BRPI1106208A2 - Placa de abertura de poli-imida metalizada e método para preparação da mesma - Google Patents

Abstract

PLACA DE ABERTURA DE POLI-IMIDA METALIZADA E MÉTODO PARA PREPARAÇÃO DA MESMA. A presente invenção refere-se a uma placa de abertura que inclui uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda emissividade disposta sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade; e opcionalmente, pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada. Um método para a preparação de uma placa de abertura que inclui fornecer uma primeira tendo uma primeira emissividade; dispor uma segunda camada tendo uma segunda emissividade sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade; opcionalmente, dispor pelo menos uma camada adicional sobre a segunda camada; e formar pelo menos uma abertura, em que a formação da abertura pode ser antes ou depois de dispor a segunda camada sobre a primeira camada. Uma cabela de impressão a jato de tinta tendo uma placa de abertura que inclui uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda emissividade disposta sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade; opcionalmente, pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada; em que uma da opcional pelo menos uma das camadas adicionais dispostas sobre a segunda camada é uma camada de revestimento para controlar a tensão da superfície.

Description

Relatório Descritivo da Patente de invenção para "PLACA DE ABERTURA DE POLI-IMIDA METALIZADA E MÉTODO PARA PREPA- RAÇÃO DA MESMA".

Antecedentes

A presente invenção refere-se às placas de orifício. Mais particu-

larmente, a atual descrição refere-se às placas de orifício para cabeças de impressão a jato de tinta que compreende uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda emissivi- dade disposta sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade; e opcionalmente, pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada.

Os sistemas de fluído de jato de tinta tipicamente incluem uma ou mais cabeças de impressão tendo uma pluralidade dos jatos de tinta de que as gotas do fluido são ejetadas em direção a um meio de registro. Os jatos de tinta de uma cabeça de impressão recebem tinta de uma tubulação ou câmara de fornecimento de tinta na cabeça de impressão que, por sua vez, recebe a tinta de uma fonte, tal como, um reservatório de tinta dissolvi- da ou um cartucho de tinta. Cada jato de tinta inclui um canal tendo uma ex- tremidade na comunicação do fluido com a tubulação de fornecimento de tinta. A outra extremidade do canal de tinta tem um orifício ou injetor para ejetar as gotas de tinta. Os injetores dos jatos de tinta podem ser formados em uma placa de abertura que tem as aberturas correspondentes aos injeto- res dos jatos de tinta. Durante a operação, os sinais de ejeção de gota ati- vam os ativadores nos jatos de tinta para expelir as gotas do fluido dos inje- tores de jato de tinta no meio de registro. Por seletivamente ativar os ativa- dores dos jatos de tinta para ejetar as gotas como o conjunto do meio de registro e/ ou da cabeça de impressão são movidas em relação a um com o outro, as gotas depositas podem ser precisamente padronizadas para formar as imagens gráficas e o texto específico no meio de registro. Um exemplo de uma cabeça de impressão na disposição da largura total é descrito na Publi- cação de Patente dos Estados Unidos 20090046125. Um exemplo de uma tinta de gel curável ultravioleta que pode ser jorrada em uma tal cabeça de impressão é descrito em Publicação de Patente dos Estados Unidos 20070123606. Um exemplo de uma tinta sólida que pode ser jorrada em uma tal cabeça de impressão é a tinta sólida Xerox ColorQube® ciano dispo- nível pela Xerox Corporation.

Uma dificuldade enfrentada pelos sistemas de fluído de jato de

tinta é a umidade, o gotejamento ou a jorração de tintas sobre o lado frontal da cabeça de impressão. Deste modo a contaminação do lado frontal da ca- beça de impressão pode causar ou contribuir para o bloqueio dos canais e injetores de jato de tinta, que sozinho ou em combinação com o lado frontal contaminado, úmido, pode causar ou contribuir para não descarga ou perda das gotas, gotas de tamanho menor do que o normal ou de outra forma de tamanho errado, satélites, ou gotas mal direcionadas no meio de registro e desse modo resultam em qualidade degradada de impressão. Os atuais re- vestimentos do lado frontal da cabeça de impressão são tipicamente reves- timentos de politetrafluoroetileno borrifados. Quando a cabeça de impressão é inclinada, a tinta de gel UV em uma temperatura de cerca de 75 0C (75 0C sendo uma temperatura típica de jateamento para a tinta de gel UV) e a tinta sólida em uma temperatura de cerca de 115 0C (115 0C sendo uma tempera- tura típica de jateamento para a tinta sólida) não facilmente deslizando sobre a superfície do lado frontal da cabeça de impressão. Sem dúvida, estas tin- tas fluem ao longo do lado frontal da cabeça de impressão e deixam uma película de tinta que pode interferir com o jateamento. Por esta razão, os lados frontais das cabeças de impressão a tinta sólida e UV são propensos a molhar pelas tintas sólidas e UV. O Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 20100040829

descreve uma placa de abertura revestida com uma composição que com- preende um composto fluorado e um composto orgânico selecionados a par- tir do grupo consistindo em uma uréia , uma isocianato, e uma melamina.

O Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 20100149262 descreve uma placa de abertura revestida com uma composição que inclui um primeiro monômero, um segundo monômero, um composto fluorado, tal como, fluorossilano, fluoroalquil amida, fluorado qualquer um dos dois e simi- lares, e um fotoiniciador, onde o primeiro e o segundo monômero são dife- rentes.

O Pedido de Patente dos Estados Unidos Número de Série 12/625.442 descreve um revestimento para um lado frontal de uma cabeça de impressão a jato de tinta, em que o revestimento compreende um reves- timento de baixa aderência, em que quando o revestimento de baixa ade- rência é disposto em um lado frontal de uma superfície da cabeça de im- pressão a jato de tinta, gotas jorradas de tinta de gel ultravioleta ou gotas jorradas de tinta sólida apresentam um ângulo com baixo deslizamento com a superfície do lado frontal da cabeça de impressão, em que o ângulo com baixo deslizamento é de menos do que cerca de 1 ° a menos do que cerca de 30°. Nas modalidades, o revestimento de baixa aderência é um revesti- mento oleofoinjetor que apresenta um ângulo de contato de mais do que cerca de 35° com tinta de gel ultravioleta ou tinta sólida. Os procedimentos de manutenção têm sido implementados nas

impressoras a jato de tinta dos bloqueios de prevenção e limpeza do jato de tinta e para a limpeza o lado frontal da cabeça de impressão. Um procedi- mento de manutenção para as impressoras a jato de tinta é descrito em Pu- blicação de Patente dos Estados Unidos 20080316247. Os exemplos dos procedimentos de manutenção incluem o jateamento ou a purificação da tinta a partir dos injetores ou canais de jato de tinta e a limpeza do lado fron- tal da cabeça de impressão. Os procedimentos de jateamento tipicamente envolvem ejetar uma pluralidade de gotas para cada jato de tinta a fim de limpar os contaminantes dos jatos. Os procedimentos de purificação tipica- mente envolvem a aplicação de um pulso de pressão de ar para o reservató- rio de tinta para causar o fluxo de tinta de todos os jatos. A tinta jorrada pode ser coletada em um reservatório de resíduos, tal como, uma escarradeira. A tinta purificada pode ser coletada em um reservatório de resíduos, tal como, uma bandeja de resíduos. Um lado frontal da cabeça de impressão contami- nado, úmido interfere com a coleta da tinta purificada por meio da prevenção ou da redução da capacidade da tinta para o deslizando sobre o lado frontal no reservatório de resíduos. Os procedimentos de limpeza são normalmente realizados por uma lâmina de limpeza que se move em relação à placa do injetor para remover os resíduos de tinta, assim como qualquer papel, poei- ra, ou outros detritos que tenham sido coletados no lado frontal da cabeça de impressão. Um exemplo de um conjunto de limpeza é descrito na Patente dos Estados Unidos 5.432.539. Os procedimentos de limpeza e jateamento/ purificação podem cada um ser realizados sozinhos ou em conjunto um com o outro. Por exemplo, um procedimento de limpeza pode ser realizado após tinta ser purificada através dos jatos a fim de limpar o excesso de tinta da placa do injetor.

As cabeças de impressão sólidas a jato de tinta foram construí-

das com placas de tendo aspectos que são gravadas quimicamente ou for- madas mecanicamente. As cabeças de impressão também foram construí- das empregando substratos de silício com tecnologia de sistemas micro- eletromecânicos (MEMS). Tem havido esforço significante para reduzir o custo das cabeças de impressão sólidas a jato de tinta. Uma oportunidade é substituir a placa de abertura de aço inoxidável por uma placa de abertura de poli-imida . Para as placas de orifício de aço inoxidável, os orifícios foram tipicamente mecanicamente formados. Substituindo-se a placa de aço inoxi- dável por uma película de poli-imida que pode ser cortada a laser, é possível eliminar problemas com defeitos e limitações causados por formação mecâ- nica da placa de aço inoxidável. Além disso, o tamanho da cavidade e a dis- tribuição de tamanho em uma placa de abertura de poli-imida podem ser comparáveis ao aço inoxidável ou melhoraram sobre aquela de aço inoxidá- vel devido à capacidade da poli-imida cortada a laser. Além disso, uma placa de abertura de poli-imida pode significantemente reduzir os custos de produ- ção quando comparados a uma placa de aço inoxidável mecanicamente formada.

A poli-imida é empregada em muitas aplicações eletrônicas para suas muitas vantagens, tais como, intensidade elevada, resistência ao calor, rigidez, e estabilidade dimensional. Como observado, nas cabeças de im- pressão a jato de tinta, a poli-imida pode ser empregada como uma placa de abertura para os injetores de tinta. De qualquer modo, a poli-imida tem uma emissividade mais elevada do que o aço inoxidável, por exemplo, cerca de 0,95 para poli-imida versus cerca de 0,4 para o aço inoxidável revestido com politetrafluoroetileno (PTFE), desse modo às perdas radiativas de calor com a poli-imida são de cerca de 55 % maior do que com o aço inoxidável reves- tido com PTFE.

Os materiais de polímeros, tal como, poli-imida , podem ser for- mados nas placas de orifício empregando remoção a laser com lasers, tal como, excimer lasers. Os métodos de remoção a laser podem resultar em uma placa de abertura que fornece excelente desempenho ejetor de gota. De qualquer modo, tais materiais de polímero ablativos a laser não são tipi- camente hidrofóbicos. Podem ser desse modo, necessários para fornecer um revestimento hidrofóbico na superfície da placa de abertura para tornar o lado frontal hidrofóbico para melhorar a precisão do jato de tinta e o desem- penho total. A poli-imida , de qualquer modo, não é geralmente revestida. A poli-imida é quimicamente e termicamente estável, e muitos materiais de revestimento não podem facilmente formar uma película e revestimento uni- forme sobre uma superfície de poli-imida . De qualquer modo, o revestimen- to metalizado permite ser empregado como revestimentos, tal como, PTFE.

As placas de orifício atualmente disponíveis e os métodos para a preparação das placas de orifício são adequados para seus propósitos pre- tendidos. De qualquer modo, uma necessidade permanece para uma placa de abertura melhorada e métodos adequados para a preparação de uma placa de abertura. Uma necessidade, também, permanece para uma placa de abertura melhorada e método para a preparação da mesma que pode fornecer uma emissividade desejada e reduziu as perdas de energia radiati- va. Além disso, uma necessidade permanece para uma placa de abertura melhorada e método para a preparação da mesma que pode alcançar os requisitos de TEC (consumo típico de eletricidade) e Energy-star.

Sumário

Descrita é uma placa de abertura compreendendo uma primeira

camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda emissividade disposta sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade; e opcionalmente, pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada.

Ainda descrito é um método para a preparação de uma placa de abertura compreendendo fornecer uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; dispor uma segunda camada tendo uma segunda emissivida- de sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade; opcionalmente, dispor pelo menos uma camada adicional sobre a segunda camada; e formar pelo menos uma abertura, em que a formação da abertura pode ser antes ou depois de dispor a segunda camada sobre a primeira camada.

Também descrita é uma cabeça de impressão a jato de tinta tendo uma placa de abertura compreendendo uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda e- missividade disposta sobre a primeira camada; em que a primeira emissivi- dade é maior do que a segunda emissividade; opcionalmente, pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada; em que uma da opcional pelo menos uma das camadas adicionais dispostas sobre a segun- da camada compreende uma camada de revestimento para controlar a ten- são da superfície. Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma ilustração de uma placa de abertura de acordo com a atual descrição.

A figura 2 é uma ilustração de um exemplo representativo de um orifício formado em uma placa de abertura de acordo com a atual descrição. A figura 3 é um histograma mostrando a distribuição de tamanho

do orifício em uma placa de abertura de acordo com a atual descrição.

A figura 4 é uma ilustração de uma visão de câmera com uma lâmpada estroboscópica das gotas de tinta ejetando-se de uma pilha de jato de tinta tendo uma placa de abertura de acordo com a atual descrição com a visão de câmera direcionada para baixo do lado da pilha de jato de tinta.

A figura 5 é um gráfico apresentando consumo de energia (watts, eixo y) versus a placa de abertura tipo (eixo x) para uma placa de abertura de acordo com a atual descrição, uma placa de abertura nominal compreendida de aço inoxidável revestido com PTFE, e uma placa de aber- tura de poli-imida .

Descrição Detalhada Uma placa de abertura é fornecida compreendendo uma primei-

ra camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda emissividade disposta sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade; e opcional- mente, pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda cama- da.

Referindo-se à figura 1, uma placa de abertura 10 é ilustrada de acordo com uma modalidade da atual descrição. A placa de abertura 10 in- clui uma primeira camada ou o substrato 12 tendo uma primeira emissivida- de e uma segunda camada 14 disposta sobre o substrato 12, a segunda camada 14 tendo uma segunda emissividade que é diferente da primeira emissividade, e em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade. A camada 14 pode ter uma ou mais camadas opcionais de revestimento adicional 18 dispostas nesta uma vez que é também substan- cialmente opticamente transparente para comprimentos de onda infraverme- lhos. Nas modalidades, a camada 14 pode ter uma camada de revestimento opcional 18 disposta nesta, em que a camada de revestimento opcional 18 compreende uma camada de revestimento para controlar a tensão da super- fície do ângulo de contato.

A placa de abertura 10 pode ser feita de quaJquer material ade- quado e pode ser de qualquer configuração adequada ao dispositivo. As pla- cas de orifício de formas quadradas ou retangulares são tipicamente sele- cionadas devido à facilidade de produção. A primeira camada ou substrato 12 podem ser compreendidos de qualquer material desejado ou adequado com a condição de que a primeira camada ou substrato 12 têm uma emissi- vidade que é maior do que a emissividade da segunda camada 14. Por e- xemplo, nas modalidades, a primeira camada compreende poli-imida , poli- carbonato, poliéster, polifenilenossulfeto, polieteretercetona, polietercetona, polietercetonacetona, polieterimida, polietersulfonas, polissulfonas, polímero de cristal líquido, aço inoxidável, aço, silício, ou uma combinação dos mes- mos. Nas modalidades, a primeira camada 12 compreende poli-imida , polié- ter éter cetona, aço inoxidável, aço, silício, ou uma combinação dos mes- mos. A primeira camada 12 pode ser também, feita de aço inoxidável seleti- vamente revestida com um material de soldar, tal como, ouro. Em uma mo- dalidade específica, a primeira camada 12 é uma camada de poli-imida .

A primeira camada 12 pode ser de qualquer espessura adequa- da. Nas modalidades, a primeira camada 12 é a partir de cerca de 8 a cerca de 75 micrômetros, ou a partir de cerca de 13 a cerca de 50 micrômetros, ou a partir de cerca de 25 a cerca de 38 micrômetros de espessura. Em uma modalidade específica, a primeira camada 12 é de cerca de 25 micrômetros de espessura.

A segunda camada 14 pode ser compreendida de qualquer ma- terial desejado ou adequado com a condição de que a segunda camada 14 tenha uma emissividade que é menor do que a emissividade da primeira camada 12. Nas modalidades, a segunda camada 14 compreende um metal ou uma liga de metal, tal como, alumínio, níquel, ouro, prata, cobre, cromo, titânio, tungstênio, zinco, ou uma combinação dos mesmos. Em uma moda- Iidade específica, a segunda camada 14 compreende alumínio.

Nas modalidades, a primeira camada compreende poli-imida , policarbonato, poliéster, polietercetona, polieterimida, polietersulfona, polis- sulfona, polímero de cristal líquido, aço inoxidável, aço, silício, ou uma com- binação dos mesmos; e a segunda camada compreende alumínio, níquel, ouro, prata, cobre, cromo, titânio, ou uma combinação dos mesmos.

Em uma modalidade específica, a primeira camada 12 compre- ende poli-imida ; e a segunda camada 14 compreende alumínio.

A segunda camada 14 pode ser de qualquer espessura adequa- da. Nas modalidades, a segunda camada 14 é a partir de cerca de 0,1 a cer- ca de 50 micrômetros, ou a partir de cerca de 0,1 a cerca de 0,3 micrôme- tros, ou a partir de cerca de 900 a cerca de 1.100 Angstroms de espessura. Nas modalidades, a segunda camada pode ser uma camada submicrónica de alumínio.

A emissividade é a capacidade relativa de uma superfície do ma- terial para emitir energia por radiação. O mais refletivo de um material é, a sua mais baixa emissividade. Um material de baixa emissividade irradia, ou emite, baixos níveis de energia radiante. Um refletor perfeito, que é, um ma- terial de não emissão, teria em teoria uma emissividade de 0. Um absorve- dor perfeito, que é, um corpo negro, teria uma emissividade de 1. Uma placa de abertura é fornecida aqui que compreende uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda e- missividade disposta sobre a primeira camada; em que a primeira emissivi- dade é maior do que a segunda emissividade. A emissividade da primeira e de uma segunda camada pode ser de qualquer emissividade adequada para o dispositivo pretendido.

Nas modalidades, uma placa de abertura é fornecida onde a primeira camada é uma camada de elevada emissividade, tendo uma emis- sividade a partir de cerca de 0,4 a cerca de 0,95, ou a partir de cerca de a partir de cerca de 0,7 a cerca de 0,95, ou a partir de cerca de a partir de cer- ca de 0,85 a cerca de 0,95; e em que a segunda camada é uma camada de baixa emissividade, tendo uma emissividade a partir de cerca de 0,02 a cer- ca de 0,3, ou a partir de cerca de a partir de cerca de 0,02 a cerca de 0,2, ou a partir de cerca de a partir de cerca de 0,02 a cerca de 0,1.

Nas modalidades, a primeira camada tem uma emissividade a partir de cerca de 0,4 a cerca de 0,95 e a segunda camada tem uma emissi- vidade a partir de cerca de 0,02 a cerca de 0,3. Em outras modalidades, a primeira camada tem uma emissividade a partir de cerca de 0,7 a cerca de 0,95 e a segunda camada tem uma emissividade a partir de cerca de 0,02 a cerca de 0,2. Em uma modalidade específica, a primeira camada de substra- to tem uma emissividade de cerca de 0,95 e a segunda camada de baixa emissividade tem uma emissividade de cerca de 0,04. Nas modalidades, a camada de baixa emissividade (por exem-

plo, camada metalizada) fornece uma superfície tendo uma emissividade melhorada sobre as placas de orifício anteriores desse modo diminuindo as perdas da energia radiativa. Nas modalidades, a camada de baixa emissivi- dade é uma camada de alumínio onde a emissividade é de menos do que cerca de 0,1 e reduz as perdas da energia radiativa perto de cerca de 75 % sobre o aço inoxidável padrão e perto de cerca de 90 % sobre a poli-imida bruta. Nas modalidades, a metalização do alumínio de poli-imida em menos do que ou igual à cerca de 1 micrômetro da espessura do alumínio permite um processo de perfuração a laser que pode completamente remover o me- tal e criar orifícios de elevada qualidade desse modo permitindo excelente direcionalidade e forte desempenho do jateamento. A placa de abertura pode ter pelo menos uma camada adicional

18 disposta sobre a segunda camada 14. Nas modalidades, a placa de aber- tura pode ter pelo menos uma camada adicional 18 disposta sobre a segun- da camada 14 em que a camada adicional 18 compreende uma camada de revestimento para controlar o ângulo de contato. Nas modalidades, a placa de abertura pode ter pelo menos uma camada adicional 18 disposta sobre a segunda camada 14 em que a camada adicional 18 compreende uma ca- mada de revestimento para controlar o ângulo de contato e em que o ângulo de contato é a partir de cerca de 35° a cerca de 120°.

A pelo menos uma camada adicional 18 disposta sobre a se- gunda camada pode compreende qualquer material desejado ou adequado. Nas modalidades, a pelo menos uma camada adicional 18 compreende um fluoropolímero ou polímero de siloxano. Em uma modalidade específica, a pelo menos uma camada adicional 18 compreende politetrafluoroetileno.

A camada adicional opcional 18 pode ser de qualquer espessura adequada. Nas modalidades, a camada 18 é a partir de cerca de 400 a cer- ca de 2.000, ou a partir de cerca de 650 a cerca de 1.350, ou a partir de cer- ca de 900 a cerca de 1.150 Angstroms de espessura.

Nas modalidades, a camada adicional 18 fornece as característi- cas de ângulo de contato, de modo que gotículas do satélite de tinta de gel UV e tinta sólida, por exemplo 3 microlitros de gotas de tinta UV e 1 microli- tro de gotas de tinta sólida, pousando sobre a placa de abertura apresentam um ângulo de contato a partir de cerca de 35° a cerca de 120°, nas modali- dades específicas um ângulo de contato maior do que cerca de 35° ou maior do que cerca de 55° com a camada adicional 18.

A placa de abertura aqui pode ser preparada por meio de qual- quer método adequado ou desejado. Nas modalidades anexas, um método para a preparação de uma placa de abertura compreende fornecer uma pri- meira camada tendo uma primeira emissividade; dispor uma segunda cama- da tendo uma segunda emissividade sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emissividade; opcionalmen- te, dispor pelo menos uma camada adicional sobre a segunda camada; e formar pelo menos uma abertura, em que a formação da abertura pode ser antes ou depois de dispor a segunda camada sobre a primeira camada.

As várias camadas podem ser dispostas empregando-se qual- quer processo adequado. As camadas da placa de abertura podem ser for- madas por meio de qualquer método adequado, tal como, técnicas de reves- timento por lâmina, deposição física a vapor, deposição química a vapor, laminação, revestimento por imersão, revestimento por spray, revestimento por centrifugação, revestimento de fluxo, e impressão de estampa.

Nas modalidades, dispor uma ou mais das camadas compreen- de dispor por meio de deposição física a vapor, deposição química a vapor, laminação, revestimento por imersão, revestimento por spray, revestimento por centrifugação, revestimento de fluxo, impressão de estampa, revestimen- to de ranhura, e revestimento por lâmina, ou uma combinação dos mesmos. Em uma modalidade específica, a deposição física a vapor é empregada por aplicar uma ou mais das camadas. Em outra modalidade específica, a depo- sição física a vapor é empregada por aplicar a segunda camada de baixa emissividade à primeira camada de substrato de alta emissividade. Em outra modalidade específica, a deposição física a vapor é empregada por aplicar a camada adicional de revestimento opcional para controlar o ângulo de conta- to à segunda camada de baixa emissividade. Ainda em outra modalidade específica, a deposição física a vapor é empregada por aplicar a segunda camada de baixa emissividade, nas modalidades uma camada de metal, em outras modalidades de alumínio, à primeira camada de alta emissividade, nas modalidades, poli-imida . Ainda em outra modalidade específica, a de- posição física a vapor é empregada por aplicar a camada adicional de reves- timento opcional, nas modalidades, politetrafluoroetileno, à segunda camada de baixa emissividade, nas modalidades, alumínio.

A placa de abertura pode inclui um ou mais cavidades ou orifí-

cios de jato de tinta. As cavidades ou os orifícios podem ser formados por meio de qualquer método adequado. Por exemplo, os orifícios podem ser cortados empregando quaisquer técnicas adequadas, gravadas, mecanica- mente formadas, ou criadas com um laser. Em uma modalidade específica, formar pelo menos uma abertura compreende a formação de uma ou mais aberturas empregando um laser. Qualquer laser adequado pode ser empre- gado, tal como, um excimer laser.

Os orifícios podem ser formados antes ou depois da construção da placa de abertura. Nas modalidades, os orifícios podem ser formados antes ou depois de dispor a segunda camada sobre a primeira camada.

Além disso, é descrita uma cabeça de impressão a jato de tinta tendo uma placa de abertura compreendendo uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda e- missividade disposta sobre a primeira camada; em que a primeira emissivi- dade é maior do que a segunda emissividade; opcionalmente, pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada; em que uma da opcional pelo menos uma das camadas adicionais dispostas sobre a segun- da camada compreende uma camada de revestimento para controlar o ân- gulo de contato.

A placa de abertura pode ser empregada em qualquer tipo de

cabeça de impressão tendo qualquer configuração adequada sem restrição. De modo geral, a cabeça de impressão a jato de tinta compreende uma plu- ralidade de canais, em que os canais são capazes de serem carregados com tinta de um fornecimento de tinta e onde os canais terminam em injeto- res em uma superfície da cabeça de impressão, esta superfície constituindo a placa de abertura descrita aqui. Os projetos adequados de cabeça de im- pressão a jato de tinta são descritos na Patente dos Estados Unidos 5.291.225, Patente dos Estados Unidos 5.218.381, e Patente dos Estados Unidos 5.212.496. Outro projeto adequado de cabeça de impressão a jato de tinta é descrito na Publicação de Patente dos Estados Unidos Número 2005/0285901.

As placas de orifício aqui podem ser empregadas com qualquer

tinta adequada. Nas modalidades, as placas de orifício aqui podem ser em- pregadas com tintas de jato de tinta que incluem tintas com base em coran- tes, tintas pigmentadas, tintas de mudança de fase, tintas curáveis, tais co- mo, tintas curáveis ultravioletas, e tintas geleificantes. Exemplos

Exemplo Comparativo 1

Uma placa de abertura comparativa foi preparada consistindo em uma película de poli-imida não aluminizada com orifícios formados atra- vés da remoção a laser. Exemplo 2

Uma placa de abertura foi preparada pelo método que segue. Uma camada de 0,1 micrômetro de alumínio foi depositada sobre uma pelí- cula de poli-imida (25 micrômetros de espessura) por meio de deposição física a vapor. A poli-imida aluminizada pode ser comercialmente obtida pela Sheldahl. Uma camada de politetrafluoroetileno (0,1 micrômetro de espessu- ra) foi depositada sobre a película de poli-imida aluminizada por meio de de- posição física a vapor. Os orifícios foram criados por remoção com excimer a laser de 248 nanômetros.

A figura 2 é um micro gráfico mostrando um orifício formado na placa de abertura do exemplo 2 e ilustra a boa circularidade e ausência de qualquer metal residual.

Uma medida importante de qualidade pode ser determinada a partir da distribuição avaliada no tamanho do orifício. Três placas de orifício preparadas como no exemplo 2 tendo 880 orifícios de cada um foram avali- adas em um microscópio de medição por coordenada. A figura 3 é um histo- grama apresentando a distribuição de tamanho de orifício para as placas de orifício de poli-imida aluminizada preparadas de acordo com o exemplo 2. Um diâmetro médio de 39,3 micrômetros ± 0,2 micrômetro (1σ). Esta distri- buição no tamanho do orifício é similar aquele obtido com a poli-imida não revestida e adequada para os requisitos do uso normal da cabeça de im- pressão.

A figura 3 é uma ilustração de uma visão de câmera com uma

lâmpada estroboscópica das gotas de tinta sólida ejetadas a partir de uma pilha de jato de tinta de uma impressora a jato de tinta piezoelétrica tendo uma placa de abertura de acordo com o exemplo 2 com a visão de câmera direcionada para baixo do lado da pilha de jato de tinta. Pode ser visto que as gotas sólidas de jato de tinta foram de uma qualidade e tamanho adequa- do e o revestimento aluminizado não adversamente afeta o jateamento.

A figura 5 é um gráfico mostrando o consumo de energia (watts, eixo y) versus a placa de abertura tipo (eixo x) para uma placa de abertura de poli-imida aluminizada de acordo com o exemplo 1, uma placa de abertu- ra nominal compreendendo aço inoxidável revestido com PTFE, e uma placa de abertura comparativa de poli-imida do exemplo Comparativo 1. Nas mo- dalidades anexas, a atual placa de abertura aluminizada fornece os benefí- cios do uso da energia sobre as placas de orifício previamente disponíveis.

As placas de orifício melhoradas para as cabeças de impressão a jato de tinta, nas modalidades, cabeças de impressão a jato de tinta piezo- elétricas, são fornecidas. Nas modalidades, a placa de abertura fornece a- desão melhorada e características de emissividade sobre as placas de orifí- cio anteriores. O método permite adesão melhorada a fim de que os proces- sos de politetrafluoroetileno padrão possam ser empregados com a placa de abertura do substrato de poli-imida . Nas modalidades, as atuais placas de orifício podem ser empregadas com e fornecem adesão melhorada para, revestimentos anti umidade. Em uma modalidade específica, a placa de a- bertura inclui uma camada de poli-imida ou outra camada adequada de substrato, uma camada submicrónica de alumínio ou outra camada adequa- da de baixa emissividade disposta na camada de poli-imida , e um politetra- fluoroetileno ou outra camada adequada disposta na camada de alumínio. A poli-imida revestida com alumínio permite a camada de poli-imida ser reves- tida na placa de abertura com comodidade e boa adesão quando comparada a poli-imida bruta. Além disso, o revestimento de politetrafluoroetileno é me- canicamente mais forte do que aquele nas atuais cabeças de impressão, desse modo reduzindo ou eliminando os problemas de vazamento que po- dem ser experimentado com as tintas, tais como, tintas ultravioletas ou pig- mentadas. Nas modalidades, as placas de orifício de poli-imida aluminizadas fornecem baixa emissividade para o reduzido consumo de energia.

Deve ser observado que vários e outros dos aspectos acima descritos e funções, ou alternativas dos mesmos, podem ser desejavelmente combinados em muitos outros diferentes sistemas ou aplicações. Da mesma forma que várias alternativas atualmente imprevistas ou não previstas, modi- ficações, variações ou melhoramentos aqui podem ser subseqüentemente feitas por aqueles versados na técnica que são da mesma forma pretendidos serem abrangidos pelas reivindicações que seguem. A não ser que especifi- camente relacionado em uma reivindicação, as etapas ou os componentes das reivindicações não deve ser implícita ou importada da especificação ou quaisquer outras reivindicações como para qualquer ordem, número, posi- ção, tamanho, forma, ângulo, cor ou material específico.

Claims (18)

1. Placa de abertura caracterizada pelo fato de que compreende: uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda emissividade dispos- ta sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emis- sividade; e opcionalmente, pelo menos uma camada adicional disposta so- bre a segunda camada.

2. Placa de abertura de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a primeira camada tem uma emissividade a partir de cerca de 0,4 a cerca de 0,95; e em que a segunda camada tem uma emissividade a partir de cerca de 0,02 a cerca de 0,3.

3. Placa de abertura de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a primeira camada compreende poli-imida , policarbo- nato, poliéster, polifenilenossulfeto, polieteretercetona, polietercetona, polie- tercetonacetona, polieterimida, polietersulfonas, polissulfonas, polímero de cristal líquido, aço inoxidável, aço, silício, ou uma combinação dos mesmos ; e em que a segunda camada compreende um metal ou uma liga de metal.

4. Placa de abertura de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a segunda camada compreende alumínio, níquel, ou- ro, prata, cobre, cromo, titânio, tungstênio, zinco, ou uma combinação dos mesmos.

5. Placa de abertura de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a primeira camada compreende poli-imida ; e em que a segunda camada compreende alumínio.

6. Placa de abertura de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada compreende uma camada de revestimento para controlar o ângulo de contato.

7. Placa de abertura de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada compreende uma camada de revestimento para controlar ό ângulo de contato, em que o ângulo de contato a partir de cerca de 35 ° a cerca de 120

8. Placa de abertura de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada compreende um fluoropolímero ou um polímero de siloxa- no.

9. Placa de abertura de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segunda camada compreende politetrafluoroetileno.

10. Método para a preparação de uma placa de abertura, carac- terizado pelo fato de que compreende: fornecer uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; dispor uma segunda camada tendo uma segunda emissividade sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emis- sividade; opcionalmente, dispor pelo menos uma camada adicional sobre a segunda camada; e formar pelo menos uma abertura, em que a formação da abertu- ra pode ser antes ou depois de dispor a segunda camada sobre a primeira camada.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pe- Io fato de que a primeira camada tem uma emissividade a partir de cerca de0,4 a cerca de 0,95; e em que a segunda camada tem uma emissividade a partir de cerca de 0,02 a cerca de 0,3.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pe- Io fato de que a primeira camada compreende em que a primeira camada compreende poli-imida , policarbonato, poliéster, polifenilenossulfeto, poliete- retercetona, polietercetona, polietercetonacetona, polieterimida, polietersul- fonas, polissulfonas, polímero de cristal líquido, aço inoxidável, aço, silício, ou uma combinação dos mesmos; e em que a segunda camada compreende alumínio, níquel, ouro, prata, cobre, cromo, titânio, tungstênio, zinco, ou uma combinação dos mesmos.

13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pe- lo fato de que a primeira camada compreende poli-imida ; e em que a segunda camada compreende alumínio.

14. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pe- Io fato de que a pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segun- da camada compreende uma camada de revestimento para controlar o ân- gulo de contato; e em que o ângulo de contato é a partir de cerca de 35° a cerca de120°.

15. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pe- lo fato de que a pelo menos uma camada adicional disposta sobre a segun- da camada compreende um fluoropolímero ou um polímero de siloxano.

16. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pe- lo fato de que dispor uma ou mais das camadas compreende dispor por meio de deposição física a vapor, deposição química a vapor, laminação, revestimento por imersão, revestimento por spray, revestimento por centrifu- gação, revestimento de fluxo, impressão de estampa, revestimento de ra- nhura, revestimento por lâmina, ou uma combinação dos mesmos.

17. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pe- Io fato de formar pelo menos uma abertura, compreende a formação de uma ou mais aberturas empregando um laser.

18. Cabeça de impressão a jato de tinta tendo uma placa de a- bertura, caracterizada pelo fato de que compreende: uma primeira camada tendo uma primeira emissividade; uma segunda camada tendo uma segunda emissividade dispos- ta sobre a primeira camada; em que a primeira emissividade é maior do que a segunda emis- sividade; opcionalmente, pelo menos uma camada adicional disposta so- bre a segunda camada; em que uma da opcional pelo menos uma das camadas adicio- nais dispostas sobre a segunda camada compreende uma camada de reves- timento para controlar o ângulo de contato; em que a primeira camada tem uma emissividade a partir de cerca de 0,4 a cerca de 0,95; e em que a segunda camada tem uma emissividade a partir de cerca de 0,02 a cerca de 0,3.