1.2 PATENTE PI 0115379-0 “Cabeçote de Impressão a Jato de Tinta tendo uma Pluralidade de Geradores de Gota e Método para operar um Cabeçote de Impressão a Jato de Tinta”

1. A patente ’5379 revela uma série de aprimoramentos na forma de

organização e temporização dos sinais elétricos para acionamento de cabeçotes de impressão à jato de tinta. A configuração exemplar do cabeçote de impressão apresentada na figura 1 aplica-se também à patente ’5379, além da já mencionada patente ’5178.

FIGURA 1. Cartucho de impressão incluindo cabeçote de impressão 24 (ou pastilha, ou

chip) como apresentado na figura 2 da patente ’5178.

FIGURA 2. Diagrama de blocos da organização dos sinais de ativação da pastilha 24, como apresentado na figura 4 da patente ’5178.

Grupo P1 (fig.2)

FIGURA 3. Organização interna de um grupo único de geradores de gotas como

apresentado na figura 5 da patente ’5178.

2. O cartucho de tinta 14 mostrado na figura 1 portanto também é representativo da patente ’5379 e destaca um cabeçote de impressão 24 (também chamado de pastilha ou chip) que se trata de um circuito integrado especificamente projetado para responder a sinais de ativação a partir do dispositivo de controle de impressão (36) apresentado na figura 2, situado na impressora, para seletivamente depositar tinta em mídia. A pastilha 24 é montada no corpo de cartucho 25 que inclui uma pluralidade de contatos elétricos 26, definidos em um circuito flexível 28, tal que quando corretamente inserido no carrinho de escaneamento da impressora, contato elétrico é estabelecido com os contatos elétricos correspondentes do corpo da impressora (não mostrados). Cada um dos contatos elétricos 26 é eletricamente conectado à pastilha 24, ou circuito integrado – CI, através de cada um de uma pluralidade de condutores elétricos (não mostrados). Desta maneira, sinais de ativação da impressora são providos para a pastilha 24.

3. Em particular, os sinais elétricos periódicos de seleção (endereçamento e habilitação - A e E) atuam em dispositivos de controle (chaves ou transistores na configuração exemplar da patente ’5379) que mediante ativação concomitante pelo sinal de corrente (P) acionam elementos de aquecimento (resistores) que por sua vez causam a ejeção de tinta dos geradores de gota.

FIGURA 4. Configuração preferida de um gerador de gota individual como apresentado na

figura 6 da patente ’5379.

4. A figura 4, extraída da figura 6 da patente ’5379, mostra uma configuração

preferida de um gerador de gota individual designado 42 na patente ’5379 e neste parecer designado de gerador de gota individual 1 para facilidade de entendimento. Em uma configuração preferida pela patente ’5379, o dispositivo de comutação 48 é um transistor FET, tal como um transistor NMOS, e o elemento de aquecimento 44 é um resistor aquecedor. Na configuração preferida pela patente ’5379 os dispositivos 50 e 52 também são transistores FET, tal como transistores NMOS, podendo o conjunto de dispositivos 50, 52 e 48, ou qualquer subconjunto destes, ou qualquer um deles individualmente, receber o nome de dispositivo de controle ou dispositivo de comutação.

5. O gerador de gota 1 representa um gerador de gota individual mostrado na forma de bloco no diagrama da direita da figura 3. Como mostrado na figura 3, dois geradores de gota 1 individuais formam um par de geradores de gota A(1) que são cada um conectados ao sinal de endereço A(1) e aos sinais habilitantes E(1) e E(2) tendo como referência comum o ponto 46, ligado ao barramento de aterramento (GC). Em adição, o sinal de corrente é provido entre a fonte correspondente de corrente de acionamento designada P(1) e o ponto de referência comum 46.

6. O gerador de gota 1 inclui também um elemento de aquecimento 44 conectado em série com um dispositivo de comutação 48 entre a fonte de corrente de acionamento P(l) e o ponto de referência comum 46, que em uma configuração preferida pela patente ’5379, são respectivamente um resistor aquecedor e um transistor FET. O FET 48 inclui um par de terminais, denominados terminais controlados, conectados entre o resistor aquecedor 44 e o ponto de referência comum 46. Um terminal de controle também integra o dispositivo de comutação 48 para controlar o par de terminais controlados. Na configuração preferida onde o dispositivo de comutação é um transistor FET, os terminais controlados associados ao dispositivo de comutação são terminais de fonte e de dreno e o

terminal de controle do dispositivo de comutação é um terminal de porta (ou gate).

7. O FET 48 é responsivo a sinais de ativação no terminal de controle para seletivamente permitir à corrente de acionamento passar pelo par de terminais controlados dreno e fonte. Desta maneira, a ativação pelo terminal de controle porta permite que a corrente de acionamento, a partir da fonte de corrente motriz designada P(l), passe através do resistor aquecedor 44 produzindo uma energia calorífica suficiente para ejetar a tinta da pastilha 24 (cabeçote de impressão).

8. O gerador de gota 1 inclui ainda um segundo dispositivo de comutação 50 e um terceiro dispositivo de comutação 52 para controlar a ativação do terminal de controle do dispositivo de comutação 48, cada um sendo um FET na configuração preferida pela patente ’5379. O segundo FET 50 tem o par de terminais dreno-fonte conectados entre uma fonte de sinais de endereço e o terminal porta do FET 48. O terceiro dispositivo de comutação FET 52 é conectado entre o terminal porta do FET 48 e o ponto de referência comum 46. Atuando de maneira conjunta, o segundo e o terceiro FETs 50 e 52 controlam de modo seletivo a ativação/desativação do FET 48.

9. A atuação conjunta do segundo e terceiro FETs (50 e 52 respectivamente) que por sua vez ativam o FET 48 é baseada na atuação conjunta do sinal de endereço A e dos sinais de habilitação E(1-2). Para o gerador de gota 1 específico mostrado na figura 4, o sinal de endereço é representado por A(1), o primeiro sinal de habilitação é representado por E(l) e o segundo sinal de habilitação é representado por E(2). O primeiro sinal de habilitação E(l) é conectado ao terminal de porta do FET 50. O segundo sinal de habilitação representado por E(2) é conectado ao terminal de porta do FET 52. Ativando-se o sinal de endereço A(1) e controlando-se o primeiro e segundo sinais de habilitação E(1-2), o FET 48 é seletivamente ativado pela ativação do sinal de habilitação E(1) que ativa o FET 50 e pela desativação do sinal de habilitação E(2) que desativa o FET 52. Isso permite a condução de corrente através do resistor aquecedor 44, que nessa configuração aquece quando a corrente de acionamento estiver presente a partir da fonte de acionamento P(l). Similarmente, também se controlando o primeiro e segundo sinais de habilitação E(1-2) e o sinal de endereço A(l), o FET 48 é seletivamente inativado pela desativação do FET 50 (desativação de E(1)) e ativação do FET 52 (ativação de E(2)) para evitar que a corrente seja conduzida através do resistor aquecedor 44, mesmo se a fonte da corrente de acionamento P(l) estiver ativa.

10. Na configuração preferida, o FET 48 tem uma capacitância de gate entre os terminais de gate (porta) e de fonte. Por este FET 48 ser relativamente grande para conduzir correntes relativamente grandes através do dispositivo de aquecimento resistivo 44, então a capacitância do gate para a fonte associada ao FET 48 é relativamente grande. Portanto, para ativar o FET 48, o gate (terminal de controle) deve ser carregado suficientemente, de modo que o FET 48 seja ativado para conduzir entre a fonte e o dreno. O terminal de controle porta do FET 48 é carregado pela fonte de sinais de endereço A(l) se o segundo FET 50 estiver ativo pela ativação do sinal de habilitação E(1). A fonte de sinais de endereço A(l) provê corrente para carregar a capacitância do gate para a fonte do

FET 48. É importante que a terceiro FET 52 esteja inativo quando o FET 48 estiver ativo para evitar que uma trajetória de baixa resistência seja formada entre a fonte de sinal de endereço A(1) e o terminal de referência comum 46. Portanto, o sinal de habilitação E(2) fica inativo enquanto o FET 48 estiver ativo ou conduzindo para evitar absorver grandes quantidades de corrente da fonte de sinais de endereço A(1) para o terminal de referência comum 46.

11. O FET 48 é inativado pela ativação do terceiro FET 52 para reduzir a tensão suficientemente para inativar o FET 48. O terceiro FET 52 tem o dreno conectado ao terminal de porta do FET 48, a fonte conectada ao terminal de referência 46 e o terminal de porta conectado à segunda fonte de sinais de habilitação E(2). O terceiro FET 52 é ativado pela ativação do segundo sinal de habilitação E(2) que provê uma tensão na porta do FET 52 que é suficientemente grande em relação a uma tensão na fonte deste FET, fazendo com que os terminais controlados conduzam, portanto reduzindo a tensão entre os terminais de porta e fonte do FET 48. Evita-se assim que o FET 48 seja parcialmente ligado pelo acoplamento capacitivo.

12. A figura 5, extraída da figura 7 da patente ’5379, mostra mais detalhadamente um par de geradores de gota (Par 1) formado pelo gerador de gota designado 1 e pelo gerador de gota designado 1'.

13. Cada um dos geradores de gota 1 e 1', que formam o par de geradores de gota 1, é idêntico ao gerador de gota 1 discutido anteriormente em relação à figura 4. Cada um dos geradores de gota 1 e 1' é conectado ao par de contatos de corrente P(1) e (GC), este último através do ponto 46. Além de conectados a uma fonte comum de acionamento P(l) os geradores de gota 1 e 1' são conectados também a uma fonte comum de sinais de endereço A(1). Entretanto, o primeiro e o segundo sinais de habilitação E(l) e E(2), são conectados diferentemente no gerador de gota 1' do gerador de gota 1. No gerador de gota 1', o primeiro sinal de habilitação E(l) é conectado ao terminal gate (porta) do terceiro FET 52’, contrastando com o gerador de gota 1, no qual o primeiro sinal de habilitação E(l) é conectado ao terminal gate (porta) do segundo FET 50. Similarmente, o segundo sinal de habilitação E(2) é conectado ao terminal gate (porta) do segundo FET 50’ no gerador de gota 1’, em contraste com o gerador de gota 1, onde o segundo sinal de habilitação E(2) é conectado ao terminal gate (porta) do terceiro FET 52.

FIGURA 5. Par de geradores de gota (Par 1) formado pelo gerador de gota designado 1 e

pelo gerador de gota designado 1', como apresentado na figura 7 da patente ’5379.

14. Esta conexão do primeiro e segundo sinais habilitantes E(l) e E(2) para o par de geradores de gota 1 e 1', revelada na patente ’5379, assegura que apenas um único gerador de gota do par de geradores de gota será ativado a um tempo determinado. A patente ’5379 também revela que os geradores de gota que são conectados a uma fonte comum de corrente de acionamento tendem a ser posicionados próximos entre si na pastilha 24. Portanto, garantindo que não mais do que um dos geradores de gota que são conectados a uma fonte comum de corrente de acionamento destes esteja ativado ao mesmo tempo, tende-se a evitar linha cruzada fluídica entre estes geradores de gota posicionados proximamente. Na configuração preferida cada um dos pares de geradores de gota mostrado na figura 3 é conectado em uma maneira similar ao par de geradores de gota mostrado na figura 5.

15. Sinais periódicos são aplicados continuamente a cada uma das 13 fontes de sinais de endereço A(1-13) e às 2 fontes de sinais habilitantes E(1-2), independentemente da descrição de imagem a ser impressa. O efetivo acionamento dos geradores de gota dá-se através da aplicação seletiva de energia às fontes de correntes de acionamento P(1-16), consoante com a imagem a ser impressa. Portanto, em dado momento, as fontes de corrente de acionamento P(1-16) podem estar todas ativas, nenhuma delas ativa ou qualquer quantidade delas ativa.

16. Dessa maneira, cada um da pluralidade de geradores de gota está conectado entre o par de contatos de corrente de acionamento (Pn e GC) e cada um da pluralidade de geradores de gota está conectado a pelo menos um da pluralidade de contatos de endereço (An). Para cada endereço do sinal de endereço periódico, mais do que um gerador de gota é habilitado para atuação em uma maneira seqüencial com base no par de sinais habilitantes (E1, E2), onde os geradores de gota habilitados são atuados com base na presença da corrente de acionamento a partir da fonte de corrente de acionamento (Pn).

17. A patente ’5379 tem como reivindicação principal 1 (a identificação em subitens 1a a 1f foi inserida neste parecer ao texto original da reivindicação da patente apenas para efeito de facilidade de identificação): ’5379-r1. Cabeçote de impressão a jato de tinta tendo uma pluralidade de geradores de gota, os quais ejetam tinta, seletivamente, em resposta à ativação, caracterizado pelo fato de compreender: ’5379-r1a. primeiro e segundo geradores de gota dispostos no cabeçote de

impressão (24), com cada um dentre o primeiro (42) e o segundo geradores de gotas (42') sendo configurado para conexão a uma fonte de corrente de acionamento;

’5379-r1b. um par de contatos habilitantes configurados para conectar uma fonte de um par de sinais habilitantes periódicos (E(1)-E(2)) onde dito par de contatos habilitantes são apenas os contatos habilitantes do cabeçote de impressão (24) a jato de tinta;

’5379-r1c. um dispositivo de controle configurado para conexão a um sinal de endereço periódico e a um par de sinais habilitantes periódicos (E(1)-E(2)),

’5379-r1d. o dispositivo de controle compreendendo um primeiro dispositivo de controle (48, 50, 52) associado com o primeiro gerador de gota (42) e um segundo dispositivo de controle (48', 50', 52') associado com o segundo gerador de gota (42'),

’5379-r1e. o primeiro dispositivo de controle (48, 50, 52) responsivo a um primeiro sinal habilitante periódico do par de sinal de endereço periódico para habilitar o primeiro gerador de gota (42) para ativação em resposta à corrente de acionamento, e responsivo ao segundo sinal habilitante periódico do par para desabilitar o primeiro gerador de gota (42),

’5379-r1f. o segundo dispositivo de controle responsivo ao segundo sinal habilitante periódico e ao sinal de endereço periódico para habilitar o segundo gerador de gota (42') para ativação em resposta à corrente de acionamento e responsivo ao primeiro sinal habilitante periódico para desabilitar o segundo gerador de gota (42').

18. Além disso, a patente ’5379 tem dentre suas reivindicações

adicionais:

’5379-r4. Cabeçote de impressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado

pelo fato de incluir ainda um corpo de cartucho (25), de modo que o cabeçote de impressão (24) a jato de tinta seja montado no corpo de cartucho (25).

’5379-r5. Cabeçote de impressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de controle (36) ser responsivo à condição ao primeiro e ao segundo sinais habilitantes (E(1)-E(2)) periódicos não estando ativos ao mesmo tempo que habilita apenas um dentre o primeiro (42) e o segundo (42') geradores de gota ao mesmo tempo.

’5379-r6. Cabeçote de impressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda:

um par de contatos de corrente de acionamento configurado para conexão a uma fonte de corrente de acionamento;

uma pluralidade de contatos de endereço configurada para conexão a uma fonte de uma pluralidade de sinais de endereço periódico,onde:

cada uma da pluralidade de geradores de gota deve ser conectada entre o par de contatos de corrente de acionamento e cada um dos geradores de gota estando conectado a pelo menos uma pluralidade de contatos de endereço onde para cada endereço do sinal de endereço periódico, mais do que um gerador de gota é habilitado para atuação em uma maneira seqüencial com base no par de sinais habilitantes, onde os geradores de gota habilitados são atuados com base na presença da corrente de acionamento a partir da fonte de corrente de acionamento.

’5379-r7. Cabeçote de impressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda:

um par de contatos de corrente de acionamento configurado para conexão a uma fonte de corrente de acionamento;

uma pluralidade de contatos de endereço que é configurada para conexão a uma pluralidade correspondente de fontes de sinais de endereço periódico, onde:

a pluralidade dos geradores de gota (42, 42') é configurada de forma que apenas um único gerador de gota da pluralidade de geradores de gota (42,42') seja habilitado para ativação com base nos sinais do par de contatos habilitantes e nos sinais na pluralidade de contatos de endereço,

e sendo que cada gerador da pluralidade de geradores de gota é ativado se habilitado e se a corrente de acionamento for provida nos contatos de corrente de acionamento.

’5379-r 8. Cabeçote de impressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de a pluralidade de contatos de endereço ter 13 contatos de endereço.