BRPI0818564A2 - Recepiente e métodos para armazenamento e dispensa de líquido - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RECIPIENTE E MÉTODO PARA ARMAZENAMENTO E DISPENSA DE LÍQUIDO".

A presente invenção se relaciona com recipientes para dispensar líquidos, particularmente de reabastecimento para dispensar tintas ou 5 solventes para uso em impressoras, tal como impressoras a jato de tinta, particularmente impressoras a jato de tinta contínua. A invenção também se relaciona com métodos para monitorar a quantidade de restando em tais recipientes e com uma impressora a jato de tinta que pode ser conectada com um recipiente do tipo referido acima.

Nos sistemas de impressão a jato de tinta, a impressão é consti

tuída de gotículas individuais de tinta geradas em um bocal e propelidas em direção a um substrato. Existem dois sistemas principais: gota sob demanda onde as gotículas de tinta para impressão são geadas como e quando requerido; e impressão a jato de tinta contínua, na qual as gotículas são pro15 duzidas e somente gotículas selecionadas são direcionadas para o substrato, as outras sendo novamente circuladas para um suprimento de tinta.

As impressoras a jato de tinta contínuas suprem tinta pressurizada para um gerador de gota do cabeçote de impressão onde um fluxo contínuo de tinta emanando a partir de um bocal é separado em gotas constantes individuais por um elemento oscilante piezelétrico. As gotas são direcionadas passando por um eletrodo de carga onde elas seletivamente e separadamente recebem uma carga predeterminada antes de passarem através do campo elétrico transversal proporcionado através de um par de placas de desvio. Cada gota carregada é desviada pelo campo por uma quantidade que é dependente de sua magnitude de carga antes atingir o substrato ao passo que as gotas não carregadas continuam sem desvio e são coletadas em uma calha a partir de onde elas são recirculadas para o suprimento de tinta para reutilização. As gotas carregadas desviam a calha e colidem com o substrato em uma.posição determinada pela carga na gota e pela posição do substrato em relação ao cabeçote de impressão.

Tipicamente, o substrato é movido em relação ao cabeçote de impressão em uma direção e as gotas são desviadas em uma direção geralmente perpendicular ao mesmo, apesar das placas de desvio poderem ser orientadas em uma inclinação em relação à perpendicular para compensar a velocidade do substrato (o movimento do substrato em relação ao cabeçote de impressão entre as gotas chegando significa que uma linha de gotas de 5 outro modo não se estenderia completamente perpendicularmente à direção de movimento do substrato).

Na impressão a jato de tinta contínua, um caractere é impresso a partir de uma matriz compreendendo uma série uniforme de potenciais posições de gota. Cada matriz compreende várias colunas (cursos), cada 10 uma sendo definida por uma linha compreendendo várias potenciais posições de gota (por exemplo, sete) determinadas pela carga aplicada para as gotas. Assim, cada gota utilizável é carregada de acordo com sua posição pretendida no curso. Se uma gota particular não fora para ser utilizada então a gota não é carregada e ela é capturada na calha para recirculação. Este 15 ciclo repete para todos os cursos em uma matriz e então começa novamente para a próxima matriz de caracteres.

A tinta é distribuída, sob pressão, para o cabeçote de impressão por um sistema de suprimento de tinta que é geralmente alojado dentro de um compartimento lacrado de um gabinete que inclui um compartimento se20 parado para o conjunto de circuitos de controle e um painel de interface com o usuário. O sistema inclui uma bomba principal que extrai a tinta a partir de um reservatório ou tanque via um filtro e distribui a mesma sob pressão para o cabeçote de impressão. À medida que a tinta é consumida, o reservatório é reabastecido à medida que necessário a partir de um cartucho de tinta que 25 pode ser substituído que é conectado de forma que possa ser solto com o reservatório por um conduto de suprimento, com a tinta de substituição de forma adequada sendo fornecida através de uma bomba de abastecimento de tinta que está conectada com uma abertura de saída do cartucho de tinta que pode ser substituído por meio do conduto de suprimento. A tinta é ali30 mentada a partir do reservatório, de forma adequada via um conduto de distribuição flexível para o cabeçote de impressão por meio da bomba principal. As gotas de tinta não utilizadas capturadas pela calha são recirculadas para o reservatório via um conduto de retorno por uma bomba. O fluxo de tinta em cada um dos condutos geralmente é controlado por válvulas solenóides e/ou por outros componentes semelhantes.

À medida que a tinta circula através do sistema, existe uma ten5 dência de a mesma engrossar como resultado da evaporação do solvente, particularmente em relação à tinta recirculada que foi exposta ao ar em sua passagem entre o bocal e a calha. De modo a compensar esta "composição", é adicionado solvente para a tinta à medida que requerido a partir de um cartucho de solvente que pode ser substituído de modo a manter a vis10 cosidade da tinta dentro dos limites desejados. Este solvente também pode ser utilizado para lavar os componentes do cabeçote de impressão, tal como o bocal e a calha, em um ciclo de limpeza. A bomba de abastecimento de tinta pode ser utilizada para fornecer o solvente a partir do cartucho de solvente que pode ser substituído via um conduto de suprimento.

Por conseqüência, uma impressão a jato de tinta contínua pos

sui tanto um recipiente, ou cartucho, de tinta que pode ser substituído como um recipiente, ou cartucho, de solvente que pode ser substituído. A abertura para cada recipiente é conectada, via dispositivos á prova de fluido, com um sistema de bombeamento adaptado para dispensar líquido a partir do recipi20 ente para o reservatório. Neste relatório descritivo, tanto os recipientes de tinta que podem ser substituídos como os recipientes de solvente que podem ser substituídos são referidos como recipientes ou cartuchos.

É desejável proporcionar um método simples para monitorar a quantidade de tinta ou de solvente restando em um recipiente para uma im25 pressora. Isto é devido ao fato de que tal monitoramento permite que um operador da impressora planeje a substituição do recipiente em um momento adequado, tal quando a impressora não está em uso, sem interromper a operação da impressora.

Além disso, também pode ser desejável alterar o tipo de tinta ou o tipo de solvente para uma impressora antes do recipiente de tinta ou de solvente ficar vazio (por exemplo, devido a uma cor ou tipo diferente de tinta ser necessário). É desejável estar apto a conectar novamente tais recipientes parcialmente utilizados em um momento posterior de modo que a tinta ou solvente não seja desperdiçado. Também é desejável se estar apto a saber a quantidade de líquido restante nos recipientes parcialmente utilizados quando eles são para ser novamente utilizados, com a impressora a partir da 5 qual eles foram removidos quando parcialmente cheios, ou com outra impressora compatível.

A presente invenção não está necessariamente limitada ao campo de dispositivos de impressão, mas também pode ter aplicações em outros campos, onde os recipientes de líquido que podem ser substituídos são utilizados, tal como para pulverização de tinta, ou mesmo para usos médicos tal como em um aparelho de dosagem de remédio.

Em um primeiro aspecto, a invenção proporciona um recipiente para armazenamento e dispensa de líquido compreendendo um reservatório com paredes cercando um espaço interno possuindo um volume variável de 15 armazenamento de um líquido e uma abertura para dispensa do dito líquido, onde o reservatório é adaptado para suportar uma redução na pressão do espaço interno por meio do que a diferença da pressão de equilíbrio entre o espaço interno e a atmosfera envolvente aumenta substancialmente de forma monótona em magnitude á medida que o líquido é dispensado, onde a 20 abertura é adaptada para permitir que o líquido seja dispensado quando uma pressão de extração no exterior da abertura é menor do que a pressão de equilíbrio do espaço interno, e onde a abertura é adaptada para impedir o ar de entrar no espaço interno a partir do exterior do reservatório à medida que o líquido é dispensado.

De forma adequada, a impressora é uma impressora a jato de

tinta, particularmente, uma impressora a jato de tinta contínua. O líquido pode ser uma tinta tal como uma tinta a base de água ou tinta a base de pigmentos, ou pode ser solvente adequado para uso como um diluente para a tinta ou para limpeza ou escorrimento das linhas de transporte de líquido da impressora.

O reservatório do recipiente é adaptado para suportar uma redução na pressão de equilíbrio do espaço interno de modo que a magnitude da diferença de pressão entre o espaço interno e a atmosfera envolvente aumente substancialmente de forma monótona à medida que o volume variável do espaço interno se reduz à medida que o líquido é dispensado. A redução é uma redução na pressão comparada com a pressão atmosférica envolven5 te. Em outras palavras, a pressão no espaço interno tipicamente começa, quando o reservatório é primeiro cheio, na pressão atmosférica. À medida que o líquido é dispensado, a pressão do espaço interno do reservatório, e do líquido no mesmo, terá um valor de equilíbrio que é menor do que a pressão atmosférica, e este valor de equilíbrio da pressão no espaço interno irá 10 continuar a se tornar menor à medida que mais líquido é dispensado a partir do espaço interno. Os líquidos não são incompressíveis, e assim, quando o líquido é geralmente removido a partir do espaço interno fechado, o líquido removido deve ser substituído por outro fluido, tipicamente gás, normalmente ar, ou o volume do espaço fechado deve diminuir de modo a compensar o 15 líquido perdido. Se o reservatório circundando o espaço interno for rígido, então o gás deve entrar para permitir que o líquido seja removido. Se o reservatório for permanentemente ou plasticamente deformável, tal como o reservatório de um tubo de pasta de dente, então a remoção do líquido leva a pressão atmosférica exterior ao tubo a comprimir o reservatório, de modo 20 que o espaço interno é reduzido para compensar o líquido perdido. Para a presente invenção, o reservatório do recipiente é tal que ele irá se deformar de modo a permitir que o espaço interno seja reduzido para compensar a perda de líquido dispensado através da abertura, mas a deformação do reservatório leva a uma redução da pressão dentro do espaço interno. Se for 25 desejado extrair ou dispensar mais líquido a partir do espaço interno do reservatório, através da abertura, será necessário reduzir a pressão no exterior da abertura para um valor que seja menor do que a pressão de equilíbrio no espaço interno do reservatório, por meio do que o líquido pode sair através da abertura. Isto, por sua vez, leva a uma diminuição adicional no volume 30 interno do reservatório, e mesmo a uma pressão menor dentro do espaço interno.

As paredes do reservatório são tais que elas estão aptas a suportar o diferencial de pressão entre o espaço interno e a atmosfera circundante.

À medida que o líquido é dispensado a partir do espaço interno do reservatório através da abertura, a pressão a ser aplicada na abertura de modo a sugar o líquido através da abertura irá diminuir substancialmente de forma monótona à medida que o reservatório é esvaziado.

Para qualquer recipiente particular de acordo com a invenção, existirá uma relação entre a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa e o volume do espaço interno. Por meio desta relação, e 10 pela medição da pressão mínima de extração requerida de modo a dispensar o líquido através da abertura do cartucho, é possível derivar o volume restante no espaço interno do reservatório, e por conseqüência, deduzir o volume de líquido restando no recipiente.

Por conseqüência, um segundo aspecto da invenção proporciona um método para medir o volume de líquido em um recipiente, compreendendo as etapas de:

i) proporcionar um recipiente para o armazenamento e a dispensa de líquido compreendendo um reservatório com paredes envolvendo um espaço interno possuindo um volume variável para o armazenamento de um

líquido e uma abertura para dispensar o dito líquido,

ii) conectar a abertura com uma entrada de um dispositivo de bombeamento da impressora por uma conexão à prova de fluido,

iii) operar o dispositivo de bombeamento para formar uma pressão de extração no exterior da abertura,

iv) medir a pressão mínima de extração requerida para permitir a

dispensa do líquido através da abertura, e

v) determinar o volume de liquido a partir da pressão mínima de extração medida.

Tipicamente, o volume de líquido é determinado a partir de uma relação conhecida entre a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa e o volume do espaço interno.

Este método é particularmente útil para medir o volume de líquido em um recipiente que pode ser substituído conectado com uma impressora, tal como uma impressora a jato de tinta, ou uma impressora a jato de tinta contínua.

Por conseqüência, um terceiro aspecto da invenção proporciona uma impressora a jato de tinta possuindo um recipiente conectado de forma que possa ser removido com a mesma e um dispositivo de bombeamento, o recipiente compreendendo um volume de líquido substancialmente enchendo o volume do espaço interno do reservatório do recipiente e possuindo a abertura do reservatório conectada com uma entrada do dispositivo de bombeamento da impressora a jato de tinta por uma conexão à prova de fluido, onde o dispositivo de bombeamento é adaptado para formar uma pressão de extração no exterior da abertura do reservatório, a impressora a jato de tinta adicionalmente compreendendo um dispositivo de medição de pressão para medir a pressão de extração e um dispositivo de controle para determinar o volume de líquido no espaço interno do reservatório do recipiente a partir de uma pressão mínima de extração de líquido medida pelo dispositivo de medição de pressão.

O recipiente pode estar de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.

A impressora a jato de tinta do terceiro aspecto da invenção é de

forma adequada uma impressora a jato de tinta contínua.

Os aspectos e concretizações preferidas da invenção, como detalhados na descrição seguinte, se aplicam ao primeiro, ao segundo, e ao terceiro aspecto da invenção, onde apropriado.

A invenção é baseada nos seguintes princípios físicos. Se ne

nhuma força atua normal a uma superfície tensionada, então a superfície irá permanecer plana. Se a pressão em um lado da superfície for diferente da pressão no outro lado, a diferença de pressão vezes a área de superfície resulta em uma força normal. De modo que o equilíbrio seja estabelecido, as 30 forças de tensão na superfície tensionada devem cancelar a força devido à pressão, e isto leva a superfície a se tornar curva. Provavelmente, a aplicação mais bem conhecida deste princípio é um balão de criança, onde a pressão do gás dentro do balão é maior do que a pressão atmosférica fora do balão, com a diferença de pressão compensada pela tensão na superfície elástica curvada do balão. A pressão geralmente é maior no lado côncavo de uma superfície tensionada quando a superfície inicial não tensionada é pla5 na. Entretanto, se a superfície inicial não tensionada for côncava inicialmente, quando a pressão em cada lado da superfície é a mesma, então, reduzir a pressão no lado côncavo da superfície pode levar a mesma permanecendo côncava, mas com um raio de curvatura maior, à medida que a tensão é estabelecida na superfície para proporcionar equilíbrio.

De forma adequada, o reservatório do recipiente compreende

uma estrutura rígida e uma ou mais seções elasticamente deformáveis. Por exemplo, uma membrana de borracha, tal como um balão, esticado sobre uma estrutura rígida na forma de um paralelepípedo retangular poderia ser um reservatório adequado, com uma abertura com válvula no balão forman15 do a abertura. À medida que o líquido é remoído a partir do reservatório através da abertura com válvula, a membrana de borracha se tornaria convexa em direção ao espaço interno levando a uma diferença da pressão de equilíbrio entre o espaço interno e o exterior do reservatório (o exterior do reservatório estará na pressão atmosférica, a qual permanece relativamente 20 constante). Se a pressão atmosférica for P, e a pressão no espaço interno for P., onde Pi < P, então a pressão requerida para extrair líquido através da abertura com válvula será Pw, onde Pw < Pi- Esta diferença de pressão (redução de pressão) irá aumentar substancialmente de forma monótona em magnitude à medida que mais líquido é removido do reservatório. Por au25 mentar substancialmente de forma monótona, isto significa que uma diminuição no volume de líquido geralmente leva a uma magnitude aumentada da diferença de pressão, apesar de desvios secundários a partir deste comportamento (por exemplo, uma diminuição de não mais do que 10% na diferença de pressão antes da diminuição é continuada, de preferência não mais do 30 que 5%, mais de preferência não mais do que 1%) poderem ser tolerados, posto que a tendência geral é um aumento na magnitude da diferença de pressão à medida que o volume de líquido diminui. Por rígido, se quer dizer que a estrutura não se deforma de forma substancial, quando a diferença de pressão entre o espaço interno do reservatório e o exterior é até 50 kPa, de preferência até 70 kPa.

De preferência, a estrutura rígida do reservatório é formada por 5 hordas unindo as paredes do reservatório, e pelo menos uma parede é elasticamente deformável, de modo que a tensão pode se desenvolver em pelo menos uma parede deformável, à medida que o volume do espaço interno é diminuído à medida que o líquido é dispensado a partir do mesmo. De forma adequada, todas as paredes do reservatório são elasticamente deformáveis. 10 O ângulo entre as paredes onde elas se unem em suas bordas confere a rigidez sobre estas bordas.

De preferência, as paredes formam um reservatório em formato de caixa compreendendo duas paredes frontais opostas com o formato similar unidas em seus perímetros pelas paredes da borda possuindo a sua Iar15 gura substancialmente normal às faces paralelas opostas. De forma adequada, as paredes da borda possuem uma largura que é menos do que 30% da menor largura das paredes frontais opostas, de preferência, menor do que 20%. Isto permite que as paredes frontais opostas se deformem suavemente em direção uma à outra, à medida que o espaço interno se reduz à 20 medida que o líquido é dispensado. As paredes frontais opostas de forma adequada são substancialmente mutuamente paralelas.

De forma adequada, as paredes são de um polímero elástico, tal como um polietileno de alta densidade. Qualquer material elástico adequado pode ser utilizado para as paredes. De modo que o reservatório seja reabas25 tecido, nenhuma deformação permanente deve ocorrer no reservatório, mesmo quando a pressão do espaço interno tiver sido reduzida para 50 kPa ou menos, de preferência 40 kPa ou menos, mais de preferência 20 kPa ou menos. A pressão atmosférica é cerca de 100 kPa ou 1 Bar.

O reservatório pode ser formado de um material termoplástico, de forma adequada por moldagem a sopro. De forma adequada, o reservatório e a abertura podem ser formados como um item moldado a sopro.

O recipiente pode simplesmente ser o reservatório e a abertura, mas de forma adequada, estes podem ser proporcionados com uma cobertura rígida para facilitar a manipulação.

A relação entre o volume do espaço interno do reservatório e a pressão de extração Pw, necessária para permitir que o líquido seja dispen5 sado através da abertura irá depender do formato, dos materiais, da espessura, do módulo de Young, etc., dos materiais do reservatório. A relação poderia ser calculada, mas de preferência é medida de forma experimental para cada projeto particular de reservatório. Isto pode ser facilmente obtido, por exemplo, pelas seguintes etapas:

i) proporcionar o recipiente com um espaço interno cheio com

um volume conhecido de líquido e na mesma pressão que a pressão atmosférica exterior,

ii) conectar a abertura com um conduto de dispensa por meio de uma conexão à prova de fluido;

iii) extrair um volume de líquido através da abertura por meio de

uma bomba conectada com o conduto de dispensa;

iv) medir o volume de líquido removido (por exemplo, por medição de peso ou de volume) e a pressão correspondente Pw no conduto (por exemplo, por meio de um medidor de pressão, tal como um transdutor),

v) calcular o volume de líquido restante no reservatório,

vi) repetir as etapas (iii) e (iv) para obter a relação entre o volume do líquido restante e a pressão de extração Pw

De modo a colocar o método da invenção em prática, a informação com respeito à relação entre a pressão mínima de extração requerida 25 para permitir a dispensa e o volume do espaço interno pode ser fornecida com cada recipiente. De forma adequada, os recipientes podem ser fabricados com especificações de fabricação idênticas, de modo que dentro das tolerâncias de fabricação, todos os recipientes possuam a mesma relação entre a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa e o 30 volume do espaço interno, possa ser fornecida com cada recipiente.

O uso do recipiente da invenção é descrito abaixo com referência a uma impressora a jato de tinta contínua, mas um método similar de uso se aplicaria a outros dispositivos.

Quando o recipiente é utilizado com um dispositivo, tal como uma impressora, ele é conectado com a impressora, com a abertura do recipiente conectada com o conduto de entrada de líquido por uma conexão à 5 prova de líquido, o fluido será extraído a partir do recipiente, através da abertura, por exemplo, por uma bomba de abastecimento controlada por um dispositivo de controle para a impressora. O líquido será distribuído pela bomba para o tanque de armazenamento de tinta da impressora, a partir de onde ele pode ser direcionado para o cabeçote de impressão. Tipicamente, o dis10 positivo de controle para a impressora irá compreender um programa de software executando em um chip microprocessador, controlando a operação da impressora. A pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa de líquido através da abertura pode ser medida, por exemplo, por meio de um medidor de pressão ou de um transdutor localizado entre a 15 bomba de abastecimento e a abertura do recipiente. O dispositivo de controle então pode utilizar a relação entre a pressão de extração medida Pw e o volume do espaço interno do reservatório de modo a calcular o volume de líquido restante no recipiente. Outro método para medir a pressão, por um dispositivo indireto, é medir a força requerida para operar a bomba de abas20 tecimento quando ela está extraindo líquido a partir do reservatório, e utilizar a relação conhecida entre a entrada de força da bomba e a pressão extraída pela bomba para deduzir ou calcular a pressão mínima de extração Pw.

O valor calculado do volume de líquido restante no recipiente pode ser utilizado de vários modos. Por exemplo, ele pode ser exibido em um dispositivo de vídeo, ou pode ser utilizado para proporcionar um sinal de aviso para um operador de que um reabastecimento será necessário quando o valor calculado do volume estiver abaixo de um certo nível.

De modo que a invenção opere de forma confiável, é evidente que é importante evitar fluido, tal como o ar, escoando para o espaço interno do reservatório seguindo-se à remoção de líquido. Isto é obtido por garantir que a abertura seja proporcionada como a vedação a prova de líquido ou uma válvula que não permita que o fluido entre no espaço interno a partir do exterior. De forma adequada, a abertura é adaptada para se associar com um conector em um dispositivo com o qual o recipiente é para ser utilizado de modo a formar uma conexão à prova de fluido. Qualquer disposição adequada de conexão à prova de fluido pode ser utilizada, tal como é bem conhecido na técnica em relação às ligações hidráulicas.

Uma disposição adequada para controlar a dispensa de líquido, sem o ar entrando no espaço interno do reservatório é que a abertura seja proporcionada com uma separação auto-vedante, perfurada por um tubo oco ou agulha quando o cartucho de substituição está em uso. O líquido pode 10 ser extraído através do tubo oco por uma bomba junto a qual o tubo está conectado por uma conexão à prova de fluido. Quando o recipiente é removido do dispositivo com o qual ele está sendo utilizado, tal como uma impressora, o furo na separação !acra a si próprio, impedindo o ingresso de fluido, tal como ar dentro do espaço interno do reservatório. Material ade15 quado para tal separação é borracha de silicone ou borracha butílica, de preferência proporcionada com um revestimento PTFE.

Outra disposição adequada para a abertura é proporcionar a mesma com uma válvula adaptada para permanecer fechada para o fluxo de fluido quando a pressão no lado do reservatório da válvula é inferior à pressão no exterior da válvula, e adaptada para abrir para o fluxo de fluido quando a pressão no exterior da válvula é inferior à pressão dentro da válvula. Uma válvula adequada seria uma válvula unidirecional, uma válvula articulada, ou uma válvula diafragma. Quando o recipiente está em uso, o lado exterior da válvula estaria em conexão à prova de fluido com uma bomba via um conduto, de modo que o líquido seria dispensado através da válvula quando a pressão no conduto é reduzida pela bomba para um valor menor do que a pressão dentro do espaço interno do reservatório. Quando o recipiente é removido da conexão à prova de fluido com a bomba, a pressão no exterior da válvula irá aumentar para a pressão atmosférica, fechando a válvula para o fluxo de fluido e impedindo o ingresso de ar no espaço interno do reservatório.

A invenção ainda irá operar se pequenas quantidades de gás, tal como ar, estiverem presentes no espaço interno do reservatório, mas estas devem ser menores do que 10% por volume do volume inicial de líquido, de preferência, menos que 5%, mais de preferência menos do que 1%. Isto é o que se quer dizer pela declaração de que o espaço interno do reservatório é 5 substancialmente cheio com líquido. A operação do método da invenção deve ser tal que a pressão no espaço interno do reservatório não fique abaixo da pressão de equilíbrio de vapor do líquido na temperatura de operação. Isto levaria à formação de vapor no espaço interno do reservatório e a remoção de líquido do espaço interno não resultaria em redução adicional na 10 pressão do espaço interno, a qual permaneceria na pressão de equilíbrio de vapor do líquido nesta temperatura.

De preferência, o recipiente compreende um dispositivo eletrônico de armazenamento de dados armazenando a relação entre a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa e o volume do espaço interno para o recipiente, por meio do que a relação pode ser lida a partir do dispositivo eletrônico de armazenamento de dados.

De forma adequada, o dispositivo de controle para o dispositivo utilizando o recipiente, tal como uma impressora, será adaptado para Ier os dados no dispositivo eletrônico de armazenamento de dados do recipiente. 20 Por exemplo, quando o recipiente está no local em tal dispositivo, os contatos elétricos no dispositivo eletrônico de armazenamento de dados podem ser colocados em contato físico com condutores elétricos conectados com o dispositivo de controle, por meio do que o dispositivo de controle pode acessar e Ier os dados no dispositivo eletrônico de armazenamento de dados.

O volume medido de líquido, como calculado, por exemplo, pelo

dispositivo de controle, pode ser gravado no dispositivo eletrônico de armazenamento de dados, por meio do que o volume de líquido restando no recipiente pode ser monitorado pela leitura do dispositivo eletrônico de armazenamento de dados. Isto tem a vantagem de que se o recipiente for separado 30 de uma impressora quando ainda contendo líquido, a quantidade de líquido restante no recipiente pode ser lida diretamente a partir do dispositivo eletrônico de armazenamento de dados, sem a necessidade de medir a pressão mínima de extração requerida para dispensar líquido através da abertura do reservatório. Outras informações também podem ser armazenadas no dispositivo eletrônico de armazenamento de dados, por exemplo, o número de vezes que o recipiente foi reabastecido. Tais dados podem ser utilizados 5 para retirar o recipiente uma vez que um número máximo de reabastecimentos tenha sido excedido. De modo a impedir o reabastecimento ilícito dos recipientes retirados, tais dados podem ser armazenados de uma maneira que eles não possam ser gravados por cima ou apagados uma vez que o recipiente tenha sido retirado (por exemplo, pela utilização de memória que 10 somente pode ser gravada uma vez).

Agora, concretizações específicas da presente invenção serão descritas somente a título de exemplo, com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais:

A Figura 1 é uma vista em perspectiva, explodida, de um cartucho de substituição de acordo com a invenção,

A Figura 2 é uma representação esquemática de uma parte de uma impressora a jato de tinta contínua encaixada com um cartucho de substituição que é um recipiente de acordo com a presente invenção;

A Figura 3 é uma vista em seção transversal através do reservatório de um cartucho de substituição ao longo da seção A-A apresentada na Figura 2, com a Figura 3A apresentando o reservatório quando cheio de líquido, e a Figura 3B apresentando o reservatório parcialmente cheio de líquido; e

A Figura 4 é um gráfico apresentando a relação entre a pressão mínima requerida para a dispensa, medida no exterior da abertura de dispensa, e o volume de tinta restando no espaço interno do reservatório do cartucho de substituição ilustrativo de acordo com a invenção.

Na Figura 1, um cartucho de substituição 2, o qual é um recipiente de acordo com a invenção, é apresentado com um reservatório 1 que é envolvido por uma câmara rígida protetora 8. A câmara rígida 8 é proporcionada com aberturas, de modo que o exterior do reservatório 1 fica sujeito à pressão atmosférica em todos os momentos. O reservatório possui uma abertura 3 proporcionando uma abertura entre o espaço interno do reservatório e o exterior. A abertura é encaixada com uma vedação de separação 4. O reservatório é na forma de duas paredes frontais paralelas opostas 5 unidas em seus perímetros pelas paredes de borda 6. Um dispositivo eletrônico de 5 armazenamento na forma de um circuito integrado 7 proporcionado com os contatos elétricos 8a é mantido como a parte da câmara rígida protetora.

Referindo-se à Figura 2, o cartucho de substituição 2 é conectado com uma impressora 9 com a vedação de separação 4 na abertura 3 conectada com um conector à prova de fluido 10 na impressora 9. A tinta 20 10 enche o espaço interno do reservatório 1. Um tubo oco (não apresentado) perfura a vedação de separação 4 para permitir a conexão fluida entre o espaço interno do reservatório 1 e um conduto de dispensa 11.0 dispositivo eletrônico de armazenamento 7 está em contato elétrico com uma ilha de contato 12 na impressora 9, por meio dos contatos elétricos 8a. A ilha de 15 contato 12 está em comunicação elétrica com o sistema de controle (não apresentado) da impressora 9. Um medidor de pressão 13 também está presente na conexão fluida com o conduto de distribuição, da mesma forma que está uma bomba 14. O conduto de saída da bomba 15 alimenta para dentro do tanque de tinta 16 contendo a tinta 21 e um conduto de esvaziamento de 20 tinta 17 está conectado com uma bomba do cabeçote de impressão 18, cuja saída está conectada com o conduto de distribuição do cabeçote de impressão 19.

Durante o uso, a bomba 14 reduz a pressão no conduto de distribuição 11 até que a pressão no conduto de distribuição 11 seja inferior à 25 pressão no espaço interno do reservatório 1. Isto leva ao líquido 20 sendo dispensado a partir do reservatório 1, através do conduto de distribuição 11, através da bomba 14 e via o conduto de saída 15 para unir a tinta 21 no tanque 16. O medidor de pressão 13 mede a pressão mínima de extração no conduto de distribuição 11 requerida para a tinta 20 ser dispensada e envia 30 esta medição para o sistema de controle (não apresentado) da impressora 9. A partir do dispositivo eletrônico de armazenamento 7, os dados com respeito à relação entre a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa e o volume do espaço interno 20 são lidos pelo sistema de controle (não apresentado) via a ilha de contato 12 e via os contatos elétricos 8a no dispositivo eletrônico de armazenamento 7.

O sistema de controle utiliza a pressão mínima de extração como medida pelo medidor de pressão 13 e a relação lida a partir do dispositivo eletrônico de armazenamento 7 de modo a calcular e exibir o volume de tinta 20 restando no espaço interno do reservatório 1 em um dispositivo de vídeo (não apresentado).

Referindo-se à Figura 3, esta apresenta uma vista em seção transversal através do reservatório 1 ao longo da seção A-A apresentada na Figura 2. A Figura 3A apresenta a seção transversal do reservatório quando o reservatório 1 está cheio de tinta 20 e a pressão no espaço interno do reservatório 1 é a mesma que a pressão atmosférica circundante. Na Figura 3B, a pressão no espaço interno do reservatório foi reduzida pela remoção de tinta a partir do reservatório. De modo a proporcionar equilíbrio, as paredes frontais 5 e as paredes de borda 6 se tornaram côncavas em direção ao exterior do reservatório e estão sob tensão, com a força surgindo a partir da tensão nas paredes curvas equilibrando a diferença de pressão entre o espaço interno do reservatório e o exterior do reservatório (na pressão atmosférica).

Os gráficos da Figura 4 ilustram a relação entre a pressão interna e o volume de líquido nos cartuchos do tipo descrito acima. A pressão mínima é expressa como o nível de vácuo em Bar, de modo que o nível de vácuo de - 0,4, por exemplo, corresponde a uma pressão de 0,4 Bar menor 25 do que a pressão ambiente de 1 Bar, correspondendo a cerca de 0,6 Bar na abertura e por conseqüência também no espaço interno. Os gráficos são apresentados para três cartuchos diferentes, B4, B5, e B6, fabricados junto às mesmas especificações, como detalhado acima.

Pode ser visto que a redução na pressão à medida que o volume diminui (a inclinação das curvas) é mais íngreme quando o cartucho está quase vazio. Também pode ser visto que a pressão diminui substancialmente de forma monótona à medida que o volume restante diminui. O cartucho Β4 apresenta pequenos aumentos de pressão em alguns volumes, mas a tendência geral é a diminuição monótona na pressão correspondendo a um aumento monótono na magnitude da redução de pressão a partir da pressão ambiente.

Será apreciado que várias modificações poderiam ser feitas jun

to à concretização detalhada acima sem o afastamento do escopo da invenção, como detalhado nas reivindicações. Por exemplo, o líquido do cartucho de substituição poderia ser solvente ao invés de tinta, ou uma disposição de válvula poderia ser utilizada ao invés de uma vedação de separação. Por 10 exemplo, os dados com respeito à relação entre a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa e o volume do espaço interno 20, poderiam ser armazenados no sistema de controle ao invés de lidos a partir de um dispositivo eletrônico de armazenamento fazendo parte do cartucho de substituição.

As concretizações descritas e ilustradas são para serem consi

deradas como ilustrativas, e não restritivas por natureza, sendo entendido que somente as concretizações preferidas foram apresentadas e descritas, e é desejado que todas as alterações e modificações que surjam dentro do escopo da invenção como definido nas reivindicações, sejam protegidas. 20 Deve ser entendido que enquanto o uso de palavras, tais como "preferível", "de preferência", "preferida", ou "mais preferida" na descrição sugere que um aspecto desse modo descrito pode ser desejável, mas contudo, ele pode não ser necessário e concretizações sem tal aspecto podem ser contempladas dentro do escopo da invenção, como definido nas reivindicações ane25 xas. Em relação às reivindicações, é pretendido que quando palavras, tais como "um", "uma", "pelo menos um" ou "pelo menos uma parte" são utilizadas para sen/irem como preliminares de um aspecto, não existe a intenção de limitar a reivindicação a somente um tal aspecto, a não ser que especificamente declarado ao contrário na reivindicação. Quando a linguagem "pelo 30 menos uma parte" e / ou "uma parte" é utilizada, o item pode incluir uma parte e / ou todos o item a não ser que especificamente declarado ao contrário.

Claims (16)

1. Recipiente para armazenar e dispensar líquido compreendendo um reservatório com paredes envolvendo um espaço interno possuindo um volume variável para o armazenamento de um líquido e uma abertura para a dispensa do dito líquido, onde o reservatório é adaptado para suportar uma redução na pressão do espaço interno, por meio do qual a diferença da pressão de equilíbrio entre o espaço interno e a atmosfera circundante aumenta substancialmente de forma monótona em magnitude à medida que o líquido é dispensado, onde a abertura é adaptada para permitir que o líquido seja dispensado quando uma pressão de extração no exterior da abertura é menor do que a pressão de equilíbrio do espaço interno, e onde a abertura é adaptada para impedir o ar de entrar no espaço interno a partir do exterior do reservatório à medida que o líquido é dispensado.

2. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1, o qual é um recipiente que pode ser substituído para armazenar e dispensar tinta ou solvente para o uso com uma impressora.

3. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1 ou com a reivindicação 2, onde o reservatório compreende uma estrutura rígida e uma ou mais seções elasticamente deformáveis.

4. Recipiente, de acordo com qualquer reivindicação precedente, onde a estrutura rígida é formada por bordas unindo as paredes e pelo menos uma parede é elasticamente deformável.

5. Recipiente, de acordo com qualquer reivindicação precedente, onde as paredes formam um reservatório em formato de caixa compreendendo duas paredes frontais opostas com o formato similar unidas em seus perímetros pelas paredes de borda possuindo a sua largura substancialmente normal às faces paralelas opostas.

6. Recipiente, de acordo com a reivindicação 5, onde as paredes de borda possuem uma largura que é menor do que 30% da menor largura das paredes frontais paralelas opostas.

7. Recipiente, de acordo com qualquer reivindicação precedente, onde as paredes são de polietileno de alta densidade.

8. Recipiente, de acordo com qualquer reivindicação precedente, onde o reservatório e a abertura são um item moldado por sopro.

9. Recipiente, de acordo com qualquer reivindicação precedente, adicionalmente compreendendo um dispositivo eletrônico de armazenamento de dados.

10. Impressora a jato de tinta possuindo um recipiente conectado de forma que possa ser removido com a mesma e um dispositivo de bombeamento, o recipiente compreendendo um volume de líquido substancialmente enchendo o volume do espaço interno do reservatório do recipiente e possuindo a abertura do reservatório conectada com uma entrada do dispositivo de bombeamento da impressora a jato de tinta por uma conexão à prova de fluido, onde o dispositivo de bombeamento é adaptado para formar uma pressão de extração no exterior da abertura do reservatório, a impressora a jato de tinta adicionalmente compreendendo um dispositivo de medição de pressão para medir a pressão de extração e um dispositivo de controle para determinar o volume de líquido no espaço interno do reservatório do recipiente a partir de uma pressão mínima de extração de líquido medida pelo dispositivo de medição de pressão.

11. Impressor a jato de tinta, de acordo com a reivindicação 10, a qual é uma impressora a jato de tinta contínua.

12. Método para medir o volume de líquido em um recipiente compreendendo as etapas de: i) proporcionar um recipiente para armazenar e dispensar líquido compreendendo um reservatório com paredes envolvendo um espaço interno possuindo um volume variável para o armazenamento de um líquido e uma abertura para dispensar o dito líquido; ii) conectar a abertura com uma entrada de um dispositivo de bombeamento da impressora por uma conexão à prova de fluido; iii) operar o dispositivo de bombeamento para formar uma pressão de extração no exterior da abertura; iv) medir a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa do líquido através da abertura; e v) determinar o volume de líquido a partir da pressão mínima de extração medida.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, onde o reservatório é adaptado para suportar uma redução na pressão do espaço interno, por meio do que a diferença da pressão de equilíbrio entre o espaço interno e a atmosfera circundante aumenta substancialmente de forma monótona em magnitude à medida que o líquido é dispensado; onde a abertura é adaptada para permitir que o líquido seja dispensado quando uma pressão de extração no exterior da abertura é menor do que a pressão de equilíbrio do espaço interno; e onde a abertura é adaptada para impedir o ar de entrar no espaço interno a partir do exterior do reservatório à medida que o líquido é dispensado, o recipiente compreendendo um volume de líquido substancialmente enchendo o volume do espaço interno.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, onde o volume de líquido é determinado a partir de uma relação conhecida entre a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa e o volume do espaço interno.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, 13 ou 14, onde o recipiente compreende um dispositivo eletrônico de armazenamento de dados e o volume medido de líquido é gravado no dispositivo eletrônico de armazenamento de dados, por meio do que o volume de líquido restando no recipiente pode ser monitorado pela leitura do dispositivo eletrônico de armazenamento de dados.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12, 13, ou 14, onde o recipiente compreende um dispositivo eletrônico de armazenamento de dados armazenando a relação entre a pressão mínima de extração requerida para permitir a dispensa e o volume do espaço interno para o recipiente, por meio do que a relação pode ser lida a partir do dispositivo eletrônico de armazenamento de dados.