias configurações de um recipiente de cabeçote de impressão metalizado (104, 204) e método são divulgados .

Description

(54) Título: RECIPIENTE DE CABEÇOTE DE IMPRESSÃO A JATO DE TINTA E MÉTODO PARA CONSTRUIR UM RECIPIENTE DE CABEÇOTE DE IMPRESSÃO.

(73) Titular: HEWLETT-PACKARD DEVELOPMENT COMPANY, L.P., Sociedade Americana. Endereço: 11445 COMPAQ CENTER DRIVE WEST, HOUSTON, TX 77070, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: CRAIG L. MALIK; MARK A. DEVRIES; PAUL MARK HAINES; RONALD J. ENDER.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 04/12/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 04/12/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

1/21

RECIPIENTE DE CABEÇOTE DE IMPRESSÃO A JATO DE TINTA

Antecedentes [001] Um desafio apresentado por sistemas de fornecimento de tinta para impressoras a jato de tinta é o acúmulo de ar na tinta. Quando bolhas de tinta se acumulam no sistema de fornecimento de tinta ou no cabeçote de impressão, estas bolhas podem obstruir as passagens de tinta e bicos, prejudicando assim a qualidade da impressão ou impedindo a ejeção de tinta inteiramente em pelo menos parte do cabeçote de impressão.

[002] O acúmulo de ar via permeação é um modo pelo qual ar pode se acumular em um sistema de fornecimento de tinta para jato de tinta. A estrutura contendo tinta do cabeçote de impressão de uma impressora a jato de tinta é tipicamente um recipiente feito de materiais poliméricos de peso leve, que podem ser relativamente permeáveis ao ar. Até mesmo onde tinta desgaseifiçada é fornecida inicialmente no sistema de tinta, ar pode permear através do material polimérico da parede do reservatório de tinta com o tempo, e dissolver-se na tinta. Este ar dissolvido pode produzir bolhas e ultimamente levar à falha do cabeçote de impressão.

Descrição resumida dos desenhos [003] Várias características e vantagens da invenção serão aparentes a partir da descrição detalhada que segue, tomada em conjunção com os desenhos anexos, os quais juntos ilustram, para fins de exemplo, características da invenção, e onde:

A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma configuração de um sistema de impressão a jato de tinta

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2/21 tendo cabeçotes de impressão móveis, que podem incorporar um recipiente de cabeçote de impressão metalizado de acordo com a presente divulgação;

A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma configuração de um sistema de impressão a jato de tinta tendo cabeçotes de impressão fixos, que podem incorporar um recipiente de cabeçote de impressão metalizado de acordo com a presente divulgação;

A figura 3 é uma vista de seção transversal de uma configuração de um cabeçote de impressão a jato de tinta tendo um recipiente de cabeçote de impressão metalizado;

A figura 4 é uma vista de seção transversal em closeup da parede metalizada do recipiente de cabeçote de impressão da figura 3;

A figura 5 é uma vista em perspectiva completamente montada do recipiente de cabeçote de impressão mostrado na figura 3;

A figura 6 é uma vista em perspectiva explodida do recipiente de cabeçote de impressão da figura 5;

A figura 7 é uma vista de seção transversal de uma outra configuração de um recipiente de cabeçote de impressão metalizado;

A figura 8 é uma vista em perspectiva completamente montada do recipiente de cabeçote de impressão da figura 7;

A figura 9 é uma vista em perspectiva explodida do recipiente de cabeçote de impressão da figura 8;

A figura 10 é um gráfico de saturação de ar versus tempo para tinta contida em recipientes de cabeçote de impressão tanto de alta barreira quanto de baixa barreira;

e

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3/21

A figura 11 é um gráfico de barras de taxas de permeabilidade de ar para três recipientes de cabeçote de impressão de amostra testados tanto antes quanto após metalização.

Descrição detalhada [004] Referência será feita agora a configurações exemplares ilustradas nos desenhos, e linguagem especifica será usada aqui para descrever as mesmas. Todavia será entendido que nenhuma limitação do escopo da invenção é intencionada dessa forma. Alterações e modificações adicionais das características inventivas ilustradas aqui, e aplicações adicionais dos princípios da invenção como ilustrados aqui, que ocorreriam a alguém experiente na relevante técnica e tendo posse desta divulgação, devem ser consideradas dentro do escopo da invenção.

[005] Impressoras a jato de tinta têm sido desenvolvidas com cabeçotes de impressão tanto fixos quanto móveis. Um exemplo de um sistema de impressão a jato de tinta tendo cabeçotes de impressão móveis é mostrado na figura 1. O sistema de impressão 10 inclui geralmente um chassi 12 e um sistema de manuseio de meio de impressão 14 para fornecer mídia de impressão 16 para a impressora. A mídia de impressão pode ser qualquer de numerosos tipos de materiais em folhas adequados, tal como papel, cartões, transparências, lâminas, etc., dependendo da aplicação. O sistema de manuseio de mídia de impressão move a mídia de impressão para dentro de uma zona de impressão 18 a partir de uma bandeja de alimentação 20 para uma bandeja de saída 22, tal como por uma série de roletes convencionais acionados por motor (não mostrados).

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4/21 [006] Na zona de impressão 18 as folhas de mídia de impressão recebem tinta de um ou mais cabeçotes de impressão que são parte de cartuchos de canetas de jato de tinta 24. O sistema de impressão mostrado na figura 1 emprega um grupo de 4 cartuchos de canetas discretas, que podem incluir, por exemplo, um cartucho de caneta preta, e três cartuchos de canetas coloridas, permitindo completa impressão em cores. Alternativamente, uma caneta tricolor pode ser usada com uma caneta de tinta preta monocrômica, ou uma única caneta preta monocrômica pode ser usada sozinha. Outras alternativas também podem ser usadas.

[007] Os cartuchos de canetas 24 são transportados por um carrinho 32, o qual pode ser acionado ao longo de uma haste-guia 34 por um arranjo convencional de polia/correia de acionamento e motor (não mostrado) . O carrinho se move para frente e para trás acima da mídia de impressão, tal como papel, que é avançada por um mecanismo de alimentação de papel. Cada um dos cartuchos de caneta pode incluir uma matriz de ejeção de tinta 26. O conjunto de cartucho de caneta e matriz de ejeção de tinta são coletivamente referidos como o cabeçote de impressão. A matriz de ejeção de tinta inclui uma ou mais placas de orifício tendo uma pluralidade de bicos de jato de tinta (não mostrados), formados nela, de uma maneira bem conhecida por aqueles experientes na técnica. Disposto dentro de cada bico está um elemento gerador de energia (p.ex., um resistor térmico ou ejetor piezelétrico, não mostrado) que gera a força necessária para ejetar gotículas de tinta a partir do bico contra a mídia de impressão. O conjunto de cabeçote de tinta inclui passagens de tinta que

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5/21 se comunicam com um substrato que está ligado à traseira da placa de orifícios. As canetas depositam seletivamente uma ou mais gotículas de tinta sobre uma folha da mídia de impressão 16 de acordo com sinais recebidos via uma tira condutora (não mostrada) a partir de um controlador de impressora, tal como um microprocessador (não mostrado) localizado dentro do chassi 12. 0 controlador de impressora está configurado para operar em resposta a entrada a partir de um computador ou outro dispositivo digital, ou de entradas do usuário fornecidas através de um teclado 36.

[008] Cada um dos cartuchos de caneta 24 mostrados na figura 1 pode incluir reservatórios para armazenar um suprimento de tinta nele. Onde o suprimento de tinta é carregado dentro de canetas que são montadas no carrinho 32, este é referido como um suprimento de tinta a bordo ou no eixo. Nestes sistemas o reservatório de tinta é integral com o cabeçote de impressão, tal que todo o cartucho de caneta e cabeçote de impressão são substituídos quando a tinta é esgotada. Alternativamente, as impressoras também podem ter canetas móveis que são conectadas a suprimentos de tinta estacionários, e podem conter somente uma quantidade relativamente pequena de tinta em um reservatório de tinta no cabeçote de impressão uma vez que a tinta passa do suprimento de tinta para os bicos de jato de tinta. Esta configuração é chamada impressão fora de eixo e permite o suprimento de tinta ser substituído à medida que ele é consumido, sem requerer a frequente substituição das custosas canetas.

[009] Como uma alternativa para cabeçotes de impressão móveis, impressoras a jato de tinta tendo

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6/21 cabeçotes de impressão fixos também foram desenvolvidas. Os componentes operacionais de um exemplo deste tipo de impressora são mostrados na figura 2. Neste sistema de impressora 50, as canetas fixas 52 são arranjadas adjacentes a um tambor rotativo 54, sobre o qual papel ou outra mídia de impressão é mantido (p.ex., por pressão de vácuo) em uma zona de impressão sobre o tambor, a zona de impressão sendo delineada por linhas tracejadas 56. As múltiplas canetas são arranjadas para cobrir diferentes porções da zona de impressão (medidas de lado a lado), tal que à medida que o tambor gira (seja em somente uma direção, ou em duas direções) , tinta possa ser ejetada sobre todas as porções desejadas da mídia de impressão.

[0010] Sejam os cabeçotes de impressão fixos ou móveis, eles operam da maneira explicada acima, com uma camada de orifícios tendo uma pluralidade de bicos com dispositivos de ejeção de tinta que seletivamente ejetam tinta sobre a mídia de impressão. É fornecida na figura 3 uma vista de seção transversal de uma configuração de um cabeçote de impressão a jato de tinta que pode ser usado em sistemas de cabeçote de impressão fixo ou móvel. Este cabeçote de impressão 100 inclui geralmente uma tampa 102, um corpo regulador 104, um carregador 106 e uma camada de cerâmica 108 que suporta uma pluralidade de camadas de orifícios ou matrizes 110 que ejetam gotículas de tinta 112 sobre a mídia de impressão 114 localizada lá por baixo.

[0011] Estendendo-se através da tampa 102 e para dentro do corpo regulador 104 está uma entrada de tinta 116. A entrada de tinta está configurada para ser conectada a um conduto ou tubo de tinta 117 que se conecta a um

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7/21 reservatório de tinta fora de eixo e sistema de bomba (não mostrado) para fornecer tinta para o cabeçote de impressão. Embora o cabeçote de impressão mostrado na figura 3 seja configurado para um suprimento de tinta fora de eixo, ele também poderia ser modificado para ter um suprimento de tinta a bordo. No fundo do corpo regulador está um bico de saída de tinta 118 que direciona tinta para dentro de uma passagem de tinta 120 no carregador 106, que por sua vez leva a correspondentes passagens (não mostradas) na camada de cerâmica 108, que dirigem a tinta para os bicos de ejeção de tinta nas várias camadas de orifícios 110.

[0012] A camada de cerâmica 108 inclui trajetórias elétricas e estrutura eletrônica que conectam as matrizes de cabeçotes de impressão 110 à circuitagem de controle de cabeçote de impressão (não mostrada) , que por sua vez é conectada ao controlador de impressora. O número de matrizes que podem ser suportadas por um único cabeçote de impressão pode variar. Em alguns sistemas de impressão tendo um carrinho de caneta móvel, cada cabeçote de impressão pode ter somente uma matriz com um conjunto de bicos associado. Na vista de seção transversal da figura 3, duas matrizes são mostradas suportadas sobre a camada de cerâmica, embora isto seja com propósitos de clareza somente. A configuração de cabeçote de impressão mostrada nesta figura pode suportar mais que duas matrizes, e cada matriz pode incluir múltiplos conjuntos de orifícios. Outras configurações e números de matrizes podem ser associadas com um único cabeçote de impressão.

[0013] Como mostrado na figura 3, o corpo regulador

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104 geralmente inclui uma câmara de tinta de baixa pressão 126 que recebe tinta a partir da entrada de tinta 116 através de uma válvula reguladora de pressão 128. Tinta é bombeada pelo conduto de tinta 117 e para a entrada de tinta 116 a partir do reservatório de tinta e sistema de bombeamento mencionado acima. Consequentemente, a pressão do fluido no conduto de tinta será uma pressão relativamente alta (isto é, acima da pressão atmosférica). Entretanto, os sistemas de impressão a jato de tinta são geralmente configurados para manter uma leve pressão de vácuo (p.ex., -6 polegadas de H2O) no cabeçote de impressão tal que a tinta não pingue para fora dos bicos do cabeçote de impressão. Por exemplo, em um sistema de impressão a jato de tinta, a pressão nos bicos de impressão é mantida em uma pressão na faixa de 0 a -10 polegadas de H2O (isto é, entre 0 a -0,36 psi). Este é só um exemplo de uma faixa de pressão de jato de tinta, e outras faixas de pressão também podem ser usadas.

[0014] Para manter a desejada pressão mais baixa na câmara de baixa pressão 126, a válvula reguladora 128 é configurada para abrir e permitir tinta fluir para dentro da câmara de baixa pressão somente quanto a pressão do fluido na câmara de baixa pressão cair abaixo de algum limite de baixa pressão. À medida que tinta flui através da válvula reguladora e para dentro da câmara de baixa pressão, a pressão do fluido na câmara de baixa pressão subirá. Consequentemente, a câmara de baixa pressão pode ter uma pressão máxima permissível que se torna um limite de pressão alta. Se a pressão na câmara exceder este valor, a tinta pode começar a pingar para fora dos cabeçotes de

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9/21 impressão. Quando a pressão na câmara de baixa pressão alcança o limite de alta pressão, a válvula reguladora fechará. Para manter a pressão negativa desejada na câmara de baixa pressão, o limite de alta pressão será algum nível que esteja acima do limite de baixa pressão, mas ainda em ou abaixo da pressão atmosférica.

[0015] Olhando as figs. 5 e 6, a câmara de baixa pressão 126 pode ser encerrada em um lado por uma película flexível 146 que pode ser apoiada termicamente à borda ou friso 149 da câmara de baixa pressão. À medida que tinta é extraída da câmara de baixa pressão durante a impressão, o volume de tinta na câmara de baixa pressão cairá, como o fará a pressão naquela câmara. Consequentemente, a pressão atmosférica a partir do exterior do corpo regulador tenderá a empurrar a película flexível para dentro. Reciprocamente, quando tinta a partir do conduto de tinta 117 e entrada 116 (no outro lado da válvula reguladora) flui para dentro da câmara de baixa pressão, a pressão aumentará e a película flexível será empurrada para fora. Isto permite o volume e pressão da tinta na câmara de baixa pressão variarem, enquanto mantendo a desejada pressão negativa e evitando bolhas de ar na câmara de baixa pressão.

[0016] A película flexível 146 pode ser um material laminado flexível de alta barreira. Como usado aqui, o termo alta barreira se refere a materiais que têm permeabilidade relativamente baixa ao ar. Por exemplo, um laminado de três camadas compreendendo duas camadas de polietileno (PE) com uma camada de EVOH ligada entre elas pode ser usado como uma película flexível de alta barreira. As camadas de PE permitem a película ser apoiada firmemente

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10/21 (isto é, ligada termicamente) no corpo regulador (p.ex., também de polietileno) ao redor do perímetro da câmara de baixa pressão 12 6. Com este arranjo a película provê uma alta barreira em virtude da camada de EVOH, e não existem bordas do material da película que estejam em contato com a tinta na câmara de baixa pressão, como pode ser o caso com uma bolsa acumuladora imersa.

[0017] Uma outra configuração de um recipiente de tinta de cabeçote de impressão 204 é mostrada nas figs. 79. Como mostrado na vista de seção transversal da figura 7, esta configuração inclui tanto uma câmara de alta pressão 222 quanto uma câmara de baixa pressão 226, separadas por uma parede de barreira 224 entre elas. Ao contrário da configuração da figura 3, a entrada de tinta 216 alimenta diretamente para dentro da câmara de alta pressão, e não inclui uma válvula reguladora de pressão (128 na figura 3). Consequentemente, a câmara de alta pressão pode ser vista como essencialmente uma extensão do conduto de tinta 217, uma vez que a pressão do fluido na câmara de alta pressão será substancialmente a mesma que aquela no conduto de tinta.

[0018] Uma válvula reguladora de pressão 228 é posicionada na parede de barreira entre as câmaras de alta e baixa pressão, e serve para a função de controlar o fluxo de tinta para dentro da câmara de baixa pressão. Quando a pressão da tinta na câmara de baixa pressão alcança o limite de pressão baixa, a válvula reguladora abrirá e deixará tinta fluir da câmara de alta pressão para dentro da câmara de baixa pressão. Quando a pressão do fluido na câmara de baixa pressão alcançar o limite de alta pressão,

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11/21 a válvula reguladora fechará tal que a pressão na câmara de baixa pressão não continuará a aumentar. A configuração de duas câmaras da figura 7 permite assim a regulação da pressão da tinta e fluxo de uma maneira similar à configuração da figura 3.

[0019] Com este design, a tinta que entra na câmara de alta pressão 222 passará pela válvula reguladora 228 e para dentro da câmara de pressão 226, a partir da qual ela sairá via a saida 218, e de lá para dentro da passagem de tinta 220 no carregador 206, que leva a outras porções da camada de cerâmica e bicos na(s) matriz(es) de cabeçote(s) de impressão 210. Olhando as figs. 8 e 9, uma tampa de câmara de alta pressão relativamente rigida 244 é provida para cobrir e selar a câmara de alta pressão, enquanto uma película flexível 246 pode ser apoiada termicamente à borda ou friso exposta 249 da câmara de baixa pressão. A película flexível funciona da maneira descrita acima com relação às figs. 3-6, e permite a pressão e volume da tinta na câmara de baixa pressão variar com o tempo. Deve ser entendido que a configuração do corpo regulador 204 com câmaras de alta e baixa pressão é somente uma de muitas configurações possíveis para um recipiente de cabeçote de impressão que opere da maneira descrita aqui.

[0020] O mecanismo para atuar a válvula reguladora 128 na figura 3 (ou válvula 228 na figura 7) não é mostrado nas figuras. Entretanto, existe uma variedade de modos pelos quais isto pode ser feito. Por exemplo, a válvula reguladora pode ser atuada eletronicamente em resposta a sinais a partir de um ou mais sensores de pressão (não mostrados) dentro da câmara de baixa pressão 126. Outros

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12/21 sistemas elétricos e/ou mecânicos para detectar pressão dentro da câmara de baixa pressão e atuar a válvula reguladora também podem ser usados, como será aparente àqueles experientes na técnica.

[0021] Em alguns sistemas de jato de tinta anteriores a faixa de pressão negativa desejada é mantida mecanicamente por um saco acumulador de material polimérico de alta barreira, flexível (tal como EVOH, copolímero de etileno-álcool vinílico) que é imerso em uma câmara de tinta de baixa pressão, de paredes rígidas, no cabeçote de impressão. O saco acumulador é selado da tinta e está em comunicação fluida com a atmosfera, e se infla ou esvazia em resposta a mudanças de pressão na câmara de tinta de baixa pressão. Molas mecânicas são frequentemente ligadas para comprimir o saco acumulador, tal que o volume do saco em qualquer dado momento seja menor que ele seria ordinariamente sob pressão atmosférica, permitindo assim o volume da câmara de tinta de baixa pressão ser maior do que ele seria sob aquelas condições, e mantendo a pressão do fluido de tinta abaixo da pressão atmosférica.

[0022] A pressão de vácuo desejada na tinta do cabeçote de impressão é um fator que leva a acúmulo de ar no cabeçote de impressão. Com pressão que é abaixo da pressão atmosférica, ar que é dissolvido na tinta pode sair da solução e criar bolhas no sistema, tendo os efeitos discutidos acima. Adicionalmente, o corpo regulador 104 ou outra estrutura contendo tinta em um cabeçote de impressão a jato de tinta é tipicamente moldado de polipropileno, polietileno, ou outro polímero de peso leve que seja relativamente permeável ao ar. A espessura deste corpo está

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13/21 tipicamente na faixa de 1 a 3 mm.

[0023] A permeação de ar é uma função da pressão, temperatura, tempo, área superficial, e da espessura e permeabilidade do material. Polipropileno e polietileno tipicamente têm taxas de permeabilidade de ar que variam de cerca de 150 a 500 ((cm3) (0,001 polegada)/((100 polegada2)(atm)(dia)). Este nível de permeabilidade é considerado de moderado a alto. Nesta taxa de permeação de ar, a tinta em uma câmara de tinta de baixa pressão de cabeçote de impressão pode atingir plena saturação em cerca de um dia quando contida em um corpo de polipropileno de 13 mm de espessura. Adicionalmente, um saco acumulador imerso pode prover avenidas adicionais para permeação de ar para dentro do suprimento de tinta.

[0024] Algumas soluções para acúmulo de ar em suprimentos de tinta de cabeçote de impressão têm se focado em capturar e redirecionar as bolhas de ar para longe das camadas de orifícios do cabeçote de impressão. Outras soluções têm envolvido construir a estrutura contendo tinta do cabeçote de impressão de materiais poliméricos de alta barreira contra ar, tais como LCP (polímero de cristal líquido), PET (poli(tereftalato de etileno)) ou PEI (polieterimida). Estes e outros materiais de barreira são frequentemente mais caros do que alternativas menos permeáveis, e podem ter outras características indesejáveis de performance, tais como fragilidade, propriedades de moldagem e união indesejáveis, problemas de resistência e problemas de trincas. Unir alguns plásticos de alta barreira, duros, pode envolver o uso de juntas, adesivos, ou em alguns casos empregar um processo de soldagem.

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14/21 [0025] Vantajosamente, os inventores desenvolveram um sistema regulador de pressão do cabeçote de impressão que auxilia a reduzir a permeação de ar para dentro do cabeçote de impressão. A solução dos inventores é simples, robusta, e usa materiais de custo relativamente baixo e poucas peças para manter baixa pressão no suprimento de tinta do cabeçote de impressão.

[0026] A discussão seguinte da solução dos inventores fará referência específica às configurações mostradas nas figs. 3-6, mas deve ser entendido que a discussão também se aplica às configurações mostradas nas figs. 7-9. Referindose à figura 3, os inventores descobriram que metalizar ou revestir com metal as superfícies externas do corpo regulador 104 reduz significativamente sua permeabilidade ao ar, e permite o uso continuado de materiais poliméricos de baixo custo, tais como polipropileno ou polietileno, que têm propriedades desejáveis (p.ex., resistência, ductilidade, moldabilidade, facilidade de uso, etc.) através de uma ampla faixa de requisitos. Nesta solução, o corpo do regulador é primeiro moldado (p.ex., moldado por injeção) do material polimérico desejado, e as superfícies a serem revestidas com metal são então tratadas com plasma para promover a adesão do revestimento metálico. O corpo é então colocado em uma câmara de deposição a vácuo, onde uma ou mais camadas de metal são depositadas sobre quaisquer superfícies expostas através de um processo químico de deposição a vapor. Tais processos são bem conhecidos por aqueles experientes na técnica.

[0027] Uma vista de seção transversal em close-up de uma porção da parede lateral revestida com metal ou

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15/21 metalizada 142 do corpo regulador 104 é mostrada na figura 4. Nesta vista pode ser visto que a parede lateral compreende uma camada de parede de polímero base 152 e uma camada de metal relativamente fina 154. A espessura da camada de metal está grandemente exagerada nesta vista com propósitos ilustrativos. A camada de metal diminui grandemente a permeabilidade do corpo de cabeçote de impressão, enquanto o material polimérico por baixo retém as características desejáveis de resistência ductilidade, moldabilidade, boas propriedades de apoio de película, e assim por diante.

[0028] Uma variedade de materiais podem ser usados para a camada metálica. A maioria dos metais podem ser usados, incluindo alumínio, cobre, prata, ouro, níquel, aço inoxidável, etc. Estes podem ser aplicados em múltiplas camadas. Por exemplo, em uma configuração, após tratamento de plasma, os inventores revestiram via deposição a vácuo um corpo de polipropileno com uma primeira camada de cobre, e uma segunda camada de alumínio. Os inventores também acreditam que a provisão de uma camada de aço inoxidável sobre uma camada de cobre pode ser usada. Também é acreditado que outros tipos de revestimentos metálicos podem ser usados, tal como materiais de tinta que contenham flocos ou pó de metal. Uma camada límpida (p.ex., esmalte límpido) também pode ser aplicada à primeira camada metálica final para reduzir a oxidação da camada metálica se desejado.

[0029] A espessura da(s) camada(s) de metal pode variar. Os inventores acreditam que um revestimento metálico tendo uma espessura total na faixa de 1-10 mícrons

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16/21 é adequado, com uma faixa de 3-6 mícrons sendo uma faixa provável. Esta espessura total pode ser feita de múltiplas camadas metálicas individuais que podem ser de 1-3 mícrons ou mais de espessura. Deve ser entendido que camadas metálicas tendo uma espessura total maior que 10 mícrons também podem ser usadas. Como notado acima, a permeabilidade de um material é em parte uma função da espessura do material. Embora metais sejam substancialmente menos permeáveis que polímeros tais como polipropileno e polietileno, se a camada metálica for muito fina ela pode não prover a redução desejada de permeabilidade. Por outro lado, uma vez que a espessura da camada metálica aumenta além de um certo ponto, pode haver relativamente pouca redução adicional de permeabilidade para cada aumento incrementai de espessura.

[0030] No teste de uma configuração, os inventores revestiram via deposição a vácuo uma caixa de polipropileno moldada tendo um formato e tamanho físico similares àquele do corpo regulador 104 mostrado na figura 3, e tendo paredes de aproximadamente 1 mm de espessura, com um revestimento metálico de duas camadas compreendendo uma primeira camada de cobre, e uma camada superior de alumínio. A espessura do revestimento metálico total foi aproximadamente 5 mícrons. Equipamento regulador de pressão foi carregado no recipiente, e uma tampa de polímero similarmente revestida com metal foi então selada no lugar. No teste de pressão subsequente, a performance da barreira contra ar do recipiente revestido foi descoberta a ser melhor que polipropileno não revestido do mesmo tipo por uma larga margem.

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17/21 [0031] A tabela seguinte resume os resultados do teste de pressão do recipiente revestido com metal comparado com um não revestido, mas de outra forma idêntico, recipiente de polipropileno (PP), com permeabilidade expressa em unidades de cm3/atm-dia.

Peça n°	PP	Somente	a	Metalizad
1	0,39	0,03
2	1,72	0,02
3	0,34	0,01

[0032] Estes resultados são mostrados graficamente no gráfico de barras da figura 11, o qual fornece as medições de permeabilidade em uma escala logarítmica. É acreditado que um ponto de controle de dados afastado (para a peça n° 2, somente PP) veio de um recipiente que tinha um vazamento e representa erro experimental. Com a remoção deste ponto de dados afastado, a diminuição média de permeabilidade dos recipientes de teste após metalização foi por um fator de cerca de 17.

[0033] Esta mudança de permeabilidade é similar à curva longa 302 mostrada no gráfico da figura 10. As curvas na figura 10 foram determinadas experimentalmente a partir de testes de permeação de ar de materiais poliméricos de alta barreira (tais como LCP, PET, PEI, etc.) e materiais de baixa barreira (tais como polipropileno e polietileno) , respectivamente. A curva de saturação de ar 302 para os materiais de alta barreira mostra que tinta desgaseifiçada contida em tal recipiente não alcançará a saturação até depois de cerca de 15 dias, em oposição a cerca de um dia para o material de baixa barreira. Considerando este

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18/21 gráfico em vista dos resultados na tabela acima e mostrados na figura 11, está aparente que a diminuição de permeabilidade provida pelo material de baixa barreira metalizado é comparável a ou melhor que aquela provida pelo material de alta barreira. Os inventores, portanto, acreditam que um recipiente de cabeçote de impressão revestido com metal de acordo com a presente divulgação pode ter uma diminuição de permeabilidade por pelo menos um fator de 10. Uma diminuição de permeabilidade por um fator de 15 ou 17 também é possível.

[0034] As porções do corpo regulador que podem ser revestidas com metal podem variar. Com relação à configuração das figs. 3-6, quando completamente montado, as porções do corpo regulador 104 que são expostas são as paredes laterais 152, a película flexível 146, e o exterior da parede traseira 130. Na configuração das figs. 7-9, as porções do conjunto regulador 204 que são expostas após montagem são as paredes laterais 242, a tampa da câmara de alta pressão 244 que sela a câmara de alta pressão 222, o exterior da parede traseira 230, e a película flexível 246 que sela e cobre a câmara de baixa pressão 226.

[0035] Em uma solução, somente as superfícies perimétricas são revestidas com metal. Como usado aqui, o termo superfície perimétrica é intencionado a se referir a todas as superfícies externas do corpo regulador exceto a superfície externa da película flexível. Na configuração das figs. 3-6, a superfície perimétrica inclui as quatro paredes laterais 142 do corpo regulador (visíveis em seção transversal na figura 3), mais o exterior da parede traseira 130 do corpo regulador. Na configuração das figs.

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7-9, a superfície perimétrica inclui as paredes laterais 242, e o exterior da parede traseira 230.

[0036] Para prover o desejado revestimento metálico, as porções do corpo regulador não montado que não devem ser revestidas com metal são mascaradas (p.ex., a câmara de pressão 126 na configuração da figura 3, ou ambas as câmaras de baixa e alta pressão 222, 226 na configuração da figura 7), e o corpo regulador é colocado em uma câmara de deposição a vácuo e revestido com a(s) desejada(s) camada(s) de metal. O mascaramento é depois removido para permitir a película flexível 146 (246 nas figs. 8, 9) ser ligada, tal como por apoio térmico. Na configuração das figs. 7-9, a tampa de câmara de alta pressão 244 também pode ser ligada após a metalização do corpo regulador. A tampa de câmara de alta pressão pode ser de um material polimérico de alta barreira, ou incluir uma ou mais camadas de alta barreira. Uma vez que a película flexível 24 6 também é um material de alta barreira, a baixa permeabilidade do corpo regulador é mantida.

[0037] Alternativamente, o corpo regulador completamente montado pode ser revestido com metal em sua totalidade da maneira descrita acima. Isto é, considerando a configuração das figs. 3-6, o corpo regulador 104 é colocado na câmara de deposição a vácuo após a película flexível 146 ser ligada ao corpo, tal que a superfície perimétrica e o exterior da película flexível (isto é, substancialmente todas as superfícies que estão expostas na configuração da figura 5) sejam revestidas com metal. Do mesmo modo, com a configuração mostrada nas figs. 7-9 o corpo regulador 204 com a película flexível 246 e a tampa

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20/21 de câmara de alta pressão 244 ligada pode ser colocado na câmara de deposição a vácuo, tal que a superfície perimétrica de tanto o exterior da película flexível quanto a tampa de câmara de alta pressão (isto é, substancialmente todas as superfícies que estão expostas na configuração da figura 8) sejam revestidas com metal. Esta solução pode auxiliar a impedir quaisquer porções expostas do corpo regulador de não serem apropriadamente revestidas com metal, o que pode ocorrer somente quando o perímetro é metalizado se a geometria da máscara for defeituosa, por exemplo.

[0038] No recipiente de cabeçote de impressão metalizado divulgado aqui, o acúmulo de ar é minimizado sem o uso de materiais exóticos de alta barreira. Revestindo polipropileno, por exemplo, com uma metalização, as outras vantagens do polipropileno (capacidade de formar uniões por apoio, moldabilidade, baixo custo, etc.) são retidas, enquanto as propriedades de barreira contra ar são significativamente melhoradas. O resultado é uma opção de material de recipiente de cabeçote de impressão que funciona bem através de uma ampla faixa de requisitos, fornecendo um conjunto simples, de baixo custo, que atende aos requisitos de design para um recipiente de impressão a jato de tinta. O método associado para reter tinta é vantajoso porque existem poucas partes no conjunto do cabeçote de impressão, poucas uniões, e materiais de baixo custo.

[0039] Deve ser entendido que os arranjos acima referenciados são ilustrativos da aplicação dos princípios da presente invenção. Será aparente àqueles de experiência

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21/21 ordinária na técnica que numerosas modificações podem feitas sem se desviar dos princípios e conceitos invenção como registrados nas reivindicações.

ser da

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Recipiente de cabeçote de impressão a jato de tinta, compreendendo:

um corpo rígido (104, 204) de material polimérico, para conter tinta em uma câmara de baixa pressão (126, 230) , o material polimérico tendo permeabilidade de ar de moderada a alta; e um revestimento metálico (154), disposto sobre um exterior do corpo polimérico, configurado para diminuir a permeabilidade de ar do corpo polimérico, o referido recipiente sendo caracterizado por compreender ainda:

uma válvula reguladora de pressão (128, 228) , configurada para seletivamente permitir tinta fluir para dentro da câmara de baixa pressão (126, 230) a partir de uma fonte de pressão mais alta; e uma película flexível (146, 246), selada sobre a câmara de baixa pressão, flexível para dentro em resposta a uma diminuição de pressão e volume de tinta na câmara de baixa pressão (126, 230), e flexível para fora em resposta a um aumento de pressão e volume de tinta na câmara de baixa pressão.
2. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento metálico (154) ser disposto sobre somente um perímetro (142, 242) do corpo polimérico.
3. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento metálico (154) compreender uma ou mais camadas de pelo menos um material selecionado do grupo consistindo de cobre, alumínio, prata,

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2/2 ouro, níquel e aço inoxidável.
4. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento metálico (154) ter de 1-10 mícrons de espessura.
5. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento metálico (154) reduzir a permeabilidade de ar do corpo por um fator de pelo menos 15.
6. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento metálico (154) ser disposto sobre um perímetro (142, 242) do corpo polimérico (104, 204) e sobre uma superfície exposta exterior da película flexível (146, 246).

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