BRPI0808239B1

BRPI0808239B1 - "dispositivo de ejeção de fluido, e conjunto de extensão de bico"

Info

Publication number: BRPI0808239B1
Application number: BRPI0808239A
Authority: BR
Inventors: Kent Blair; Melchiorsen George; A Nielsen Jeffrey; Bruinsma Paul; Watts Paul
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2018-12-04
Also published as: US20080259148A1; EP2139695A4; WO2008130935A1; BRPI0808239A2; EP2139695B1; CN101663170A; US8211383B2; KR20100015687A; EP2139695A1; CN101663170B; KR101470911B1

Abstract

dispositivo de ejeçao de fluido e conjunto de extensao de bico. um dispositivo de ejeção de fluido (100) inclui um envoltório portável e/ou montável (104), um bico removível ( 102) tendo um mecanismo de ejeção de fluido (51 o) , um primeiro engate ( 220) que se estende do envoltório e receptivo à colocação de um bico removível; e um controlador (208) localizado dentro do envoltório, para fazer o bico removível ejetar fluido. o dispositivo de ejeção de fluido pode incluir um conjunto de extensão de bico (400) tendo um cabo elétrico (404) para conectar o controlador, e tendo um segundo engate (408) receptivo à colocação do bico removível. o cabo elétrico permite a colocação do bico removível substancialmente independente do envoltório. o dispositivo de ejeção de fluido pode adicionalmente incluir tubos ( 702, 704, 7 06) fluidicamente acopláveis ao bico removível via pelo menos um dos primeiro e segundo engates, para suprir fluido ao bico removível e regular a contrapressão do fluido no bico removível.

Description

(54) Título: DISPOSITIVO DE EJEÇÃO DE FLUIDO, E CONJUNTO DE EXTENSÃO DE BICO (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: JEFFREY A. NIELSEN; BLAIR KENT; GEORGE MELCHIORSEN; PAUL WATTS; PAUL BRUINSMA.

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

1/18 “DISPOSITIVO DE EJEÇÃO DE FLUIDO, E CONJUNTO DE EXTENSÃO DE BICO”.

Histórico da Invenção

Dispositivos de ejeção de fluido são comumente usados em impressoras de jato de tinta para ejetar tinta. No entanto, têm sido conduzidas pesquisas para empregar os dispositivos de ejeção de fluido em outras aplicações. As pequenas gotas de tinta que são ejetadas pelos dispositivos de ejeção de tinta poderíam muito bem encontrar aplicação como injetores de combustível em motores, na ejeção de feromônios para controlar pragas, bicos para bolos, e uma variedade de aplicações. Uma circunstância que dificulta o desenvolvimento de outras aplicações para os dispositivos de ejeção de fluido existentes, usados (uma os desenvolvedores terem que comprar impressoras para tomar seus bicos para modificá-los com respeito a uma aplicação alternativa. Este processo resulta demorado, difícil, e caro, por conseguinte, inibindo o eventual potencial de utilização de dispositivos de ejeção de tinta para outros propósitos que não impressão.

Descrição Resumida dos Desenhos

A figura 1 é um diagrama de um dispositivo de ejeção de fluido portável e montável, no qual foi colocado um bico removível, de acordo com a presente invenção;

A figura 2 é um diagrama funcional dos componentes de um dispositivo de ejeção de fluido, no qual um bico removível pode ser colocado, de acordo com uma configuração da invenção;

As figuras 3A e 3B são diagramas de um bico removível a ser colocado em um dispositivo de ejeção de fluido, de acordo com uma configuração da invenção;

As figuras 4A, 4B, e 4C são diagramas de um conjunto de extensão de bico removível, de acordo com uma configuração da invenção;

As figuras 5A e 5B são diagramas de blocos, mostrando como um conjunto de extensão de bico pode ser conectado ao dispositivo de ejeção de fluido, de acordo com configurações alternativas da invenção;

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As figuras 6A e 6B são diagramas de blocos de um conjunto de extensão de bico, de acordo com outra configuração da invenção;

A figura 7 é um diagrama de uma arquitetura de suprimento de fluido contínuo para um dispositivo de ejeção de fluido, no qual foi colocado um bico removível, de acordo com uma configuração da invenção;

A figura 8 é um fluxograma de um método para realizar e usar uma arquitetura de suprimento de fluido contínuo para um dispositivo de ejeção de fluido, no qual foi colocado um bico removível, de acordo com uma configuração da invenção.

Dispositivo de Ejeção de Fluido e Bico Removível

A figura 1 mostra um dispositivo de ejeção de fluido portável e/ou montável 100, no qual foi colocado um bico removível 102 de acordo com uma configuração da invenção. O dispositivo de ejeção de fluido 100 é montável, sendo afixado a uma parede, suporte, ou outros objetos por parafusos, adesivo, ou qualquer mecanismo de montagem. O dispositivo de ejeção de fluido 100 deve ser portável, para permitir uma fácil colocação na posição desejada pelo usuário com as próprias mãos, sendo que o dispositivo 100 faz o bico ejetar uma ou mais gotas de fluido. O dispositivo de ejeção de fluido 100 é consistente com o Pedido de Patente “Handheld and mountable flui-ejection device receptive to tip containing fluid and fluid ejection mechanism” depositado em 14 de setembro 2006, com o número de série 11/532.046, e que está incorporado nesta por referência.

O dispositivo de ejeção 100 inclui o envoltório 104, que é parte de um dispositivo 100 portável e/ou montável. O envoltório 104 pode ser feito a partir de plástico ou outros materiais. O dispositivo de ejeção de fluido 100 inclui uma interface com usuário, tendo vários controles atuados pelo usuário 106 e um display 108. Os controles 106 podem ser botões e/ou cursores, que ficam expostos no envoltório 104, como na figura 1. O display 108 pode ser um display de cristal líquido (LCD) ou qualquer outro tipo de display, também exposto no envoltório 104.

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O dispositivo de ejeção de fluido 100 usa o display 108 para prover informações do bico removível 102 colocado no dispositivo 100, entre outros tipos de informação. O usuário é capaz de usar o dispositivo de ejeção de fluido 100 para ejetar fluido a partir do bico 102, de modo independente, sem que o dispositivo de ejeção de fluido 100 esteja conectado a um outro dispositivo, tal como um dispositivo hospedeiro, tal como um computador desktop, computador laptop, câmara digital, etc.. Ou seja, o dispositivo 100 pode ser usado de modo independente, no qual o usuário controla a ejeção de fluido do bico 102 colocado no dispositivo 100, sem ser preciso conectar o dispositivo 100 a um dispositivo hospedeiro.

O dispositivo de ejeção de fluido 100 adicionalmente inclui um controle de ejeção 110. Uma ação de usuário sobre o controle de ejeção 110 permite ejetar o bico removível 102 do dispositivo de ejeção de fluido 100 sem que o usuário tenha que puxar ou extrair o bico 102 diretamente do dispositivo 100. Desta forma, se o bico 102 contiver um líquido cáustico ou outro tipo de fluido cujo contato seja indesejável, o mesmo pode ser descartado, simplesmente posicionando o dispositivo de ejeção de fluido 100 sobre um receptáculo de despejo apropriado e ejetando o bico 102 do dispositivo 100 no receptáculo de despejo.

O bico removível 102 colocado no dispositivo de ejeção de fluido 100 contém um fluido e um mecanismo de ejeção de fluido, tal como uma cabeça de impressão de jato de tinta. Ou seja, o dispositivo de ejeção de fluido 100, em pelo menos algumas configurações, não armazena fluido, e nem procede a sua ejeção, mas, ao invés, faz o bico 102 ejetar o fluido a partir do seu mecanismo de ejeção. Desta forma, o dispositivo de ejeção 100 não contata o fluido ejetado a partir do bico 102, mesmo durante ejeção do fluido através do bico 102.

Assim, o dispositivo de ejeção de fluido 100 nunca se contamina nunca com fluido, e, por conseguinte, diferentes bicos removíveis contendo diferentes fluidos e/ou diferentes tipos de mecanismos de ejeção de fluido podem ser ligados/ desligados e no dispositivo 100 para ejetar diferentes fluidos em diferentes modos, sem precisar limpar

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4/18 o dispositivo de ejeção 100. Em geral, o dispositivo de ejeção de fluido 100 tendo um bico 102 é capaz de ejetar fluido a partir do bico 102 em gotas, com volume medido em picolitros. Por exemplo, com volume variando entre 2 e 300 ou 1 e 500 picolitros.

A figura 2 mostra um diagrama de blocos funcional com respeito a pelo menos alguns dos componentes constituintes do dispositivo 100, de acordo com uma configuração de invenção. Os componentes de dispositivo de ejeção de fluido 100 também podem ter outros componentes, em adição e/ou em lugar dos componentes representados na figura 2, e o dispositivo 100 também pode não ter todos componentes mostrados na figura 2 em algumas configurações da invenção.

O dispositivo de ejeção de fluido 100 inclui barramento de comunicação 202.

Indiretamente ou diretamente conectado ao barramento de comunicação 202 há um número de interfaces 204A, 204B, 204C coletivamente chamado interface 204 do dispositivo de ejeção 100. A interface 204A é uma interface USB (Universal Serial Bus) como amplamente conhecido na técnica, que conecta o barramento de comunicação

202 através do controlador 206 do dispositivo de ejeção de fluido 100. O controlador

USB 206 é um componente de hardware especializado em comunicação USB. A interface 204B e uma interface de Entrada/ Saída (l/O (Input/Output)) genérica, que pode ser serial, tal como interfaces RS232, RS422, RS485, 1-Wire®, como amplamente conhecido na técnica, ou outros tipos de interface de Entrada/ Saída. A interface 204C se trata uma interface sem-fio, tal como WI-FI, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11η, Bluetooth, e outros tipos de interface sem-fio.

As interfaces 204 no envoltório 104 permitem que o dispositivo de ejeção 100 seja comunicativamente acoplado a outros dispositivos para controlar a ejeção de fluido através dos bicos removíveis 102 e receber informações a respeito do bico 102 do dispositivo 100, entre outras informações. O dispositivo de ejeção de fluido 100 pode ser empregado, de modo independente, sem estar comunicativamente acoplado a outro dispositivo, para fazer o bico 102 ejetar fluido. No entanto, em outras configurações, as interfaces 204 permitem que outros dispositivos se acoplem comunicativamente a

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5/18 dispositivos de ejeção de fluido, de modo que estes controlem eficientemente a ejeção de fluido através do bico 102. Estes outros dispositivos podem incluir dispositivos de computação, tal como computadores laptop, computadores desktop, ou dispositivos específicos.

O dispositivo de ejeção de fluido 100 também inclui um número de componentes controladores 208A, 208B, 208C, coletivamente chamados componentes controladores 208, localizados dentro do envoltório 104, e comunicativamente acoplados ao barramento de comunicação 104. Os componentes controladores 208 podem constituir o que se chama aqui “controlador”. Geralmente, o controlador é o dispositivo que faz o bico 102 ejetar fluido. Mais especificamente, o componente controlador 208^a é um microcontrolador genérico, facilmente encontrável, que é empregado para lidar com a maior parte das funcionalidades de comunicação de baixa velocidade do dispositivo de ejeção 100. Em comparação, o componente controlador 208B é um dispositivo lógico programável (PLD) empregado para lidar com funcionalidades de comunicação em velocidades mais altas no dispositivo de ejeção 100, como necessário, por exemplo, para prover um disparo relativamente rápido do mecanismo de ejeção de fluido do bico 102 para ejetar fluido.

Embora a funcionalidade do componente controlador 208B possa ser acrescentada ao componente controlador 208A, prefere-se separar a funcionalidade do componente controlador 208B, porque senão o componente controlador 208A teria que ser um microcontrolador mais rápido e, portanto, mais caro. Similarmente, a funcionalidade do componente controlador 208A também poderia ser acrescentada ao componente controlador 208B, mas igualmente se prefere separar a funcionalidade do componente controlador 208A, porque a funcionalidade do componente controlador

2088 é um PLD relativamente caro, que teria que ser ainda mais caro, se incluída a funcionalidade do componente controlador 208A.

O componente controlador 208A pode incluir uma tabela dando os diferentes tipos de bicos removíveis que podem ser colocados no dispositivo de ejeção 100. A

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6/18 tabela inclui entradas que correspondem ao valor da corrente, voltagem, energia, ou potência que deve ser fornecido ao bico para ejetar fluido, e durante quanto tempo tal corrente, voltagem, energia, ou potência, deve ser aplicado, e assim por diante. Mais geralmente, as entradas de tabela incluem parâmetros do componente controlador, quando tipos diferentes de bico devem ser sinalizados, com propósito de os bicos ejetarem fluido apropriadamente, sob controle do dispositivo de ejeção de fluido 100.

Ademais, o componente controlador 208C pode ser considerado incluindo drivers de bico, que podem ser um jogo de dispositivos ou componentes de hardware para armazenar sinais de/para o bico 102 em relação ao dispositivo de ejeção de fluido

100. O dispositivo de ejeção de fluido 100 é eletricamente conectado ao bico 102 por um conector elétrico 209. Mais especificamente, o barramento de comunicação 202 do dispositivo de ejeção 100 é conectado ao bico 102 pelo componente controlador 208C através do conector 209. Os sinais de comunicação a partir do dispositivo de ejeção da fluido 100 são recebidos/transmitidos de/para o bico 102 via conector 209. Ademais, provê-se energia para o mecanismo de ejeção de fluido do bico 102 a partir do dispositivo de ejeção de fluido 100 via conector elétrico 209.

O dispositivo de ejeção de fluido 100 ê adicionalmente representado na figura 2 incluindo uma fonte de energia elétrica 210 dentro do envoltório 104, conectável a uma interface de energia 212 que se estende através do envoltório 104. A fonte de 210 provê energia elétrica aos componentes do dispositivo de ejeção de fluido 100 através de um cabo elétrico conectado à interface 212. Altemativamente, a fonte 210 pode ser externa ao envoltório 104 do dispositivo de ejeção 100. Ademais, a fonte 210, em uma configuração, pode incluir uma ou mais baterias, quer carregáveis ou não-recarregáveis, em adição e/ou em lugar de conectar à rede através deu m cabo elétrico.

O dispositivo de ejeção de fluido 100 também está representado na figura 2 incluindo um componente de interface de usuário 214 dentro do envoltório 104 e/ou se estendendo através do envoltório 104. O componente de interface de usuário 214 inclui

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7/18 controles 106 e o display 108 da figura 1, comunicativamente conectados ao barramento de comunicação 202.

O dispositivo de ejeção de fluido 100 inclui um canal de gás 216 disposto ou localizado dentro do envoltório 104. O canal de gás 216 pode ser exposto externo em uma abertura 218 dentro do envoltório 104 do dispositivo de ejeção de fluido 100. Na outra extremidade, o canal de gás 216 termina no engate pneumático 220, ao qual o bico removível 102 ê pneumaticamente conectado. Quando o fluido é ejetado do bico 102, o fluido pode ser eficientemente substituído no bico 102 por ar (ou outro gás) suprido pelo canal 216, a partir da abertura 218, como pode ser apreciado por aqueles habilitados na técnica. Caso contrário, pode se formar uma pressão indesejável de ar (ou gás) negativa no bico 102, quando da ejeção do fluido.

O engate pneumático 220 é de modo geral um engate, que pode ser um (ou não) um engate pneumático. O engate 220 geralmente se constitui a parte do dispositivo de ejeção de fluido 100 na qual é colocado o bico 102. Quando o engate 220 é pneumático, o bico 102 é pneumaticamente (fluidicamente) acoplado ao engate 220, e, portanto, ao dispositivo de ejeção da fluido 100. Caso contrário, trata-se apenas da parte do dispositivo de ejeção de fluido 220, na qual é colocado o bico removível 102.

Geralmente, quando o dispositivo de ejeção de fluido 100 é usado em um ambiente normal, o gás suprido através do canal 216 consiste de ar ambiente. No entanto, em outros ambientes, o dispositivo de ejeção de fluido pode operar em lugares onde o gás circundante é diferente de ar. Por exemplo, o ambiente pode ser gás inerte, de modo que o gás suprido pelo canal 216 seja gás inerte. O canal de gás 216 é fluidicamente ou pneumaticamente conectado a um sensor de pressão 221, também disposto ou localizado dentro do envoltório 104 do dispositivo de ejeção de fluido 100, e comunicativamente acoplado ao barramento de comunicação 202. O sensor de pressão 221 mede a pressão de ar (ou gás) do fluido no bico 102 através de conexão fluidica do canal 216 com o bico 102 através do engate pneumático 220. O sensor de

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8/18 pressão 221 pode tomar a pressão de ar (ou gás) (positiva ou negativa) no fluido contido no bico 102.

O canal de gás 216 também pode ser fluidicamente ou pneumaticamente conectado a uma bomba 222, representada disposta externamente ao envoltório 104 e ao dispositivo de ejeção 100, e fluidicamente ou pneumaticamente acoplada à abertura

218.

Altemativamente, a bomba 222 pode ser disposta internamente ao envoltório 104 do dispositivo de ejeção de fluido 100. Em ambos casos, em uma configuração, a bomba 222 pode ser considerada parte do dispositivo de ejeção de fluido 100. A bomba

222 pode ser empregada para criar uma pressão positiva no fluido contido no bico removível 102, bombeando ar (ou outro gás) para o bico removível 102 através do engate pneumático 220 através do canal 216. A bomba 222 também pode ser empregada para criar uma pressão negativa no fluido contido no bico removível 102, bombeando ar (ou outro gás) no bico removível 102 via engate pneumático 220 pelo canal 216.

As figuras 3A e 3B mostram vistas em detalhes, parcialmente em corte, do bico removível 102 para colocar no dispositivo de ejeção de fluido 100 de acordo uma configuração da invenção. Ambas figuras 3A e 3B são orientadas em relação à seta 502, apontada para um lado do bico removível 102. O bico removível 102 é colocado no dispositivo de ejeção de fluido 100, de modo que a primeira extremidade 506 do bico 102 seja colocada no engate 220 do dispositivo 100.

O bico removível 102 adicionalmente inclui um mecanismo de ejeção de fluido 510 localizado ou disposto na segunda extremidade 508 do corpo 504 do bico removível 102. O mecanismo de ejeção de fluido 510 pode ser um mecanismo de ejeção de fluido tipo impressora de jato de tinta, por exemplo, contendo um número menor de bicos de ejeção do tipo usualmente usado em impressoras de jato de tinta. O mecanismo de ejeção de fluido 510 ejeta o fluido contido no corpo 504, a partir do bico removível 102, tal como através de bicos ou orifícios do mesmo.

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O bico removível 102 também inclui um conector elétrico 512. O conector elétrico 512 é eletricamente conectado ao mecanismo de ejeção de fluido 510 do bico 102 através de um circuito flexível 530. O conector elétrico 512 corresponde ao conector elétrico 209 do dispositivo de ejeção de fluido 100. Assim, o conector elétrico 512 acopla eletricamente o conector elétrico 209, de modo que o dispositivo de ejeção de fluido 100 controle a ejeção do fluido contido no bico 102 através do mecanismo de ejeção de fluido 510. O conector elétrico 512 é acoplado a uma primeira placa (tab) 514 do bico removível 102, primariamente substancial mente paralela à linha de centro do corpo 504.

O corpo 504 do bico 102 inclui um canal primário entre as primeiras e segunda extremidades 506 e 508. O canal primário 516 é a maneira primária na qual o fluido introduzido na primeira extremidade 506 do corpo 504 é conduzido para o mecanismo de ejeção de fluido 510 na segunda extremidade 508 do corpo 504, por exemplo, por gravidade. O corpo 504 também inclui um canal secundário 518, que aparece somente na figura 3B entre as primeira e segunda extremidades 506 e 508. O canal secundário

518 pode ser a maneira secundária na qual o fluido introduzido na primeira extremidade

506 é conduzido para o mecanismo de ejeção de fluido 510 na segunda extremidade 506. O canal secundário 518 é menor que o canal primário 516, localizado em um lado do canal primário 516.

Ademais, o canal secundário 518 no corpo 504 do bico 102 permite o escape do gás aprisionado, por exemplo ar, quando o fluido é conduzido para o mecanismo de ejeção de fluido 510 na segunda extremidade 508 do corpo 504. Ou seja, quando o fluido se move dentro do corpo 504, passando da primeira extremidade 506 para o mecanismo de ejeção de fluido 510 rui segunda extremidade 508, uma certa quantidade de ar (ou outro gás) é aprisionada, que pode provocar a formação de bolhas indesejáveis no fluido. O canal secundário 518 substancialmente alivia o gás aprisionado, provendo uma rota de escape para as bolhas. O gás aprisionado é indesejável, porque podem dar ensejo à formação de bolhas no mecanismo de ejeção

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10/18 de fluido 510, que impede o fluxo de fluido para o mecanismo de ejeção de fluido 510, mesmo tendo fluido no próprio corpo 504.

Conjunto de Extensão de Bico

Em algumas situações, pode ser desejável localizar ou colocar o bico 102 substancialmente/ independentemente do envoltório 104 do dispositivo de ejeção de fluido 100. Por exemplo, o fluido desejavelmente pode ser ejetado em um espaço relativamente apertado, em que não cabe o próprio dispositivo de ejeção de fluido 100. Em outras circunstâncias, o fluido desejavelmente pode ser ejetado a partir de um número de bicos no mesmo lugar, onde pode ser impossível a colocação do correspondente número de dispositivos de ejeção de fluido, permitindo que os bicos sejam capazes de ejetar fluido no mesmo lugar.

As figuras 4A, 4B, 4C mostram um bico de extensão 402, de acordo com uma configuração. O conjunto de extensão de bico 402 inclui um cabo elétrico 404 que conecta o substrato 406 do conjunto 402 no envoltório 104 do dispositivo de ejeção de fluido 100. Em uma configuração, o substrato 406 atua para isolar qualquer circuito do conjunto 402 de qualquer superfície condutiva a qual o conjunto deve ser conectado. Um engate pneumático 408 pode ter o mesmo tipo de engate pneumático que do engate pneumático 220 do próprio dispositivo de ejeção de fluido 100. O engate pneumático 408 do conjunto 402 pode ter uma porta traseira 410 que pode ser fluidicamente conectada ao engate pneumático 220 do dispositivo de ejeção de fluido 100 por um tubo (não particularmente mostrado nas figuras 4A, 4C).

Similarmente ao engate pneumático 220 do dispositivo de ejeção de fluido 100, o engate pneumático 408 do conjunto 402 é um engate, pneumático ou não-pneumático. O engate 408 geralmente se constitui a parte do conjunto 402 na qual o bico removível

102 deve ser colocado. Quando o engate 408 não é pneumático, o bico removível 102 é pneumaticamente (ou fluidicamente) acoplado ao engate 408 e, portanto, ao conjunto 402. Se o engate 408 não for pneumático, o mesmo será apenas parte do conjunto no qual o bico removível 102 deve ser colocado.

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O bico removível 102 é colocado no engate pneumático 408 do conjunto de extensão de bico 402, de modo que o conector elétrico 512 do bico removível 102 (não mostrado nas figuras 4A-4C) acople o correspondente conector elétrico 412 do conjunto de extensão 402, que também está montado ou disposto no substrato 406. O bico removível 102, quando colocado no engate pneumático 408 do conjunto de extensão de bico 402, é controlado de modo não diferentemente que seria se estivesse colocado no engate pneumático 220 do dispositivo de ejeção de fluido 100. O conector elétrico 512 do bico 102 acopla o conector elétrico 412 do conjunto 402, de modo que o conector elétrico 412 acople o cabo 404, que por sua vez é acoplado eletricamente ao controlador

208 do dispositivo de ejeção de fluido 100.

Portanto, os sinais de controle e energia, que em vez de serem comunicados entre o dispositivo de ejeção 100 e o bico removível 102, com o conector elétrico 512 acoplado ao conector elétrico 209 do dispositivo 100, ao invés, são comunicados entre o dispositivo 100 e o bico removível 102 pelo cabo elétrico 404. O próprio dispositivo de ejeção de fluido 100, por exemplo, pode não ser informado que o bico removível 102 foi colocado no conjunto de extensão de bico 402, ao invés de no dispositivo 100. O conjunto de extensão de bico 402 serve para levar o bico removível 102 para longe do dispositivo de ejeção de fluido 100.

Assim, os cabos elétricos 404 e qualquer tubo que fluidicamente conecte a porta traseira 410 do conjunto de extensão de bico 402 ao engate pneumático 220, do dispositivo de ejeção de fluido 100, permite que o bico 102 seja substancial mente independentemente do envoltório 104 do dispositivo de ejeção de fluido 100. A colocação independente do bico removível 102 em relação ao dispositivo de ejeção de fluido 100 se limita apenas com respeito ao tamanho do conjunto de extensão 402, comprimento e/ou flexibilidade do cabo elétrico 404, e/ou comprimento e/ou flexibilidade de qualquer tubo que fluidicamente conecte a porta traseira 410 ao dispositivo 100. O cabo elétrico 404 e qualquer tubo que conecte fluidicamente a porta traseira 410 do

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12/18 dispositivo de ejeção de fluido 100 em uma configuração podem ter uma extensão de ou mais.

As figuras 5A e 5B mostram um diagrama de blocos que representa como o conjunto de extensão de bico 402 pode ser conectado ao dispositivo de ejeção de fluido

100 de acordo com uma outra configuração alternativa da invenção. Em ambas figuras

5A e 5B, o dispositivo de ejeção de fluido 100 inclui um conector elétrico 209 e o engate pneumático 220, no qual o bico removível 102 é normalmente conectado, quando o conjunto de extensão de bico 402 não estiver sendo usado. O conjunto de extensão de bico 402 inclui o conector elétrico 412 e engate pneumático 408 no qual o bico removível

102 é conectado, quando o conjunto 402 estiver sendo empregado. O conjunto de extensão de bico 402 também inclui a porta traseira 410, como descrito acima.

Na figura 5A, o cabo elétrico 404 é permanentemente afixado ao conjunto de extensão de bico 402. O cabo elétrico 404, nesta configuração, termina em um conector elétrico 502 acoplado ao conector elétrico 209 do dispositivo de ejeção de fluido 100.

Ou seja, o cabo elétrico 404 é eletricamente acoplado ao mesmo conector elétrico 209, ao qual o bico removível 102 acoplaria, se o conjunto de extensão de bico 402 não fosse usado.

Um tubo pneumático 554, também, acopla fluidicamente a porta traseira do conjunto de extensão de bico 402 ao engate pneumático 220 do dispositivo de ejeção

100. O tubo 554 pode ser destacavelmente conectado à porta traseira 410 e/ou engate pneumático 220.0 tubo 554, em uma configuração, pode ser terminado em um conector fluídico colocado no mesmo substrato ou alojamento que está o conector elétrico 552.

Na figura 5B, o cabo elétrico 404 se conecta destacavelmente ao conjunto de extensão de bico 402 via conector elétrico 560 que termina o cabo 404 que se acopla ao conector elétrico 558 do conjunto de extensão de bico 402. Adicionalmente, na configuração da figura 5B, o conector elétrico 552, que termina a outra extremidade do cabo elétrico 404, é acoplado a um conector elétrico 209 do dispositivo de ejeção de fluido 100. Ou seja, o cabo elétrico 404 é eletricamente conectado ao conector elétrico

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556, que é diferente do conector elétrico 209, que o bico removível 102 de outra forma acoplaria, se o conjunto de extensão de bico 402 não fosse empregado. Como na configuração da figura 5A, o tubo pneumático 554 é destacavelmente acoplado entre o conjunto de extensão de bico 402 e o dispositivo de ejeção de fluido 100 na figura SB, e fluidicamente acopla a porta traseira 410 do primeiro ao engate pneumático 220 do segundo.

Aqueles habilitados na técnica devem apreciar que outras configurações podem empregar aspectos selecionados das configurações das figuras 5A e 5B em combinação, assim como outros tipos de conexões entre o conjunto de extensão de bico

402, e o dispositivo de ejeção 100. Por exemplo, o cabo elétrico 404 pode terminar no conector elétrico 560 para acoplar o conector elétrico 408 do conjunto de extensão de bico 402, como na figura 48, mas pode terminar no conector elétrico 552, que acopla o conector elétrico 209 do dispositivo de ejeção de fluido 100, como na figura 5A. Em outro exemplo, o tubo pneumático 554 pode ser permanentemente afixado ao conjunto de extensão de bico 402, ao invés de conectado à porta traseira 410. Nesta configuração, a porta traseira 410 pode não ser provida, de modo que o tubo 554 acople diretamente fluidicamente o engate pneumático 408, no qual o bico 102 está colocado.

As figuras 6A e 6B mostram o conjunto de extensão de bico 402, sem cabo elétrico 404 e tubo pneumático 554, de acordo com outra configuração de presente invenção.

Como descrito acima, o conjunto de extensão de bico 402 inclui substrato 406, no qual engate pneumático 408, porta traseira 1410, e conector elétrico 412 são direta ou indiretamente dispostos ou montados. O cabo elétrico 404 e/ou tubo pneumático 554 também podem ser direta ou indiretamente dispostos ou montados no substrato 406. O conjunto de extensão de bico 402 adicionalmente inclui um mecanismo de ejeção 602, constituído de uma alavanca atuável 602A e um membro de empurrar 602B. Atuar a alavanca 602A na direção indicada pela seta 604, faz girar a alavanca 602A no eixo geométrico 606, fazendo a alavanca 602A mover o membro 602B na mesma direção

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14/18 indicada pela seta 604. O membro 602 contata o bico 102 previamente colocado no engate pneumático 408, e ejeta o bico 102 do engate pneumático 408. Aqueles habilitados na técnica devem apreciar que outros mecanismos de ejeção também são possíveis.

Suprimento de Fluido Contínuo para o Bico Removível

O dispositivo de ejeção de fluido 100 e o bico removível 102, descritos acima, tipicamente operam aspirando fluido para o bico 102, permitindo que o fluido seja subsequentemente ejetado do bico 102 para os lugares e nos volumes desejados. Portanto, geralmente, a quantidade de fluido que pode ser aspirada para o bico 102 em um dado instante é limitada pelo espaço disponível no bico 102 para conter o fluido. Embora isto seja aceitável em muitos ambientes de ejeção de fluido, em outros ambientes, pode se desejar ejetar mais fluido que pode estar contido no bico 102. Nestes ambientes, uma quantidade adicional de fluido tem que ser periodicamente aspirada para o bico removível 102, que pode ser um tanto difícil.

A figura 7 mostra uma arquitetura de suprimento de fluido contínuo 700 que visa suprir fluido, pelo menos substancialmente continuamente, para o bico 102, sem que une quantidade de fluido tenha que ser periodicamente aspirada para o bico 102, de acordo com uma configuração. O bico removível 102 foi colocado no engate pneumático 220 do dispositivo de ejeção de fluido 100 na figura 7, mas igualmente pode ser colocado no conjunto de extensão de bico 402 descrito na seção anterior. O bico removível 102 ejeta o fluido 720 a partir do mecanismo de ejeção de fluido 510.

O dispositivo de ejeção de fluido 100 da figura 7 inclui três tubos 702, 704, 706 dispostos através do engate pneumático 220 para alcançar o bico removível 102. Os três tubos 702, 704, 706 são dispostos através do dispositivo 100, de modo a se estenderem através do engate pneumático 220 e alcançarem o bico removível 102 colocado no engate 220. Os tubos 702, 704 são fluidicamente acoplados ao suprimento de fluido 714 em um tanque 712 externo ao bico removível 102 e dispositivo de ejeção de fluido 100. Mais especificamente, o tubo 704 termina acima do suprimento de fluido

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714, enquanto o tubo 702 termina dentro do suprimento de fluido 714, tal como no fundo do tanque 712, no nível em que se deseja parar de extrair fluido do suprimento de fluido 714. A bomba 708, que pode ser uma bomba peristáltica, circula o fluido do suprimento de fluido 714, para reabastecer constantemente o bico removível 102 de fluido 720, quando se ejeta fluido 720 a partir do mecanismo de ejeção de fluido 510. Em particular, o fluido é bombeado a partir do suprimento de fluido 714 para o bico removível 102 via tubo 702 através da bomba 708, como indicado pela seta 716. Em comparação, o fluido é bombeado a partir do bico 102 para o suprimento de fluido 714 via tubo 704 pela bomba 702, como indicado pela seta 708. Fazendo circular continuamente fluido entre o bico removível 102 e o suprimento de fluido 714 no tanque 712, a bomba 708 garante que a quantidade de fluido 720 no bico se mantenha constante e continuamente reabastecida, enquanto o mecanismo de ejeção de fluido 510 estiver ejetando fluido

720.

Em comparação, o tubo 706 é fluidicamente acoplado a um mecanismo regulador de contrapressão 710, controlador de contrapressão automático, ou qualquer mecanismo regulador de contrapressão. O mecanismo regulador de contrapressão 710 monitora a pressão gasosa no fluido 720 dentro do bico removível 102, e exerce pressão positiva ou negativa no fluido 720, conforme necessário para manter o nível desejado de contrapressão o fluido 720. Ou seja, o mecanismo regulador de contrapressão 710 extrai ou acrescenta gás de/ para o bico removível 102 e/ou permite que uma quantidade de gás entre no bico removível 102, mantendo a contrapressão substancial mente constante no fluido 720 do bico 102, i.e., o gás pode ser acrescentado ao bico removível 102 para estabelecer a contrapressão desejada no fluido 720, e retirar qualquer efeito da presente configuração com respeito a um fluxo diferencial entre o fluxo de fluido e gás nos tubos 702, 704. A contrapressão garante que o fluido contido no bico 102 não vaze do mecanismo de ejeção de fluido 510, quando o mecanismo 510 não estiver ejetando fluido.

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Assim, uma quantidade de fluido a partir do suprimento de fluido 714 é acrescentada ao fluido 720 no bico 702. O tubo 702 pode ser disposto em qualquer posição no bico 102, de modo que, em uma configuração, o tubo 702 não contate o fluido 720. Em comparação, a posição do tubo 704 no bico 102 controla a altura do nível de fluido no bico 102, e, portanto, o volume de fluido 720 no bico 102. Portanto, um volume de fluido estável pode ser ajustado com base na posição de altura do tubo 704 no bico 102. Em consequência, o nível de fluido no bico removível 102 equilibra o nível estável, no qual a extremidade do tubo 704 no bico 102 se encontra na interface fluidoar no bico 102. Como pode ser visto na Patente U.S. N° 7.040.745, “Recirculating Inkjet

Printing System”, de 9 de maio de 2006.

Assim, a taxa de fluxo líquida para o suprimento de fluido 714 no tanque 712 resulta da diferença entre as taxas de fluxo dos tubos 704 e 702. Em uma configuração, o tubo 704 tem uma taxa de fluxo maior que do tubo 702. Assim, o fluxo líquido no suprimento de fluido 714 é positivo. Uma abertura pode ser incluída na fonte de fluido

714 de modo a não se formar uma pressão negativa no tanque 712. No bico 102, uma quantidade maior de fluido é retirada pelo tubo 704 em relação àquela suprida pelo tubo 702. Em consequência do fluxo líquido negativo, através da bomba 708, ar (ou outro gás) do sistema é extraído a partir do mecanismo regulador de compressão 710, quando a bomba 708 está ativa. O tubo 704 inicialmente retira gás do bico removível 102 com o mecanismo regulador de pressão 710, até o fluido chegar ao nível do tubo 702 no bico 102, quando então tubo 704 extrai fluido e gás do sistema. O mecanismo regulador de compressão 710, por conseguinte, sangra ar (ou outros gases) do sistema, para manter a pressão em um nível desejado.

Ademais, a arquitetura 700 da figura 7 pode ser usada para purgar o fluido 720 do bico removível 102. Por exemplo, o fluido original 720 pode ser ejetado do bico 102, e então a bomba 708 sendo empregada para bombear um tipo diferente de fluido, enquanto o fluido original 720 está sendo ejetado do bico 102. Ao fim do processo, o novo tipo de fluido substitui o fluido original 720 no bico 102. Altemativamente, o tubo

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702 pode ser comprimido e a bomba 708 operar em reverso, para extrair a maior parte do fluido 720 do bico 102. Um tipo diferente de fluido, então, pode ser colocado no tanque 712, e a bomba. 708, de novo, pode bombear fluido do tanque 712 parao3 bico 102 pelo tubo 702, e do bico 102 para o tanque 712 pelo tubo 704.

A figura 8 mostra um método 800 para prover e usar a arquitetura de suprimento de fluido contínuo 700 da figura 7, de acordo com uma configuração da invenção. Os tubos 702 e 704 são fluidicamente acoplados do engate pneumático 220 do dispositivo de ejeção de fluido 100 para o suprimento de fluido 714 no tanque externo 712 (802). Assim, a bomba 708 é fluidicamente acoplada aos tubos 702 e 704 entre o engate pneumático 220 e o suprimento de fluido 714 (804). O tubo 706 é fluidicamente acoplado do mecanismo regulador de compressão 710 para o engate pneumático 220 do dispositivo de ejeção de fluido 100 (806).

A bomba provê fluido para o bico 102 através do engate pneumático 220 (808), sendo que o bico removível 102 foi previamente colocado no bico 102. Por exemplo, a bomba 708 bombeia fluido através do tubo 702 para o bico 102, e bombeia fluido através do tubo 704 a partir do bico 102, fazendo o fluido circular (e recircular) continuamente entre o bico 102 e suprimento de fluido 714. Assim, uma quantidade substancialmente constante de fluido 720 fica dentro do bico removível 102. O mecanismo regulador de contrapressão extrai ou acrescenta gás (tal como ar) de/ para o bico 102 através do tubo

706, ou permite que o gás entre no bico 102 conforme necessário 810. Em consequência, se mantendo uma compressão substancialmente constante no fluido 720 no bico 102. O dispositivo de ejeção de fluido 100, então, faz o bico removível 102 ejetar o fluido através do mecanismo de ejeção de fluido 510 do bico 102.

Deve ser notado que embora configurações específicas da presente invenção tenham sido descritas nesta, outras configurações desta que se desviem ou se adaptem às configurações especificamente descritas também poderão ser implementadas. Na presente especificação foram descritas duas configurações específicas, uma delas empregando conjunto de extensão de bico para localizar o bico removível

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18/18 substancialmente independentemente do dispositivo de ejeção de fluido, e a outra configuração usando uma arquitetura de suprimento de fluido contínuo para manter um fluxo de fluido substancialmente constante. No entanto, as duas configurações podem ser usadas conjuntamente.

Por exemplo, os tubos 702, 704, 706 são posicionados via engate pneumático

220 do dispositivo de ejeção de fluido 100 e engate pneumático 408 do conjunto de extensão de bico 402. Altemativamente, os tubos 702, 704, 706 são posicionados via engate pneumático 408 do conjunto de extensão de bico 402 e não via engate pneumático 220 do dispositivo de ejeção 100. Qualquer uma destas configurações provê um suprimento de fluido substancialmente constante para o bico removível 102, ainda também permitindo que o bico 102 se localize substancialmente independente do dispositivo de ejeção de fluido 100.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1- Dispositivo de ejeção de fluido (100), caracterizado pelo fato de compreender:

um envoltório portável e/ ou montável (104);

5 um bico removível (102) tendo um mecanismo de ejeção de fluido (510);

um primeiro engate (220) se estendendo do envoltório e receptivo à colocação do bico removível;

um controlador (208) localizado dentro do envoltório para fazer o bico removível ejetar fluido;

10 pelo menos um de:

um conjunto de extensão de bico (402) tendo um cabo elétrico (404) conectando o controlador e tendo um segundo engate (408) receptivo à colocação do bico removível (102) nele, sendo que o cabo elétrico permite que o bico removível se localize substancialmente independentemente do envoltório e longe da localização do

15 envoltório; e uma pluralidade de tubos (702, 704, 706) fluidicamente acopláveis ao bico removível (102) através de pelo menos um dos primeiro e segundo engates (220, 408) para suprir fluido ao bico removível regular a contrapressão do fluido dentro do bico removível.

20 2- Dispositivo (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de ejeção de fluido compreender o conjunto de extensão de bico (402).

3- Dispositivo (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de faltar ao dispositivo de ejeção de fluido a pluralidade de tubos (702, 704, 706), de modo que o bico removível (102) contenha uma fonte do fluido a ser ejetado do bico

25 removível.

4- Dispositivo (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o dispositivo de ejeção de fluido adicionalmente compreender um conector elétrico (209) estendendo do envoltório (104) receptivo a acoplamento elétrico de um conector

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2/4 elétrico (512) do bico removível (102) quando da colocação do bico removível no primeiro engate (220), sendo que o controlador (208) faz o bico removível ejetar fluido quando da colocação do bico removível no primeiro engate, via acoplamento elétrico dos conectores elétricos (209, 512) do dispositivo de ejeção de fluido e o bico removível.

5 5- Dispositivo (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o conjunto de extensão de bico (402) adicionalmente incluir:

um primeiro conector elétrico (552) terminando o cabo elétrico (404) acoplando o conector elétrico (209) do dispositivo de ejeção de fluido; e um segundo conector elétrico (412) receptivo ao engate com o conector elétrico 10 (512) do bico removível (102), quando da colocação do bico removível no segundo engate (408);

sendo que o controlador (208) faz o bico removível ejetar o fluido quando da colocação do bico removível no segundo engate, via acoplamento elétrico do conector elétrico do dispositivo de ejeção de fluido com o primeiro conector elétrico, e via

15 acoplamento elétrico do conector elétrico do bico removível com o segundo conector elétrico.

6- Dispositivo (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de:

o conector elétrico (209) do dispositivo de ejeção de fluido ser um primeiro 20 conector elétrico do dispositivo de ejeção de fluido;

o dispositivo de ejeção de fluido adicionalmente compreender um segundo conector elétrico (556) receptivo ao engate com o cabo elétrico (404) do conjunto de extensão de bico (402);

o conjunto de extensão de bico ter um conector elétrico (552) receptivo ao 25 engate com o conector elétrico (512) do bico removível (102), quando da colocação do bico removível no segundo engate (408); e sendo que o controlador (208) faz o bico removível ejetar fluido, quando da colocação do bico removível no segundo engate via acoplamento elétrico do segundo

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3/4 conector elétrico (556) do dispositivo de ejeção de fluido com o cabo elétrico (404) do conjunto de extensão de bico e via acoplamento elétrico do conector elétrico do bico removível com o conector elétrico do conjunto de extensão de bico.

7- Dispositivo (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato

5 de o dispositivo de ejeção de fluido compreender a pluralidade de tubos (702, 704, 706).

8- Dispositivo (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a pluralidade de tubos (702, 704, 706) compreender pelo menos um tubo fluidicamente conectado a um tanque de fluido externo ao bico removível (102) e ao dispositivo de ejeção de fluido.

10 9- Dispositivo (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de:

a pluralidade de tubos (702, 704, 706) compreender pelo menos dois tubos fluidicamente conectados a tanque (714) de fluido externo ao bico removível (102) e ao dispositivo de ejeção de fluido através de uma bomba (708); e

15 a bomba bombear fluido para o bico removível através de um dos dois tubos, e bombear o fluido do bico removível através de outro dos dois tubos para fazer circular continuamente o fluido entre o bico removível e o tanque de fluido, de modo que uma quantidade substancialmente constante de fluido permaneça dentro do bico removível, quando o bico removível ejeta fluido.

20 10- Conjunto de extensão de bico (402), para um dispositivo de ejeção de fluido portável e/ ou montável, caracterizado pelo fato de compreender:

um substrato (406);

um engate (408) disposto no substrato, o engate sendo receptivo à colocação de um bico removível (102) nele, o bico removível tendo um mecanismo de ejeção de

25 fluido e um conector elétrico (512);

um conector elétrico (412) disposto no substrato e receptivo a um acoplamento elétrico com o conector elétrico do bico removível; e

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4/4 um cabo elétrico (404) conectando o conector elétrico do conjunto de extensão de bico ao dispositivo de ejeção de fluido, de modo que a ejeção de fluido a partir do bico removível seja controlável através do dispositivo de ejeção de fluido.

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