ES2236176T3 - Cabeza impresora por inyeccion de tinta con suministro de energia balanceado en elementos resistivos para circuitos fet adaptados. - Google Patents
Cabeza impresora por inyeccion de tinta con suministro de energia balanceado en elementos resistivos para circuitos fet adaptados.Info
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Abstract
Una cabeza impresora por inyección de tinta que comprende: una estructura (11, 12, 13) de cabeza impresora formada de un sustrato y una pluralidad de capas de película delgada, cuya estructura de cabeza impresora tiene una extensión longitudinal y unos extremos separados longitudinalmente; un conjunto ordenado longitudinal (61) de generadores (40) de gotas de tinta definidos en dicha estructura de cabeza impresora y alineados con dicha extensión longitudinal de cabeza impresora; unos terminales de unión (74); un conjunto ordenado longitudinal (81) de circuitos (85) de transistores de efecto de campo (en adelante FET) formados en dicha estructura de cabeza impresora junto a dichos generadores de gotas de tinta y alineados con dicha extensión longitudinal de cabeza impresora; unas líneas de alimentación (86, 181) conectadas eléctricamente entre (a ) dichos terminales de unión y (b) dichos generadores de gotas de tinta y dichos circuitos de FET; y caracterizada porque dichos circuitos de FET están configurados respectivamente para compensar por la variación en la resistencia parasitaria presentada por dichas líneas de alimentación.
Description
Cabeza impresora por inyección de tinta con
suministro de energía balanceado en elementos resistivos para
circuitos FET adaptados.
El objeto del invento se refiere en general a la
impresión por inyección de tinta, y más particularmente a una
cabeza impresora por inyección de tinta de película delgada que
tiene unos circuitos de excitación por transistores de efecto de
campo (en adelante FET) configurados para compensar por la
disipación de energía parásita a lo largo de una barra colectora de
puesta a tierra.
La técnica de la impresión por inyección de tinta
se encuentra relativamente bien desarrollada. Productos comerciales
tales como impresoras de ordenador, trazadores de gráficos, y
máquinas de facsímile se han implementado con tecnología de
inyección de tinta para producir medios impresos. Las contribuciones
de la compañía Hewlett-Packard a la tecnología de la
inyección de tinta se describen, por ejemplo, en diversos artículos
en la Revista Hewlett-Packard, Volumen 36,
Nº 5 (mayo de 1985); Volumen 39, Nº 5 (octubre de 1988); Volumen 43,
Nº 4, (agosto de 1992); Volumen 43, Nº 6 (diciembre de 1992); y
Volumen 45, Nº 1 (febrero de 1994).
En general, una imagen por inyección de tinta se
forma de acuerdo con la colocación precisa en un medio impresor de
gotas de tinta emitidas por un dispositivo generador de gotas de
tinta conocido como una cabeza impresora por inyección de tinta.
Típicamente, una cabeza impresora por inyección de tinta se soporta
sobre un carro móvil de imprimir que recorre transversalmente la
superficie del medio impresor y se controla de modo que inyecte
gotas de tinta en instantes apropiados conforme a una orden de
ejecución de un micro-ordenador o de otro
controlador, en la que la temporización de la aplicación de las
gotas de tinta está destinada a corresponderse con un patrón de
píxeles de la imagen que se está imprimiendo.
Una típica cabeza impresora por inyección de
tinta de Hewlett-Packard incluye un conjunto
ordenado de inyectores formados con precisión en una placa de
orificios que está fijada a una capa de barrera de tinta que a su
vez se fija a una subestructura de película delgada que implementa
las resistencias de calentamiento para la activación de la tinta y
el aparato para habilitar a las resistencias. La capa de barrera de
tinta define unos canales de tinta que incluyen unas cámaras de
tinta dispuestas sobre resistencias asociadas para la activación de
la tinta, y los inyectores de la placa de orificios están alineados
con cámaras de tinta correspondientes. Las regiones de generación de
gotas de tinta se forman mediante las cámaras de tinta y las partes
de la subestructura de película delgada y de la placa de orificios
que son adyacentes a las cámaras de tinta.
La subestructura de película delgada comprende
típicamente un sustrato tal como silicio sobre el que están formadas
varias capas de película delgada que forman resistencias de
activación de tinta de película delgada, aparatos para habilitar las
resistencias, y también interconexiones a terminales de unión que
se han provisto para conexiones eléctricas externas a la cabeza
impresora. La capa de barrera de tinta es típicamente un material
polímero que se ha laminado como una película seca a la
subestructura de película delgada, y se ha diseñado para que sea
fotodefinible y endurecible tanto por radiación ultravioleta como
por el calor. En una cabeza impresora por inyección de tinta de un
diseño de alimentación por ranura, la tinta se alimenta desde uno o
más depósitos de tinta a las diversas cámaras de tinta a través de
una o más ranuras de alimentación de tinta formadas en el
sustrato.
En la página 44 de la Revista
Hewlett-Packard de febrero de 1994 anteriormente
citada se ilustra un ejemplo de la disposición física de la placa de
orificios, capa de barrera de tinta, y subestructura de película
delgada. En las patentes de EE.UU. cedidas comúnmente Números
4.719.477 y 5.317.346 se describen ejemplos adicionales de las
cabezas impresoras por inyección de tinta.
Consideraciones con las cabezas impresoras por
inyección de tinta de película delgada incluyen la necesidad de
asegurar que cada una de las resistencias de calentamiento activa
una gota de tinta cuando se selecciona. Debido a la variación en la
resistencia parasitaria de disipación de energía presentada por las
líneas conductoras tendidas entre las resistencia de calentamiento y
los terminales de contacto de puesta a tierra y de alimentación, las
señales de activación de tinta suministradas a las resistencias de
calentamiento incluyen típicamente una cierta cantidad de energía
por exceso. Esto significa que algunas resistencias reciben por
último una cantidad de energía más que suficiente para activar una
gota de tinta, mientras que otras reciben solamente la energía
suficiente para activar una gota de tinta. El exceso de energía
tiene diversos efectos negativos que incluyen una duración menor de
las resistencias, la "cogación", que es la acumulación de unos
componentes de tinta que se adhieren tenazmente a la capa de
pasivación en las cámaras de tinta, y una fiabilidad reducida de la
cabeza impresora. Asimismo, la aplicación de diferentes energías a
resistencias diferentes resulta en una nucleación de burbujas y una
formación de gotas inconsistentes.
Aunque la variación de la anchura de línea es una
técnica conocida para el balance de energía, el uso de dicha técnica
hace difícil reducir la anchura de la subestructura de película
delgada de la cabeza impresora, véase, por ejemplo, el documento WO
90106853.
De acuerdo con lo anterior, existe una necesidad
de una cabeza impresora por inyección de tinta perfeccionada en la
que las resistencias de calentamiento reciban energía de un modo más
uniforme.
El invento descrito está destinado a una cabeza
impresora por inyección de tinta que tiene unas resistencias de
calentamiento que comunican energía a unos circuitos de activación
de FET que están configurados para compensar por la variación en las
resistencias parasitarias de líneas de alimentación, con el fin de
reducir la variación en la energía suministrada a las resistencias
de calentamiento de la cabeza impresora.
Las ventajas y características del invento
descrito se apreciarán con más facilidad por las personas expertas
en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada leída
conjuntamente con los dibujos, en los que:
La Figura 1 es una vista esquemática en planta
desde arriba que no está a escala y que ilustra la disposición
general de una cabeza impresora por inyección de tinta que emplea el
invento.
La Figura 2 es una vista esquemática en
perspectiva parcialmente fraccionada de la cabeza impresora por
inyección de tinta de la Figura 1.
La Figura 3 es una ilustración esquemática
parcial en planta desde arriba, que no está a escala, de la cabeza
impresora por inyección de tinta de la Figura 1.
La Figura 4 es una vista parcial en planta desde
arriba que ilustra generalmente la disposición general de un
conjunto ordenado de circuitos de excitación de FET y de una barra
colectora asociada de puesta a tierra de la cabeza impresora de la
Figura 1.
La Figura 5 es un esquema eléctrico de circuito
que representa las conexiones eléctricas de una resistencia de
calentamiento y de un circuito de excitación de FET de la cabeza
impresora de la Figura 1.
La Figura 6 es una vista en planta de circuitos
representativos de excitación de FET y la correspondiente barra
colectora de puesta a tierra de la cabeza impresora de la Figura
1.
La Figura 7 es una vista en corte transversal en
alzado de un circuito representativo de excita de FET de la cabeza
impresora de la Figura 1.
La Figura 8 es una vista en planta que
representa una implementación ilustrativa de un conjunto ordenado de
circuitos de excitación de FET y la correspondiente barra colectora
de puesta a tierra de la cabeza impresora de la Figura 1.
La Figura 9 es una vista esquemática en
perspectiva que no está a escala de una impresora en la que se puede
emplear la cabeza impresora del invento.
En la siguiente descripción detallada y en las
diversas figuras de los dibujos, los elementos análogos se han
identificado con números análogos de referencia.
Refiriéndose ahora a las Figuras 1 y 2, en ellas
se ha ilustrado esquemáticamente una vista esquemática en
perspectiva que no está a escala de una cabeza impresora por
inyección de tinta en la que se puede emplear el invento y que en
general incluye (a ) una subestructura o matriz 11 de película
delgada que comprende un sustrato tal como silicio y que tiene
varias capas de película delgada formadas en la misma, (b) una capa
12 de barrera de tinta dispuesta sobre la subestructura 11 de
película delgada, y (c ) una placa 13 de orificios o inyectores
fijada laminarmente a la parte superior de la barrera 12 de
tinta.
La subestructura 11 de película delgada se ha
formado de acuerdo con técnicas convencionales de circuitos
integrados, e incluye resistencias 56 de calentamiento de película
delgada formadas en la misma. La capa 12 de barrera de tinta está
formada de una película seca que se lamina a presión y con calor a
la subestructura 11 de película delgada y está fotodefinida para
formar en la misma unas cámaras 19 de tinta y unos canales 29 de
tinta que están dispuestos sobre regiones de resistencias en las que
se forman resistencias de calentamiento. Unos terminales 74 de oro
de unión acoplables para conexiones eléctricas externas están
dispuestos en extremos opuestos separados longitudinalmente de la
subestructura 11 de película delgada y no están cubiertos por la
capa 12 de barrera de tinta. A título de ejemplo ilustrativo, el
material de la capa de barrera comprende una película seca de un
fotopolímero basado en acrilato tal como la película seca de
fotopolímero de la marca "Parad" obtenible de E.I. duPont de
Nemours y Compañía de Wilmington, Delaware. Películas secas
similares incluyen otros productos duPont tales como la película
seca de la marca "Riton" y películas secas fabricadas por otros
proveedores de productos químicos. La placa 13 de orificios
comprende, por ejemplo, un sustrato plano compuesto de un material
polímero y en el que se han formado los orificios por ablación con
láser, por ejemplo según se describe en la patente de EE.UU. cedida
comúnmente Nº 5.469.199, incorporada como referencia a la presente
memoria. La placa de orificios comprende también un metal revestido
tal como níquel.
Como se ha representado en la Figura 3, las
cámaras 19 de tinta de la barrera 12 de tinta están dispuestas más
particularmente sobre respectivas resistencias 56 de activación de
tinta, y cada cámara 19 de tinta está definida por unos bordes o
paredes interconectados de una abertura de cámara formada en la capa
12 de barrera. Los canales 19 de tinta están definidos por aberturas
adicionales practicadas en la barrera 12 de tinta, y están unidos
integralmente a respectivas cámaras 19 de activación de tinta. Las
Figuras 1, 2, 3 y 4 ilustran a título de ejemplo una cabeza
impresora por inyección de tinta alimentada por ranura en la que los
canales de tinta se abren hacia un borde formado por una ranura de
alimentación de tinta practicada en la subestructura de película
delgada, por lo que el borde de la ranura de alimentación de tinta
forma un borde de alimentación.
La placa 13 de orificios incluye orificios o
inyectores 21 dispuestos sobre respectivas cámaras 19 de tinta, de
tal manera que cada resistencia 56 de activación de tinta, una
correspondiente cámara 19 de tinta, y un orificio asociado 21 estén
alineados y formen un generador 40 de gotas de tinta.
Aunque la cabeza impresora anteriormente descrita
tiene una capa de barrera y una placa de orificios separada, debe
hacerse notar que el invento se puede realizar en cabezas impresoras
que tengan una estructura integral de barrera/orificio que se puede
hacer usando una única capa de fotopolímero que se exponga con un
procedimiento de exposición múltiple y luego se revele.
Los generadores 40 de gotas de tinta están
dispuestos en tres conjuntos ordenados de columnas o grupos 61, 62,
63 que están separados entre sí transversalmente con respecto a un
eje L de referencia. Las resistencias 56 de calentamiento de cada
grupo de generadores de gotas de tinta están alineadas generalmente
con el eje L de referencia y tienen una separación de centro a
centro o paso de inyector P predeterminados a lo largo del eje L de
referencia. A título de ejemplo ilustrativo, la subestructura de
película delgada es rectangular y los bordes opuestos 51, 52 de la
misma son bordes longitudinales de la dimensión de longitud,
mientras que los bordes opuestos 53, 54 separados longitudinalmente
son de la dimensión de la anchura, que es menor que la dimensión de
longitud de la cabeza impresora. La extensión longitudinal de la
subestructura de película delgada es a lo largo de los bordes 51, 52
que pueden ser paralelos al eje L de referencia. En uso, el eje L de
referencia se puede alinear con el eje al que generalmente se hace
referencia como eje de avance de medios.
Aunque los generadores 40 de gotas de tinta de
cada grupo de generadores de gotas de tinta se han ilustrado como
sustancialmente colineales, debe hacerse notar que algunos de los
generadores 40 de gotas de tinta de un grupo de generadores de gotas
de tinta puede estar ligeramente desviado de la línea de centros de
la columna, por ejemplo para compensar por retardos de
activación.
En tanto que cada uno de los generadores 40 de
gotas de tinta incluya una resistencia 56 de calentamiento, las
resistencias de calentamiento están dispuestas de acuerdo con ello
en grupos o conjuntos ordenados que corresponden a los generadores
de gotas de tinta. Por conveniencia, a los conjuntos ordenados o
grupos de resistencias de calentamiento se hará referencia mediante
los mismos números de referencia 61, 62, 63.
La subestructura 11 de película delgada de la
cabeza impresora de las Figuras 1, 2 y 3 incluye más particularmente
unas ranuras 71, 72, 73 de alimentación de tinta que están alineadas
con el eje L de referencia, y están separadas entre sí
transversalmente con respecto a un eje L de referencia. Las ranuras
71, 72, 73 de alimentación de tinta alimentan respectivamente a los
grupos 61, 62, 63 de generadores de gotas de tinta, y a título de
ejemplo están situadas en el mismo lado de los grupos de generadores
de gotas de tinta que ellas respectivamente alimentan. A título de
ejemplo ilustrativo, cada una de las ranuras de alimentación de
tinta suministra tinta de un color diferente, tal como azul,
amarillo y magenta.
La subestructura 11 de película delgada incluye
además unos conjuntos ordenados 81, 82, 83 de circuitos de
excitación de transistores formados en la subestructura 11 de
película delgada y situados junto a respectivos grupos (61, 62, 63)
de generadores de gotas de tinta. Cada conjunto ordenado (81, 82,
83) de circuitos de excitación incluye una pluralidad de circuitos
85 de excitación de FET conectados a respectivas resistencias de
calentamiento 56. Con cada conjunto ordenado (81, 82, 83) de
circuitos de excitación está asociada una barra colectora de puesta
a tierra (181, 182, 183) a la que están conectados eléctricamente
los terminales de fuente de todos los circuitos 85 de excitación de
FET del conjunto ordenado adyacente (81, 82, 83) de circuitos de
excitación. Cada barra colectora de puesta a tierra (181, 182, 183)
está interconectada eléctricamente al menos a un terminal de unión
74 en un extremo de la estructura de cabeza impresora y al menos a
un terminal de contactos 74 en el otro extremo de la estructura de
cabeza impresora.
Como se muestra esquemáticamente en la Figura 5,
el terminal de drenaje de cada circuito de FET 85 está conectado
eléctricamente a un terminal de la resistencia de calentamiento
adyacente 56 que recibe en su otro terminal una señal primitiva
apropiada PS de selección de activación de tinta a través de una
línea conductora 86 que está tendida hasta un terminal 74 de
contacto en un extremo de la estructura de cabeza impresora. Las
líneas conductoras 86 comprenden, por ejemplo, líneas en una capa de
metalización de oro que estarían separadas por encima y
dieléctricamente de la capa de metalización en la que están formadas
las barras colectoras de puesta a tierra 181, 182, 183. Las líneas
conductoras 86 están conectadas eléctricamente a las resistencias de
calentamiento 56 por medio de líneas metálicas y vías conductoras
57 (Figura 6) formadas en la misma capa de metalización que las
barras colectoras de puesta a tierra 181, 182, 183. Asimismo, la
línea conductora 86 para una resistencia de calentamiento particular
se puede tender generalmente hasta un terminal de unión 74 en el
extremo que esté más próximo a esa resistencia de calentamiento.
Dependiendo de la implementación, las resistencias de calentamiento
56 de un grupo particular (61, 62, 63) de generadores de gotas de
tinta se pueden disponer en una pluralidad de grupos primitivos, en
la que los generadores de gotas de tinta de un grupo primitivo
particular están acoplados de forma conmutable en paralelo a la
misma señal de selección primitiva de activación de tinta, como por
ejemplo según se describe en las patentes de EE.UU. cedidas
comúnmente Números 5.604.519; 5.638.101; y 3.568.171, incorporadas a
la presente memoria a título de referencia. El terminal de fuente de
cada uno de los circuitos de excitación de FET está conectado
eléctricamente a una correspondiente barra colectora adyacente de
puesta a tierra (181, 182, 183).
Para facilidad de referencia, a las líneas
conductoras que incluyen la línea conductora 86 y la barra colectora
de puesta a tierra que conecta eléctricamente una resistencia de
calentamiento 56 y un circuito asociado 85 de excitación de FET a
los terminales de unión 74 se hará referencia colectivamente como
líneas de alimentación. Asimismo para facilidad de referencia, a las
líneas conductoras 86 se puede hacer referencia como las líneas de
alimentación de lado alto o no puestas a tierra.
Generalmente, la resistencia parasitaria (o
resistencia conectada) de cada uno de los circuitos 85 de excitación
de FET se configura para compensar por la variación en la
resistencia parasitaria presentada a los diferentes circuitos 85 de
excitación de FET por el camino parasitario formado por las líneas
de alimentación, con el fin de reducir la variación en la energía
suministrada a las resistencias de calentamiento. En particular, las
líneas de alimentación forman un camino parasitario que presenta una
resistencia parasitaria a los circuitos de FET que varía con su
situación en el camino, y la resistencia parasitaria de cada uno de
los circuitos 85 de excitación de FET se selecciona de manera que la
combinación de la resistencia parasitaria de cada circuito 85 de
excitación de FET y la resistencia parasitaria de las líneas de
alimentación según se presentan al circuito de excitación de FET
varíe sólo ligeramente de uno a otro generador de gotas de tinta. En
tanto que las resistencias de calentamiento 56 sean todas de
sustancialmente la misma resistencia eléctrica, la resistencia
parasitaria de cada circuito 85 de excitación de FET está
configurada de ese modo para compensar por la variación de la
resistencia parasitaria de las correspondientes líneas de
alimentación según se presente a los diferentes circuitos 85 de
excitación de FET. De esta manera, siempre que se suministren
energías sustancialmente iguales a los terminales de unión
conectados a las líneas de alimentación, se podrán suministrar
energías sustancialmente iguales a las diferentes resistencias de
calentamiento 56.
Refiriéndose de un modo más particular a las
Figuras 6 y 7, cada uno de los circuitos 85 de excitación de FET
comprende una pluralidad de dedos de electrodo 87 de drenaje
interconectados eléctricamente dispuestos sobre unos dedos 89 de
región de drenaje formados en un sustrato 111 de silicio, y una
pluralidad de dedos 97 de electrodo de fuente interconectados
eléctricamente, intercalados con los electrodos de drenaje 87 y
dispuestos sobre unos dedos de región de fuente 99 formados en el
sustrato de silicio 111. Unos dedos 91 de puerta de polisilicio que
están interconectados en extremos respectivos están dispuestos sobre
una fina capa 93 de óxido de puerta formada en el sustrato de
silicio 111. Una capa 95 de vidrio de fosfosilicato separa los
electrodos de drenaje 87 y los electrodos de fuente 97 del sustrato
de silicio 111. Una pluralidad de contactos conductores 88 de
drenaje conectan eléctricamente los electrodos de drenaje 87 a las
regiones de drenaje 89, mientras que una pluralidad de contactos
conductores 98 de fuente conecta eléctricamente los electrodos de
fuente 97 a las regiones de fuente 99. A título de ejemplo
ilustrativo, los electrodos de drenaje 87, las regiones de drenaje
89, los electrodos de fuente 97, las regiones de fuente 99, y los
dedos 91 de puerta de polisilicio se extienden sustancialmente en
dirección ortogonal o transversal con respecto al eje L de
referencia y a la extensión longitudinal de las barras colectoras de
puesta a tierra 181, 182, 183. Asimismo, para cada circuito 85 de
FET, la extensión de las regiones de drenaje 89 y de las regiones de
fuente 99 transversalmente al eje L de referencia es la misma que la
extensión de los dedos de puerta transversalmente al eje L de
referencia, como se muestra en la Figura 6, que define la extensión
de las regiones activas transversalmente al eje L de referencia.
Para mayor facilidad, se puede hacer referencia a la extensión de
los dedos de electrodo de drenaje 87, dedos de región de drenaje 89,
dedos de electrodos de fuente 97, dedos de región de fuente 99, y
dedos de puerta de polisilicio 91 como la extensión longitudinal de
dichos elementos en tanto que tales elementos sean largos y
estrechos de una manera parecida a una tira o a un dedo.
A título de ejemplo ilustrativo, la resistencia
conectada de cada uno de los circuitos 85 de FET se configura
individualmente mediante el control de la extensión longitudinal o
longitud de un segmento continuamente desprovisto de contactos de
los dedos de región de drenaje, en la que un segmento continuamente
desprovisto de contactos no dispone de contactos eléctricos 88.
Por ejemplo, los segmentos continuamente desprovistos de contactos
de los dedos de región de drenaje pueden comenzar en los extremos de
las regiones de drenaje que estén más alejados de la resistencia de
calentamiento 56. La resistencia conectada de un circuito particular
85 de FET aumenta al aumentar la longitud del segmento de dedo de
región de drenaje continuamente desprovisto de contactos, y dicha
longitud se selecciona para determinar la resistencia conectada de
un circuito particular de FET.
Como otro ejemplo, la resistencia conectada de
cada circuito 85 de FET se puede configurar mediante la selección de
las dimensiones del circuito de FET. Por ejemplo, la extensión de un
circuito de FET transversalmente al eje L de referencia se puede
seleccionar para definir la resistencia conectada.
Para una implementación típica en la que las
líneas de alimentación para un circuito particular 85 de FET se
tienden por caminos razonablemente directos hasta terminales de
unión 74 en el más próximo de los extremos separados
longitudinalmente de la estructura de cabeza impresora, la
resistencia parasitaria aumenta con la distancia desde el extremo
más próximo de la cabeza impresora, y la resistencia conectada de
los circuitos 85 de excitación de FET disminuye (haciendo más
eficiente a un circuito de FET) con la distancia desde dicho extremo
más próximo, con el fin de compensar el aumento en la resistencia
parasitaria de las líneas de alimentación. Como un ejemplo
específico, en cuanto a los segmentos de dedo de drenaje
continuamente desprovistos de contactos de los respectivos
circuitos 85 de excitación de FET que comienzan en los extremos de
los dedos de región de drenaje que están más alejados de las
resistencia de calentamiento 86, las longitudes de dichos segmentos
disminuyen con la distancia desde el más próximo de los extremos
separados longitudinalmente de la estructura de cabeza
impresora.
Cada barra colectora de puesta a tierra (181,
182, 183) está formada de la misma capa conductora de película
delgada que los electrodos de drenaje 87 y los electrodos de fuente
97 de los circuitos 85 de FET, y las áreas activas de cada uno de
los circuitos de FET compuestos de las regiones de fuente y de
drenaje 89, 99 y las puertas de polisilicio 91 se extienden
ventajosamente por debajo de una barra colectora asociada de puesta
a tierra (181, 182, 183). Esto permite que los conjuntos ordenados
de barra colectora de puesta a tierra y de circuito de FET ocupen
regiones más estrechas, lo cual a su vez permite conseguir una
subestructura de película delgada más estrecha, y por tanto más
barata.
Asimismo, en una realización en la que los
segmentos continuamente desprovistos de contactos de los dedos de
región de drenaje comienzan en los extremos de los dedos de región
de drenaje que estén más alejados de las resistencias de
calentamiento 56, la extensión de cada barra colectora de puesta a
tierra (181, 182, 183) en la dirección transversal o lateral al eje
L de referencia y hacia las correspondientes resistencias de
calentamiento 56 se puede aumentar cuando se aumenta la longitud de
los segmentos de dedo de drenaje continuamente desprovistos de
contactos, puesto que los electrodos de drenaje no necesitan
extenderse sobre dichos segmentos de dedo de drenaje continuamente
desprovistos de contactos. En otras palabras, se puede aumentar la
anchura W de una barra colectora de puesta a tierra (181, 182, 183)
aumentando la amplitud por la que la barra colectora de puesta a
tierra se superpone a las regiones activas de los circuitos 85 de
excitación de FET, dependiendo de la longitud de los segmentos de
región de drenaje continuamente desprovistos de contactos. Esto se
logra sin aumentar la anchura de la región ocupada por una barra
colectora de puesta a tierra (181, 182, 183) y su correspondiente
conjunto ordenado (81, 82, 83) de circuitos de excitación de FET,
puesto que el aumento se consigue incrementando la amplitud de la
solapa entre la barra colectora de puesta a tierra y las regiones
activas de los circuitos 85 de excitación de FET. Efectivamente, en
cualquier circuito particular de FET, la barra colectora de puesta a
tierra puede solapar la región activa transversalmente al eje L de
referencia por sustancialmente la longitud de los segmentos
desprovistos de contactos de las regiones de drenaje.
Para el ejemplo específico en el que los
segmentos de región de drenaje continuamente desprovistos de
contactos comienzan en los extremos de los dedos de región de
drenaje que están más alejados de las resistencias de calentamiento
56 y en el que las longitudes de dichos segmentos de región de
drenaje continuamente desprovistos de contactos disminuyen con la
distancia desde el extremo más próximo de la estructura de cabeza
impresora, la modulación o variación de la anchura de una barra
colectora de puesta a tierra (181, 182, 183) con la variación de la
longitud de los segmentos de región de drenaje continuamente
desprovistos de contactos proporciona una barra colectora de puesta
a tierra que tiene una anchura W que aumenta con la proximidad al
extremo más próximo de la estructura de cabeza impresora, como se ha
representado en la Figura 8. Como la intensidad de las corrientes
compartidas aumenta con la proximidad a los terminales de unión 74,
dicha forma proporciona ventajosamente una disminución de la
resistencia de la barra colectora de puesta a tierra con la
proximidad a los terminales de unión 74.
Aunque la descripción anteriormente expuesta se
ha dirigido a una cabeza impresora que tiene tres ranuras de
alimentación de tinta con generadores de gotas de tinta dispuestos a
lo largo de únicamente un lado de una ranura de alimentación de
tinta, hay que hacer notar que las estructuras descritas de
conjuntos ordenados de circuitos de excitación de FET de barras
colectoras de puesta a tierra se pueden implementar en una variedad
de configuraciones alimentadas por ranuras, alimentadas por los
bordes, o en alimentaciones combinadas por ranuras y por bordes.
Asimismo, los generadores de gotas de tinta se pueden disponer en
uno o en ambos lados de una ranura de alimentación de tinta.
Refiriéndose ahora a la Figura 8, se describe en
la presente memoria una vista esquemática en perspectiva de un
ejemplo de un dispositivo 110 de impresora por inyección de tinta en
el que se pueden emplear las cabezas impresoras anteriormente
descritas. El dispositivo 110 de impresora por inyección de tinta de
la Figura 7 incluye un chasis 122 rodeado por un alojamiento o
recinto 124, típicamente de un material de plástico moldeado. El
chasis 122 está formado, por ejemplo, de chapa metálica e incluye un
panel vertical 122 a. Las hojas de los medios de impresión se
introducen individualmente a través de una zona impresora 125
mediante un sistema adaptado 126 de manipulación de medios de
impresión que incluye una bandeja de alimentación 128 para
almacenar los medios impresora antes de imprimirlos. Los medios de
impresión pueden ser de cualquier tipo de material de hojas
adecuadas que se puedan imprimir tal como papel, cartulina,
transparencias, Mylar, y materiales análogos, pero por conveniencia
las realizaciones descritas que se han ilustrado en los dibujos usan
papel como el medio de impresión. Se pueden usar una serie de
rodillos convencionales accionados a motor que incluyan un rodillo
129 de impulsión accionado por un motor paso a paso para trasladar
los medios de impresión desde la bandeja de alimentación 128 a la
zona impresora 125. Después de imprimir, el rodillo de impulsión 129
impulsa la hoja impresa sobre un par de miembros 130 de ala
retráctiles de secado de salida que se muestran extendidos para
recibir una hoja impresa. Los miembros 130 de ala retienen la hoja
recientemente impresa durante un corto intervalo de tiempo por
encima de cualesquiera hojas impresas anteriormente que todavía se
están secando en una bandeja de salida antes de retirarse
pivotablemente a los lados, como se muestra mediante las flechas
curvas 133, hasta dejar caer la hoja recientemente impresa en la
bandeja de salida 132. El sistema de manipulación de medios de
impresión podría incluir una serie de mecanismos de ajuste para
acomodar diferentes tamaños de medios de impresión, incluyendo papel
de cartas, documentos legales, papel tamaño DIN A-4,
sobres, etc., tales como un brazo deslizante 134 para ajuste de
longitud y una ranura 135 para alimentación de sobres.
La impresora de la Figura 9 incluye además un
controlador 136 de impresora, ilustrado esquemáticamente como un
microprocesador, dispuesto en una regleta 139 de circuito impreso
soportada en el lado posterior del panel vertical de chasis 122 a.
El controlador 136 de impresora recibe instrucciones desde un
dispositivo central tal como un ordenador personal (no mostrado) y
controla el funcionamiento de la impresora incluyendo el avance de
los medios de impresión a través de la zona impresora 125, el
movimiento de un carro 140 de imprimir, y la aplicación de señales a
los generadores 40 de gotas de tinta.
Una barra deslizante 138 de carro de imprimir que
tiene un eje longitudinal paralelo a un eje de barrido de carro está
soportada por el chasis 122 para soportar con agarre a un carro de
imprimir 140 para el movimiento de traslación alternativo o barrido
a lo largo del eje de barrido del carro. El carro de imprimir 140
soporta unos cartuchos retirables primero y segundo 150, 152 de
cabeza impresora por inyección de tinta (a cada uno de los cuales a
veces se le denomina una "pluma", un "cartucho de
imprimir", o "cartucho"). Los cartuchos de imprimir 150, 152
incluyen unas respectivas cabezas impresoras 154, 156 que tienen
respectivamente unos inyectores en general dando frente hacia abajo
para inyectar tinta generalmente hacia abajo sobre una parte de los
medios de impresión que esté en la zona impresora 125. Los
cartuchos de imprimir 150, 152 están sujetos más particularmente en
el carro de imprimir 140 mediante un mecanismo de pestillo que
incluye palancas de sujeción, miembros de pestillo o pestañas 170,
172.
Un ejemplo ilustrativo de un carro de imprimir
adecuado se describe en la solicitud de EE.UU. cedida comúnmente Nº
de serie 08/757.009, presentada el 26/11/96, de Harmon y
colaboradores, Nº Docket 10941036, incorporada como referencia en la
presente memoria.
Para referencia, los medios de impresión se hacen
avanzar a través de la zona impresora 125 a lo largo de un eje de
medios que es paralelo a la tangente a la parte de los medios a
imprimir que está debajo y es atravesada por los inyectores de los
cartuchos 150, 152. Si el eje de los medios y el eje del carro están
situados en el mismo plano, como se muestra en la Figura 9, serían
perpendiculares entre sí.
Un mecanismo anti-rotación
instalado en la parte posterior del carro de imprimir se acopla a
una barra antipivotamiento 185 dispuesta horizontalmente que está
formada integralmente con el panel vertical 122 a del chasis 122,
por ejemplo, para impedir el pivotamiento hacia delante del carro de
imprimir 140 con respecto a la barra deslizante 138.
A título de ejemplo ilustrativo, el carro de
imprimir 150 es un carro de impresión monocromática, mientras que el
carro de imprimir 152 es un carro de impresión tricolor que emplea
una cabeza impresora de acuerdo con las enseñanzas de la presente
memoria.
El carro de imprimir 140 es impulsado a lo largo
de la barra deslizante 138 mediante una cinta sinfín 158 que se
puede impulsar de una manera convencional, y se utiliza una tira
codificadora lineal 159 para detectar la posición del carro de
imprimir 140 a lo largo del eje de barrido del carro, por ejemplo de
acuerdo con técnicas convencionales.
Aunque lo anterior ha sido una descripción e
ilustración de realizaciones específicas del invento, los expertos
en la técnica pueden hacer diversas modificaciones y variaciones a
las mismas sin apartarse del alcance y del espíritu del invento
según se define en las reivindicaciones siguientes.
Claims (7)
1. Una cabeza impresora por inyección de tinta
que comprende:
una estructura (11, 12, 13) de cabeza impresora
formada de un sustrato y una pluralidad de capas de película
delgada, cuya estructura de cabeza impresora tiene una extensión
longitudinal y unos extremos separados longitudinalmente;
un conjunto ordenado longitudinal (61) de
generadores (40) de gotas de tinta definidos en dicha estructura de
cabeza impresora y alineados con dicha extensión longitudinal de
cabeza impresora;
unos terminales de unión (74);
un conjunto ordenado longitudinal (81) de
circuitos (85) de transistores de efecto de campo (en adelante FET)
formados en dicha estructura de cabeza impresora junto a dichos
generadores de gotas de tinta y alineados con dicha extensión
longitudinal de cabeza impresora;
unas líneas de alimentación (86, 181) conectadas
eléctricamente entre (a ) dichos terminales de unión y (b) dichos
generadores de gotas de tinta y dichos circuitos de FET; y
caracterizada porque
dichos circuitos de FET están configurados
respectivamente para compensar por la variación en la resistencia
parasitaria presentada por dichas líneas de alimentación.
2. La cabeza impresora por inyección de tinta de
la Reivindicación 1, en la que las respectivas resistencias
conectadas de dichos circuitos de FET se seleccionan de modo que
compensen por dicha variación de la citada resistencia parasitaria
presentada por dichas líneas de alimentación.
3. La cabeza impresora por inyección de tinta de
la Reivindicación 2, en la que cada uno de dichos circuitos de FET
incluye:
electrodos de drenaje (87);
regiones de drenaje (89);
contactos de drenaje (88) que conectan
eléctricamente dichos electrodos de drenaje y dichas regiones de
drenaje;
electrodos de fuente (97);
regiones de fuente (99);
contactos de fuente (98) que conectan
eléctricamente dichos electrodos de fuente a dichas regiones de
fuente; y
en la que dichas regiones de drenaje están
configuradas para ajustar una resistencia conectada de cada uno de
dichos circuitos de FET para compensar por dicha variación de la
mencionada resistencia parasitaria.
4. La cabeza impresora por inyección de tinta de
la Reivindicación 3, en la que dichas regiones de drenaje comprenden
regiones alargadas de drenaje, cada una de las cuales incluye un
segmento continuamente desprovisto de contactos que tiene una
longitud que se selecciona para ajustar dicha resistencia
conectada.
conectada.
5. La cabeza impresora por inyección de tinta de
la Reivindicación 2, en la que se selecciona un tamaño de cada uno
de dichos circuitos de FET para ajustar dicha resistencia
conectada.
6. La cabeza impresora por inyección de tinta de
las Reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5 ó 6, en la que dichas líneas de
alimentación incluyen una barra colectora de puesta a tierra que se
extiende a lo largo de dicha extensión longitudinal de estructura de
cabeza impresora, y tiene una anchura transversalmente a la
extensión longitudinal de la estructura de cabeza impresora que
varía a lo largo de la extensión longitudinal de la estructura de
cabeza impresora.
7. La cabeza impresora por inyección de tinta de
la Reivindicación 6, en la que dicha anchura de la citada barra
colectora de puesta a tierra disminuye al aumentar la distancia
desde un extremo más próximo de dichos extremos separados
longitudinalmente de dicha estructura de cabeza impresora.
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