BRPI1102503A2 - sistema de entrega de tinta de alto fluxo - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE ENTREGA DE TINTA DE ALTO FLUXO. A presente invenção refere-se a umsistema e método que são fornecidos para entregar tinta fundida para um mecanismo de impressão incluindo receber tinta fundida em um reservatório de recebimento, e alternar para qual de uma pluralidade de reservatórios está aberto para o reservatório de recebimento para receber tinta fundida enquanto pelo menos um outro da pluralidade de reservatórios está aberto para dispensar tinta fundida para o meeanismo de impressão, êm resposta ao nível de tinta em um reservatório dispensando tinta fundida para o mecanismo de impressão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE ENTREGA DE TINTA DE ALTO FLUXO".

A presente invenção refere-se a máquinas de impressão de alta velocidade que têm uma ou mais cabeças de impressão que recebem tinta fundida aquecida a partir de elementos de tinta sólida. Mais especificamente, a descrição diz respeito a melhoramentos em transporte de tinta pressuriza- da.

As assim chamadas de máquinas de impressão de "tinta sólida" abrangem vários dispositivos de imageamento, incluindo impressoras e pla- taformas de múltiplas funções, as quais oferecem muitas vantagens em rela- ção a outros tipos de tecnologias de reprodução de documento, tais como abordagens de laser e de jato de tinta aquoso. Estas vantagens freqüente- mente incluem maior rendimento de documento (isto é, o número de docu- mentos reproduzidos durante uma unidade de tempo), menos componentes mecânicos necessários no processo de transferência de imagem real, me- nos consumíveis para substituição, imagens mais nítidas e um processo mais favorável ao meio ambiente.

Um dispositivo de imageamento de tinta sólida ou tinta de mu- dança de fase típico inclui um carregador de tinta que recebe e armazena elementos de tinta sólida que permanecem na forma sólida em temperaturas ambientes. O estoque de tinta pode ser recomposto por um usuário ao sim- plesmente adicionar mais tinta conforme necessário ao carregador de tinta. Canais de carregadores separados são usados para as diferentes cores. Por exemplo, somente tinta sólida preta é necessária para impressão de uma só cor, enquanto que tintas sólidas nas cores preta, ciano, amarela e magenta são tipicamente necessárias para impressão colorida. Tintas sólidas ou tin- tas de mudança de fase são fornecidas em várias formas sólidas e, mais particularmente, como péletes ou como bastões de tinta.

Uma unidade de fusão de tinta funde a tinta ao elevar a tempera- tura da tinta suficientemente acima de seu ponto de fusão. Durante uma fase de fusão de operação o elemento de tinta sólida contacta uma placa de fu- são ou superfície aquecida de uma unidade de fusão e a tinta é fundida nes- sa região. A tinta fundida freqüentemente é retida em um reservatório de tinta fundida, o qual é por sua vez aquecido para manter a tinta acima de sua temperatura de solidificação até que uma operação de impressão seja de- mandada. A tinta liqüefeita é fornecida para uma única cabeça ou grupo de cabeças de impressão por gravidade, ação de bomba, ou ambas. De acordo com a imagem a ser reproduzida, e sob o controle de um controlador de im- pressora, um tambor de impressão giratório recebe gotinhas de tinta repre- sentando os pixels de imagem a ser transferidos para papel ou outra mídia. Para facilitar o processo de transferência de imagem, um rolete de pressão aperta a mídia contra o tambor de impressão, pelo que a tinta é transferida do tambor de impressão para a mídia. A temperatura da tinta pode ser regu- lada cuidadosamente de maneira que a tinta solidifica por completo exata- mente após a transferência de imagem.

Em sistemas de maior rendimento, a tinta fundida é pressurizada para entrega de alta velocidade para as cabeças de impressão. O rendimen- to de tais máquinas no final é controlado pela capacidade de manter um for- necimento constante de tinta liqüefeita no estado pronto para entrega para as cabeças de impressão. Esta capacidade é determinada em parte pela taxa de fusão, isto é, a quantidade de tinta sólida que pode ser fundida por unidade de tempo. Em um sistema de bastão de tinta típico, as taxas de fu- são podem variar entre 6 e 16 gm/min. Maiores taxas de fusão podem ser freqüentemente alcançadas usando péletes de tinta sólida armazenadas em um tambor e alimentadas para um fundidor de alta eficiência e alta potência. Fundidores deste tipo podem alcançar taxas de fusão de até 250 gm/min com potência suficiente para exceder o calor de fusão da tinta e a energia latente exigida para elevar a tinta para a temperatura de ponto de ajuste final para se deslocar para as cabeças de impressão.

Permanece uma necessidade de um sistema capaz de entregar tinta para as cabeças de impressão em uma taxa que possa usar a vanta- gem total destas altas taxas de fusão.

De acordo com aspectos descritos neste documento é fornecido um sistema de entrega de tinta para entregar tinta fundida para um meca- nismo de impressão compreendendo um reservatório de recebimento para receber tinta fundida e um sistema de reservatórios em comunicação de flui- do entre o reservatório de recebimento e uma saída de tinta fundida em co- municação com o mecanismo de impressão. O sistema de reservatórios in- clui: um primeiro reservatório tendo uma primeira entrada em comunicação com o reservatório de recebimento e uma primeira saída em comunicação com a saída de tinta fundida; um segundo reservatório separado tendo uma segunda entrada em comunicação com o reservatório de recebimento e uma segunda saída em comunicação com a saída de tinta fundida; uma primeira montagem de válvula disposta entre a primeira entrada e a primeira saída e incluindo um primeiro elemento de vedação móvel entre uma posição de descarga fechando a primeira entrada e uma posição de admissão fechando a primeira saída; uma segunda montagem de válvula separada disposta en- tre a segunda entrada e a segunda saída e incluindo um segundo elemento de vedação móvel entre uma posição de descarga fechando a segunda en- trada e uma posição de admissão fechando a segunda saída; e uma monta- gem de atuador acoplada operacionalmente as primeira e segunda monta- gens de válvula e configurada para movimento coordenado dos primeiro e segundo elementos de vedação de maneira que um dos elementos de veda- ção fique na posição de descarga e o outro dos elementos de vedação fique na posição de admissão. Em um outro aspecto, o sistema de reservatórios é incorporado em uma máquina de impressão compreendendo um elemento de aquecimento para fundir tinta sólida, um reservatório de recebimento para receber tinta fundida pelo elemento de aquecimento, e um mecanismo de impressão acoplado à saída de tinta fundida para receber tinta fundida sob pressão do sistema de reservatórios.

Em um aspecto adicional, um método para entregar tinta fundida para um mecanismo de impressão é descrito compreendendo: receber tinta fundida em um reservatório de recebimento; impedir comunicação de fluido entre um primeiro reservatório e o reservatório de recebimento enquanto permitindo comunicação de fluido entre o primeiro reservatório e o mecanis- mo de impressão; e substancialmente de forma simultânea permitir comuni- cação de fluido entre um segundo reservatório e o reservatório de recebi- mento enquanto impedindo comunicação de fluido entre o segundo reserva- tório e o mecanismo de impressão.

Um método adicional para entregar tinta fundida para um meca- nismo de impressão compreende: receber tinta fundida em um reservatório de recebimento; e alternar para qual de uma pluralidade de reservatórios está aberto para o reservatório de recebimento para receber tinta fundida enquanto pelo menos um outro da pluralidade de reservatórios está aberto para dispensar tinta fundida para o mecanismo de impressão.

A figura 1 é uma vista recortada parcial em perspectiva de um sistema de entrega de tinta de acordo com a presente descrição.

A figura 2 é uma vista seccional transversal lateral do sistema de entrega de tinta mostrado na figura 1.

A figura 3 é uma vista ampliada de componentes do sistema de entrega de tinta mostrado na figura 1, com os componentes em um primeiro estado.

A figura 4 é uma vista ampliada de componentes do sistema de entrega de tinta mostrado na figura 1, com os componentes em um segundo estado.

A figura 5 é um fluxograma operacional para o sistema de entre- ga de tinta mostrado na figura 1.

A figura 6 são gráficos comparativos de níveis de tinta em dois componentes de reservatório do sistema de entrega de tinta mostrado na figura 1.

A figura 7 são gráficos comparativos de níveis de tinta em três componentes de reservatório do sistema de entrega de tinta mostrado na figura 1.

Referindo-se à figura 1, um aparelho de entrega de tinta 10 inclui um aparelho de fusão 11 configurado para liqüefazer elementos de tinta sóli- da para eventual entrega para uma ou mais cabeças de impressão. Em uma modalidade, os elementos de tinta sólida são na forma de péletes. O apare- lho de fusão 11 inclui um distribuidor de péletes 12 que recebe péletes de tinta sólida através de um tubo de entrada. As péletes podem ser obtidas de um fornecimento de tinta, tal como um tambor, por meio de alimentação por gravidade ou por uma alimentação pressurizada. O fluxo de péletes de tinta sólida para o distribuidor de péletes 12 pode ser regulado de uma maneira adequada para alcançar desempenho ideal do aparelho de fusão.

O aparelho de fusão 11 inclui adicionalmente um fundidor de alta eficiência 15. O fundidor 15 pode ser construído tal como descrito no Pedido '863 copendente, cuja descrição está incorporada na sua totalidade neste documento pela referência. Detalhes da estrutura e operação do fundidor podem ser aprendidos a partir do Pedido '863, e o fundidor de uma maneira geral inclui uma pluralidade de aletas aquecidas sobre as quais as péletes de tinta sólida são dispensadas. As péletes são fundidas continuamente pe- las aletas e gotejam entre as aletas para dentro de um reservatório de baixa pressão 18, tal como mostrado na figura 1. Na modalidade ilustrada, o reser- vatório de baixa pressão pode ser formado por um alojamento 16 e pode incluir um coletor de pingos posicionado diretamente abaixo do fundidor 15, tal como descrito no Pedido '863. O reservatório de baixa pressão ou coletor de pingos 18 é configurado para direcionar a tinta fundida na direção de uma região de coleta 19 onde a tinta fundida pode ser transportada para os re- servatórios de alta pressão descritos a seguir.

O reservatório 18 é identificado como de "baixa pressão" por causa de o reservatório de uma maneira geral ser mantido em pressão am- biente dentro da máquina de impressão, ou em uma pressão menor que a dos reservatórios pressurizados descritos neste documento. Alternativamen- te, o aparelho de fusão 11 pode ser levemente pressurizado ou mantido em pressão atmosférica.

De acordo com um recurso, o aparelho de entrega de tinta é provido com múltiplos reservatórios de alta pressão que são usados para entregar um fornecimento contínuo de tinta fundida para a uma ou mais ca- beças de impressão. Em uma modalidade, dois tais reservatórios são forne- cidos, isto é os reservatórios 20 e 22, os quais são formados por um aloja- mento 17. O alojamento 17 pode ser integral com o alojamento 16 formando o reservatório de baixa pressão ou pode ser separado dele. Para propósitos da presente descrição, os reservatórios podem ser referidos como os primei- ro e segundo reservatórios ou como o reservatório 1 e o reservatório 2. Componentes iguais dos reservatórios também podem ser designados com um subscrito 1 ou 2 para se referir ao reservatório de alta pressão associa- do.

Os reservatórios 20, 22 são conectados nas entradas 24, 25 a uma fonte de pressão, a qual pode ser um fornecimento de pressão de ar que é controlado e regulado por um controlador (não mostrado) da máquina de impressão. A pressão nos reservatórios 20, 22 é suficiente para alimentar jatos de alta pressão da uma ou mais cabeças de impressão, tal como é co- nhecido na técnica. Tal como explicado com mais detalhes neste documen- to, os reservatórios 20, 22 são pressurizados periodicamente à medida que o fornecimento de tinta é descarregado para a(s) cabeça(s) de impressão e despressurizados à medida que um novo fornecimento de tinta fundida é introduzido no reservatório.

Cada reservatório de alta pressão 20, 22 pode ser provido com um sensor de nível de tinta correspondente 27, 28 que determina o volume ou nível de tinta restante no reservatório. Os sensores 27, 28 podem ser de qualquer construção adequada para fornecer um sinal indicativo do nível de tinta e/ou indicativo do nível de tinta caindo para um valor limiar. O sensor pode ser um sensor mecânico do tipo flutuação ou pode ser uma montagem de sonda elétrica.

Cada reservatório de alta pressão 20, 22 pode incluir preferivel- mente um elemento de aquecimento 30 que é operável para manter a tinta fundida em uma temperatura acima da temperatura de solidificação da tinta. Tal como mostrado na figura 1, o elemento de aquecimento 30 pode incluir uma pluralidade de aletas aquecidas espaçadas lado a lado para assegurar uma distribuição uniforme de calor por todo o reservatório.

Tal como mostrado nas figuras 1-2, tinta líquida é fornecida do reservatório de baixa pressão 18 para cada um dos reservatórios de alta pressão 20, 22 através de uma abertura de entrada 32 (ou das aberturas de entrada 32-ι, 322 representadas na figura 2). Cada reservatório também inclui uma abertura de saída 36 (ou as aberturas 36-i, 362 mostradas na figura 2) que se comunica com um canal de saída comum 37 (ou com as aberturas 37^ 372 mostradas na figura 2). Este canal de saída 37 está em comunica- ção com a(s) cabeça(s) de impressão e pode incorporar um elemento filtran- te 39 e uma saída de tinta fundida 40 que alimenta um distribuidor de saída (não mostrado) acoplado às cabeças de impressão.

Em operação, tinta líquida pressurizada é forçada do canal de saída 37, através do elemento filtrante 39 e da saída 40, para um arranjo de tubulação acoplado à(s) cabeça(s) de impressão. A pressão no canal de sa- ída 37 é produzida pela pressão dentro de um reservatório ativo dos reserva- tórios de alta pressão 20, 22. O aparelho de entrega de tinta 10 descrito nes- te documento fornece um mecanismo para alternadamente acoplar de forma fluídica um reservatório de alta pressão ao canal de saída para descarregar tinta fundida para a(s) cabeça(s) de impressão enquanto o outro reservatório de alta pressão está acoplado de forma fluídica ao reservatório de baixa pressão 18 para ser reenchido com tinta líquida. O aparelho 10 compreende assim um mecanismo de controle de entrega de tinta 50 que inclui uma mon- tagem de válvula 52, uma montagem osciladora 54 e uma montagem de a- tuador 56.

Voltando à figura 2, pode ser visto que a montagem de válvula inclui uma montagem 52·ι, 522 para cada um dos reservatórios de alta pres- são. Para o propósito de ilustração, a montagem de válvula 522 será descrita com o entendimento de que a montagem de válvula 52i pode ser configura- da de forma substancialmente idêntica. A montagem de válvula 522 inclui um corpo de sede de válvula 60 disposto na abertura de entrada 322 ou sobre ela. O corpo de sede de válvula 60 define uma ou mais aberturas de fluxo 62 que se comunicam entre o reservatório de baixa pressão 18 e a abertura de entrada 322. O corpo de sede de válvula 60 pode ser provido com um flange de montagem 63 que casa o corpo com o alojamento 17 definindo o reserva- tório. O corpo de sede de válvula 60 inclui adicionalmente um cubo de veda- ção 65 se projetando do flange de montagem e configurado para encaixar firmemente dentro da abertura de entrada 322. O cubo de vedação 65 pode incluir elemento de vedação, tal como o anel-0 66 ou arruela de vedação de face plana de borracha, entre o cubo e o alojamento 17 definindo o reserva- tório e abertura de entrada. O cubo de vedação 65 define uma face de veda- ção 68 voltada para a abertura de saída 372, tal como ilustrado na figura 2.

A montagem de válvula 522 inclui adicionalmente um corpo de vedação 70 disposto para translação dentro de uma câmara 61 alinhada en- tre a abertura de entrada 322 e a abertura de saída 372. A câmara 61 pode ser uma parte definida pelo alojamento 17 no reservatório de alta pressão 22, ou pode ser definida por diversas paredes que ajudam a alinhar e guiar o corpo de vedação 70. No último caso, as paredes preferivelmente são confi- guradas para assegurar um fornecimento constante de tinta fundida para a abertura de saída 372 e dimensionadas para alcançar taxa de fluxo máxima.

O corpo de vedação 70 inclui uma vedação superior 71 e uma vedação inferior 73. A vedação superior é configurada para encaixe selado com a face de vedação 68 do corpo de sede de válvula 60 descrito anterior- mente. O corpo de vedação 702 na figura 2 está mostrado em contato ou encaixe selado com a face de vedação 68 - isto é, com o corpo de vedação na sua posição mais superior. Uma ou tanto a vedação superior 71 quanto a face de vedação 68 podem incorporar um elemento compressível e/ou uma face rebaixada operável para assegurar uma vedação estanque a fluido e pressão com o corpo de vedação. Além do mais, o corpo de vedação e/ou a vedação superior podem ser configurados para uma vedação de fluido apri- morada quando pressão é aplicada atrás da vedação, tal como quando o reservatório de alta pressão 22 é pressurizado para descarregar tinta fundida para a(s) cabeça(s) de impressão.

O corpo de vedação 70 é móvel para uma posição para contato ou encaixe de vedação com a face de vedação 38 na abertura de saída 362. Assim, o corpo de vedação inclui uma vedação inferior 73 que é configurada para alcançar uma vedação à prova de fluido com a face de vedação. O cor- po de vedação 70i no lado esquerdo da figura 2 está mostrado neste contato selado com a abertura de saída. Pode ser percebido a partir da figura 2 que os corpos de vedação 7O1, 702 formando parte da respectiva montagem de válvula 52i, 522 podem ser substancialmente idênticos em construção, am- bos os corpos sendo configurados para transladar entre uma posição mais superior vedando a abertura de entrada 32^ 322 e uma posição mais baixa vedando a abertura de saída 36-i, 362 correspondente.

Pode ser percebido que o comprimento do corpo de vedação 70 é menor que a distância entre as aberturas de entrada e de saída opostas em cada reservatório de alta pressão. O comprimento do corpo de vedação é calibrado de maneira que quando o corpo de vedação está vedando uma abertura (tal como a abertura de entrada 32^ o corpo não impede tinta fluir através da abertura oposta (tal como a abertura de saída 322). Ao mesmo tempo, é desejável que a distância de deslocamento do corpo de vedação 70 entre suas duas posições seja limitada de maneira que o tempo de atraso entre "não vedar" uma abertura e vedar a abertura oposta seja minimizado - isto é, de maneira que a montagem de válvula seja rápida e responsiva a um comando para mudar reservatórios de alta pressão. Em uma modalidade específica, o comprimento do corpo de vedação 70 é de aproximadamente 80%-90% da distância entre as aberturas de entrada e de saída em um dado reservatório de alta pressão.

A fim de realizar este movimento, cada montagem de válvula 52 é acionada por uma montagem osciladora 54 correspondente. A montagem osciladora inclui uma haste de controle 75 que se estende para baixo atra- vés dos alojamentos 16, 17 e, mais particularmente, através do corpo de vedação 70. A haste de controle 75 pode ser presa ou fixada ao corpo de vedação de várias maneiras, incluindo com um pino de fixação se estenden- do transversalmente através da haste e do corpo de vedação, tal como re- presentado na figura 2, para facilitar montagem. Na modalidade ilustrada, a haste de controle 75 é dimensionada para se estender através da altura de ambos os reservatórios de baixa pressão e de alta pressão. A haste atraves- sa assim um furo selado 78 entrando no reservatório de baixa pressão, atra- vessa um furo para haste 78 no corpo de sede de válvula 60 e no final para dentro de um furo 82 definido por um copo de suporte de haste 81 na base do reservatório de alta pressão ou alojamento de reservatório 17. O alinha- mento da haste de controle 75 é mantido pelo furo para haste 78 e pelo copo de suporte de haste 81 à medida que a haste se desloca para cima e para baixo entre suas duas posições de vedação.

Tal como mostrado na figura 1, a haste de controle 75 é acopla-

da a um grampo em U 85 por meio de um pino de articulação 86. O grampo em U 85 é montado de forma articulada em um eixo 89 suportado no apare- lho de entrega de tinta 10. O grampo em U 85 inclui um braço de ligação 91 que é conectado a uma haste atuadora 94 por meio de um pino de articula- ção 92. A haste atuadora 94 pode ser conectada a um pistão 95 de um cilin- dro de pressão 97. O cilindro 97 é um cilindro hidráulico, e mais preferivel- mente um cilindro pneumático para fazer uso da pneumática dentro de mui- tas máquinas de impressão de tinta sólida. O cilindro de pressão 97 é provi- do com as aberturas de entrada/saída 98, 99 em extremidades opostas do cilindro e, mais particularmente, em lados opostos do pistão 95. O cilindro de pressão 97 é assim configurado para acionar o pistão 95 para cima ou para baixo dependendo de se gás pressurizado, tal como ar, é introduzido através da abertura inferior 99 ou da abertura superior 98.

Pode ser percebido a partir da figura 1 que à medida que o pis- tão 95 é acionado para cima pela pressão de ar através da entrada 99, a haste atuadora 94 se desloca para cima para articular o braço de ligação 91 no sentido horário em volta do eixo 89. Esta rotação no sentido horário do braço de ligação 91 e do grampo em U 85 aciona a haste de controle 75 e o corpo de vedação 70 para baixo para a posição mostrada na figura 3. Nesta posição a vedação inferior 73 está selada contra a face de vedação 38 em volta da abertura de saída 36i. De modo oposto, quando pressão de ar é liberada através da entrada de ar 99 e introduzida através da entrada 98 no topo do cilindro de pressão 97, o pistão 95 é acionado para baixo, puxando a haste atuadora 94 com ele. Este movimento articula o braço de ligação 91 e o grampo em U 85 no sentido anti-horário em volta do eixo 89, o qual por sua vez puxa a haste de controle 75 e o corpo de vedação 70 para cima até a vedação superior 71 encaixar com a face de vedação 68, tal como mostra- do na figura 4.

No lugar de fornecer ar pressurizado alternadamente para as duas entradas 98, 99, o pistão 95 pode ser predisposto por mola para uma posição ou para a outra (por exemplo, predisposto para cima) e uma única entrada, tal como a entrada 98, pode ser pressurizada alternadamente para agir contra a predisposição por mola ou liberada para permitir que o pistão retorne sob predisposição por mola. Como uma alternativa adicional, o cilin- dro pneumático pode ser substituído por outros atuadores tais como uma montagem de came e motor de passo configurado para acionar o braço osci- Iador para as duas posições mostradas nas figuras 3 e 4.

Na posição mostrada na figura 3, a abertura de saída 36 do re- servatório de alta pressão está selada pela vedação inferior 73 enquanto que ao mesmo tempo a abertura de entrada 32 está aberta. Nesta posição, o reservatório de alta pressão, por exemplo, o reservatório 20, pode ser enchi- do com tinta que tenha sido fundida anteriormente no reservatório de baixa pressão 18. Ao mesmo tempo, pressão no reservatório de alta pressão sele- cionado 20 é descarregada através da sua respectiva entrada de pressão 24. A tinta fundida no reservatório de baixa pressão pode fluir por gravidade através da abertura de entrada 32 até o reservatório de alta pressão 20 ser enchido, ou até a tinta fundida no reservatório de baixa pressão 18 ter sido esgotada. Pode ser considerado que o fundidor 15 pode ser desativado e o tubo de entrada 13 para o distribuidor de péletes 11 pode ser fechado en- quanto o fornecimento corrente de tinta fundida está sendo alimentado para o reservatório de alta pressão. Também pode ser considerado que o ele- mento de aquecimento 30 dentro do reservatório de alta pressão particular sendo enchido pode ser ativado para manter a tinta no seu estado fundido.

Enquanto o reservatório de alta pressão 20 está sendo enchido, o outro reservatório de alta pressão 22 pode ser esvaziado ao descarregar seu conteúdo de tinta sob pressão. O nível da tinta dentro do reservatório pode ser monitorado por meio de um sensor de nível baixo, tal como o sen- sor de nível 28, para impedir esvaziar o conteúdo e acionar ar para dentro do sistema. (Ar deve ser impedido de entrar no reservatório, o que pode fazer com que as cabeças de tinta expelem e pulverizem sobre o substrato duran- te uma operação de reenchimento). O reservatório de alta pressão 22 terá assim o corpo de vedação 70 na posição mostrada na figura 4 na qual a ve- dação superior 71 está selada contra a face de vedação 68 para assim fe- char a abertura de entrada 32. Quando o corpo de vedação está na sua po- sição mais superior, a abertura de saída 36 está desimpedida. A entrada de pressão 25 para o segundo reservatório de alta pressão 22 é ativada para pressurizar o reservatório e fornecer a tinta fundida sob pressão para a(s) cabeça(s) de impressão. Ao mesmo tempo, o elemento de aquecimento 30 pode ser desativado. O sensor de nível baixo monitora continuamente o ní- vel de tinta no reservatório ativo, neste caso o reservatório 22, e gera um sinal de nível baixo quando o nível de tinta cai para o valor limiar. Este sinal de nível baixo inicia uma troca de reservatório ativo do reservatório 22 para o outro reservatório 20, o qual neste tempo foi enchido com tinta fundida. Pode ser percebido que o mecanismo de controle de entrega de

tinta 50 descrito neste documento fornece uma fonte constante de tinta fun- dida pressurizada para ser entregue para a(s) cabeça(s) de impressão ao trocar periodicamente entre os reservatórios de alta pressão 20, 22 alimen- tando a tinta fundida. Quando um reservatório está "ativo" ou "em linha" - isto é, fornecendo tinta para a(s) cabeça(s) de impressão - o outro reserva- tório pode ser reenchido pelo reservatório de baixa pressão. Uma vez que a tinta no reservatório de alta pressão ativo esteja esgotada ou perto disto, o mecanismo de controle 50 pode abrir automaticamente o outro reservatório que tenha sido enchido com tinta fundida durante seu estado "inativo" ou "fora de linha". Os volumes nas câmaras são dimensionados de maneira que a quantidade de tinta armazenada temporariamente em ambos os lados é suficiente para fornecer fluxo de tinta para satisfazer a demanda total em cobertura máxima sobre o substrato.

A ação coordenada da montagem de atuador 56 do mecanismo de controle de entrega de tinta 50, das entradas de pressão 24, 25 para os reservatórios de alta pressão, do fundidor 15 e do elemento de aquecimento pode ser controlada por um sistema de controle principal adequado (não mostrado). Por exemplo, o sistema de controle principal pode controlar vál- vulas que descarregam ou fornecem ar pressurizado para as entradas de pressão 24, 25. Igualmente, o sistema de controle principal pode controlar válvulas que alternadamente descarregam e pressurizam as entradas de ar 98, 99 para o cilindro de pressão 97 na montagem de atuador 56 associada com cada reservatório de alta pressão 20, 22. O sistema de controle princi- pal pode ser um controlador eletrônico que seja integrado na máquina de impressão e que possa ser operável para controlar outras funções da má- quina. O sistema de controle principal pode ser programável tal como para mudar os limiares máximo e mínimo de nível de tinta, a pressão de ar forne- cida para os cilindros atuadores, qualquer interrupção na pressurização ou despressurização de cilindro, ou outros parâmetros de operação do sistema de entrega de tinta.

Em uma abordagem, esta ação coordenada é ajustada para o nível de tinta dentro dos dois reservatórios de alta pressão, com base em sinais gerados pelos sensores de nível de tinta 27, 28 tal como interpretado pelo sistema de controle principal. Na partida, tinta sólida é inicialmente dis- pensada para o distribuidor de entrada 11 e para o fundidor de alta eficiência ativado. O primeiro reservatório de alta pressão 20 é então carregado ao fechar a saída 36 e abrir a entrada 32. Esta etapa acarreta fornecer ar pres- surizado para a entrada de ar 99 do cilindro 97 para acionar o pistão para cima e a haste de controle 75 e o corpo de vedação 70 para baixo para a posição mostrada na figura 3. Ao mesmo tempo, a entrada de ar 98 para o outro cilindro é pressurizada para acionar o pistão correspondente para bai- xo, puxando assim a haste de controle e o corpo de vedação até a posição mostrada na figura 4. Nesta posição, tinta líquida somente fluirá para o pri- meiro reservatório 20.

Uma vez que o primeiro reservatório de alta pressão 20 esteja carregado o sistema de controle pode então implementar uma ação coorde- nada tal como representado no fluxograma da figura 5. Na primeira passa- gem através da série de etapas, o reservatório "X" é o primeiro reservatório 20, enquanto que o reservatório "Y" é o segundo reservatório 22. Quando uma chamada é feita para tinta ser fornecida para a(s) cabeça(s) de impres- são, a primeira etapa é despressurizar o reservatório "inativo", o qual nesta primeira passagem é o segundo reservatório 22. A entrada do reservatório "X" "ativo", neste caso o primeiro reservatório 20, é então fechada e a saída desse reservatório é aberta. Substancialmente de forma concorrente, a en- trada do reservatório "Y", ou neste caso do segundo reservatório 22, é aber- ta e a saída é fechada. Na próxima etapa, o reservatório "X" que agora está em comunicação com a(s) cabeça(s) de impressão está pressurizado e tinta pressurizada é jateada através da saída 40 para a(s) cabeça(s) de impres- são de uma maneira adequada.

À medida que a tinta está sendo utilizada pelas cabeças de im- pressão, o reservatório "fora de linha" está sendo reenchido. Consequente- mente, na próxima etapa, o fundidor 15 no reservatório de baixa pressão é ativado e o tubo de entrada 12 é aberto para começar fundir a tinta sólida. Uma vez que o reservatório "Y" esteja aberto para o reservatório de baixa pressão, a tinta fundida é alimentada continuamente para o reservatório "Y" inativo. Em uma derivação do fluxograma da figura 5, o sistema de controle monitora continuamente o nível de tinta no reservatório "Y". Uma vez que o reservatório esteja cheio - isto é, quando o nível de tinta alcança um limiar de "cheio" predeterminado - o sistema de controle desativa o fundidor e fe- cha o tubo de entrada para o distribuidor de péletes.

Concorrentemente, o sistema de controle também monitora o ní- vel de tinta no reservatório "X" "ativo". Quando o nível de tinta cai para abai- xo de um limiar predeterminado indicativo de um reservatório esgotado ou quase esgotado, o sistema de controle troca os dois reservatórios e reinicia a seqüência de etapas para ativar o reservatório "Y" inativo anteriormente e reabastecer ou recarregar o reservatório "X" ativado anteriormente. Pode ser percebido que a seqüência de etapas no fluxograma da figura 5 pode ser repetida continuamente à medida que cada reservatório recém-recarregado é esgotado. Em uma modalidade, o sincronismo das etapas é baseado no nível de tinta no reservatório ativo de maneira que troca dos reservatórios somente ocorre quando o reservatório ativo está suficientemente esgotado, mas antes do esvaziamento completo do reservatório ativo. É considerado que o limiar de nível de tinta baixo surge antes de toda a tinta fundida ter sido descarregada do reservatório de alta pressão ativo, de maneira que e- xistirá somente uma interrupção desprezível na tinta fundida alimentada para a(s) cabeça(s) de impressão, mesmo para cabeças de impressão assíncro- nas que não demandam fluxo de tinta todas ao mesmo tempo.

Os níveis de tinta em um sistema de dois reservatórios estão i- Iustrados nos gráficos das figuras 6 e 7. Tal como mostrado na figura 7, a tinta fundida no primeiro reservatório de uma maneira geral está sendo esgo- tada uniformemente enquanto que a tinta no reservatório inativo de uma ma- neira geral é recarregada ou reabastecida uniformemente. Pode ser visto que o reservatório inativo se torna inteiramente carregado bem antes de quando o reservatório ativo alcança seu limiar de exaustão. Pode ser perce- bido que a inclinação da linha de "carregamento" para os reservatórios pode ser calibrada em parte ao controlar o fundidor 15 alimentando o reservatório de baixa pressão 18. A taxa de carregamento também pode ser ajustada para a taxa de uso do reservatório ativo - isto é, uma taxa de uso mais baixa não exige recarregamento rápido do reservatório inativo.

Tal como representado na figura 6, o nível de tinta do reservató- rio 1 foi reduzido para o valor limiar em aproximadamente 13 minutos. O sis- tema de controle comanda assim uma troca (tal como indicado na figura 5) e após um pequeno atraso o segundo reservatório é ativado para começar a jatear tinta fundida para a(s) cabeça(s) de impressão. Existe um atraso no fornecimento de tinta para o reservatório recém-desativado por causa da necessidade de aquecer o fundidor 15. Uma vez que aquecido, o fundidor começa a recarregar o reservatório esgotado. Tal como pode ser visto nos gráficos da figura 7, este ciclo de exaustão e recarregamento é cíclico uni- formemente e pode continuar indefinidamente enquanto tinta sólida for ali- mentada continuamente para o aparelho de fusão 11. Também pode ser vis- to que o nível de tinta no reservatório de baixa pressão permanece em zero ou muito perto disto uma vez que tinta sólida somente é fundida quando um reservatório de alta pressão exige recarregamento e uma vez que a abertura de entrada entre o reservatório de baixa pressão e reservatório de alta pres- são fica aberta por todo o processo de fusão.

Na modalidade ilustrada, o corpo de vedação 70 é um corpo ci- líndrico de uma maneira geral alongado. O comprimento do corpo de veda- ção 70 é ditado em parte pela distância entre a abertura de entrada 32 e a abertura de saída 36 em cada reservatório de alta pressão 20, 22. É impor- tante que o corpo de vedação permaneça substancialmente livre de uma abertura quando vedando a outra abertura, de maneira que o corpo de ve- dação não impacta adversamente o fluxo de tinta através da respectiva aber- tura. A necessidade desta folga suficiente é particularmente importante na abertura de saída 36 para evitar qualquer turbulência à medida que a tinta é descarregada sob pressão.

O corpo de vedação 70 está representado na presente descrição como um corpo sólido de uma maneira geral. Alternativamente, o corpo de vedação pode constituir vedações separadas nas posições superior e inferior na haste de controle 75, desde que as vedações separadas possam exercer pressão de vedação suficiente contra a respectiva face de vedação 38, 68.

Na modalidade ilustrada os corpos de vedação são deslocados para cima e para baixo pela montagem osciladora 54 e pela montagem de atuador 56. Outros mecanismos são considerados para alcançar o movimen- to coordenado dos corpos de vedação dentro dos reservatórios de alta pres- são 20, 22. Por exemplo, cada haste de controle 75 pode ser um elemento de um atuador linear, sem a montagem osciladora 54. Em uma outra alterna- tiva, o cilindro de pressão 97 pode ser substituído por um atuador mecânico adequado para transladar alternadamente o corpo de vedação 70 para cima e para baixo. Por exemplo, um came e motor de passo podem ser configu- rados para articular o grampo em U 85 e o braço de ligação 91 ou, alternati- vamente, para alternar diretamente as hastes de controle 75. Neste caso, o sistema de controle seria operável para enviar sinais elétricos de controle para um acionador de motor para controlar a operação do motor de passo.

Em certas aplicações controle individual das montagens de vál- vula para os diferentes reservatórios de alta pressão é necessário. AIternati- vãmente, o movimento dos corpos de vedação 70 dentro dos reservatórios pode ser coordenado através uma montagem de atuador comum. Nesta al- ternativa, por exemplo, as hastes de controle de dois corpos de vedação de reservatório de alta pressão podem ser fixadas em extremidades opostas de um único braço oscilador. Articular o braço oscilador alternadamente e de forma simultânea eleva uma haste de controle e corpo de vedação e abaixa a outra. Em uma outra alternativa, os dois braços osciladores podem ser a- coplados a um único cilindro hidráulico de maneira que movimento para cima do pistão articula um braço oscilador para uma posição de descarga, por exemplo, enquanto que movimento para baixo do pistão articula o outro bra- ço oscilador para a posição de descarga. Como uma alternativa adicional, o movimento relativo dos corpos de vedação pode ser administrado através um arranjo de carne para, por exemplo, introduzir um período de permanên- cia antes de elevar ou abaixar um respectivo corpo de vedação. Na presente descrição, os dois reservatórios de alta pressão 20

e 22 são fornecidos. O mecanismo de controle de entrega de tinta 50 pode ser modificado para acomodar mais de dois reservatórios. Mudanças apro- priadas podem ser implementadas no sistema de controle principal para considerar o sincronismo de movimento dos corpos de vedação e pressuri- zação/despressurização de cada um dos reservatórios de alta pressão adi- cionais, todos com o objetivo de assegurar um fornecimento constante de tinta fundida pressurizada para a(s) cabeça(s) de impressão. No caso de três ou mais reservatórios de alta pressão, pode ser considerado que os reserva- tórios inativos podem ser reenchidos simultaneamente com tinta fundida do reservatório de baixa pressão enquanto suas respectivas saídas estão fe- chadas pelo corpo de vedação. Esta configuração pode exigir um reservató- rio de baixa pressão maior para fundir tinta suficiente para encher mais de um reservatório de alta pressão.

Claims (27)

1. Sistema de entrega de tinta para entregar tinta fundida para um mecanismo de impressão compreendendo: um reservatório de recebimento para receber tinta fundida; um sistema de reservatórios em comunicação de fluido entre o dito reservatório de recebimento e uma saída de tinta fundida em comunica- ção com o mecanismo de impressão, o dito sistema de reservatórios incluin- do: um primeiro reservatório tendo uma primeira entrada em comu- nicação com o dito reservatório de recebimento e uma primeira saída em comunicação com a dita saída de tinta fundida; um segundo reservatório separado tendo uma segunda entrada em comunicação com o dito reservatório de recebimento e uma segunda saída em comunicação com a dita saída de tinta fundida; uma primeira montagem de válvula disposta entre a dita primeira entrada e a dita primeira saída e incluindo um primeiro elemento de vedação móvel entre uma posição de descarga fechando a dita primeira entrada e uma posição de admissão fechando a dita primeira saída; uma segunda montagem de válvula separada disposta entre a dita segunda entrada e a dita segunda saída e incluindo um segundo ele- mento de vedação móvel entre uma posição de descarga fechando a dita segunda entrada e uma posição de admissão fechando a dita segunda saí- da; e uma montagem de atuador acoplada operacionalmente às ditas primeira e segunda montagens de válvula e configurada para movimento coordenado dos ditos primeiro e segundo elementos de vedação de maneira que um dos ditos elementos de vedação fique na dita posição de descarga e o outro dos ditos elementos de vedação fique na dita posição de admissão.

2. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 1, em que: a dita montagem de atuador inclui um primeiro atuador acoplado ao dito primeiro elemento de vedação e configurado para deslocá-lo e um segundo atuador separado acoplado ao dito segundo elemento de vedação e configurado para deslocá-lo.

3. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 1, em que as ditas primeira e segunda entradas incluem superfícies de veda- ção correspondentes e os ditos primeiro e segundo elementos de vedação incluem faces de vedação de entrada correspondentes adaptadas para con- tato de vedação com as ditas superfícies de vedação correspondentes na dita posição de descarga.

4. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 3, em que as ditas primeira e segunda saídas incluem superfícies de vedação correspondentes e os ditos primeiro e segundo elementos de vedação inclu- em faces de vedação de saída correspondentes adaptadas para contato de vedação com as ditas superfícies de vedação correspondentes na dita posi- ção de admissão.

5. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 4, em que: a entrada e a saída para cada um dos ditos primeiro e segundo reservatórios opõem uma à outra dentro do reservatório; e cada um dos ditos primeiro e segundo elementos de vedação in- clui um corpo alongado com as ditas faces de vedação de entrada corres- pondentes e as ditas faces de vedação de saída correspondentes em extre- midades opostas do dito corpo alongado.

6. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 2, em que cada um dos ditos primeiro e segundo atuadores é acoplado ao pri- meiro e segundo elemento de vedação correspondente por uma haste alon- gada.

7. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 1, em que a dita montagem de atuador inclui um cilindro hidráulico.

8. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 7, em que o cilindro hidráulico é um cilindro pneumático.

9. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 6, em que cada um dos ditos primeiro e segundo atuadores inclui um cilindro hidráulico acoplado à dita haste alongada por um braço oscilador suportado de forma articulada, pelo qual movimento linear do dito cilindro hidráulico gira o dito braço oscilador para produzir movimento linear da dita haste alon- gada.

10. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 1, em que o dito sistema de reservatórios é um sistema de reservatórios de alta pressão incluindo dispositivos para pressurizar os ditos primeiro e segundo reservatórios.

11. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 1, em que os ditos primeiro e segundo reservatórios incluem um primeiro e se- gundo sensor de nível de fluido correspondente operável para gerar um sinal indicativo do nível da tinta fundida no respectivo reservatório.

12. Sistema de entrega de tinta de acordo com a reivindicação 11, compreendendo adicionalmente um controlador principal conectado à dita montagem de atuador e aos ditos primeiro e segundo sensores de nível de fluido, e configurado para acionar a dita montagem de atuador em res- posta a um sinal de um dos sensores de nível de fluido indicativo de um ní- vel de tinta baixo em um reservatório correspondente.

13. Máquina de impressão compreendendo: um elemento de aquecimento para fundir tinta sólida; um reservatório de recebimento para receber tinta fundida pelo dito elemento de aquecimento; um sistema de reservatórios em comunicação de fluido entre o dito reservatório de recebimento e uma saída de tinta fundida, o dito sistema de reservatórios incluindo: um primeiro reservatório tendo uma primeira entrada em comu- nicação com o dito reservatório de recebimento e uma primeira saída em comunicação com a dita saída de tinta fundida; um segundo reservatório separado tendo uma segunda entrada em comunicação com o dito reservatório de recebimento e uma segunda saída em comunicação com a dita saída de tinta fundida; dispositivos para pressurizar os ditos primeiro e segundo reser- vatórios; uma primeira montagem de válvula disposta entre a dita primeira entrada e a dita primeira saída e incluindo um primeiro elemento de vedação móvel alternadamente para uma posição de descarga fechando a dita pri- meira entrada e uma posição de admissão fechando a dita primeira saída; uma segunda montagem de válvula separada disposta entre a dita segunda entrada e a dita segunda saída e incluindo um segundo ele- mento de vedação móvel alternadamente para uma posição de descarga fechando a dita segunda entrada e uma posição de admissão fechando a dita segunda saída; e uma montagem de atuador acoplada operacionalmente às ditas primeira e segunda montagens de válvula e configurada para movimento coordenado dos ditos primeiro e segundo elementos de vedação de maneira que um dos ditos elementos de vedação fique na dita posição de descarga e o outro dos ditos elementos de vedação fique na dita posição de admissão; e um mecanismo de impressão acoplado à dita saída de tinta fun- dida para receber tinta fundida sob pressão do dito sistema de reservatórios.

14. Máquina de impressão de acordo com a reivindicação 13, em que: a dita montagem de atuador inclui um primeiro atuador acoplado ao dito primeiro elemento de vedação e configurado para deslocá-lo e um segundo atuador separado acoplado ao dito segundo elemento de vedação e configurado para deslocá-lo.

15. Máquina de impressão de acordo com a reivindicação 14, em que: as ditas primeira e segunda entradas incluem superfícies de ve- dação correspondentes e os ditos primeiro e segundo elementos de vedação incluem faces de vedação de entrada correspondentes adaptadas para con- tato de vedação com as ditas superfícies de vedação correspondentes na dita posição de descarga; as ditas primeira e segunda saídas incluem superfícies de veda- ção correspondentes e os ditos primeiro e segundo elementos de vedação incluem faces de vedação de saída correspondentes adaptadas para contato de vedação com as ditas superfícies de vedação correspondentes na dita posição de admissão; a entrada e a saída para cada um dos ditos primeiro e segundo reservatórios opõem uma à outra dentro do reservatório; e cada um dos ditos primeiro e segundo elementos de vedação in- clui um corpo alongado com as ditas faces de vedação de entrada corres- pondentes e as ditas faces de vedação de saída correspondentes em extre- midades opostas do dito corpo alongado.

16. Máquina de impressão de acordo com a reivindicação 15, em que cada um dos ditos primeiro e segundo atuadores é acoplado ao cor- po alongado do primeiro e segundo elemento de vedação correspondente por uma haste alongada.

17. Máquina de impressão de acordo com a reivindicação 16, em que cada um dos ditos primeiro e segundo atuadores inclui um cilindro pneumático acoplado à dita haste alongada por um braço oscilador suporta- do de forma articulada, pelo qual movimento linear do dito cilindro hidráulico gira o dito braço oscilador para produzir movimento linear da dita haste alon- gada.

18. Máquina de impressão de acordo com a reivindicação 13, em que os ditos primeiro e segundo reservatórios incluem um primeiro e se- gundo sensor de nível de fluido correspondente operável para gerar um sinal indicativo do nível da tinta fundida no respectivo reservatório.

19. Máquina de impressão de acordo com a reivindicação 18, compreendendo adicionalmente um controlador principal conectado à dita montagem de atuador e aos ditos primeiro e segundo sensores de nível de fluido, e configurado para acionar a dita montagem de atuador em resposta a um sinal de um dos sensores de nível de fluido indicativo de um nível de tin- ta baixo em um reservatório correspondente.

20. Método para entregar tinta fundida para um mecanismo de impressão, compreendendo: receber tinta fundida em um reservatório de recebimento; impedir comunicação de fluido entre um primeiro reservatório e o dito reservatório de recebimento enquanto permitindo comunicação de fluido entre o dito primeiro reservatório e o mecanismo de impressão; e substancialmente de forma simultânea permitir comunicação de fluido entre um segundo reservatório e o dito reservatório de recebimento enquanto impedindo comunicação de fluido entre o dito segundo reservatório e o mecanismo de impressão.

21. Método de acordo com a reivindicação 20, compreendendo adicionalmente pressurizar o dito primeiro reservatório.

22. Método de acordo com a reivindicação 20, compreendendo adicionalmente: detectar um nível de tinta baixo no dito primeiro reservatório; en- tão permitir comunicação de fluido entre o dito primeiro reservatório e o dito reservatório de recebimento enquanto impedindo comunicação de fluido entre o dito primeiro reservatório e o mecanismo de impressão; e substancialmente de forma simultânea impedir comunicação de fluido entre o dito segundo reservatório e o dito reservatório de recebimento enquanto permitindo comunicação de fluido entre o dito segundo reservató- rio e o mecanismo de impressão.

23. Método de acordo com a reivindicação 20, em que a etapa de receber tinta fundida em um reservatório de recebimento inclui ativar um elemento de aquecimento para fundir tinta sólida e alimentar tinta sólida para contato com o elemento de aquecimento.

24. Método de acordo com a reivindicação 23, em que na etapa de receber tinta fundida o elemento de aquecimento é desativado quando o reservatório de recebimento fica cheio de tinta fundida.

25. Método de acordo com a reivindicação 20, em que a etapa de receber tinta fundida em um reservatório de recebimento inclui receber somente uma quantidade de tinta que seja suficiente para encher substanci- almente o primeiro ou segundo reservatório.

26. Método para entregar tinta fundida para um mecanismo de impressão, compreendendo: receber tinta fundida em um reservatório de recebimento; e alternar para qual de uma pluralidade de reservatórios está aber- to para o dito reservatório de recebimento para receber tinta fundida enquan- to pelo menos um outro da pluralidade de reservatórios está aberto para dis- pensar tinta fundida para o mecanismo de impressão,

27. Método de acordo com a reivindicação 26, em que a etapa de alternação é em resposta ao nível de tinta em um reservatório dispen- sando tinta fundida para o mecanismo de impressão.