ES2215876T3 - Aparato de deposicion de gotitas. - Google Patents
Aparato de deposicion de gotitas.Info
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Abstract
Un aparato para la deposición de gotitas, que comprende: una unidad (106) de expulsión o eyección de gotitas, la cual comprende una pluralidad de canales o pasos de fluido (112), dispuestos lado con lado sobre una fila que se extiende en una primera dirección, medios de accionamiento (118) y una pluralidad de boquillas, cada una de las cuales tiene un eje de boquilla que se extiende en una segunda dirección que es perpendicular a la primera dirección, de tal manera que dichos medios de accionamiento (118) pueden activarse para eyectar una gotita de fluido desde un paso de fluido a través de una boquilla respectiva, teniendo dicha unidad de eyección una cara de extremo que se extiende tanto en dicha primera dirección como en dicha segunda dirección; un miembro de soporte (140) para dicha al menos una unidad de eyección de gotitas, presentando el miembro de soporte una superficie lateral; y un conducto, destinado a transportar el fluido a cada uno de los pasos de fluido, de tal forma que dicho conducto se extiende a lo largo tanto de dicha cara de extremo como de dicha superficie lateral; y en el cual se han formado en dicha cara de extremo medios de interconexión, destinados a conectar eléctricamente dichos medios de accionamiento con el fin de excitar unos medios de circuito.
Description
Aparato de deposición de gotitas.
La presente invención se refiere a un aparato
para la deposición de gotitas, tal como, por ejemplo, una impresora
de chorro de tinta de deposición de gotas por solicitud o
petición.
Con el fin de incrementar la velocidad de la
impresión por chorro de tinta, los cabezales de impresión de chorro
de tinta se dotan, de forma convencional, de un número creciente de
canales o pasos de eyección de la tinta. Por ejemplo, se dispone en
el mercado de cabezales de impresión de chorro de tinta que tienen
más de 500 pasos de eyección de tinta, y se prevé que, en un futuro,
las denominadas "impresoras a todo lo ancho de la página"
puedan incluir cabezales de impresión que contengan más de 2.000
pasos de eyección de tinta. Un ejemplo de una impresora a todo lo
ancho de la página se proporciona en el documento WO 98/52763.
En al menos sus realizaciones preferidas, la
presente invención está encaminada a proporcionar un aparato de
deposición de gotitas que sea adecuado para su uso en una impresora
a todo lo ancho de la página y que tenga una estructura
relativamente sencilla y compacta.
La presente invención proporciona un aparato de
deposición de gotitas que comprende:
una unidad de expulsión o eyección de gotitas, la
cual comprende una pluralidad de canales o pasos de fluido,
dispuestos lado con lado sobre una fila que se extiende en una
primera dirección, medios de accionamiento y una pluralidad de
boquillas, cada una de las cuales tiene un eje de boquilla que se
extiende en una segunda dirección que es perpendicular a la primera
dirección, de tal manera que dichos medios de accionamiento pueden
activarse para eyectar una gotita de fluido desde un paso de fluido
a través de una boquilla respectiva, teniendo dicha unidad de
eyección una cara de extremo que se extiende tanto en dicha primera
dirección como en dicha segunda dirección;
un miembro de soporte para dicha al menos una
unidad de eyección de gotitas, presentando el miembro de soporte una
superficie lateral; y
un conducto, destinado a transportar el fluido a
cada uno de los pasos de fluido, de tal forma que dicho conducto se
extiende a lo largo tanto de dicha cara de extremo como de dicha
superficie lateral;
en el cual se han formado en dicha cara de
extremo medios de interconexión, destinados a conectar
eléctricamente dichos medios de accionamiento con el fin de excitar
unos medios de circuito.
En el caso de que el aparato comprenda una
pluralidad de unidades de eyección de gotitas, el conducto está
configurado preferiblemente de forma que transporte el fluido de
goteo a cada uno de los pasos de fluido de dicha pluralidad de
unidades de eyección de gotitas. De esta forma, es posible
suministrar tinta a la totalidad de los pasos de tinta desde un solo
conducto. Esto puede reducir significativamente el número de canales
o conductos de suministro de tinta que se requieren para transportar
la tinta a los pasos de tinta, gracias a lo cual se simplifica la
producción mecanizada y el suministro de un aparato de deposición de
gotitas compacto.
De forma preferida, el aparato comprende un
segundo conducto destinado a transportar el fluido de goteo de modo
que se aleje de cada uno de los pasos de fluido de dicha al menos
una unidad de eyección de tinta.
En una realización, se ha dispuesto una
pluralidad de filas de pasos, de manera que las unidades de eyección
de gotitas están dispuestas sobre el miembro de soporte de tal modo
que al menos algunos de los pasos de fluido de las filas adyacentes
de pasos de fluido son substancialmente coaxiales. De esta forma,
puede haber, en efecto, una entrada de fluido y una salida de fluido
para un cierto número de pasos de tinta coaxiales. Esto puede
reducir significativamente el tamaño del cabezal de impresión según
la dirección de la alimentación de papel. Ello puede también
permitir que los cabezales de impresión se dispongan apilados
íntimamente según la dirección de la alimentación de papel, lo cual
es ventajoso a la hora de lograr una posición precisa de la
deposición de la gota, una impresora compacta y, en consecuencia, un
coste más bajo.
En una realización preferida, cada canal o paso
de fluido tiene una longitud que se extiende en una tercera
dirección que es perpendicular a dichas primera y segunda
direcciones.
El incremento de la densidad de los componentes
del aparato, tales como los circuitos de excitación, puede traer
consigo problemas asociados al exceso de calentamiento. En
consecuencia, de forma preferida, al menos uno de los conductos se
ha dispuesto de tal forma que se transfiera una parte substancial
del calor generado durante la eyección de las gotitas a un fluido de
goteo transportado por el mismo.
Los medios de circuito de excitación pueden estar
substancialmente en contacto térmico con al menos uno de los
conductos, de tal forma que se transfiera una parte substancial del
calor generado por los medios de circuito de excitación al fluido de
goteo. Disponiendo así los medios de circuito de excitación, se hace
posible, de forma conveniente, que la tinta contenida en el cabezal
de impresión haga las veces de sumidero del calor generado por el
circuito de excitación. Esto puede reducir substancialmente la
probabilidad de sobrecalentamiento, al tiempo que evita los
problemas asociados a la integridad eléctrica que podrían
presentarse si se permitiese que la empaquetadura o encapsulado de
circuitos integrados que contiene los diversos circuitos entrase en
contacto directo con la tinta. En una disposición, los medios de
circuito de excitación están montados sobre el miembro de soporte,
de tal manera que el miembro de soporte está en contacto térmico con
al menos uno de los conductos. En una realización, el miembro de
soporte consiste en un miembro substancialmente con forma de U o con
forma de H, estando los medios de circuito de excitación montados
sobre al menos una de las dos caras enfrentadas de las ramas o
brazos del miembro con forma de U o con forma de H. Con esta
disposición, los medios de circuito de excitación pueden aislarse
físicamente de un modo sencillo del fluido transportado por los
conductos.
De forma alternativa, los medios de circuito de
excitación pueden estar montados sobre el miembro de soporte de tal
manera que entren en contacto con el fluido de goteo que está siendo
transportado por al menos uno de los conductos. Con esta
disposición, puede ser necesario neutralizar eléctricamente las
superficies externas de los medios de circuito de excitación.
En una realización, el aparato comprende un
conducto de transporte de refrigerante, destinado a transportar un
fluido refrigerante, disponiéndose los medios de circuito de
excitación próximos al conducto de transporte de refrigerante con el
fin de que se transfiera una parte substancial del calor generado
por los medios de circuito de excitación al fluido refrigerante. Así
pues, puede lograrse la refrigeración del circuito de excitación con
una transferencia de calor reducida a las unidades de eyección de
gotitas. Esto puede reducir cualquier variación que se produzca en
la velocidad de eyección de las gotitas como consecuencia de las
fluctuaciones en la viscosidad del fluido provocadas por el
calentamiento del fluido de goteo por el circuito de excitación. Los
medios de circuito de excitación están montados, preferiblemente,
sobre el miembro de soporte, y el miembro de soporte se encuentra en
contacto térmico con el tercer conducto. Preferiblemente, el tercer
conducto comprende una abertura practicada en el miembro de
soporte.
De forma preferida, al menos uno de entre dicha
al menos una unidad de eyección de gotitas y dichos medios de
circuito de excitación, está montado sobre dichos medios de
transporte de refrigerante. Más preferiblemente, tanto dicha al
menos una unidad de eyección de gotitas como dichos medios de
circuito de excitación se encuentran montados sobre los mismos.
Preferiblemente, los medios de transporte de
fluido comprenden un conducto que se extiende a lo largo de dicha
fila y hacia uno de los lados tanto de dichos medios de transporte
de refrigerante como de dicha al menos una unidad de eyección de
gotitas, a fin de transportar el fluido de goteo hasta cada uno de
los canales de fluido de dicha al menos una unidad de eyección de
gotitas. Los medios de transporte de fluido comprenden también,
preferiblemente, un segundo conducto que se extiende a lo largo de
dicha fila y hacia el otro lado tanto de dichos medios de transporte
de refrigerante como de dicha al menos una unidad de eyección de
gotitas, a fin de recibir el fluido de goteo de cada uno de los
canales de fluido de dicha al menos una unidad de eyección de
gotitas.
En una realización alternativa, existen dos filas
de canales o pasos de fluido, de tal forma que cada una de las filas
se ha dispuesto sobre un miembro de soporte respectivo que tiene un
conducto respectivo para transportar el fluido a esa fila. De forma
preferida, se ha dispuesto conducto adicional al objeto de
transportar el fluido de goteo en alejamiento de ambas filas de
canales de fluido. El segundo conducto se extiende preferiblemente
entre los miembros de soporte.
En una realización, el miembro de soporte tiene
una dimensión, según dicha tercera dirección, que es
substancialmente igual al producto de n por la longitud de un paso
de fluido según la tercera dirección, siendo n el número de filas de
pasos. Si se reduce la anchura del aparato según la dirección de la
alimentación de papel, al formar el miembro de soporte con un
espesor substancialmente igual a las longitudes combinadas o sumadas
de los pasos de tinta en la tercera dirección, es posible
proporcionar mejoras en la alineación entre el papel y el cabezal de
impresión, así como en la correspondencia o alineación entre los
puntos de impresión. El PZT, material del que se confeccionan
típicamente las unidades de eyección, es relativamente caro y, en
consecuencia, resulta ventajoso garantizar que se proporciona un
número máximo de pasos para una cantidad mínima de PZT.
Por lo tanto, es posible proporcionar un aparato
de deposición de gotitas que comprende:
al menos una unidad de expulsión o eyección de
gotitas, la cual comprende una pluralidad de canales o pasos de
fluido, dispuestos lado con lado sobre una fila que se extiende en
una primera dirección, teniendo dichos pasos una longitud que se
extiende en una segunda dirección que es substancialmente
perpendicular a dicha primera dirección y está contenida en el mismo
plano que ésta, medios de accionamiento, así como una pluralidad de
boquillas, de forma que cada una de las boquillas tiene un eje de
boquilla que se extiende en una tercera dirección, que es
substancialmente perpendicular a dichas primera y segunda
direcciones, siendo dichos medios de accionamiento susceptibles de
ser activados para eyectar una gotita de fluido desde un paso de
fluido, a través de una boquilla respectiva;
medios para transportar el fluido de goteo hasta
dichos pasos de fluido; y
un miembro de soporte para dicha al menos una
unidad de eyección de gotitas, de tal forma que dicha al menos una
unidad de eyección de gotitas dispuesta sobre dicho medio de soporte
de tal forma que existen n filas de pasos de fluido que se extienden
en dicha primera dirección (siendo n un número entero), teniendo
dicho miembro de soporte una dimensión según dicha segunda dirección
que es substancialmente igual al producto de n por la longitud de un
paso de fluido en dicha segunda dirección.
En una disposición alternativa, el miembro de
soporte puede comprender un brazo de un miembro substancialmente con
forma de U, de tal modo que al menos una de las unidades de eyección
de gotitas está soportada en el extremo de cada uno de los brazos
del miembro con forma de U.
De forma preferida, el segundo conducto se
extiende entre los brazos del miembro con forma de U, a fin de
transportar el fluido de goteo desde las unidades de eyección de
gotitas soportadas por los brazos del miembro con forma de U. Con
tal disposición, el aparato puede comprender un par de conductos,
cada uno de los cuales está destinado a transportar fluido de goteo
hasta la unidad de eyección de gotitas, o hasta cada una de ellas,
soportada por un brazo respectivo, de tal forma que cada conducto se
extiende a lo largo de la cara externa del brazo respectivo del
miembro con forma de U.
En otra realización, el aparato comprende un
miembro de cubierta que se extiende por encima y a los lados del
miembro de soporte, a fin de definir, conjuntamente con el miembro
de soporte, al menos parte de los conductos.
El miembro de soporte y el miembro de cubierta
pueden estar fijados a una base que define, conjuntamente con el
miembro de soporte y el miembro de cubierta, los conductos. De esta
forma, es posible reducir el número de componentes del aparato, ya
que, por ejemplo, la base, el miembro de cubierta y el miembro de
soporte desempeñan múltiples funciones (incluyendo la definición de
los conductos).
En aún otra disposición, se proporciona un
aparato de deposición de gotitas que comprende:
un miembro de soporte;
al menos una unidad de eyección de gotitas,
fijada a dicho miembro de soporte y que comprende una pluralidad de
canales o pasos de fluido, dispuestos lado con lado en una fila;
y
un miembro de cubierta, que se extiende por
encima y a los lados de dicho miembro de soporte con el fin de
definir, conjuntamente con dicho miembro de soporte, un primer
conducto, que se extiende a lo largo de dicha fila y está destinado
a transportar fluido hasta dichos pasos de fluido, y un segundo
conducto, que se extiende a lo largo de dicha fila y está destinado
a transportar fluido desde dichos pasos de fluido.
La unidad de eyección de gotitas, o cada una de
ellas, puede comprender medios de accionamiento así como una
pluralidad de boquillas, de manera que los medios de accionamiento
pueden activarse para expulsar o eyectar una gotita de fluido desde
un paso de fluido, a través de una boquilla respectiva.
La cubierta puede incluir aberturas destinadas a
permitir la eyección de las gotas desde los pasos de fluido. Estas
aberturas se han recortado, preferiblemente, en el miembro de
cubierta. En una realización, las boquillas están formadas en la
cubierta. En otra realización, las boquillas se han formado en una
placa de boquillas soportada por la cubierta, de tal forma que cada
paso de fluido se encuentra en comunicación de fluido con una
boquilla respectiva a través de una abertura correspondiente. El uso
tanto de un miembro de cubierta como de una placa de boquillas puede
proporcionar una tolerancia incrementada en la ablación por láser de
las boquillas en la placa de boquillas, ya que puede hacerse menos
crítica la colocación precisa de la boquilla con respecto a la
cámara de tinta. Como la placa de boquillas está soportada por la
cubierta, puede hacerse más delgada, con lo que se reducen los
costes. La cubierta se forma, preferiblemente, de un material que
tiene un coeficiente de dilatación térmica que es substancialmente
igual al del miembro de soporte.
La cubierta se forma preferiblemente de un
material metálico, por ejemplo, de molibdeno o Nilo (una
aleación de níquel / hierro).
La unidad de eyección de gotitas, o cada una de
ellas, puede comprender una primera capa piezoeléctrica, cargada o
polarizada en una primera dirección de polarización, y una segunda
capa piezoeléctrica, situada sobre dicha primera capa piezoeléctrica
y polarizada en una dirección opuesta a dicha primera dirección de
polarización, de tal manera que dichos canales o pasos de fluido se
forman en el seno de dichas primera y segunda capas piezoeléctricas.
De este modo, las paredes de los pasos de fluido pueden servir como
elementos de accionamiento de pared del tipo denominado "de V
invertida". Estos elementos de accionamiento se conocen como
ventajosos por cuanto que requieren una tensión de excitación
inferior para aplicar la misma presión en los pasos de fluido
durante el funcionamiento, con respecto a los elementos de
accionamiento comparables del tipo en voladizo y que funcionan a
cizalladura, o a otros elementos de accionamiento piezoeléctricos
convencionales para deposición de gotas por petición.
La primera capa piezoeléctrica puede fijarse
directamente a dicho miembro de soporte. Esta sencilla disposición
de la unidad de eyección es capaz de permitir la mecanización in
situ de los pasos en las primera y segunda capas
piezoeléctricas, con las capas en su lugar sobre el miembro de
soporte, con lo que se simplifica la fabricación. En esta
disposición, el miembro de soporte se forma preferiblemente de un
material cerámico.
En una realización alternativa, la primera capa
piezoeléctrica se forma sobre una capa de base confeccionada de un
material cerámico, fijándose dicha capa de base a dicho miembro de
soporte.
La invención se ilustra adicionalmente, a modo de
ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
cuales:
la Figura 1 representa una vista en perspectiva
de un módulo de una unidad de eyección de gotitas;
la Figura 2 representa una vista lateral del
módulo que se muestra en la Figura 1;
la Figura 3 representa una vista en perspectiva
del módulo de la Figura 1, el cual está provisto de electrodos y de
pistas de interconexión formados en el mismo;
la Figura 4 representa una vista en perspectiva
de un único circuito de excitación, conectado a un módulo de
eyección de gotitas;
la Figura 5 representa una vista en perspectiva
de dos circuitos de excitación, conectados a un módulo de eyección
de gotitas;
la Figura 6 representa una vista en perspectiva
de una primera realización de una disposición de un módulo de
eyección de gotitas, que está provista de conductos de fluido
fijados a la misma para el suministro de fluido al módulo;
la Figura 7 representa una vista en perspectiva
de disposición mostrada en la Figura 6, que está provista de un
sumidero de calor fijado a la misma;
la Figura 8 representa un primer conjunto
ordenado o matriz de disposiciones mostradas en la Figura 7,
dispuesto en un cabezal de impresión;
la Figura 9 representa un segundo conjunto
ordenado de disposiciones mostradas en la Figura 7, dispuesto en un
cabezal de impresión;
la Figura 10 representa un tercer conjunto
ordenado de disposiciones mostradas en la Figura 7, dispuesto en un
cabezal de impresión;
la Figura 11 representa una vista lateral de una
segunda realización de una disposición de una pluralidad de módulos
de eyección de gotitas, fijados a un miembro de soporte;
la Figura 12 representa una vista en perspectiva
y en despiece de la realización que se ilustra en la Figura 11,
provista de conductos de fluido para el suministro de fluido a los
módulos;
la Figura 13 representa una vista en perspectiva
de la fijación de una placa de boquillas a la disposición que se
muestra en la Figura 12;
la Figura 14 representa una vista en perspectiva
de una tercera realización de una disposición de una pluralidad de
módulos de eyección de gotitas, fijados a un miembro de soporte;
la Figura 15 representa una vista lateral de la
disposición mostrada en la Figura 14, provista de un miembro de
cubierta fijado a la misma al objeto de definir conductos de fluido
para el suministro de fluido a los módulos;
la Figura 16 representa una vista lateral de una
porción de la disposición mostrada en la Figura 15, fijada a una
base;
la Figura 17 representa una vista en perspectiva
de la disposición mostrada en la Figura 15, provista de aberturas
practicadas en la cubierta para la eyección de la tinta desde de los
pasos de tinta;
la Figura 18 representa una vista en perspectiva
de la disposición mostrada en la Figura 15, provista de una placa de
boquillas fijada a la cubierta;
la Figura 19 representa una vista en perspectiva
de una cuarta realización de una disposición de una pluralidad de
módulos de eyección de gotitas, fijados a un miembro de soporte;
la Figura 20 representa una vista lateral de una
quinta realización de una disposición de módulos de eyección de
gotitas, dotada de conductos de fluido para el suministro de fluido
a los módulos; y
las Figuras 21 a 25 representan vistas en sección
transversal de realizaciones adicionales de disposiciones de módulos
de eyección de gotitas, provistas de conductos de fluido fijados a
las mismas.
La presente invención se refiere a un aparato
para la deposición de gotitas, tal como, por ejemplo, cabezales de
impresión de chorro de tinta de deposición de gotas por petición. En
las realizaciones preferidas de la presente invención que se
describirán más adelante, el cabezal de impresión se sirve de una
disposición modular de módulos de eyección de gotitas con el
propósito de proporcionar un conjunto ordenado o matriz, a todo lo
ancho de la página, de boquillas de eyección de gotitas para la
expulsión o eyección de fluido sobre un substrato. Se describirá en
primer lugar la fabricación de dicho módulo de eyección de
gotitas.
Haciendo referencia, en primer lugar, a las
Figuras 1 y 2, un módulo 100 de eyección de gotitas comprende una
oblea de base cerámica 102, sobre la cual se fijan una primera oblea
piezoeléctrica 104 y una segunda oblea piezoeléctrica 106. En la
realización preferida, la oblea de base 102 se ha formado a partir
de una oblea cerámica vidriosa que tiene un coeficiente de
dilatación térmica C_{TE} comprendido entre el del material a
partir del cual se han formado las capas piezoeléctricas 104 y 106
(por ejemplo, PZT) y el del material a partir del que se forma un
miembro de soporte sobre el que se ha de fijar la oblea de base 102.
La primera oblea piezoeléctrica 104 se fija a la oblea de base 102
por medio de un material de unión de adhesivo elástico 108. De forma
similar, la segunda oblea piezoeléctrica 106 se fija a la primera
oblea piezoeléctrica 104 por medio de un material de unión de
adhesivo elástico 110. La combinación del C_{TE} de la oblea de
base 102 y la elasticidad del material de unión de adhesivo 108, 110
proporciona una amortiguación intermedia que evita la deformación
del módulo 100 que, de otro modo, podría tener lugar como
consecuencia de las características de dilatación térmica diferentes
del material piezoeléctrico y el miembro de soporte. En esta
realización preferida, esto es de particular importancia debido a la
compacidad de la unidad de eyección de gotitas, tal y como se
describe con mayor detalle más adelante.
Existe una fila de canales o pasos de fluido
paralelos 112, formada en las capas piezoeléctricas 104 y 106. Por
ejemplo, los pasos de fluido pueden estar dotados de estrías o
acanaladuras formadas en las obleas piezoeléctricas con el uso de
una cuchilla de troceado o corte en fragmentos estrecha. Tal y como
se indica con las flechas 114 y 116 en la Figura 2, las obleas
piezoeléctricas se polarizan en direcciones opuestas. Puesto que las
obleas 104 y 106 se polarizan según direcciones opuestas, las
paredes 118 de los pasos sirven como elementos de accionamiento de
pared del tipo denominado "de V invertida", tal como los que
constituyen el objeto de las Patentes europeas Nos. 0277703 y
0278590. Estos elementos de accionamiento se conocen como ventajosos
debido a que requieren una tensión de excitación más baja para
aplicar la misma presión en los pasos de fluido durante el
funcionamiento.
Una vez formados los pasos 112, las obleas se
cortan en fragmentos para formar un módulo como el que se muestra en
la Figura 1. En la realización preferida, el módulo incluye 64 pasos
de fluido, cada uno de los cuales tiene una longitud de 2 mm
(aproximadamente igual a 2 veces la longitud acústica de la tinta
dentro del canal durante el funcionamiento).
Haciendo referencia a la Figura 3, se deposita un
recubrimiento metalizado sobre las caras opuestas de los pasos de
tinta 112, en las que se extiende en toda la altura de las paredes
118 de los pasos, proporcionando electrodos de excitación 120 sobre
los que puede aplicarse un revestimiento de pasivación o
neutralización. De acuerdo con una de las técnicas para formar los
electrodos, se deposita por pulverización una capa de nucleación o
embrionaria, tal como Nd:YAG, sobre el módulo 100 y en el interior
de los pasos 112. Se forma una configuración de interconexión 122 en
una o en ambas caras 124 del módulo 100, por ejemplo, con el uso de
las bien conocidas técnicas de ablación por láser, de
fotorresistencia o de enmascaramiento. La formación de la
configuración de interconexión sobre ambas caras 124 del módulo
puede reducir a la mitad la densidad de las pistas de la
configuración de interconexión, con lo que se facilita la formación
de la configuración de interconexión. Una vez definida la capa de
nucleación o embrionaria, la capa se recubre con el fin de formar
pistas de electrodo, por ejemplo, con el uso de un procedimiento de
revestimiento con níquel por deposición por vía química. Las partes
superiores de las paredes 118 que separan los pasos 112 se mantienen
libres de metal de revestimiento, de tal forma que la pista y el
electrodo para cada paso se encuentran aislados eléctricamente de
los otros canales.
Haciendo referencia a las Figuras 4 y 5, cada
módulo está conectado a al menos un circuito de excitación asociado
(circuito integrado ("chip") 130) por medio de, por ejemplo, un
circuito flexible 132. En la disposición mostrada en la Figura 4, el
módulo 100 está provisto de pistas de interconexión formadas tan
solo en una de sus caras, y, de esta forma, únicamente se requiere
un chip 130 para excitar los elementos de accionamiento 118. En la
disposición de la Figura 5, el módulo 100 tiene pistas de
interconexión formadas en las dos caras del módulo, de forma que dos
chips 130 excitan los elementos de accionamiento 118. Pueden
formarse unos orificios de paso o comunicación 133 en el circuito
flexible 132 con el fin de permitir la conexión del chip a otros
componentes del circuito de excitación, tales como resistencias,
condensadores o similares.
Tal como se muestra en la Figura 5, el módulo 100
está fijado a un miembro de soporte 140. El circuito de excitación
130 puede conectarse al módulo antes de ser fijado al miembro de
soporte, lo que permite el ensayo o comprobación del módulo antes de
que se fije sobre el miembro de soporte, o bien puede conectarse al
módulo cuando ya está fijado al miembro de soporte 140.
Como se describe con mayor detalle más adelante,
en la realización que se muestra en la Figura 5, el miembro de
soporte 140 se ha fabricado de un material que tiene buenas
propiedades de conducción del calor. De entre tales materiales se
prefiere particularmente el aluminio, por la razón de que puede
conformarse por extrusión de una forma sencilla y económica. Con el
fin de reducir el tamaño del cabezal de impresión en la dirección de
la alimentación de papel, el miembro de soporte 140 tiene un
espesor, según la dirección de la longitud de los pasos de fluido,
substancialmente igual a la longitud de los canales de fluido.
La Figura 6 ilustra la conexión de los conductos
destinados al transporte de la tinta, hacia y desde el módulo que se
muestra en la Figura 5, en una primera realización de un aparato de
deposición de gotitas. El conducto comprende un primer colector 150
de suministro de tinta, destinado a suministrar tinta al módulo 100,
y un segundo colector 152 de suministro de tinta, destinado a
transportar la tinta en alejamiento del colector 152. En la
disposición que se muestra en la Figura 6, los colectores 150 y 152
se han configurado de tal manera que transporten la tinta hacia y
desde la totalidad de los pasos de tinta del módulo 100. Los
colectores pueden haberse formado de cualquier material adecuado,
tal como un material plástico.
Haciendo referencia a la Figura 7, existe un
sumidero de calor 160 conectado a la salida de tinta 154 del segundo
colector 152. El sumidero de tinta es hueco y se emplea para
transportar la tinta en alejamiento del segundo colector 152, hacia
un depósito de tinta (no mostrado). Tal como se muestra en la Figura
7, los circuitos de excitación 130 están montados substancialmente
en contacto térmico con el sumidero de calor 160, a fin de permitir
que una cantidad substancial del calor generado por los circuitos
durante su funcionamiento se transfiera a la tinta a través del
sumidero de calor 160. Con este fin, el sumidero de calor 160 se ha
confeccionado también de un material que tiene buenas propiedades de
conducción del calor, tal como el aluminio. Es posible utilizar, de
forma opcional, unas piezas añadidas o tacos 134 conductores del
calor, o bien un adhesivo, a fin de reducir la resistencia a la
transmisión del calor entre los circuitos 130 y el sumidero de calor
160.
Se dispone una placa 170 de boquillas, unida a la
superficie más superior del módulo 100. La placa 170 de boquillas
consiste en una tira de polímero, tal como poliimida, por ejemplo,
la poliimida UPILEX R o S, de Ube Industries, revestida con un
revestimiento anti-humedad, tal y como el que se
proporciona en el documento
US-A-5010356
(EP-B-0367438). La placa de boquilla
se une por medio de la aplicación de una capa delgada de pegamento,
de tal modo que se permita que el pegamento forme una unión adhesiva
entre la placa 170 de boquillas y las paredes 118, y se deje, a
continuación, secar el pegamento. Se forma en la placa de boquillas
una fila de boquillas, una para cada canal o paso de tinta 112, por
ejemplo, mediante ablación por láser de excímero ultravioleta, de
tal modo que la fila de boquillas se extiende en una dirección
perpendicular a la longitud de los pasos de tinta 112, por lo que
los elementos de accionamiento son los denominados elementos de
accionamiento "de disparo o descarga lateral".
El módulo 100, cuando se le suministra tinta y se
hace funcionar con señales de tensión adecuada conducidas a través
de las pistas 124, puede desplazarse en sentido transversal, ya sea
perpendicularmente o formando un ángulo adecuado con la dirección
del movimiento, a través de una superficie de impresión de papel, a
fin de depositar la tinta sobre la superficie de impresión. De forma
alternativa, es posible proporcionar un conjunto ordenado de módulos
independientes 100. La disposición del conjunto ordenado puede
adoptar cualquier forma adecuada. Por ejemplo, tal como se muestra
en la Figura 8, es posible disponer tres módulos con una resolución
de 180 dpi, formando un cierto ángulo con la dirección de
alimentación de una superficie de impresión 180, al objeto de formar
un conjunto ordenado o matriz con una resolución de 360 dpi, en
tanto que la Figura 9 muestra un conjunto ordenado "de tres
franjas intercaladas o escalonadas" de módulos, y la Figura 10
muestra un conjunto ordenado "de dos filas intercaladas o
escalonadas" de módulos 100, a fin de proporcionar la resolución
requerida para el cabezal de impresión.
Dicho conjunto ordenado modular elimina la
necesidad de disponer a tope en una serie, unos junto a otros, una
pluralidad de módulos por sus superficies de extremo enfrentadas, al
objeto de proporcionar un cabezal de impresión que ofrezca la
densidad de deposición de gotas requerida. Sin embargo, dichos
módulos pueden ser dispuestos a tope unos junto a otros para formar
un conjunto ordenado de módulos a todo lo ancho de la página.
Se describirá a continuación una segunda
realización del aparato de deposición de gotas que comprende dicha
disposición de módulos, con referencia a las Figuras 11 a 13.
Haciendo referencia, en primer lugar, a la Figura
11, esta realización comprende una pluralidad de módulos 100, tales
como, por ejemplo, el mostrado en la Figura 4, el cual está provisto
de unos circuitos de excitación, fijados a una de las caras 124 del
módulo 100. Cada módulo está montado en el extremo de un brazo de un
miembro de soporte 200 substancialmente con forma de U y que se
extiende a todo lo ancho de la página. En cada brazo, los módulos se
han dispuesto en serie y a tope unos con otros en los bordes 126 de
los módulos 100, tal como se muestra en la Figura 1, de tal modo que
existe una única fila de canales o pasos de fluido que se extiende
perpendicularmente al eje longitudinal, o longitud, de cada uno de
los pasos de tinta 112. Los módulos pueden disponerse a tope unos
junto a otros con el uso de un material de unión adhesivo, y
alinearse utilizando cualquier técnica de alineación adecuada. Cada
conjunto ordenado de módulos dispuestos a tope proporciona una
resolución de 180 dpi, y, por tanto, la combinación de dos conjuntos
ordenados e intercalados, formados sobre los respectivos brazos del
miembro de soporte 200, proporciona un cabezal de impresión que
tiene una resolución de 360 dpi.
Similarmente a la primera realización, los
circuitos integrados o chips 130 se montan sobre la superficie
externa del miembro de soporte 200 de una forma tal, que se
extienden substancialmente en contacto térmico con el miembro de
soporte 200. Como se muestra en la Figura 11, los componentes
adicionales 202 del circuito de excitación pueden conectarse al chip
130 a través de una placa de circuito impreso 204 montada sobre la
pista, utilizando puntos o nódulos de soldadura 206. Siguiendo al
montaje de los chips sobre el miembro de soporte 200, cada pista 132
se dobla en la dirección indicada por las flechas 208, 210 de la
Figura 11, de tal manera que las placas de circuito impreso 204
entran también en contacto con térmico con el miembro de soporte
200.
Como se describe con mayor detalle más adelante,
el miembro de soporte con forma de U 200 actúa como un colector
externo que transporta el fluido en alejamiento de las unidades de
eyección de gotitas. Los circuitos de excitación 130 para los
módulos 100 se montan substancialmente en contacto térmico con la
parte de la estructura 200 que actúa como el colector de salida, a
fin de permitir que una cantidad substancial del calor generado por
los circuitos durante su funcionamiento se transfiera a través de la
estructura de conducto hasta la tinta. A este fin, la estructura 200
se fabrica de un material que presenta buenas propiedades de
conducción del calor, tal como el aluminio.
Haciendo referencia a la Figura 12, se han
dispuesto unos colectores de entrada de tinta 210 y 220, que se
extienden substancialmente a lo largo de toda la longitud del
miembro de soporte 200, con el fin de suministrar tinta a cada uno
de los módulos fijados a los brazos respectivos del miembro de
soporte (tan solo en aras de la claridad, se muestra únicamente un
módulo 100 en la Figura 11). Los colectores de entrada 210, 220
pueden formarse a partir materiales plásticos o metálicos
extrudidos. Como se apreciará de la observación de la Figura 12, los
colectores de entrada actúan también proporcionando cubiertas
externas para la protección de los componentes 202 del circuito de
excitación para los módulos 100. Unas tapas de extremo (no
mostradas) se ajustan en los extremos del miembro de soporte 200 y
de los colectores de entrada 210 y 220, a fin de formar cierres
herméticos que completen los colectores interiores y exteriores y
encerrar los circuitos de excitación.
Haciendo referencia a la Figura 13, de forma
similar a la primera realización, se fija una placa 230 de boquillas
a las partes superiores de las paredes 118 de los elementos de
accionamiento y se forman dos filas de boquillas en la placa de
boquillas, una fila para cada fila de pasos de tinta. Tal como se
muestra en la Figura 13, la placa 230 de boquillas se dispone
soportada adicionalmente, en cada uno de sus lados, por porciones
240 de los colectores 210 y 220 de entrada de tinta. La placa 230 de
boquillas puede soportarse adicionalmente por medio de un componente
de elemento de accionamiento de espaciado de soporte (no mostrado),
dispuesto en cada uno de los extremos de cada grupo ordenado de
módulos.
A continuación se describirá un ejemplo de otra
disposición de módulos dispuestos a tope con referencia a las
Figuras 14 a 18, en las cuales el miembro de soporte con forma de U
200 ha sido reemplazado por un miembro de soporte plano y de lados
paralelos 300.
Haciendo referencia a las Figuras 14 y 15, se han
fijado dos filas 302 y 304 de módulos al miembro de soporte 300. Si
bien la Figura 14 muestra dos filas de cuatro módulos dispuestos a
tope, es posible disponer a tope unos juntos a otros cualquier
número de módulos, aunque se prefiere que la longitud de cada fila
sea substancialmente igual a la longitud de una página (típicamente
32 cm (12,6 pulgadas) para la norma americana "Foolscap").
El miembro de soporte 300 está fabricado
preferiblemente de un material cerámico, tal como la alúmina (óxido
de aluminio). Esto permite la omisión de la oblea de base 102 de los
módulos 100, por lo que se reduce adicionalmente el número de
componentes del cabezal de impresión. En caso de que se haga así, la
primera capa 104 de cada módulo se fija directamente al miembro de
soporte 300, por ejemplo, con el uso de un una unión por pegamento
elástico. De forma similar al módulo mostrado en la Figura 1, una
segunda capa piezoeléctrica 106 se fija a la primera capa
piezoeléctrica 104.
Análogamente a la disposición que se muestra en
la Figura 1, se forman unos canales o pasos de tinta 112 en las
capas piezoeléctricas 104 y 106 mediante, por ejemplo, mecanizado, y
se forman electrodos y pistas de interconexión en los pasos 112 y en
las dos caras del miembro de soporte 300 (tan solo con fines de
claridad, en la Figura 14 únicamente se muestran un pequeño número
de pasos de tinta y de interconexiones). Los pasos de tinta se
forman de tal modo que cada paso de tinta de una fila 302 es coaxial
con un paso de tinta de la otra fila 304.
Los circuitos de excitación o chips 130 se fijan
directamente en las caras del miembro de soporte 300 con el fin de
suministrar impulsos eléctricos a las pistas de interconexión, que
accionen las paredes 118 de los pasos 112. Como el miembro de
soporte está hecho, por ejemplo, de alúmina con un C_{TE}
relativamente bajo, ello evita substancialmente que el calor
generado por los chips 130 se transfiera a través del miembro de
soporte a los elementos de accionamiento 118. El circuito de
excitación puede revestirse, por ejemplo, con parileno.
Se han fijado asimismo unos alojamientos 306,
destinados a alojar las conexiones eléctricas a los chips 130, en
cada cara del miembro de soporte 300. Los alojamientos 306 pueden
haberse formado de forma conveniente a partir de un material
plástico que se moldea por inyección. Además, se ha fijado también
una entrada / salida de fluido 308 en cada uno de los lados del
miembro de soporte 300. La entrada / salida de fluido puede ser
integral o de una pieza con el alojamiento adyacente 306, y puede
incluir un filtro, especialmente en el lado de la salida, destinado
a filtrar la tinta que se ha de suministrar a los módulos.
Una cubierta 310 se extiende sobre toda la
longitud y a ambos lados del miembro de soporte 300. Como se muestra
en la Figura 16, la base del miembro de soporte 300, así como los
dos extremos de la cubierta 310, están fijados a una placa de base
315. La cubierta se forma preferiblemente de un material que se hace
coincidir térmicamente con el material de las obleas piezoeléctricas
104 y 106. Se ha encontrado que resulta particularmente adecuado
como material para la cubierta el molibdeno, que tiene una
resistencia y una conductividad del calor elevadas, además de
coincidir en sus propiedades térmicas con el PZT.
La cubierta 310 define conjuntamente con el
miembro de soporte un conducto de entrada de tinta 320 y un conducto
de salida de tinta 330 para el transporte de la tinta hacia y desde
todos los pasos de las dos filas 302 y 304 de módulos, según se
indica por medio de las flechas 335 de la Figura 15. Se han fijado
unas tapas de extremo (no mostradas) en los extremos del miembro de
soporte 300 y de la cubierta 310 con el fin de formar cierres
herméticos que completen, conjuntamente con los alojamientos 306,
los conductos de entrada y de salida, y para encerrar los
componentes electrónicos.
La disposición coaxial de los pasos de tinta de
las dos filas permite que la tinta fluya desde el conducto de
entrada de tinta 320 al interior de un paso de tinta de la fila 302,
y se conduzca desde ese paso de tinta directamente al interior de un
paso de tinta de la fila 304, pasando a continuación desde ese paso
de tinta al conducto de salida de tinta 330. Con la disposición de
los chips 130 sobre las caras del miembro de soporte 300, el calor
generado en las superficies de los chips que están en contacto
térmico con la tinta transportada por los conductos 320 y 330, es
transferido substancialmente a la tinta.
Como se muestra en la Figura 17, se han formado
unas aberturas 340 en la cubierta 310 con el propósito de permitir
la eyección de la tinta desde los módulos a través de la cubierta
310. Las aberturas 340 pueden formarse con el uso de cualquier
método adecuado, por ejemplo, por ablación por láser de excímero
ultravioleta, y pueden hacer las veces de boquillas para los módulos
de eyección de gotitas. De forma alternativa, como se muestra en la
Figura 18, puede fijarse una placa 350 de boquillas a la cubierta,
de tal manera que las boquillas se han formado en la placa 350 de
boquillas de modo que las boquillas están en comunicación de fluido
con los pasos de tinta 112 a través de unas aberturas 340. Como la
placa 350 de boquillas está soportada por la cubierta 310, esto
permite reducir el espesor de la placa de boquillas. De forma
alternativa, la placa 350 de boquillas puede fijarse directamente a
los módulos, de tal manera que la cubierta 310 se extiende sobre la
placa de boquillas de forma que las aberturas 340 queden alineadas
con las boquillas formadas en la placa de boquillas.
A continuación se describirá el funcionamiento de
la tercera realización.
En su forma más sencilla, cuando se requiere un
par de paredes 118 de elemento de accionamiento, pertenecientes a
una fila, por ejemplo, la 304, para eyectar una gota de fluido desde
el paso de tinta 112 existente entre las paredes 118 de elemento de
accionamiento, las paredes del paso de tinta de la fila 304, que son
coaxiales con ese paso de tinta, pueden ser accionadas de forma que
reproduzcan la acústica de un colector de tinta dispuesto en el
extremo de ese paso de tinta. En el caso de que se trate de una
impresión "de escala de grises", es posible eyectar un cierto
número de gotitas desde el paso de tinta de la fija 302, seguidas
por la eyección de un número similar de gotitas desde el paso de
tinta coaxial de la fila 304. Alternativamente, con el fin de
incrementar la velocidad de la impresión, es posible disparar una
gotita desde cada paso por turnos. Por ejemplo, la tinta puede ser
aspirada al interior de uno de los pasos, a lo que sigue un suceso
similar (con una frecuencia específica) en el otro paso coaxial.
Esto proporcionará un efecto acústico estable y constante dentro de
cada paso.
Si bien la realización mostrada en relación con
las Figuras 14 a 18 incluye dos filas de módulos, es posible
utilizar, alternativamente, una única fila de módulos de tinta.
Dicha disposición se muestra en la Figura 19. En esta realización,
se fija una única fila 402 de módulos al miembro de soporte 400.
Aunque la Figura 19 ilustra cuatro módulos dispuestos a tope, es
posible disponer a tope unos junto a otros cualquier número de
módulos, si bien se prefiere que la longitud de cada fila sea
substancialmente igual a la longitud de una página (típicamente 32
cm (12,6 pulgadas) para la norma americana "Foolscap"). Con
dicha disposición, la anchura del miembro de soporte puede reducirse
hasta substancialmente la longitud de un único paso de tinta 112, y
pueden conectarse los chips 130 solamente en una de las caras del
miembro de soporte. Sin embargo, se producirá, por supuesto, una
disminución en la resolución del cabezal de impresión (de 360 dpi a
180 dpi). La resolución puede aumentarse proporcionando dos de
dichas disposiciones "espalda con espalda", de tal manera que
exista una entrada de tinta común entre las filas de módulos.
La Figura 20 muestra una vista en sección
transversal simplificada de una quinta realización de una
disposición de módulos de eyección de gotitas, que está provista de
conductos de fluido para el suministro de fluido a los módulos. En
esta realización, la estructura de soporte 500 comprende una
estructura estratificada compuesta por múltiples capas de alúmina.
En la realización que se muestra en la Figura 20, existen 4 láminas
estratificadas 502, 504, 506 y 508 de alúmina, si bien puede
emplearse cualquier número de láminas.
Las láminas de la estructura de soporte 500 se
mecanizan o conforman de otro modo con el fin de definir en la
estructura estratificada unos canales o pasos 510, 512 destinados a
transportar la tinta hacia y en alejamiento de uno o más módulos 514
fijados a la estructura de soporte 500. Como se muestra en la Figura
20, el paso 510 transporta tinta hasta un conducto 516 que se
extiende a lo largo de una de las caras del módulo 514, a fin de
suministrar tinta al módulo 514, y el canal 512 transporta tinta en
alejamiento del conducto 518 que se extiende a lo largo de la otra
cara del módulo 514.
El conducto 518 queda definido por un miembro de
cubierta 520, fijado a la parte superior del módulo 514 y que
presenta aberturas 522, de tal forma que las boquillas 524 de la
placa 526 de boquillas se encuentran en comunicación de fluido con
los pasos de tinta del módulo a través de las aberturas 522, y por
la tapa de extremo 528 fijada en el lateral de la estructura de
soporte. Si bien el conducto 516 puede quedar definido de una forma
similar, en la disposición que se muestra en la Figura 20 este
conducto es común a las dos estructuras de soporte 500, y, por
tanto, de forma alternativa, este conducto se define por el miembro
de cubierta 520 y por la placa de alúmina 530 a la que se fijan las
dos estructuras de soporte.
Análogamente a las dos realizaciones anteriores,
unos circuitos de excitación 130 se fijan directamente en los lados
del miembro de soporte 500 con el fin de suministrar impulsos
eléctricos a las pistas de interconexión, que accionen las paredes
de los pasos del módulo. Como el miembro de soporte está hecho de
alúmina, por ejemplo, que tiene un C_{TE} relativamente bajo, esto
evita substancialmente que el calor generado por los circuitos
integrados o chips 130 sea transferido a través del miembro de
soporte hasta los elementos de accionamiento. En esta realización,
sin embargo, el circuito de accionamiento no está en comunicación de
fluido con la tinta transportada hacia y desde el módulo, sino que,
en vez de ello, está situado en un alojamiento formado en la tapa de
extremo 528.
La Figura 21 ilustra una vista en sección
transversal de una realización adicional de una disposición de
módulos de eyección de tinta provista de conductos de fluido para el
suministro de fluido a los módulos. Esta realización es similar a la
quinta realización, por cuanto que una cubierta se extiende sobre el
miembro de soporte 300 y a los lados del mismo, a fin de definir un
primer conducto 320 y una segundo conducto 330, de forma que los dos
se extienden a lo largo de una fila de pasos de eyección de gotitas
y a los lados del miembro de soporte 130. En esta realización, se ha
montado una única fila de módulos 302 en el extremo de un miembro de
soporte 300, y los primer y segundo conductos 320 y 330 se
encuentran separados de los chips 130 montados en los lados del
miembro de soporte 300, con el fin de eludir la necesidad de pasivar
o neutralizar las superficies de los chips 130. Al objeto de disipar
el calor generado por los chips 130 durante su funcionamiento, el
miembro de soporte 300 se ha confeccionado de un material conductor
del calor, con el propósito de conducir el calor generado por los
chips 130 hasta el fluido transportado por los conductos 320 y
330.
En la realización que se muestra en la Figura 22,
se han dispuesto dos filas 302 y 304 de unidades de eyección sobre
un miembro de soporte 600 substancialmente con forma de U o con
forma de H, el cual comprende un par de miembros de soporte 300a y
300b, unidos por una pared de puente 602. Los chips 130, así como
sus circuitos asociados 602, están montados sobre las superficies
enfrentadas de los miembros de soporte 300a, 300b, habiéndose
formado pistas de interconexión 600 sobre estas superficies con el
fin de suministrar señales eléctricas de excitación a las paredes de
las unidades de eyección. El fluido se transporta hacia las unidades
de eyección y en alejamiento de las mismas a través de los conductos
320 y 330, definidos por el miembro de cubierta 310 y el miembro de
soporte 600, de tal manera que la pared de puente 602 actúa
dirigiendo el fluido desde la primera fila 302 hacia la segunda fila
304. El calor generado en los chips 130 durante su funcionamiento es
conducido por los miembros de soporte 300a y 300b al seno del fluido
transportado por los conductos 320 y 330.
La Figura 23 ilustra una realización en la cual
el calor generado durante el funcionamiento, tanto por los chips 130
que están montados en cada lado o cara del miembro de soporte 650,
como por las filas 302 y 304 de unidades de eyección que están
montadas en el miembro de soporte, es transferido a un fluido
refrigerante, tal como agua, que se transporta por un conducto 660
que pasa a través del miembro de soporte 650. Las paredes 670 del
miembro de soporte son, preferiblemente, delgadas en el grado
adecuado, de tal forma que el calor es conducido al fluido
refrigerante tan rápidamente como es posible. Con el fin de mejorar
la conducción, las paredes 670 pueden estar formadas de un material
metálico. El cuerpo 675 del miembro de soporte puede estar formado
de material cerámico.
En la realización que se muestra en la Figura 23
no existe recirculación del fluido de goteo, por cuanto que el
conducto 330 simplemente recibe el fluido procedente de las unidades
de eyección 304 y no transporta el fluido de vuelta a un depósito
para su reutilización. La Figura 24 ilustra una modificación de esta
realización en la cual el conducto 330 está configurado de modo que
transporte el fluido de vuelta a un depósito para su
reutilización.
La Figura 25 ilustra una realización en la cual
cada una de las filas 302 y 304 de unidades de eyección está montada
en un miembro de soporte respectivo 300. El fluido es transportado a
cada fila por un conducto respectivo 320 que se extiende a lo largo
de esa fila y a uno de los lados del miembro de soporte sobre el que
se ha montado esa fila. El fluido es transportado en alejamiento de
las filas por un conducto común 330 que se extiende entre las
paredes laterales enfrentadas de los miembros de soporte 300, de tal
forma que el calor generado por los chips 130 es transferido al
fluido transportado por el conducto 330. La disposición de dos
conductos "de entrada" 320 puede permitir que el cabezal de
impresión sea lavado por circulación de agua de una forma eficaz
durante su fabricación, a fin de eliminar la suciedad. Es posible
utilizar un flujo de purga lento de fluidos en gotitas desde uno de
los conductos 320, al objeto de eliminar las burbujas de aire
durante la impresión, en tanto que puede inducirse un flujo mayor en
el curso de una pausa de la impresión, con propósitos de
mantenimiento.
Claims (32)
1. Un aparato para la deposición de gotitas, que
comprende:
una unidad (106) de expulsión o eyección de
gotitas, la cual comprende una pluralidad de canales o pasos de
fluido (112), dispuestos lado con lado sobre una fila que se
extiende en una primera dirección, medios de accionamiento (118) y
una pluralidad de boquillas, cada una de las cuales tiene un eje de
boquilla que se extiende en una segunda dirección que es
perpendicular a la primera dirección, de tal manera que dichos
medios de accionamiento (118) pueden activarse para eyectar una
gotita de fluido desde un paso de fluido a través de una boquilla
respectiva, teniendo dicha unidad de eyección una cara de extremo
que se extiende tanto en dicha primera dirección como en dicha
segunda dirección;
un miembro de soporte (140) para dicha al menos
una unidad de eyección de gotitas, presentando el miembro de soporte
una superficie lateral; y
un conducto, destinado a transportar el fluido a
cada uno de los pasos de fluido, de tal forma que dicho conducto se
extiende a lo largo tanto de dicha cara de extremo como de dicha
superficie lateral; y
en el cual se han formado en dicha cara de
extremo medios de interconexión, destinados a conectar
eléctricamente dichos medios de accionamiento con el fin de excitar
unos medios de circuito.
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual dicha unidad de eyección de gotitas comprende
adicionalmente una segunda cara de extremo que se extiende tanto en
dicha primera dirección como en dicha segunda dirección.
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1
ó la reivindicación 2, en el cual dicho miembro de soporte comprende
una segunda superficie lateral.
4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 3,
que comprende un segundo conducto destinado a transportar fluido
desde cada uno de dichos pasos de fluido.
5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4,
en el cual dicho conducto adicional se extiende a lo largo tanto de
dicha segunda cara de extremo como de dicha segunda superficie
lateral.
6. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual cada paso de fluido tiene
una longitud que se extiende en una tercera dirección, que es
perpendicular tanto a dicha primera dirección como a dicha segunda
dirección, perpendicular a dicha primera dirección.
7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4,
en el cual dichos medios de circuito de excitación están
substancialmente en contacto térmico con al menos uno de dichos
conductos, a fin de transferir una parte substancial del calor
generado por dichos medios de circuito de excitación a dicho fluido
de goteo.
8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 7,
en el cual dichos medios de circuito de excitación están montados en
dicho miembro de soporte, estando dicho miembro de soporte en
contacto térmico con al menos uno de dichos conductos.
9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8,
en el cual dichos medios de circuito de excitación están montados en
dicho miembro de soporte de tal manera que entren en contacto con el
fluido de goteo que está siendo transportado por al menos uno de
dichos conductos.
10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
8, en el cual dichos medios de circuito de excitación están montados
en dicho miembro de soporte de tal manera que estén alejados del
fluido de goteo que está siendo transportado por al menos uno de
dichos conductos.
11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
10, en el cual dicho miembro de soporte consiste en un miembro
substancialmente con forma de U, estando dichos medios de circuito
de excitación montados sobre al menos una de las dos paredes
enfrentadas de los brazos o ramas del miembro con forma de U.
12. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
6, el cual comprende un conducto para el transporte de refrigerante,
destinado a transportar un fluido refrigerante, habiéndose dispuesto
dichos medios de circuito de excitación cerca de dicho conducto de
transporte de refrigerante con el fin de transferir una parte
substancial del calor generado en dichos medios de circuito de
excitación a dicho fluido refrigerante.
13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
12, en el cual dichos medios de circuito de excitación están
montados en dicho miembro de soporte, estando dicho miembro de
soporte en contacto térmico con dicho tercer conducto.
14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
13, en el cual dicho tercer conducto comprende una abertura formada
en dicho miembro de soporte.
15. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual existe una pluralidad de
filas de canales o pasos de fluido, estando dispuestas dichas
unidades de eyección de gotitas en dicho miembro de soporte de tal
manera que al menos algunos de los pasos de fluido de las filas
adyacentes de pasos de fluido son substancialmente coaxiales.
16. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
1, en el cual existen dos filas de pasos de fluido, de tal forma que
cada una de las filas está dispuesta sobre un miembro de soporte
respectivo que tiene un conducto respectivo para transportar el
fluido a esa fila.
17. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
16, en el cual existe un conducto adicional que se extiende entre
dichos miembros de soporte y está destinado a transportar el fluido
de goteo en alejamiento de dichas filas.
18. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
1, en el cual dichos pasos tienen una longitud que se extiende en
una tercera dirección que es substancialmente perpendicular a dicha
primera dirección y está contenida en el mismo plano que ésta, de
forma que dicho miembro de soporte tiene una dimensión, en dicha
tercera dirección que es substancialmente igual al producto de n por
la longitud de un paso de fluido en dicha tercera dirección, donde n
es el número de filas de pasos.
19. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el cual dicho miembro de soporte
comprende un brazo o rama de un miembro substancialmente con forma
de U, de forma que al menos una unidad de eyección de gotitas está
soportada en el extremo de cada uno de los brazos del miembro con
forma de U.
20. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
19, que comprende un par de conductos, cada uno de ellos destinado a
transportar un fluido de goteo a la unidad de eyección de gotitas, o
a cada una de ellas, soportada por un brazo respectivo,
extendiéndose cada conducto a lo largo de la cara externa del brazo
respectivo del miembro con forma de U.
21. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
20, en el cual existe un conducto adicional que se extiende entre
los brazos de dicho miembro con forma de U, a fin de transportar el
fluido de goteo desde las unidades de eyección de gotitas soportadas
por los brazos de dicho miembro con forma de U.
22. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
4, el cual comprende un miembro de cubierta que se extiende sobre
dicho miembro de soporte y a los lados del mismo, a fin de definir,
conjuntamente con dicho miembro de soporte, al menos parte de dichos
conductos.
23. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
22, en el cual dicha cubierta incluye aberturas para permitir que
las gotitas sean eyectadas o despedidas desde dichos pasos de
fluido.
24. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
23, en el cual dichas boquillas están formadas en dicha
cubierta.
25. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
24, en el cual dichas boquillas están formadas en una placa de
boquillas soportada por dicha cubierta, de tal forma que cada paso
de fluido está en comunicación de fluido con una boquilla respectiva
a través de una abertura respectiva.
26. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 22 a 25, en el cual dicha cubierta tiene un
coeficiente de dilatación térmica que es substancialmente igual al
de dicho miembro de soporte.
27. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 23 a 26, en el cual dicha cubierta está formada de
un material metálico.
28. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
27, en el cual dicha cubierta está formada de un material de entre
molibdeno y Nilo.
29. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual la unidad de eyección de
gotitas, o cada una de ellas, comprende una primera capa
piezoeléctrica, polarizada en una primera dirección de polarización,
y una segunda capa piezoeléctrica, dispuesta sobre dicha primera
capa piezoeléctrica y polarizada en una dirección opuesta a dicha
primera dirección de polarización, de tal manera que dichos pasos de
fluido se forman en dichas primera y segunda capas
piezoeléctricas.
30. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
29, en el cual la primera capa piezoeléctrica se fija directamente a
dicho miembro de soporte.
31. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
30, en el cual dicho miembro de soporte se ha formado de un material
cerámico.
32. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
29, en el cual la primera capa piezoeléctrica se ha formado sobre
una capa de base confeccionada de material cerámico, siendo dicha
capa de base fijada a dicho miembro de soporte.
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