ES2243969T3 - Metodo y aparato para la inyeccion de liquido. - Google Patents

Abstract

UN METODO DE EXPULSION DE LIQUIDO INCLUYE LA PREPARACION DE UNA CABEZA QUE COMPRENDE UNA SALIDA PARA EXPULSAR EL LIQUIDO, UNA REGION DE PRODUCCION DE BURBUJAS PARA GENERAR LA BURBUJA EN EL LIQUIDO, UN MIEMBRO MOVIL ORIENTADO HACIA LA REGION DE PRODUCCION DE BURBUJAS Y DESPLAZABLE ENTRE UNA PRIMERA POSICION Y UNA SEGUNDA POSICION MAS ALEJADA DE LA REGION DE PRODUCCION DE BURBUJAS DE LA PRIMERA POSICION; DESPLAZAMIENTO DEL MIEMBRO MOVIL DESDE LA PRIMERA POSICION A LA SEGUNDA POSICION MEDIANTE LA PRESION CREADA POR LA PRODUCCION DE LA BURBUJA EN LA PARTE DE PRODUCCION DE BURBUJAS PARA PERMITIR LA EXPANSION DE LA BURBUJA MAS EN UN LADO CORRIENTE ABAJO MAS PROXIMO A LA SALIDA DE EXPULSION QUE DE UN LADO CORRIENTE ARRIBA; EL SUMINISTRO, A UN ELEMENTO GENERADOR DE CALOR PARA APLICAR ENERGIA TERMICA A LA REGION DE PRODUCCION DE BURBUJAS, DE UN IMPULSO DE EXCITACION DIVIDIDO EN UN PRIMER IMPULSO Y EN UN SEGUNDO IMPULSO ADYACENTE CON UN INTERVALO DE TIEMPO ENTRE AMBOS; EL PRECALENTAMIENTO DEL LIQUIDOMEDIANTE EL PRIMER IMPULSO EN UNA EXTENSION NO SUFICIENTE PARA EXPULSAR EL LIQUIDO A TRAVES DE LA SALIDA DE EXPULSION; LA PRODUCCION DE UNA BURBUJA MEDIANTE EL CALENTAMIENTO DEL LIQUIDO POR EL SEGUNDO IMPULSO PARA EXPULSAR EL LIQUIDO A TRAVES DE LA SALIDA DE EXPULSION; EL CONTROL DEL GRADO DE PRECALENTAMIENTO DEL LIQUIDO CAMBIANDO AL MENOS LA ANCHURA DE IMPULSO DEL PRIMER IMPULSO O EL INTERVALO DE TIEMPO.

Description

Método y aparato para la inyección de líquido.

Sector técnico al que pertenece la invención y técnicas relacionadas

La presente invención se refiere a un método para la inyección de líquido y a un aparato para la inyección de líquido que comprende un cabezal de inyección de líquido, en el que se efectúa la inyección de líquido por generación de burbujas por aplicación de energía térmica al líquido.

La presente invención es aplicable a equipos tales como una impresora, una máquina copiadora, un aparato facsímil que tiene un sistema de comunicación, un aparato de proceso de textos que tiene una parte de impresora o similar, y un dispositivo de impresión industrial combinado con varios dispositivos de proceso, en el que la impresión es efectuada sobre un material de impresión tal como papel, hilo, fibras, materiales textiles, cuero, metales, materiales de resinas plásticas, vidrio, madera, cerámicas y otros.

En esta descripción, la expresión "impresión" significa no solamente la formación de una imagen de palabras, figuras o similares que tienen un significado específico, sino que incluyen también la formación de una imagen o de un dibujo que no tiene un significado específico.

Es conocido un método para la impresión por chorros de tinta del tipo llamado de chorro de burbujas, en el que el cambio de estado instantáneo que resulta en un cambio instantáneo de volumen (generación de burbujas) se produce por aplicación de energía tal como calor a la tinta, a efectos de inyectar la tinta a través de la salida de inyección por la fuerza resultante del cambio de estado, por lo que la tinta es inyectada hacia el material de impresión y depositada sobre el mismo, formando una imagen. Tal como se da a conocer en la Patente U.S.A. No. 4.723.129, un dispositivo de impresión que utiliza el método de impresión por chorros de burbujas comprende una salida de inyección para la inyección de la tinta, una trayectoria de flujo de la tinta en comunicación de flujo con la salida de inyección, y un transductor electrotérmico como medio de generación de energía dispuesto en la trayectoria de flujo de la tinta.

Con este método de impresión, es ventajoso que se pueda conseguir una elevada calidad de imagen con elevada velocidad y ruido reducido, y que una serie de dichas salidas de inyección pueda ser dispuesta con elevada densidad y, por lo tanto, se puede conseguir un aparato de presión de pequeñas dimensiones que es capaz de conseguir una elevada resolución y se pueden formar fácilmente imágenes en color. Por lo tanto, el método de impresión por chorros de burbujas se utiliza en la actualidad ampliamente en impresoras, máquinas copiadoras, máquinas facsímil u otros equipos de oficinas, y para sistemas industriales tales como dispositivos de impresión de textiles o similares.

Con el incremento de la amplia necesidad de técnicas de chorros de burbujas, se han impuesto diferentes exigencias recientemente en la misma.

Por ejemplo, se exige la mejora de la eficacia en la utilización de la energía. Para cumplir con esta exigencia, se ha investigado la optimización del elemento generador de calor, tal como el ajuste del grosor de la película de protección. Este método es eficaz por el hecho de que se mejora la eficacia de propagación del calor generado hacia el líquido.

A efectos de conseguir imágenes con elevada calidad, se han propuesto condiciones de activación, mediante las cuales la velocidad de inyección de la tinta se incrementa y/o se estabiliza la generación de burbujas para conseguir una mejor inyección de tinta. Como otro ejemplo, desde el punto de vista de incrementar la velocidad de impulsión, se han propuesto mejoras en la configuración del paso de flujo, con lo cual la velocidad de llenado de líquido (rellenado) de la trayectoria de flujo de líquido se ha incrementado.

La solicitud de Patente Japonesa publicada No. SHO-63-199972 o similar da a conocer una estructura de paso de flujo, tal como se muestra en la figura 45, (a), (b). La invención de la estructura del paso de flujo y el método de fabricación del cabezal se dan a conocer en la publicación, estando dirigidas particularmente al líquido generado hacia atrás, de acuerdo con la generación de una burbuja (presión propagada en alejamiento de la salida de inyección, es decir, hacia la cámara de líquido -12-). La onda de retroceso es conocida como pérdida de energía, puesto que no se propaga hacia la dirección de inyección.

La figura 61, (a) y (b) da a conocer una válvula (10) separada de la zona de generación de burbuja generada por el elemento generador de calor (2) en dirección de alejamiento con respecto a la salida de inyección (11).

En la figura 61, (b), esta válvula (10) está realizada en forma tal a partir de una placa que tiene una posición inicial, en la que tiene un aspecto como si se pegara sobre el techo de la trayectoria de flujo (3), y se inclina hacia abajo hacia la trayectoria de flujo (3) al llevar a cabo la generación de la burbuja. De este modo, la pérdida de energía es suprimida al controlar una parte de la onda de retroceso por la válvula (10).

No obstante, con esta estructura, si se toma en consideración el tiempo durante el cual se genera la burbuja en la trayectoria del flujo (3) que tiene el líquido a inyectar, no es deseable la supresión de una parte de la onda en retroceso por la válvula (10).

La onda de retroceso en sí misma no puede contribuir a la inyección. En el momento en el que la onda de retroceso se genera dentro de la trayectoria de flujo (3), la presión atribuible directamente a la inyección ha hecho ya que el líquido sea inyectable desde la trayectoria de flujo (3), tal como se ha mostrado en la figura 61, (a). Por lo tanto, aunque se suprima la onda de retroceso, la inyección no queda influida de manera significativa, incluso menos si se suprime una parte de la misma.

Por otra parte, en el método de impresión por chorros de burbujas, el calentamiento se repite con el elemento generador de calor en contacto con la tinta y, por lo tanto, se deposita material quemado sobre la superficie del elemento generador de calor debido al depósito quemado de la tinta. No obstante, la cantidad de depósito puede ser grande dependiendo de los materiales de la tinta. En caso de que esto ocurra, la inyección de tinta resulta inestable. Incluso cuando el líquido a inyectar se deteriora fácilmente por la acción del calor, o no se forma de manera suficiente la burbuja, el líquido es inyectado de manera deseable sin deterioro del propio líquido.

Desde este punto de vista, la solicitud de Patente Japonesa publicada No. SHO-61-69467, la solicitud de Patente Japonesa publicada No. SHO-55-81172 y la Patente U.S.A. No. 4.480.259 dan a conocer que se utilizan diferentes líquidos para que el líquido genere la burbuja por la acción del calor (líquido generador de burbujas) y para que el líquido sea inyectado (líquido de inyección). En estas publicaciones, la tinta como líquido de inyección y el líquido de generación de burbujas están completamente separados por una película flexible de gomas de siliconas o similar a efectos de impedir el contacto directo del líquido de inyección sobre el elemento generador de calor, mientras se propaga la presión resultante de la generación de burbujas del líquido de generación de burbujas al líquido de inyección por la deformación de la película flexible. La prevención del depósito de material sobre la superficie del elemento generador de calor y el incremento de la amplitud de selección del líquido de inyección se consiguen mediante dicha estructura.

No obstante, con esta estructura en la que el líquido de inyección y el líquido de generación de burbujas están completamente separados, la presión producida por la generación de burbujas se propaga al líquido de inyección con intermedio de la deformación por expansión-contracción de la película flexible y, por lo tanto, la presión es absorbida por la película flexible en un grado muy elevado. Además, la deformación de la película flexible no es tan grande y, por lo tanto, la eficacia de utilización de la energía y la fuerza de inyección se deterioran aunque se consigue el mismo efecto por la disposición entre el líquido de inyección y el líquido de generación de burbujas.

Además, se ha observado que se tiene que dar consideración preferentemente a la zona de generación de calor para la formación de la burbuja, por ejemplo, los elementos estructurales tales como un elemento móvil o una trayectoria de flujo de líquido que influye en el crecimiento de la burbuja, más allá de la línea central que pasa por el centro del área del transductor electrotérmico con respecto a la dirección de flujo del líquido, o más abajo del centro del área en la superficie que influye en la generación de burbujas.

En cuanto dicha técnica, la titular de esta solicitud ha presentado la solicitud de Patente Japonesa publicada No. Hei-7-4109.

Se han dado a conocer en la Patente U.S.A.-A-5278585 cabezales de impresoras que incorporan válvulas de un solo sentido en las que una aleta flexible es doblada adaptando posición abierta por la burbuja en expansión, y en la Patente EP-A-0436047, que se caracteriza por un diferente tipo de válvula, diseñado también para inhibir el flujo inverso.

El documento EP-A-0630752 describe un método de impresión por chorros de tinta y correspondiente aparato, en el que los elementos generadores de calor son activados por un impulso de activación que comprende un preimpulso y un impulso principal de inyección separado del preimpulso por un intervalo, de manera que las amplitudes del preimpulso, impulso principal de inyección e intervalo comprenden parámetros de control.

Según un primer aspecto, la presente invención da a conocer un método de inyección de líquido, que comprende:

proporcionar un cabezal de inyección de líquido que tiene una trayectoria de flujo de líquido, incluyendo la trayectoria de flujo de líquido una salida de inyección para inyectar líquido y un elemento generador de calor para generar calor a efectos de conseguir una burbuja de líquido, de manera que una superficie interna de la trayectoria de flujo de líquido más arriba del elemento generador de calor se encuentra sustancialmente enrasada o continua con suavidad con el elemento generador de calor;

aplicando al elemento generador de calor un impulso de activación dividido en un primer impulso y en un segundo impulso adyacente con un intervalo de tiempo intermedio, de manera que el primer impulso efectúa el precalentamiento del líquido en una medida que no es suficiente para inyectar líquido a través de la salida de inyección, y el segundo impulso calienta el líquido a efectos de generar la burbuja, provocando por lo tanto, una inyección de líquido a través de la salida de inyección; y

controlando la cantidad de líquido inyectado, cambiando, como mínimo, uno de: amplitud del primer impulso, duración del intervalo de tiempo entre el primer y segundo impulsos, y la amplitud del segundo impulso,

caracterizado porque:

se dispone un elemento móvil en la trayectoria de flujo de líquido en una posición alejada del elemento generador de calor, siendo desplazable un extremo libre del elemento móvil entre una primera posición y una segunda posición que es más alejada del elemento generador de calor que la primera posición en respuesta a la presión producida por generación de la burbuja en una zona de generación de burbujas dispuesta entre el elemento móvil y el elemento generador de calor; y

suministrando líquido a la salida de inyección desde una parte situada más arriba de la zona del lado del elemento móvil alejado de la zona de generación de burbujas.

Según un segundo aspecto, la presente invención da a conocer un aparato de inyección de líquido, que comprende:

un cabezal de inyección de líquido que tiene una trayectoria de flujo de líquido, de manera que la trayectoria de flujo de líquido comprende una salida de inyección para inyectar líquido y un elemento de calor para generar calor para generar una burbuja en el líquido, de manera que la superficie interna de la trayectoria de flujo de líquido más arriba del elemento generador de calor, se encuentra sustancialmente enrasada con el elemento generador de calor o en disposición solamente continua con el mismo;

medios de activación para aplicar al elemento generador de calor un impulso de activación dividido en un primer impulso y un segundo impulso adyacente con un intervalo de tiempo intermedio, de manera que el primer impulso efectúa precalentamiento del líquido en medida insuficiente para inyectar líquido a través de la salida de inyección y el segundo impulso calienta el líquido a efectos de generar la burbuja provocando de esta manera la inyección de líquido a través de la salida de inyección; y

medios de control para controlar la cantidad de líquido inyectado cambiando, como mínimo, uno de los siguientes factores: amplitud del primer impulso, duración del intervalo de tiempo entre el primer y segundo impulsos, y amplitud del segundo impulso,

caracterizado porque:

el cabezal de inyección de líquido comprende además un elemento móvil dispuesto en la trayectoria de flujo de líquido en una posición alejada del elemento generador de calor, siendo un extremo libre del elemento móvil desplazable entre una primera posición y una segunda posición que está más alejada del elemento generador de calor que la primera posición como respuesta a la presión producida por generación de la burbuja en una zona de generación de la burbuja dispuesta entre el elemento móvil y el elemento generador del calor; y

la trayectoria de flujo de líquido es dispuesta a efectos de suministrar líquido a la salida de inyección desde la parte de arriba de una zona en el lado del elemento móvil más alejado de la zona de generación de burbujas.

En esta descripción, las expresiones "parte superior" o "más arriba" y "parte inferior" o "parte de más abajo" se definen con respecto al flujo general del líquido desde una fuente de suministro de líquido a la salida de inyección a través de la zona de generación de burbujas (elemento móvil).

En lo que respecta a la burbuja propiamente dicha, el término "más abajo" se define como hacia el lado de salida de inyección de la burbuja que funciona directamente para expulsar la gotita de líquido. Más particularmente, significa de modo general una disposición de más abajo o descendente desde el centro de la burbuja con respecto a la dirección del flujo general de líquido, o bien, una disposición descendente o más abajo del centro del área del elemento generador de calor con respecto al mismo.

En esta descripción, el término "sustancialmente estanqueizado" significa de manera general un estado estanqueizado en un grado tal que cuando se efectúa el crecimiento de una burbuja, ésta no escapa a través de un intersticio (ranura) alrededor del elemento móvil antes del movimiento del elemento móvil.

En esta descripción, el término "pared de separación" puede significar una pared (que puede incluir el elemento móvil) interpuesta para separar la zona en comunicación directa de fluido con la salida de inyección con respecto a la zona generadora de burbujas, y más específicamente significa una pared separadora de una trayectoria de flujo que incluye la zona de generación de burbujas con respecto a la trayectoria de flujo de líquido en comunicación de fluido directa con
la salida de inyección, impidiendo de esta manera la mezcla de líquidos en las trayectorias de flujo de líquido.

Estos y otros aspectos característicos y ventajas de la presente invención quedarán más aparentes de la consideración de la siguiente descripción en relación con los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

El cabezal de inyección de líquido mostrado en la figura 9 no constituye una realización de la presente invención, sino solamente un ejemplo de otro cabezal de inyección de líquido.

La figura 1 es una vista en sección esquemática que muestra un primer ejemplo de un cabezal para la inyección de líquido.

La figura 2 es una vista en perspectiva con sección parcial de un primer ejemplo de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 3 es una vista esquemática que muestra la propagación de presión desde una burbuja en un cabezal convencional.

La figura 4 es una vista esquemática que muestra la propagación de presión desde la burbuja en el primer ejemplo de un cabezal.

La figura 5 es una vista esquemática que muestra el flujo de líquido en el primer ejemplo de un cabezal.

La figura 6 es una vista en perspectiva parcialmente seccionada de un segundo ejemplo de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 7 es una vista en perspectiva parcialmente seccionada de un tercer ejemplo de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 8 es una vista en sección de un cuarto ejemplo de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 9 es una vista esquemática en sección de un quinto ejemplo de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 10 es una vista en sección de un sexto ejemplo de un cabezal de inyección de líquido (del tipo de doble trayectoria de flujo).

La figura 11 es una vista en perspectiva con sección parcial de un sexto ejemplo de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 12 muestra el funcionamiento de un elemento móvil de un sexto ejemplo de cabezal de inyección de líquido.

La figura 13 muestra estructuras de un elemento móvil y una primera trayectoria de flujo de líquido de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 14 muestra una estructura de un elemento móvil y una trayectoria de flujo de líquido de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 15 muestra otra configuración de un elemento móvil del cabezal de inyección de líquido.

La figura 16 muestra la relación entre el área de un elemento generador de calor y la cantidad de inyección de tinta de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 17 muestra la relación de posición entre un elemento móvil y un elemento generador de calor de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 18 muestra la relación entre la distancia entre un borde de un elemento generador de calor y un fulcro, y el desplazamiento del elemento móvil en un cabezal de inyección de líquido.

La figura 19 muestra la relación de posición entre el elemento generador de calor y el elemento móvil en un cabezal de inyección de líquido.

La figura 20 es una vista longitudinal en sección de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 21 es una vista esquemática de la configuración de un impulso de activación en un cabezal de inyección de líquido.

La figura 22 es una vista en sección que muestra un paso de suministro en un cabezal de inyección de líquido.

La figura 23 es una vista en perspectiva a mayor escala de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 24 es un diagrama de proceso que muestra un método de fabricación de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 25 es un diagrama de proceso que muestra un método de fabricación de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 26 es un diagrama de proceso que muestra un método de fabricación de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 27 es una vista en perspectiva con las piezas desmontadas de un cartucho de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 28 es una representación esquemática de un aparato para la inyección de líquido.

La figura 29 es un diagrama de bloques de un aparato para la inyección de líquido.

La figura 30 muestra una estructura de sistema de un aparato para la inyección de líquido.

La figura 31 es una vista esquemática de un conjunto o "kit" de un cabezal.

La figura 32 es una ilustración de la estructura de un paso de flujo de líquido de un cabezal de inyección de líquido de tipo convencional.

La figura 33 muestra un impulso de activación para un cabezal de inyección de líquido, que se puede utilizar con la presente invención.

La figura 34 es un diagrama que muestra la relación entre la cantidad de inyección de un cabezal de inyección de líquido y la amplitud del impulso.

La figura 35 es un diagrama que muestra la relación entre la cantidad de inyección de un cabezal de inyección de líquido y la temperatura del cabezal.

La figura 36 muestra un ejemplo específico de un impulso de activación para un cabezal de inyección de líquido.

La figura 37 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de la parte principal de un aparato para la inyección de líquido.

La figura 38 es un diagrama de temporización de cada una de las señales de la estructura de la figura 37.

La figura 39 es un diagrama de bloques que muestra otro ejemplo de una parte principal de un aparato para la inyección de líquido.

La figura 40 es un diagrama de temporización de cada una de las señales de la estructura mostrada en la figura 39.

La figura 41 es un diagrama de flujo de las etapas de proceso para la estructura mostrada en la figura 39.

La figura 42 muestra la forma de onda del impulso de otro ejemplo de un impulso de activación de un cabezal de inyección de líquido.

La figura 43, (a) es una ilustración de la situación de inyección de líquido cuando se aplica una forma de onda de impulso (1) en la figura 42 al elemento generador de calor, y (b) es la ilustración del estado de inyección de líquido cuando se aplica una forma de onda de impulso (1') en la figura 42 al elemento generador de calor.

La figura 44 es una ilustración de la relación existente entre el intervalo de tiempo de un impulso de activación y la cantidad de inyección en un cabezal de inyección de líquido que incorpora la presente invención.

La figura 45 es una vista en sección de una parte principal para ilustrar el tipo (1) de un control PWM.

La figura 46 es una ilustración de la distribución de temperatura según el eje Z de la figura 45.

La figura 47 es una ilustración de un tipo (1) de control PWM.

La figura 48 es una ilustración de la relación entre la temperatura y viscosidad del líquido.

La figura 49 es una ilustración de la relación entre la cantidad de inyección y la tensión superficial del líquido.

La figura 50 es una vista en sección de la parte principal para mostrar el tipo (2) de un control PWM.

La figura 51 es una vista en sección de la parte principal para ilustrar el tipo (3) de un control PWM.

La figura 52 es una ilustración del tipo (3) del control PWM.

La figura 53 es una vista en sección de una parte principal de un cabezal ilustrativo del tipo (4) del control PWM.

La figura 54 es una vista en sección de una parte principal de otro cabezal para mostrar el tipo (4) de control PWM.

La figura 55 es una ilustración del tipo (4) del control PWM.

La figura 56 es una ilustración del resultado según el tipo (4) de control PWM.

La figura 57 es una vista en perspectiva de un dispositivo implementado para tipo (4) de control PWM.

La figura 58 es una vista en perspectiva con las piezas desmontadas de un cabezal de chorros de tinta.

La figura 59 es un diagrama de un cambio de la cantidad de inyección cuando se utiliza una modulación de impulso previo utilizando impulso doble en comparación con un cabezal convencional.

La figura 60 es un diagrama similar que muestra un cambio de la cantidad de inyección, cuando el período de reposo en el impulso doble es de modulación.

La figura 61 muestra esquemáticamente la forma de onda del doble impulso.

La figura 62 muestra un diagrama de bloques de una estructura para corrección de bits utilizando modulación de amplitud de impulsos para un impulso de precalentamiento.

La figura 63 es un diagrama de circuito de un detalle de un circuito de selección de precalentamiento y un circuito de activación según la figura 62.

Descripción de la realización preferente

En este sistema de inyección, la potencia de inyección y el rendimiento de la inyección se mejoran al controlar la dirección de propagación de la presión producida por la burbuja para inyección de líquido y la dirección de crecimiento de la burbuja.

La figura 1 es una vista esquemática en sección de un cabezal para la inyección de líquido según la trayectoria de flujo de líquido, y la figura 2 es una vista en perspectiva con sección parcial del cabezal de inyección de líquido.

El cabezal de inyección de líquido de este ejemplo comprende un elemento generador de calor (2) (resistencia de generación de calor de 40 \mum x 105 \mum en esta realización) como elemento generador de energía de inyección para suministrar energía térmica al líquido para inyectar el mismo, un elemento de sustrato (1) sobre el que se dispone dicho elemento generador de calor (2) y una trayectoria de flujo de líquido (10) formada por encima del elemento de sustrato de manera correspondiente al elemento generador de calor (2). La trayectoria (10) de flujo de líquido se encuentra en comunicación de fluido con una cámara de líquido común (13) para suministrar el líquido a una serie de dichas trayectorias de flujo de líquido (10) que se encuentran en comunicación de fluido con una serie de las salidas de inyección (18).

Por encima del elemento de sustrato en la trayectoria (10) de flujo de líquido, se ha dispuesto un elemento móvil o placa (31) en forma de voladizo realizado de un material elástico tal como un metal, dirigido hacia el elemento generador de calor (2). Un extremo del elemento móvil está fijado a una base (elemento de soporte) (34) o similar dispuesto por modelado de un material de resina fotosensible sobre la pared de la trayectoria de flujo de líquido (10) o elemento de sustrato. Mediante esta estructura, el elemento móvil está soportado, y se constituye un fulcro (parte de fulcro).

El elemento móvil (31) está dispuesto de manera tal que tiene un fulcro (parte de fulcro que es un extremo fijo) (33) en el lado de arriba con respecto al flujo general del líquido desde la cámara común de líquido (13) hacia la salida de inyección (18) a través del elemento móvil (31) provocado por la operación de inyección y que tiene un extremo libre (parte de extremo libre) (32) en el lado de más abajo del fulcro (33). El elemento móvil (31) está dirigido hacia el elemento generador de calor (2) con un intersticio de 15 \mum aproximadamente como si cubriera el elemento generador de calor (2). Una zona generadora de burbujas queda constituida entre el elemento generador de calor y el elemento móvil. El tipo, configuración o posición del elemento generador de calor o del elemento móvil no están limitados a los que se han descrito, sino que se pueden cambiar siempre que el crecimiento de la burbuja y la propagación de la presión se puedan controlar. Con el objetivo de comprender fácilmente el flujo de líquido que se describirá más adelante, la trayectoria de flujo de líquido (10) está dividida por el elemento móvil (31) en una primera trayectoria de flujo de líquido (14) que se encuentra directamente en comunicación con la salida de inyección (18) y una segunda trayectoria de flujo de líquido (16) que tiene la zona de generación de burbujas (11) y la abertura de suministro de líquido (12).

Al provocar generación de calor del elemento generador de calor (2), el calor es aplicado al líquido en la zona (11) de generación de burbujas entre el elemento móvil (31) y el elemento generador de calor (2), por cuya razón se genera una burbuja por el fenómeno de ebullición laminar que se da a conocer en la Patente U.S.A. No. 4.723.129. La burbuja y la presión provocada por la generación de la burbuja actúan principalmente sobre el elemento móvil, de manera que dicho elemento móvil (31) se mueve o se desplaza abriéndose ampliamente hacia el lado de la salida de inyección alrededor del fulcro (33), tal como se ha mostrado en la figura 1, (b) y (c) o en la figura 2. Por el desplazamiento del elemento móvil (31) o el estado después del desplazamiento, la propagación de la presión provocada por la generación de la burbuja y el propio crecimiento de la burbuja se dirigen hacia la salida de inyección.

Uno de los principios importantes de este ejemplo es que el elemento móvil dispuesto en dirección a la burbuja está desplazado desde la primera posición normal a la segunda posición desplazada en base a la presión de la generación de la burbuja o de la burbuja por sí misma, y el desplazamiento del elemento móvil (31) es efectivo para dirigir la presión reducida por la generación de la burbuja y/o el crecimiento de la misma hacia la salida de inyección (18) (lado descendente o lado inferior).

A continuación se realizará una descripción más detallada realizando una comparación entre la estructura de un paso para el flujo de líquido de tipo convencional que no utiliza elemento móvil (figura 3) y el presente ejemplo (figura 4). En este caso, la dirección de propagación de la presión hacia la salida de inyección se ha indicado por V_{A}, y la dirección de propagación de la presión hacia arriba se ha indicado por V_{B}.

En un cabezal convencional, tal como se ha mostrado en la figura 3, no hay ningún elemento estructural efectivo para regular la dirección de la propagación de la presión producida por la generación de la burbuja (40). Por lo tanto, la dirección de la propagación de presión de la burbuja es normal a la superficie de la misma, tal como se ha indicado por V1-V8, y por lo tanto, se dirige ampliamente en el paso. Entre estas direcciones, las de propagación de la presión desde la parte media de la burbuja más próxima a la salida de inyección (V1-V4) tienen las componentes de presión en la dirección V_{A} que es la más efectiva para la inyección de líquido. Esta parte es importante puesto que se puede atribuir directamente a la eficacia de la inyección, la presión de inyección de líquido y la velocidad de inyección. Además, la componente V1 es más próxima a la dirección de V_{A} que es la dirección de inyección y, por lo tanto, es más eficaz, y V4 tiene una componente relativamente pequeña en la dirección V_{A}.

Por otra parte, en el caso del presente ejemplo mostrado en la figura 4, el elemento móvil (31) es efectivo para dirigir hacia la parte descendente (lado de salida de inyección), las direcciones de propagación de presión V1-V4 de la burbuja que de otro modo están dirigidas hacia varias direcciones. De este modo, las propagaciones de presión de la burbuja (40) están concentradas, de manera que la presión de la burbuja (40) puede contribuir de manera directa y eficaz a la inyección.

La dirección de crecimiento de la burbuja en sí misma está dirigida hacia abajo, es decir, de forma descendente, similar a las direcciones de propagación de presión V1-V4, y crece en mayor medida en el lado de más abajo que en el lado de arriba. Por lo tanto, la dirección de crecimiento en sí misma de la burbuja es controlada por el elemento móvil, y la dirección de propagación de presión desde la burbuja es controlada de este modo, de manera que la eficacia de inyección, la fuerza de inyección y la velocidad de inyección o similares se mejoran de manera fundamental.

Haciendo referencia nuevamente a la figura 1, se describirá en detalle la operación de inyección del cabezal de inyección de líquido de este ejemplo.

La figura 1, (a) muestra la situación antes de la aplicación de energía, tal como energía eléctrica, al elemento generador de calor (2), y por lo tanto, no se ha generado todavía calor. Se puede observar que el elemento móvil (31) está dispuesto de manera tal que está enfrentado como mínimo a la parte de más abajo de la burbuja generada por la producción de calor por parte del elemento generador de calor. En otras palabras, a efectos de que la parte de más abajo de la burbuja actúe sobre el elemento móvil, la estructura de paso del flujo de líquido es tal que el elemento móvil (31) se extiende como mínimo a la posición de más abajo (más abajo de una línea que pasa por el centro (3) del área de elemento generador de calor y perpendicular a la longitud de la trayectoria de flujo) del centro (3) del área del elemento generador de calor.

La figura 1, (b) muestra la situación en la que la generación de calor del elemento generador de calor (2) tiene lugar por la aplicación de la energía eléctrica al elemento generador de calor (2), y una parte del líquido que se llena en la zona (11) de generación de la burbuja es calentada por el calor producido de este modo, de manera que se genera una burbuja con intermedio del fenómeno de ebullición laminar.

En este momento, el elemento móvil (31) es desplazado desde la posición primera a la posición segunda por la presión producida por la generación de la burbuja (40) a efectos de guiar la propagación de la presión hacia la salida de inyección. Se debe observar que, tal como se ha descrito anteriormente, el extremo libre (32) del elemento móvil (31) está dispuesto en el lado descendente (lado de la salida de inyección), y el fulcro (33) está dispuesto en el lado de más arriba o ascendente (lado de la cámara común de líquido), de manera que como mínimo una parte del elemento móvil está dirigido a la parte de abajo de la burbuja, es decir, la parte de abajo del elemento generador de calor.

La figura 1, (c) muestra una situación en la que la burbuja (40) se ha desarrollado adicionalmente. Por la presión que resulta de la generación de la burbuja (40), el elemento móvil (31) se desplaza adicionalmente. La burbuja generada crece más en la parte de abajo que en la parte de arriba, y se expansiona notablemente más allá de una primera posición (posición de líneas de trazos) del elemento móvil. De este modo se comprende que, de acuerdo con el crecimiento de la burbuja (40), el elemento móvil (31) se desplaza gradualmente, por cuya razón la dirección de propagación de la presión de la burbuja (40), la dirección en la que el movimiento volumétrico es fácil, es decir, la dirección de crecimiento de la burbuja, están dirigidas uniformemente hacia la salida de inyección, de manera que se incrementa la eficacia de la inyección. Cuando el elemento móvil guía la burbuja, y la presión de generación de burbuja hacia la salida de inyección, difícilmente obstruye la propagación y crecimiento, y puede controlar eficazmente la dirección de propagación de la presión y la dirección de crecimiento de la burbuja de acuerdo con el grado de la presión.

La figura 1, (c) muestra la situación en que la burbuja (40) se ha desarrollado adicionalmente por la presión que resulta de la generación de la burbuja (40), siendo desplazado adicionalmente el elemento móvil (31). La burbuja generada crece más en la parte de abajo que en la de arriba, y se expansiona notablemente más allá de una primera posición (posición en línea de trazos) del elemento móvil. Por esta razón, se comprende que, de acuerdo con el crecimiento de la burbuja (40), el elemento móvil (31) se desplace gradualmente, por cuya razón la dirección de propagación de la burbuja (40), la dirección en la que es fácil el movimiento volumétrico, es decir, la dirección de crecimiento de la burbuja, se dirigen uniformemente hacia la salida de inyección, de manera que se incrementa el rendimiento o eficacia de la inyección. Cuando el elemento móvil guía la burbuja y la presión de generación de burbuja hacia la salida de inyección, difícilmente obstruye la propagación y crecimiento, y puede controlar de manera eficaz la dirección de propagación de la presión y la dirección de crecimiento de la burbuja de acuerdo con el grado de la presión.

La figura 1, (d) muestra una burbuja (40) que se contrae y se extingue por la disminución de la presión interna de la burbuja después del fenómeno de ebullición laminar.

El elemento móvil (31) que se ha desplazado a la segunda posición vuelve a la posición inicial (primera posición) de la figura 2, (a) por la fuerza de recuperación proporcionada por las características de resorte del elemento móvil en sí mismo y la presión negativa debido a la contracción de la burbuja. Después del aplastamiento o colapso de la burbuja, el líquido vuelve desde el lado que corresponde a la cámara común de líquido tal como se ha indicado por V_{D1} y V_{D2} y desde el lado que corresponde a la salida de inyección tal como se ha indicado por V_{C}, a efectos de compensar la reducción del volumen de la burbuja en la zona (11) y compensar el volumen del líquido inyectado.

En lo anterior, la descripción ha sido realizada en cuanto al funcionamiento del elemento móvil (31) con la generación de la burbuja y la operación de inyección del líquido. A continuación, se realizará la descripción en cuanto al relleno de líquido en el cabezal de inyección de líquido.

Haciendo referencia a la figura 1, se describirá el mecanismo de suministro del líquido.

Cuando la burbuja (40) entra en el proceso de aplastamiento o colapso de la burbuja después de su máximo volumen (figura (c)), un volumen de líquido suficiente para compensar el volumen del aplastamiento de la burbuja pasa hacia adentro de la zona de generación de la burbuja desde el lado (18) de la salida de inyección de la primera trayectoria de flujo de líquido (14) y desde el lado (13) de la cámara de líquido común de la segunda trayectoria (16) de flujo de líquido. En el caso de una estructura convencional para el paso del flujo de líquido que no tiene el elemento móvil (31), la cantidad de líquido procedente del lado de salida de la inyección hacia la posición de aplastamiento o colapso de la burbuja y la cantidad de líquido desde la cámara de líquido común corresponden a las resistencias al flujo de la parte de salida de inyección más próxima que la zona de generación de la burbuja y la parte más próxima a la cámara de líquido común (resistencias de la trayectoria de flujo e inercia del líquido).

Por lo tanto, la resistencia al flujo en el lado de la abertura de suministro es menor que en el otro lado, una cantidad grande de líquido fluye hacia adentro de la posición de aplastamiento o colapso de la burbuja desde el lado de salida de inyección con el resultado de que la retracción del menisco es grande. Con la reducción de la resistencia al flujo en la salida de inyección con el objetivo de incrementar la eficacia de la inyección, la retracción del menisco (M) después del colapso de la burbuja con un resultado de un período de llenado más largo, haciendo difícil por esta razón la impresión a elevada velocidad.

De acuerdo con este ejemplo, a causa de la disposición de un elemento móvil (31), la retracción del menisco se interrumpe en un momento en el que el elemento móvil vuelve a la posición inicial después del aplastamiento de la burbuja, y después de ello, el suminstro del líquido para llenar el volumen W2 es conseguido por el flujo V_{D2} a través de la segunda trayectoria de flujo (16) (W1 es un volumen del lado superior del volumen de la burbuja W más allá de la primera posición del elemento móvil (31), y W2 es un volumen de su lado en la zona (11) de generación de la burbuja). En la técnica anterior, la mitad del volumen W de la burbuja es el volumen de retracción del menisco, pero de acuerdo con la presente realización, solamente la mitad aproximadamente (W1) es el volumen de retracción del menisco.

Además, el suministro de líquido para el volumen W2 es obligado principalmente desde la parte superior (V_{D2}) de la segunda trayectoria de flujo de líquido a lo largo de la superficie del elemento generador de calor del elemento móvil (31) utilizando la presión cuando tiene lugar el colapso de la burbuja y, por lo tanto, se consigue una acción de nuevo llenado más rápida.

Cuando se lleva a cabo en un cabezal convencional la acción de nuevo llenado utilizando la presión en el momento de colapso de la burbuja, la vibración del menisco se expansiona con el resultado de deterioro de la calidad de la imagen. No obstante, de acuerdo con el presente ejemplo, el flujo de líquido en la primera trayectoria de flujo de líquido (14) en el lado de salida de inyección y el lado de salida de inyección de la zona (11) de generación de la burbuja se suprimen, de manera que se reduce la vibración del menisco.

Por esta razón, de acuerdo con este ejemplo, se consigue una elevada velocidad de relleno por el relleno de la zona de generación de la burbuja con intermedio del paso de suministro de líquido (12) de la segunda trayectoria de flujo (16) y por la supresión de la retracción del menisco y vibración. Por lo tanto, se consigue la estabilización de inyección y alta velocidad de inyecciones repetidas, y cuando se utilizan en el sector de la impresión se pueden conseguir mejoras en la calidad de la imagen y en la velocidad de impresión.

El ejemplo proporciona la siguiente función efectiva. Se refiere a la supresión de la propagación de la presión al lado superior (onda de retroceso) producida por la generación de la burbuja. La presión debido al lado de la cámara (13) común de líquido (parte de más arriba) de la burbuja generada en el elemento generador de calor (2) resulta principalmente en una fuerza que empuja el líquido nuevamente hacia el lado de más arriba (onda en retroceso). La onda en retroceso deteriora el nuevo llenado de líquido en la trayectoria de flujo de líquido por la presión del lado de más arriba, el movimiento resultante del líquido y la fuerza de inercia resultante. En este ejemplo, estas acciones hacia el lado de más arriba son suprimidas por el elemento móvil (31), de manera que se mejora adicionalmente el rendimiento del rellenado.

Se realizará la descripción de otra característica adicional y del efecto ventajoso conseguido.

La segunda trayectoria (16) de flujo de líquido de este ejemplo tiene un paso (12) para el suministro de líquido que tiene una pared interna sustancialmente enrasada con el elemento generador de calor (2) (la superficie del elemento generador de calor no está sensiblemente escalonada) en el lado de más arriba del elemento de generación de calor (2). Con esta estructura, el suministro del líquido a la superficie del elemento generador de calor (2) y la zona (11) de generación de la burbuja tiene lugar a lo largo de la superficie del elemento móvil (31) en una posición más próxima a la zona (11) de generación de burbujas, tal como se ha indicado por V_{D2}. De acuerdo con ello, el estancamiento del líquido sobre la superficie del elemento generador de calor (2) se suprime, de manera que se suprime la precipitación del gas disuelto en el líquido, y las burbujas residuales que no han desaparecido se eliminan sin dificultad, y además la acumulación de calor en un líquido no es excesiva. Por lo tanto, se puede repetir a elevada velocidad la generación estabilizada de burbujas. En este ejemplo, el paso (12) para el suministro de líquido tiene una pared interna sustancialmente plana, pero esto no es limitativo, y el paso para el suministro de líquido es satisfactorio si tiene una pared interna con una configuración que se extiende suavemente desde la superficie del elemento generador de calor, de manera que tiene lugar el estancamiento del líquido sobre el elemento generador de calor, y no se provocan significativamente flujos turbulentos en el suministro del líquido.

El suministro del líquido hacia adentro de la zona de generación de las burbujas puede tener lugar por intermedio de un intersticio en una parte lateral del elemento móvil (ranura -35-) tal como se ha indicado por V_{D1}. A efectos de dirigir la presión sobre la generación de burbujas de manera más efectiva a la salida de inyección, se puede utilizar un elemento móvil grande que cubre la totalidad de la zona de generación de burbujas (cubriendo la superficie del elemento generador de calor), tal como se ha mostrado en la figura 1. Entonces, la resistencia al flujo para el líquido situado entre la zona (11) de generación de burbujas y la zona de la primera trayectoria (14) de flujo de líquido próxima a la salida de inyección se incrementa por el restablecimiento del elemento móvil a la primera posición, de manera que el flujo del líquido a la zona (11) de generación de burbujas a lo largo de V_{D1} se puede suprimir. No obstante, de acuerdo con la estructura del cabezal de este ejemplo, existe un flujo eficaz para suministrar el líquido a la zona de generación de burbujas, el comportamiento de suministro del líquido se incrementa notablemente, y por lo tanto, aunque el elemento móvil (31) cubre la zona (11) de generación de burbujas para mejorar la eficacia de la inyección, el comportamiento de suministro del líquido no se deteriora.

La relación de posición entre el extremo libre (32) y el fulcro (33) del elemento móvil (31) es tal que el extremo libre se encuentra en la posición de más abajo del fulcro tal como se ha mostrado, por ejemplo, en la figura 5. Con esta estructura, la función y efecto de guiado de la dirección propagación de presión y la dirección de crecimiento de la burbuja hacia el lado de salida de inyección o similar se pueden asegurar de manera eficaz en la generación de la burbuja. Adicionalmente, la relación de posición es eficaz para conseguir no solamente la función o efecto referente a la inyección pero también a la reducción de la resistencia al flujo por la trayectoria de flujo de líquido (10) cuando tiene lugar un suministro de líquido, permitiendo de esta manera un relleno a alta velocidad. Cuando el menisco (M) retraído por la inyección que se ha mostrado en la figura 5, vuelve a la salida de inyección (18) por fuerza capilar o cuando el suministro de líquido es llevado a cabo para compensar el aplastamiento de la burbuja, las posiciones del extremo libre y del fulcro (33) son tales que los flujos (S_{1}), (S_{2}) y (S_{3}) por la trayectoria de flujo de líquido (10) que comprenden la primera trayectoria de flujo de líquido (14) y la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) no quedan dificultados.

Más particularmente, en este ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente, el extremo libre (32) del elemento móvil (3) está dirigido a una posición situada más abajo del centro (3) del área que divide el elemento generador de calor (2) en una zona de más arriba y una zona de más abajo (pasando la línea por el centro (parte central) del área del elemento generador de calor y perpendicular a una dirección de la longitud de la trayectoria de flujo de líquido). El elemento móvil (31) recibe la presión y la burbuja que contribuye en notable medida a la inyección del líquido en la parte de más abajo de la posición (3) del área central del elemento generador de calor, y guía la fuerza al lado de salida de inyección, mejorando por lo tanto fundamentalmente la eficacia de la inyección o la fuerza de la inyección.

Otros efectos ventajosos se consiguen utilizando el lado de más arriba de la burbuja, tal como se ha descrito anteriormente.

Además, se considera que, en la estructura de este ejemplo, el movimiento mecánico instantáneo del extremo libre del elemento móvil (31) contribuye a la inyección del líquido.

La figura 6 muestra un segundo ejemplo de un cabezal de inyección de líquido. La figura 6A muestra un elemento móvil desplazado, si bien no se ha mostrado la burbuja, y (B) muestra el elemento móvil en la posición inicial (primera posición) en la que la zona (11) de generación de la burbuja se encuentra sustancialmente cerrada de forma estanca con respecto a la salida de inyección (18). Si bien no se ha mostrado, existe una pared de paso de flujo entre (A) y (B) para separar las trayectorias del flujo.

Se dispone una base (34) a cada lado, y entre ambos se constituye un paso (12) para el suministro de líquido. Con esta estructura, el líquido puede ser suministrado a lo largo de una superficie del elemento móvil dirigida al lado del elemento generador de calor desde el paso de suministro de líquido, poseyendo una superficie sustancialmente en rasada con la superficie del elemento generador de calor o continua de manera suave con aquélla.

Cuando el elemento móvil (31) se encuentra en posición inicial (primera posición), el elemento móvil (31) está próximo o en contacto íntimo con una pared de más abajo (36) dispuesta más abajo del elemento generador de calor (2) y de las paredes laterales (37) del elemento generador de calor dispuestas en los lados del elemento generador de calor, de manera que la salida de inyección (18) de la zona (11) de generación de burbujas se encuentra sustancialmente cerrada de forma estanca. De este modo, la presión producida por la burbuja en el momento de generación de burbujas y especialmente la presión en un lugar situado más abajo de la burbuja, se pueden concentrar en el lado correspondiente al extremo libre del elemento móvil, sin liberar la presión.

En el proceso de aplastamiento de una burbuja, el elemento móvil (31) vuelve a la primera posición, y el lado de salida de inyección de la zona (31) de generación de una burbuja queda sustancialmente estanqueizada, y por lo tanto, se suprime la retracción del menisco y se lleva a cabo el suministro de líquido al elemento generador de calor, con las ventajas que se han descrito anteriormente. En lo que respecta al relleno, se pueden conseguir las mismas ventajas que las indicadas en el ejemplo anterior.

En este ejemplo, la base (34) para soportar y fijar el elemento móvil (31) está dispuesta en una posición de más arriba alejada del elemento generador de calor (2), tal como se ha mostrado en la figura 2 y en la figura 6, y la base (34) tiene una anchura más reducida que la trayectoria de flujo de líquido (10) para suministrar el líquido al paso de suministro de líquido (12). La configuración de la base o fundación (34) no está limitada a esta estructura, sino que puede ser cualquiera si se consigue el relleno suave.

En este ejemplo, el intersticio o juego entre el elemento móvil (31) y el elemento generador de calor (2) es de 15 \mum aproximadamente, pero puede ser distinto si la presión producida por la burbuja se transmite suficientemente al elemento móvil.

La figura 7 muestra una relación de posición entre la zona de generación de burbujas, la burbuja y el elemento móvil en una trayectoria de flujo de líquido para describir adicionalmente el método de inyección de líquido y el método de relleno de este ejemplo.

En el ejemplo anteriormente descrito, la presión por la burbuja generada se concentra sobre el extremo libre del elemento móvil para conseguir el movimiento rápido del elemento móvil y la concentración del movimiento de la burbuja al lado de salida de la inyección. La burbuja se encuentra relativamente libre, mientras que en la parte de más abajo de la burbuja que se encuentra en el lado de la salida de inyección que contribuye directamente a la inyección de la gotita, está regulada por el extremo libre del elemento móvil.

Más particularmente, la parte saliente (parte rayada) que funciona como barrera dispuesta sobre el sustrato (1) del elemento generador de calor de la figura 2 no se ha dispuesto en este ejemplo. La zona del extremo libre y las zonas extremas laterales opuestas del elemento móvil no cierran sustancialmente de forma estanca la zona de generación de burbujas con respecto a la zona de salida de inyección, sino que abre la zona de generación de burbujas a la zona de salida de inyección.

En este ejemplo, el crecimiento de la burbuja es posible en la parte extrema que conduce hacia abajo de las partes de más abajo que tienen una función directa para la inyección de las gotitas de líquido y, por lo tanto, el componente de presión se utiliza de manera efectiva para la inyección. Adicionalmente, la presión hacia arriba en esta zona de más abajo (fuerzas componentes V_{B2}, V_{B3} y V_{B4}) actúa de manera tal que la parte del extremo libre del elemento móvil se añade al crecimiento de la burbuja en la parte extrema delantera. Por lo tanto, la eficacia de la inyección se mejora de manera similar a los ejemplos antes mencionados. En comparación, este ejemplo es mejor en la capacidad de respuesta a la activación del elemento generador de calor.

La estructura de este ejemplo es simple y, por lo tanto, la fabricación es fácil.

La parte del fulcro del elemento móvil (31) de este ejemplo está fijada en una base (34) que tiene una anchura más reducida que la de la superficie del elemento móvil. Por lo tanto, el suministro de líquido a la zona (11) de generación de burbujas, cuanto tiene lugar un aplastamiento de la burbuja, tiene lugar a lo largo de ambos lados de la base (indicado mediante una flecha). La base puede tener una forma distinta si se asegura el comportamiento del suministro del líquido.

En el caso de este ejemplo, la existencia del elemento móvil es eficaz para controlar el flujo hacia adentro de la zona de generación de burbujas desde la parte superior, cuando tiene lugar el aplastamiento de la burbuja, siendo mejor el relleno para el suministro de líquido que tiene una estructura convencional generadora de burbujas que tiene solamente el elemento generador de calor. La retracción del menisco disminuye también de manera correspondiente.

En una modificación preferente, ambas partes laterales (o solamente una de dichas partes laterales) se encuentran sustancialmente estanquerizadas para la zona (11) de generación de burbujas. Con esta estructura, la presión hacia la parte lateral del elemento móvil está dirigida también a la parte extrema del lado de salida de inyección, de manera que se mejora adicionalmente el comportamiento de la inyección.

En el ejemplo siguiente, la fuerza de inyección para el líquido por desplazamiento mecánico se mejora adicionalmente. La figura 8 es una vista en sección transversal de este cuarto ejemplo. En la figura 8, el elemento móvil está extendido de manera tal que la posición del extremo libre del elemento móvil (31) está dispuesta más abajo del elemento generador de calor. De esta manera, la velocidad de desplazamiento del elemento móvil en la posición del extremo libre se incrementa adicionalmente, de manera que la generación de la presión de inyección por el desplazamiento del elemento móvil se mejora adicionalmente.

Además, el extremo libre se encuentra más próximo al lado de salida de la inyección que en el ejemplo anterior y, por lo tanto, el crecimiento de la burbuja se puede concentrar hacia la dirección estabilizada, asegurando de esta manera una mejor inyección.

Como respuesta a la velocidad de crecimiento de la burbuja en la parte central de la presión de la burbuja, el elemento móvil (31) se deslaza a una velocidad de desplazamiento R1 y el extremo libre (32), que se encuentra en una posición más alejada que la correspondiente a la del fulcro (33), se desplaza a una velocidad mayor R2. De este modo, el extremo libre (32) actúa mecánicamente sobre el líquido a una velocidad mayor para incrementar el rendimiento de la inyección.

La configuración de extremo libre es tal que, igual que en la figura 7, el borde es vertical con respecto al flujo de líquido por cuya razón la presión de la burbuja y la función mecánica del elemento móvil contribuyen de manera más eficaz a la inyección.

La figura 9, (a), (b) y (c) muestran un quinto ejemplo del cabezal de inyección.

A diferencia del ejemplo anterior, la región en comunicación directa con la salida de inyección no se encuentra en comunicación con el lado de la cámara de líquido, por cuya razón la estructura es más simple.

El líquido es suministrado solamente desde el paso de suministro de líquido (12) a lo largo de la superficie del lado de la región de generación de burbujas del elemento móvil (31). El extremo libre (32) del elemento móvil (31), la relación de posición del fulcro (33) con respecto a la salida de inyección (18) y la estructura de dirigirse al elemento generador de calor (2) son similares al ejemplo anteriormente descrito.

De acuerdo con este ejemplo, los efectos ventajosos del comportamiento de la inyección, el rendimiento de suministro de líquido y otros tal como se han descrito anteriormente, se pueden conseguir. Particularmente, la retracción del menisco se suprime y se efectúa el relleno forzado de manera sustancialmente completa utilizando la presión en el momento del aplastamiento de la burbuja.

La figura 9, (a) muestra la situación en la que la generación de la burbuja es provocada por el elemento generador de calor (2) y la figura 9, (b) muestra la situación en la que la burbuja se contrae. En este momento, tiene lugar el retorno del elemento móvil (31) a la posición inicial y el suministro de líquido por (S_{3}).

En la figura 9, (c) la pequeña retracción (M) del menisco en el retorno a la posición inicial del elemento móvil es compensada por el relleno por fuerza capilar en las proximidades de la salida de inyección (18).

A continuación se efectuará la descripción de otro ejemplo del cabezal de inyección de líquido.

El principio de inyección para el líquido de este ejemplo es el mismo que en el ejemplo anterior. La trayectoria de flujo de líquido tiene una estructura de pasos múltiples, y el líquido (líquido generador de burbujas) para la generación de burbujas por acción del calor y el líquido inyectado de modo principal (líquido de inyección) están separados.

La figura 10 es una vista esquemática en sección en dirección a lo largo de la trayectoria de flujo del cabezal de inyección de líquido de este ejemplo.

En el cabezal de inyección de líquido de este ejemplo, una segunda trayectoria de flujo de líquido (16) para la generación de burbujas queda dispuesta sobre el elemento de sustrato (1) que está dotado de un elemento generador de calor (2) para suministrar energía térmica para generar las burbujas del líquido, y una primera trayectoria de flujo de líquido (14) para la inyección de líquido en comunicación directa con la salida de inyección (18) que se forma por encima.

El lado de más arriba de la primera trayectoria de flujo de líquido se encuentra en comunicación de fluido con una primera cámara de líquido común (15) para suministrar el líquido de inyección a una serie de primeras trayectorias de flujo de líquido, y el lado de más arriba de la segunda trayectoria de flujo de líquido se encuentra en comunicación del fluido con la segunda cámara común de líquido para suministrar el líquido de generación de las burbujas a una serie de segundas trayectorias de flujo de líquido.

En el caso en el que el líquido de generación de las burbujas y el líquido de inyección son el mismo, el número de cámaras de líquido común puede ser de uno.

Entre la primera y segunda trayectorias de líquido existe una pared de separación (30) de un material elástico tal como un metal, de manera que la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo se encuentran separadas. En el caso en el que la mezcla del líquido de generación de burbujas y del líquido de inyección deba ser mínima, la primera trayectoria de flujo de líquido (14) y la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) se encuentran preferentemente aisladas por la pared separadora. No obstante, cuando la mezcla es permisible en cierta medida, no es inevitable el aislamiento completo.

Una parte de la pared de separación en el espacio saliente hacia arriba del elemento generador de calor (región de generación de presión de inyección que incluye -A- y -B- (región de generación de burbujas -11-) en la figura 10), se encuentra en forma de un elemento móvil en voladizo (31), formado por ranuras (35) que tienen fulcro (33) en el lado de la cámara de líquido común (-15-, -17-) y extremo libre en el lado de salida de inyección (más abajo con respecto al flujo general del líquido). El elemento móvil (31) está dirigido hacia la superficie, y por lo tanto, funciona abriéndose hacia el lado de salida de inyección de la primera trayectoria de flujo de líquido en la generación de la burbuja del líquido de generación de burbujas (dirección de la flecha en la figura). Asimismo, en el ejemplo de la figura 11, se ha dispuesto una pared separadora (30), con un espacio para constituir una segunda trayectoria de flujo de líquido, por encima de un elemento de substrato (1) dispuesto con una resistencia generadora de calor como elemento generador de calor (2) y electrodos de cableado (5) para aplicar una señal eléctrica a la resistencia generadora de calor.

En cuanto a la relación de posición entre el fulcro (33) y el extremo libre (32) del elemento móvil (31) y el elemento generador de calor, éstos son los mismos que en el ejemplo anterior.

En el ejemplo anterior, se ha realizado la descripción de la relación entre las estructuras del paso de suministro de líquido (12) y elemento generador de calor (2). La relación entre la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) y el elemento generador de calor (2) es la misma que en este ejemplo.

Haciendo referencia a la figura 12, se describirá el funcionamiento del cabezal de inyección de líquido de este ejemplo.

El líquido de inyección utilizado en la primera trayectoria de flujo de líquido (14) y el líquido utilizado para la generación de burbujas en la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) son las mismas tintas con base de agua.

Por el calor generado por el elemento generador de calor (2), el líquido generador de burbujas en la zona de generación de burbujas de la segunda trayectoria de flujo de líquido genera una burbuja (40) por el fenómeno de ebullición de líquido tal como se ha descrito anteriormente.

En este ejemplo, la presión de generación de burbujas no es liberada en las tres direcciones excepto por el lado de más arriba de la zona de generación de burbujas, de manera que la presión producida por la generación de la burbuja se propaga de manera concentrada en el lado del elemento móvil (6) en la zona de generación de presión de inyección, por lo cual el elemento móvil (6) es desplazado desde la posición indicada en la figura 12, (a) hacia la primera trayectoria del flujo de líquido tal como se ha indicado en la figura 12, (b) con el crecimiento de la burbuja. Mediante el funcionamiento del elemento móvil, la primera trayectoria del flujo de líquido (14) y la segunda trayectoria del flujo de líquido (16) se encuentran en amplia comunicación de fluido entre sí, y la presión producida por la generación de la burbuja es propagada principalmente hacia la salida de inyección en la primera trayectoria de flujo de líquido (dirección -A-). Por la propagación de la presión y el desplazamiento mecánico del elemento móvil, el líquido es inyectado haciéndolo pasar por la abertura de inyección.

A continuación, con la contracción de la burbuja, el elemento móvil (31) vuelve a la posición indicada en la figura 12, (a) y, de manera correspondiente, se suministra una cantidad correspondiente de líquido al líquido de inyección desde la parte de más arriba en la primera trayectoria de flujo de líquido (14). En este ejemplo, la dirección de suministro de líquido tiene la misma dirección que el cierre del elemento móvil igual que en los ejemplos anteriores, no quedando dificultado el relleno del líquido por el elemento móvil.

Las funciones y efectos principales en lo que respecta a la propagación de la presión de generación de la burbuja con el desplazamiento de la pared móvil, la dirección de crecimiento de la burbuja, la prevención de la onda de retroceso y otros, son iguales en este ejemplo que en la primera realización, pero la estructura de dos trayectorias de flujo es ventajosa en los puntos que se indicarán.

El líquido de inyección y el líquido de generación de burbujas se pueden separar, y el líquido de inyección es inyectado por la presión producida en el líquido de generación de burbujas. De acuerdo con ello, se puede inyectar un líquido de alta viscosidad tal como polietilén glicol o similar con el que la generación de burbujas, y por lo tanto, la fuerza de inyección, no es suficiente por la aplicación del calor, y que no se inyecta de manera satisfactoria. Por ejemplo, este líquido es suministrado a la primera trayectoria de flujo de líquido, y el líquido con el que se efectúa satisfactoriamente la generación de burbujas es suministrado a la segunda trayectoria como líquido de generación de burbujas. Un ejemplo de líquido de generación de burbujas es un líquido mixto (1 - 2 cP aproximadamente) del anol y agua (4:6). Al proceder de esta manera, se puede inyectar de manera apropiada el líquido de inyección.

Además, seleccionando como líquido de generación de burbujas un líquido con el que el depósito, tal como el conocido como "coquización" ("kogation") no permanece sobre la superficie del elemento generador de calor incluso en el momento de la aplicación térmica, estabilizándose la generación de burbujas asegurando una inyección satisfactoria. Los efectos anteriormente descritos en los ejemplos anteriores se consiguen también en este ejemplo, pudiéndose inyectar el líquido altamente viscoso o similar con una elevada eficacia de inyección y elevada presión de inyección.

Además, se puede inyectar un líquido poco duradero frente a la acción del calor. En este caso, dicho líquido es suministrado en la primera trayectoria de flujo de líquido como líquido de inyección, y el líquido que no se altera fácilmente en sus características por la acción del calor y con el que es satisfactoria la generación de burbujas, es suministrado en la segunda trayectoria de flujo de líquido. Al proceder de este modo, el líquido puede ser inyectado sin averías térmicas y con elevada eficacia de inyección y elevada presión de inyección.

En lo anterior, se ha realizado una descripción de las partes principales de los cabezales de inyección de líquido que se pueden utilizar en un aparato de inyección de líquido, de acuerdo con la presente invención.

Otros detalles de los ejemplos anteriores se describirán a continuación. La descripción es aplicable tanto al tipo de trayectoria de flujo única como al tipo de trayectoria de flujo doble sin indicaciones específicas.

La figura 33 muestra los impulsos divididos que se utilizan en este ejemplo.

En la figura 33, V_{OP} es el voltaje de activación; P_{1} es la amplitud de impulso de un primer impulso (impulso de precalentamiento) de impulsos de calentamiento divididos (impulsos de activación); P_{2} es la amplitud de impulso de un intervalo de tiempo; P_{3} es un segundo impulso (impulso principal de calentamiento). T_{1}, T_{2} y T_{3} son períodos de tiempo para determinar las amplitudes P_{1}, P_{2} y P_{3}. El voltaje de activación V_{OP} es uno de los niveles de energía eléctrica necesaria para generar una burbuja (40) en la tinta por el elemento generador de calor (2) como transductor electrotérmico al que se suministra el voltaje, y se determina en base al área, resistencia, estructura laminar del elemento generador de calor (2) y/o la estructura de paso de líquido del cabezal de impresión. En el método de la modulación de la amplitud de impulsos divididos, se aplican impulsos secuenciales con amplitudes P_{1}, P_{2} y P_{3}. El impulso de precalentamiento controla principalmente la temperatura de la tinta en paso del líquido, y se utiliza para el control de la cantidad de inyección en esta realización. Esta amplitud de impulso P_{1} del impulso de precalentamiento es tal que no tiene lugar generación de burbuja en la tinta como líquido de inyección por la acción de la energía térmica generada por el elemento generador de calor (2) con aplicación del mismo.

El intervalo de tiempo P_{2} se prevé para evitar la interferencia entre el impulso de precalentamiento y el impulso principal de calentamiento y para uniformizar la distribución de temperatura de la tinta en el paso de la tinta líquida. El impulso principal de calentamiento genera una burbuja en la tinta en el paso de líquido para inyectar la tinta a través de la abertura de inyección (18), y la anchura P_{3} se determina en base al área, resistencia y/o estructura laminar del elemento generador de calor (2), y/o la estructura de paso de la tinta líquida del cabezal de impresión.

La figura 34 es un diagrama que muestra la dependencia de la cantidad de inyección de la tinta con respecto al impulso de precalentamiento, en el que V_{0} es la cantidad de inyección con P_{1} = 0 (\museg), y su valor se determina de acuerdo con la estructura del cabezal. En este ejemplo, V_{0} = 18,0 ng/punto.

Tal como se ha mostrado por la curva (a) de la figura 34, la cantidad de inyección V_{d} aumenta linealmente de acuerdo con el incremento de la amplitud de impulso P_{1} del impulso de precalentamiento desde la amplitud de impulso P_{1} a P_{ILMT}.

Dentro de esta gama en la que el cambio de la cantidad de inyección V_{d} con respecto al cambio de amplitud de impulso P_{1} muestra carácter lineal, es decir, dentro de la gama que llega a P_{ILMT}, la cantidad de inyección se puede controlar fácilmente al cambiar la amplitud de impulso P_{1}. En este ejemplo, mostrado por la curva (a), es el caso en el que P_{ILMT} = 1,87 (\mus), y la cantidad de inyección en este caso es V_{LMT} = 24,0 ng/punto. La amplitud de impulso P_{IMAX} cuando se satura la cantidad de inyección V_{d}, P_{IMAX} = 2,1 \mus, y la cantidad de inyección V_{MAX} = 25,5 ng/punto.

Cuando la amplitud de impulso P_{1} del impulso de precalentamiento es superior a P_{IMAX}, la cantidad de inyección V_{d} es menor que V_{MAX}. La razón de ello es porque cuando se aplica un impulso de precalentamiento con una amplitud de impulso dentro de los valores mencionados, tiene lugar la generación de burbujas finas en el elemento generador de calor (2) (estado inmediatamente anterior a la ebullición laminar), y antes del aplastamiento de las burbujas finas, el siguiente impulso principal de calentamiento es aplicado con el resultado de que las burbujas finas alteran la generación de burbujas del impulso principal de calentamiento, de manera que la cantidad inyectada se reduce. Esta gama de valores se llama zona de pregeneración de burbujas, en la que resulta difícil el control de la cantidad de inyección utilizando el impulso de precalentamiento.

Cuando la inclinación de la línea en los gráficos de inyección con respecto a amplitud de impulso en la gama P_{1} = 0 - P_{ILMT} (\mus) es un coeficiente que depende del impulso de precalentamiento, es decir:

K_{P} = \DeltaV_{dP}/\DeltaP_{1} ng/\museg.punto

Este coeficiente K_{P} es independiente de la temperatura, y se determina de acuerdo con la estructura del cabezal, condiciones de activación, características de la tinta y similares. Es decir, las curvas (b), (c), representan otro cabezal de impresión, y se comprenderá que es distinto si el cabezal de impresión es distinto. Por lo tanto, un cabezal de impresión distinto tiene un límite superior distinto P_{ILMT} del impulso de amplitud P_{1} del impulso de precalentamiento. Por lo tanto, tal como se describirá más adelante, el límite superior queda determinado para cada cabezal de impresión para realizar el control de la cantidad de inyección. En el cabezal de impresión y con tinta que tiene las características indicadas por la curva (a), K_{P} = 3,209 ng/\mu seg.punto.

Como otros factores que determinan la cantidad de inyección del cabezal de impresión por chorros de tinta, se puede indicar la temperatura del cabezal de impresión (temperatura de la tinta).

La figura 35 es un diagrama que indica la dependencia de temperatura de la cantidad de inyección. Tal como se comprenderá a partir de la curva (a) de la figura 35, la cantidad de inyección V_{d} aumenta linealmente de acuerdo con el incremento de la temperatura ambiente T_{R} (= temperatura del cabezal T_{H}) del cabezal de impresión. Cuando la inclinación de esta línea se define como coeficiente de dependencia de temperatura, tiene la siguiente expresión:

K_{T} = \DeltaV_{dT}/\DeltaT_{H} (ng/^{o}C.punto).

Este coeficiente K_{T} no depende de las condiciones de activación y se determina por la estructura del cabeza, características de la tinta y similares. En la figura 35, las curvas (b), (c) indican las características de los otros cabezales. En el cabezal de impresión de este ejemplo, K_{T} = 0,3 ng/ºC.punto.

Como resultado de lo anterior, por el control de PWM (modulación de amplitud de impulso) de la amplitud de impulso del impulso de precalentamiento, se controla de manera positiva la cantidad de inyección de la tinta, por lo cual la gradación de tono de la copia se puede incrementar, y la cantidad de inyección de la tinta se puede estabilizar.

Por ejemplo, el impulso de precalentamiento provoca que el elemento generador de calor (2) genere calor no suficiente para la inyección del líquido, y las condiciones operativas del elemento móvil (31) mejoran, estabilizando por lo tanto la cantidad de inyección y la velocidad de inyección del líquido. Más particularmente, el líquido en la zona (11) de generación de burbujas es precalentado por el impulso previo de manera que la viscosidad disminuye proporcionando condiciones en las que la eficacia de transmisión de la presión hacia el elemento móvil (31) es elevada. Por lo tanto, el elemento inicial del elemento móvil (31) al aplicar el impulso de calentamiento principal, se lleva a cabo de manera segura y eficaz, de manera que se mejora la fiabilidad del elemento móvil (31) con el resultado de mejora de las condiciones de inyección del líquido. Dado que la mejora de las condiciones de inyección para el líquido se efectúan solamente cuando tiene lugar la inyección del líquido, la situación de inyección deseada (cuando se imprimen imágenes por inyección de la tinta, el estado de inyección para asegurar la gradación de tonos de las imágenes) se puede conseguir de manera segura incluso cuando se efectúa inyección continua de líquido.

La amplitud de impulso del impulso de precalentamiento, se puede someter a control PWM en base a la temperatura detectada proporcionada por un detector de temperatura tal como un diodo montado sobre un cabezal. En este caso, es preferible que las temperaturas detectadas se evalúen de acuerdo con la diferencia de temperatura resultante por la relación de posición entre el sensor de temperatura y el elemento generador de calor (2) y de acuerdo con la salida de inyección (18) que es accionada. Al utilizar metal y un material de alta conductividad térmica como material del elemento móvil (31), se lleva a cabo de manera eficaz el precalentamiento del líquido de inyección. Además, el elemento móvil (31) puede absorber el calor procedente del líquido adyacente al elemento (2) de generación de calor, cuyo líquido ha sido calentado por el impulso de precalentamiento o debido a la inyección continua o similar del líquido. Como resultado de ello, el calor del líquido adyacente al elemento generador de calor (2) se puede hacer uniforme, de manera que la diferencia entre la temperatura del elemento generador de calor (2) y la temperatura detectada por el sensor de temperatura dispuesto en el cabezal, se puede hacer mínima, incrementado por lo tanto la exactitud del control PWM para el impulso de precalentamiento.

A continuación, se describirán ejemplos específicos de los impulsos de activación a aplicar al elemento generador de calor (2).

Utilizando la estructura de toberas mostrada en la figura 36(a), se seleccionan las longitudes de impulsos t1, t2, t3 de la manera siguiente, tal como se muestra en las figuras 36(a) y (b):

1 \museg \leq t1 \leq 1,4 \museg

1,5 \museg \leq t2 \leq 3 \museg

3 \museg < t3 \leq 8 \museg (preferentemente, 5 \museg \leq t3 \leq 8 \museg)

En estas condiciones, la cantidad inyectada se controla de manera apropiada de acuerdo con las configuraciones de los impulsos de activación, y se consigue el control de gradación de tono de niveles múltiples en la imagen impresa utilizando tinta.

Cuando los impulsos de precalentamiento se hacen ligeramente mayores de 1,5 \museg \leq t1 \leq 1,8 \museg, por lo cual la temperatura del líquido adyacente al elemento generador de calor (2) aumenta en cierta medida, se cumple el control de la cantidad inyectada en una gama menor aproximadamente a 10 ng del líquido. Cuando la tinta como líquido es inyectada sobre una hoja transparente o semi-transparente OHP para llevar a cabo la impresión sobre la misma, es deseable una elevada densidad de impresión en muchos casos, si bien la corrección de la variación de la cantidad de inyección es asimismo importante. Por lo tanto, cuando la impresión es llevada a cabo sobre la hoja OHP, el control PWM de acuerdo con la temperatura del cabezal de impresión no se lleva a cabo, y la amplitud P_{3} del impulso es fija. En este caso, la amplitud de impulso P_{1} se hace mayor en la medida posible a efectos de incrementar la cantidad inyectada, aumentando por lo tanto la densidad.

La figura 37 es un diagrama de bloques ilustrativo del control de activación para el cabezal para una hoja OHP, y la figura 38 es un diagrama de temporización para cada señal. El modelo de la forma de onda de la señal de activación para el cabezal se almacena de antemano en la memoria ROM (803). En primer lugar, se suministra una señal de reloj al contador (800C) del controlador del dispositivo de impresión en el momento de salida de la señal de activación para el cabezal. Para cada entrada de la señal de reloj, se incrementa la salida del contador en 1. De esta manera, el contenido de la ROM (803) es emitido con la dirección de la salida del contador y se utiliza como señal de activación del cabezal.

La señal de activación del cabezal es emitida dependiendo de la selección de la tabla de control de PWM que almacena la amplitud de impulso P_{1} para el impulso de precalentamiento para cada temperatura. Tal como se ha mostrado en la figura 38, se emite la señal de activación del cabezal que tiene el cabezal de acuerdo con la tabla seleccionada. Se determina cuál es la tabla de señales de activación del cabezal seleccionada por la señal de selección de la tabla de control PWM suministrada a la ROM (803). Cuando la señal de selección de la hoja OHP adopta el nivel (H), todas las señales de entrada para la señal de selección de tabla PWM hacia la ROM (803) toman nivel (H) por la función de la puerta Or (800A) y por lo tanto la tabla AN + \alpha - 1 es seleccionada con independencia de la señal de selección de la tabla PWM, de manera que la amplitud de impulso P_{1} del impulso de precalentamiento mostrado en la parte superior de la figura 38 se fija en el máximo. Más particularmente, P_{3}= 4,114 \museg cuando P_{1}= 2,618 \museg.

La figura 38 muestra la señal de activación del cabezal cuando la señal ON de impresión es (H) cuando se lleva a cabo la impresión. Cuando la señal ON de impresión es (L) (sin impresión), el impulso P_{3}de la señal de activación del cabezal que se ha mostrado en la figura 38 adopta nivel (L).

En este ejemplo, el incremento de magnitud de inyección se realiza solamente en el estado de amplitud de impulso fijo P_{1} del impulso de precalentamiento en el valor máximo. La magnitud de inyección se puede incrementar adicionalmente elevando la temperatura objetivo para el cabezal a temperatura normal. Más particularmente, la temperatura objetivo se aumenta hasta 40ºC desde la temperatura normal de 25ºC. Si la temperatura se hace superior a esta, la temperatura del cabezal de impresión se aproxima a la temperatura límite del cabezal T_{LIMIT}=60ºC dado que la elevación de la temperatura puede ser aproximadamente de 15ºC y, por lo tanto, dicha elevación no es deseable.

El control de activación es puesto en marcha cuando se detecta la modalidad OHP por la detección del tipo de hoja que se utiliza.

Haciendo referencia a las figuras 39 a 41, se ha realizado la descripción de otro ejemplo de control de activación del cabezal. La figura 40 es un diagrama de temporización para cada una de las señales en la estructura mostrada en la figura 39.

En la figura 39, la señal de imagen como datos de impresión se almacena en la RAM (805). Cuando la señal de imagen se almacena en la RAM (805), la CPU (800) dispone los datos de imagen en el registro de desplazamiento (800R) para permitir la producción de la señal de activación del cabezal. Se describirá en detalle junto con el diagrama de flujo de la figura 41.

En la figura 41, en la etapa (S1), la CPU (800) lee los datos de imagen para un píxel de la RAM (805), y la operativa pasa a la etapa (S2). En la etapa (S2), se hace la discriminación de si los datos para un píxel requieren impresión o no, es decir, si se inyecta tinta o no. Si el resultado de la descriminación es afirmativo, la operación pasa a la etapa (S3), y en caso contrario, pasa a la etapa (S9).

En la etapa (S3), el registro (12) de la CPU (800) memoriza que el nivel en el período de la amplitud P_{3} del impulso principal es (H), y la operativa pasa a la etapa (S4). En la etapa (S4), se lee la señal de selección de PWM y la amplitud P_{1} del nivel (H) es almacenada en el registro (12) de la CPU (800), y la operativa pasa a la etapa (S5). En la etapa (S5), se lee la señal de selección de OHP y si se selecciona la modalidad de OHP, la operación pasa a la etapa -S6-, y en caso contrario, pasa a la etapa (S7).

En la etapa (S6), la amplitud P_{1} del nivel (H) del impulso de precalentamiento determinado en la etapa (S4) es dispuesta en amplitud ajustable máxima, y se almacena en el registro de la CPU (800) y la operativa pasa a la etapa (S7). En la etapa (S7), se produce una señal de activación del cabezal en base a la amplitud de impulso P_{1} del impulso de precalentamiento que se ha mostrado en la figura 40, almacenado en el registro de la CPU (800) y de la información de la amplitud de impulso P_{3} del impulso principal. A continuación, la operativa pasa a la etapa (S8). La señal de activación del cabezal almacenada en el registro de desplazamiento (800R) es emitida desde el registro de desplazamiento (800R) en sincronización con el reloj.

En la etapa (S8), se hace la discriminación de si todo los datos de imagen almacenados en la RAM (805) son emitidos o no, y en este caso se termina el proceso, y en caso contrario, la operativa pasará a la etapa (S1).

La figura 42 muestra un gráfico de forma de onda de impulsos de activación seleccionables en el control antes descrito PWM.

Cuando se utiliza una hoja de impresión usual distinta a una hoja OHP que tiene una parte de transmisión de luz, se seleccionan las formas de onda indicadas de (1) a (11) de la figura 42 para el control PWM de acuerdo con la temperatura detectada o datos similares.

En el ejemplo anterior, cuando el registro se efectúa en una hoja OHP , solamente se utiliza el impulso indicado por (1) en la figura 42 en el control.

En el control PWM que utiliza de (1) a (11) en la figura 42, P_{1} y P_{2} son variables respectivamente, por lo cual la cantidad inyectada de líquido queda controlada inyección de líquido. No obstante, la cantidad de inyección de líquido se puede controlar al cambiar la amplitud del intervalo P_{2}. En este caso, al incrementar el intervalo tal como se ha indicado por (1') en la figura 42, el calor debido al precalentamiento se transmite de manera suficiente a la zona (11) de generación de burbujas o al elemento móvil (31), incrementando por lo tanto el tamaño de las burbujas para aumentar la cantidad de inyección de líquido.

En el control PWM indicado por (1) a (11) y (1') en la figura 42, la burbuja en expansión es conducida hacia la salida de inyección por la disposición del elemento móvil (31), de manera que es aumentada la velocidad de incremento de la cantidad de inyección de líquido por el control PWM con respecto al caso convencional sin el elemento móvil.

La figura 43 es una ilustración de la relación entre la forma de onda de impulso aplicada al elemento generador de calor (2) y la situación de inyección de líquido, en cada una de las realizaciones de la presente invención. Esta figura corresponde a la figura 1(c) y se han asignado iguales numerales de referencia. La figura 43(a) muestra la situación de inyección de líquido cuando la forma de onda de impulso (1) de la figura 42 es aplicada al elemento generador de calor (2) y la figura 43(b) muestra cuando la forma de onda de impulso (1') de la figura 42 es aplicada al elemento generador de calor (2). Igualmente en la figura 43(a), la generación de la burbuja (40) es dirigida de manera eficaz hacia la salida de inyección. Cuando las dimensiones de la burbuja (40) son grandes debido a transmisión suficiente de calor, tal como se describe con la figura 43(b), el desplazamiento del elemento móvil (31) aumenta y, por lo tanto, se favorece el crecimiento de la burbuja (40) hacia la salida de inyección, de manera que se incrementa la cantidad inyectada. La razón de esto es que el elemento móvil es flexionado para dirigir la burbuja hacia la salida de inyección, de manera que el movimiento y crecimiento de la burbuja (40) se dirigen hacia la salida de inyección en cuya dirección la resistencia es más reducida que en la dirección contraria al esfuerzo del resorte del elemento móvil (31). Por lo tanto, en comparación con un cabezal de inyección de líquido convencional que no tiene el elemento móvil (31), la utilización del elemento móvil (31) y el control de la amplitud del intervalo P_{2} entre el impulso de precalentamiento y el impulso principal, permiten la velocidad de cambio de la cantidad de inyección de líquido para incrementar de forma no-lineal tal como se ha mostrado por la curva (A) de la figura 44 a diferencia del incremento lineal convencional tal como se ha mostrado por la línea (B) de la figura 44, de manera que se mejora la capacidad de control de la cantidad de inyección.

Asimismo, al controlar la amplitud P_{1} del impulso de precalentamiento, se incrementa la velocidad de cambio de la cantidad de inyección, de manera que se mejora la capacidad de control de la cantidad de inyección.

Tipo (1) del control PWM de acuerdo con las magnitudes cuantitativas del líquido

En esta descripción, las "magnitudes cuantitativas del líquido" incluyen cantidades físicas tales como temperatura, viscosidad del líquido, y tensión superficial del líquido que influyen en la cantidad de inyección de dicho líquido. Cuando el líquido es tinta, incluye las características de la misma. El control PWM puede depender del tipo de la tinta, tal como se describirá más adelante. La capacidad de control de gradación de tonos se mejora por el incremento de la velocidad de cambio de la cantidad de inyección como resultado del control del intervalo P_{2} y por las características que tiene la zona no lineal. En este ejemplo, la temperatura T2 del líquido (líquido de generación de burbujas) en la segunda trayectoria (16) de flujo de líquido es detectada por el sensor de temperatura (S1) del elemento de sustrato (1), y la temperatura T1 del líquido (líquido de impresión) en la primera trayectoria de flujo de líquido (14) es objeto de predicción en base a la temperatura detectada T2. La amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento de la figura 33 es objeto de control PWM en base a la temperatura de predicción T1, la temperatura detectada T2, y la diferencia entre ambas temperaturas. Es preferible tener en cuenta la viscosidad \rho1 del líquido de impresión y la tensión superficial \tau1 del líquido de impresión influidas por la temperatura.

La figura 46 muestra una distribución de temperatura a lo largo del eje (Z) de la figura 45. En la figura 46, la distribución de temperatura en elemento de sustrato (1) y la distribución de temperatura en el líquido de generación de burbujas y el líquido de impresión no se tienen en cuenta. En esta figura, la temperatura detectada del detector de temperatura (S1) se considera que es la temperatura T3 del elemento de sustrato (1), y la temperatura T2 del líquido de generación de burbujas y la temperatura T1 del líquido de impresión son objeto de predicción a partir de las temperaturas detectadas T3(T3 \geq T2 \geq T1).

La figura 47 muestra un ejemplo en el que la amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento es controlada paso a paso a efectos de mantener una amplitud de control constante \pm\DeltaV de la cantidad de inyección Vd. En este ejemplo, la temperatura T1 del líquido de impresión, la temperatura T2 del líquido de generación de burbujas o la diferencia de ambas temperaturas, se toma como temperatura del líquido TH, y cuando la temperatura del líquido TH se encuentra en una gama de valores comprendida entre T0 y TL, se selecciona una de las tablas 1-11 de acuerdo con las temperatura del líquido TH, por lo que la amplitud P1 del impulso de precalentamiento se cambia paso a paso. En las tablas 1-11, las amplitudes de impulso P1 para el impulso de precalentamiento se ajustan con gradación fina tal como (1) a (10) de la figura 42. La temperatura T0 se ajusta, por ejemplo, a 25ºC, y cuando la temperatura es inferior a este valor, se efectúa el ajuste de la temperatura para el cabezal con la temperatura objetivo de 25ºC. La gama de temperatura de líquido TH que es TL o superior se encuentra fuera de una gama de impresión normal y, por lo tanto, esta gama no se utiliza frecuentemente. No obstante, cuando el cabezal funciona a un servicio de mm 100%, la temperatura se puede encontrar dentro de esta gama. En esta zona, se utiliza P1=0 (micro segundos) para llevar a cabo la impresión con el único impulso del impulso único de calentamiento principal a efectos de minimizar el auto-aumento de temperatura. En caso necesario, se puede utilizar un control PWM de un impulso único para suprimir la elevación de temperatura. Se ha designado por TC el límite de temperatura utilizable del cabezal.

La figura 48 muestra la relación entre la temperatura del líquido y la viscosidad del líquido, de manera que \rhoA (TA) y \rhoB (TA) son viscosidades de un líquido con viscosidad \rhoA relativamente baja y viscosidad \rhoA relativamente alta, respectivamente, a la temperatura TA, y las viscosidades a la temperatura TB (> TA) son \rhoA (TB) y \rhoB (TB), respectivamente.

La tensión superficial del líquido influye en la cantidad de inyección de líquido y, por ejemplo, la tensión superficial y la cantidad inyectada tienen la relación mostrada en la figura 49. La figura 49 se refiere al caso en el que la cantidad de inyección del líquido (A) que tiene reducida tensión superficial, tal como tinta de permeabilidad ultra-elevada en las mismas condiciones, se incrementa, y en el que la cantidad de inyección del líquido (B) que tiene una gran tensión superficial, tal como líquido de proceso inyectado para mejora de la calidad de imagen antes, después o antes y después de la inyección de la tinta, se disminuye.

A continuación se describirá un ejemplo específico de control PWM utilizando las temperaturas T1, T2. En el control PWM se controla la amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento o intervalo de tiempo de intervalo P2 o la amplitud de impulso P3 del impulso de calentamiento principal, o bien se controlan de manera combinada. En la siguiente descripción se controla la amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento.

1) En el caso de T1=T2

a) Cuando el líquido de impresión (A) y el líquido de generación de burbujas (B) son la misma tinta:

Las cantidades de las magnitudes físicas de los líquidos (A) y (B) son las mismas, es decir, \PhiA(\rho1, \tau1)= \PhiB(\rho1, \tau2) y, por lo tanto, la amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento es controlada en base a la temperatura T2 (=T1) para controlar solamente el volumen de burbuja generado del líquido de generación de burbujas (B).

b) Cuando el líquido de impresión (A) y el líquido (B) de generación de burbujas son tintas diferentes:

Cuando, por ejemplo, los líquido (A), (B) tienen viscosidades (\rho1 < \rho2), las magnitudes físicas de los mismos son distintas, es decir, \PhiA(\rho1,\rho1)\neq \PhiB(\rho2, \rho2). Esta situación tiene lugar cuando la operación de impresión se inicia después de un largo período de reposo o cuando la operación de impresión se inicia después de haber llevado a cabo suficiente control de temperatura en el cabezal. Aunque la temperatura de los líquidos (A), (B) sea la misma, la viscosidad \rho1 del líquido de impresión es más elevada que la viscosidad \rho2 del líquido (B) de generación de burbujas y, por lo tanto, si la amplitud de impuso P1 del impulso de precalentamiento es controlada en base a la temperatura T2 (= T1) a efectos de controlar solamente el volumen de la burbuja generada del líquido de generación de burbujas (B) igual que en -a-), la presión de generación de burbujas del líquido de generación de burbujas (B) se transmite al líquido de impresión (A) con el resultado de una disminución de la presente inyección. Por lo tanto, la cantidad de inyección deseada Vd no se consigue, de manera que la densidad de la impresión disminuye. De manera correspondiente, por lo tanto, la amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento resulta más larga que en dicho caso a) para evitar la disminución de la cantidad de inyección.

2) En el caso en que T1 < T2

c) Cuando el líquido de impresión (A) y el líquido de generación de burbujas (B) son la misma tinta:

Normalmente, la temperatura del líquido (B) de generación de burbujas es superior a la del líquido de impresión (A) debido a la elevación de temperatura del cabezal en la operación de impresión. El estado antes mencionado tiene lugar, por lo tanto, durante la operación normal de impresión. Las viscosidades \rho1, \rho2 de los líquidos (A), (B) dependen de las temperaturas T1, T2 y, por lo tanto, las características físicas son distintas de manera tal que la viscosidad \rho1 del líquido de impresión (A) es superior que la viscosidad \rho2 del líquido (B) de generación de burbujas. De manera similar al caso b), la presión de inyección disminuye debido a la transmisión de la presión de generación de la burbuja del líquido de generación de burbujas (B) con respecto al líquido de impresión (A), de manera que no se puede asegurar la cantidad de inyección deseada Vd con el resultado de que tiene lugar una disminución de la densidad de impresión. Por lo tanto, de manera correspondiente, la amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento se hace mayor que en el caso -a-) para evitar la disminución de la cantidad de inyección.

Es deseable que la diferencia \DeltaT entre las temperaturas T1 y T2 sea determinada, y que la diferencia de la cantidad de inyección que corresponde a \DeltaT se mida mediante experimentos, obteniendo la amplitud de impulso P1 para el control PWM.

P1 = P1(0) + \DeltaP(T) + \DeltaP(\DeltaT)

en la que P1(0) es la amplitud del impulso de referencia; \DeltaP(T) es una magnitud de corrección de temperatura como función de la temperatura T1 ó T2; y \DeltaP(\DeltaT) es la diferencia de cantidad inyectada que corresponde a la diferencia de temperatura \DeltaT. Por ejemplo, P1(0) = 2,0 (\museg), \DeltaP(T) = 0 - 2,0 (\museg), \DeltaP(\DeltaT) = 0 - 1,0 (\museg).

d) Cuando el líquido de impresión (A) y el líquido (B) de generación de burbujas son tintas de diferente tipo:

Cuando la impresión se ha realizado sobre papel normal, es posible que el líquido de impresión (A) sea una tinta de permeabilidad ultra elevada que tiene una tensión superficial extremadamente baja \eta1, y el líquido de generación de burbujas (B) tiene una tensión superficial normal \rho2 (>\rho1) con el objetivo de estabilizar la generación de burbujas. En este caso, la variación de la cantidad de inyección debido a la diferente temperatura, temperatura T1, T2, se puede solucionar por el mismo método tal como en c), pero la variación de la cantidad de inyección debido a la diferencia de las tensiones superficiales \rho1, \rho2 de las tintas no se puede solucionar. Dado que las tensiones superficiales \rho1, \rho2 no dependen de la temperatura, las características de la tinta se pueden reconocer dependiendo del ID del cabezal, y el impulso de referencia P1(0) puede ser corregido de acuerdo con las tensiones superficiales \rho1, \rho2. Si la amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento es controlada solamente en base al incremento de temperatura para controlar solamente el volumen de la burbuja generada del líquido (B) de generación de burbujas tal como en el caso anterior a), la cantidad inyectada Vd de la tinta varía como resultado de diferencia de la forma de separación de la tinta dependiendo de la tensión superficial. De modo general, la cantidad inyectada Vd tiende a incrementar con la disminución de la tensión superficial.

La cantidad de inyección Vd varía con la temperatura, viscosidad y otras características (propiedades) de la tinta así como con la tensión superficial y, por lo tanto, los factores que influyen en el cambio de la cantidad de inyección Vd se analizan mediante experimentos, y los resultados se utilizan para el control PWM.

Tipo 2 de control PWM de acuerdo con las magnitudes físicas del líquido

En este ejemplo, tal como se muestra en la figura 50, la temperatura T2 del líquido (líquido de generación de burbujas) en la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) es detectada por un sensor de temperatura (S1) sobre el elemento del sustrato (1), y la temperatura T1 del líquido (líquido de impresión) de la primera trayectoria de flujo de líquido (14) es detectada por un sensor de temperatura (S2) dispuesto sobre la pared de separación (30). En base a la temperatura detectada T1, la temperatura detectada T2 o la diferencia de temperaturas, se controla la amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento mediante PWM. Es preferible que la viscosidad \rho1 del líquido de impresión y la tensión superficial \eta1 del líquido de impresión influido por la temperatura se tengan en cuenta.

El Tipo 3 de control PWM de acuerdo con las características físicas del líquido

En este ejemplo, la temperatura T2 del líquido en la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) y la temperatura T1 del líquido en la primera trayectoria de flujo de líquido (14), se deducen en base a los datos de imagen correspondientes a la imagen a formar sobre el soporte de impresión por la inyección de la tinta de forma líquida. Más particularmente, las temperaturas T1, T2 del líquido se deducen del cambio de temperatura del cabezal que influye en la frecuencia de funcionamiento del cabezal. La amplitud de impulso P1 del impulso de precalentamiento en la figura 33 es controlada mediante PWM en base a las temperaturas de predicción T1, T2 o la diferencia de dichas temperaturas. En este caso, es preferible que la viscosidad \rho1 del líquido de impresión y la tensión superficial \eta1 del líquido de impresión sobre las que influye la temperatura se tengan en cuenta.

El impulso de activación para el elemento generador de calor (2) se puede cambiar selectivamente de acuerdo con la temperatura de predicción T1, T2 o la diferencia de temperaturas. En este caso, el impulso único mostrado en la figura 52(A) o el impulso doble mostrado en la figura 52(B) se pueden utilizar selectivamente. Con el impulso único, el tiempo de subida del impulso T3 queda fijado, y el tiempo de caída T4 del mismo se semifija de forma que se pueda ajustar de acuerdo con las características peculiares del cabezal. Por aplicación de dichos impulsos, se inyecta una cantidad relativamente pequeña de la tinta (20pl), que es adecuada para la modalidad de color. Con el doble impulso, el intervalo de tiempo P2 del impulso de precalentamiento P1 queda fijado, y el tiempo de disminución o de caída T4 del impulso principal de calentamiento P3 es semifijo de manera que se puede ajustar de acuerdo con las características específicas del cabezal. Por aplicación del impulso, se inyecta una cantidad relativamente grande de tinta (30pl), que es adecuada para una modalidad de impresión de letras o similar. Al disponer un dispositivo de subcalentamiento, tal como se ha mostrado en la figura 51, y combinando el control de temperatura que lo utiliza, se consigue la impresión con gradación de tonos.

Tipo 4 de control PWM de acuerdo con las características físicas del líquido

En este ejemplo, se utilizan los elementos generadores de calor (2-1), (2-2) que proporcionan diferentes valores de calentamiento. Estos elementos generadores de calor (2-1), (2-2) están dispuestos longitudinalmente tal como se ha mostrado en la figura 53 o lateralmente tal como se ha mostrado en la figura 54, y los elementos generadores de calor (2-1), (2-2) son activados selectivamente, o activados simultáneamente, de manera que se puede cambiar la cantidad de inyección paso a paso (10pl, 20pl, 30pl) con una amplia gradación. De manera similar al anterior tipo 3, la temperatura T2 del líquido en la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) y la temperatura T1 del líquido en la primera trayectoria de flujo de líquido (14), son objeto de predicción en base a los datos de imagen que corresponden a la imagen a imprimir sobre el soporte de impresión por la inyección de la tinta en estado líquido. Es decir, las temperaturas T1, T2 del líquido son deducidas del cambio de temperatura del cabezal influido por la frecuencia de funcionamiento del mismo. En base a las temperaturas deducidas T1, T2 o a la diferencia de temperatura entre ambas, se controla mediante PWM el impulso de activación para los elementos generadores de calor (2-1),
(2-2).

Cuando se deducen las temperaturas T1, T2, el valor de calentamiento de los elementos generadores de calor (2-1), (2-2) hasta el momento es tomada en cuenta. El valor de calentamiento se puede obtener del historial de las cantidades de inyección de líquido. Más particularmente, de la frecuencia de activación de los elementos generadores de calor (2-1), (2-2), se reconoce la influencia del calor en el líquido, y teniéndola en cuenta, se pueden predecir apropiadamente las temperaturas T1, T2. La figura 55 muestra un ejemplo de control en el que se muestra una amplitud de impulso P1(S) o P1(L) del impulso de activación para uno de los elementos generadores de calor (2-1) (S) o para cada uno de ellos, que producen un valor de calentamiento relativamente más pequeño y un elemento generador de calor (2-2) (L) que produce un valor de calentamiento relativamente más grande.

Cuando se controla solamente P1(S), la cantidad inyectada Vd0(S) del líquido se mantiene sustancialmente constante, es decir, dentro de una amplitud de control \pm\DeltaV. Más particularmente, la temperatura T1, T2 o la diferencia entre ellas, es tomada como temperatura del líquido TH, y la amplitud del impulso P1(S) es cambiada paso a paso seleccionando de la gama comprendida entre P1(S)max y P1(S)min de acuerdo con la temperatura del líquido TH dentro de la gama de la temperatura del líquido TH desde T0 a Tmax. Cuando la temperatura del líquido TH es la temperatura T0 o inferior, la temperatura del cabezal es controlada con la temperatura objetivo de T0. Cuando la temperatura del líquido TH es superior a Tmax, el impulso principal es utilizado solamente como impulso de activación. El impulso principal puede ser controlado mediante PWM de acuerdo con la temperatura TH del líquido.

Cuando se controla solamente P1(L), la cantidad inyectada Vd0(L) del líquido se mantiene sustancialmente en un valor constante, es decir, dentro de una amplitud de control \pm\DeltaV. Más particularmente, la temperatura T1, T2 o la diferencia de temperaturas, se toma como temperatura del líquido TH y la amplitud de impulso P1(S) se cambia paso a paso seleccionando entre la gama de P1(S)max y P1(S)min de acuerdo con la temperatura TH del líquido dentro de la gama de temperatura del líquido TH desde T0 a Tmax. Cuando la temperatura del líquido TH es la temperatura T0 o inferior, la temperatura del cabezal es controlada con la temperatura objetivo de T0. Cuando la temperatura del líquido TH es superior a Tmax, el impulso principal es utilizado solamente como impulso de activación. El impulso principal puede ser controlado mediante PWM de acuerdo con la temperatura TH del líquido.

Cuando ambos valores P1(S) y P1(L) son controlados, la cantidad de inyección Vd0 (S+L) del líquido se mantiene constante en la amplitud de control \pm\DeltaV. Más particularmente, la temperatura T1, T2 o la diferencia de temperaturas entre ambas, se toma como temperatura de líquido TH y la amplitud de impulso P1(S+L) es cambiada paso a paso por selección entre una gama comprendida entre P1(S+L)max y P1(S+L)min de acuerdo con la temperatura del líquido TH dentro de la gama de temperatura del líquido TH de T0 a Tmax. Cuando la temperatura del líquido TH es la temperatura T0 o inferior, la temperatura del cabezal es controlada con la temperatura objetivo T0. Cuando la temperatura del líquido TH es superior a Tmax, el impulso principal se utiliza solamente como impulso de activación. El impulso principal puede ser controlado mediante PWM de acuerdo con la temperatura TH del líquido.

La figura 56 muestra un ejemplo en el que se utiliza dicho control de estabilización de tres etapas (cantidad inyectada Vd0(S), Vd0(L), Vd0(S+L)) para llevar a cabo impresión en color negro (Bk) y para llevar a cabo impresión en color (Col). En este ejemplo, el dispositivo de impresión es un aparato del tipo de escaneado en serie tal como se ha mostrado en la figura 57. El dispositivo de impresión tiene un carro (601) con movimiento alternativo según la guía (601), sobre la que está montado el cartucho (C). El carro (601) es desplazado alternativamente en su escaneado por acción de la correa (603) desplazada por un motor que no se ha mostrado. El cartucho (C) tiene un cartucho del cabezal que incluye íntegramente un cabezal de inyección de tinta de color negro y un contenedor de tinta negra, y tiene un cartucho en el cabezal que tiene de manera integral cabezales de inyección de tinta de color y contenedores de tinta de color. Se han indicado con (604) a (607) los rodillos para la alimentación de una hoja (P) como material de impresión; con el numeral (608) se ha indicado una caperuza que corresponde a cada uno de los cabezales del cartucho (C). Por succión del interior de la caperuza utilizando la bomba (609), se impide el taponamiento de cada uno de los cabezales. Se han indicado por (610), (611) una primera y segunda cuchillas que funcionan como elementos de limpieza; el numeral (612) muestra un dispositivo limpiador de las cuchillas de material absorbente para la limpieza de la primera cuchilla (610).

En este ejemplo, el cabezal de tinta de color negro es controlado paso a paso por el elemento generador de calor (S) que tiene un valor de calentamiento reducido y un elemento generador de calor (L) que tiene un valor de calentamiento grande, más particularmente, con tres etapas o pasos (cantidades de inyección Vd0(S), Vd0(L) y Vd0(S+L) (25:45:70)). Uno de los cabezales, el cabezal de tinta de color, es controlado paso a paso por el elemento generador de calor (S) que tiene un reducido valor térmico y un elemento generador de calor (L) que tiene un valor térmico grande, más particularmente, con tres escalones (cantidades de inyección Vd0(S), Vd0(L) y Vd0(S+L) (15:25:40)).

La forma o modalidad de impresión "Rápida" de la figura 56 es una modalidad de impresión de alta velocidad a la densidad de impresión 360dpi, de manera que tanto en la impresión de color negro (Bk) como en la impresión de color (Col), se imprime un punto para cada píxel con intermedio de exploración unidireccional del carro (602). Para la impresión en color negro, la cantidad de inyección de tinta es de Vd0 (S+L), y la proporción de la cantidad de inyección es 70. Para la impresión en color, la cantidad de inyección de tinta es Vd0(S+L), y la proporción de la cantidad de inyección es 40.

La modalidad de impresión "Normal" de la figura 56, es una modalidad de impresión normal con una densidad de impresión de 360 dpi, de manera que tanto en la impresión de color negro (Bk) como la impresión en color (Col), se pueden utilizar selectivamente impresión binaria y terciaria. En la impresión en color negro con la impresión binaria, se imprime un punto para un píxel con una proporción de cantidad de inyección 70, es decir, Vd0(S+L) mediante dos escaneados unidireccionales del carro (602). En la impresión ternaria, la cantidad de inyección de tinta Vd0(L), proporción de cantidad de inyección 45, es inyectada con dos exploraciones unidireccionales con la desviación de medio píxel. Por otra parte, en la impresión binaria para impresión en color, se imprime un punto para un píxel con una proporción de cantidad de inyección 40, es decir, Vd0(S+L) por dos exploraciones bidireccionales del carro (602). En la impresión ternaria, la cantidad de inyección de la tinta es Vd0(L) (proporción de cantidad de inyección 25), y se utilizan dos escaneados bidireccionales con desviación de la mitad del píxel.

La modalidad de impresión "HQ" de la figura 56 es una modalidad de impresión de alta resolución con una densidad de impresión de -360dpi, y se efectúa impresión quinaria tanto para la impresión en color negro (Bk) como para la impresión en color (Col). En la impresión en color negro, se utilizan cuatro escaneados unidireccionales del carro (602) con la desviación de medio píxel, y la cantidad de inyección de tinta es Vd0(S) (proporción de cantidad de inyección 25). Por otra parte, en la impresión en color, se utilizan cuatro escaneados unidireccionales del carro (602) con desviación de medio píxel, y la cantidad de inyección de tinta es Vd0(S) (proporción de cantidad de inyección 15).

A continuación, se describirán otros ejemplos de cabezales de inyección de líquido. A continuación, se considerará un tipo de trayectoria de flujo única o un tipo de trayectoria de flujo doble, pero cualquier ejemplo puede ser utilizado para ambos si no se indica lo contrario.

Configuración del techo de la trayectoria de flujo de líquido

La figura 13 es una vista en sección según la longitud de la trayectoria de flujo de un ejemplo de un cabezal de inyección de líquido.

Se forman ranuras para constituir las primeras trayectorias de flujo de líquido (14) (o trayectorias de flujo de líquido -10- en la figura 1) en elemento ranurado (50) sobre un tabique de partición (30). En este ejemplo, la altura del techo de la trayectoria de flujo adyacente al extremo libre (32) del elemento móvil es superior para permitir un ángulo de funcionamiento \theta más grande del elemento móvil. La gama operativa del elemento móvil se determina en consideración de la estructura de la trayectoria de flujo de líquido, la duración del elemento móvil y la potencia de generación de burbujas o similares. Es deseable que se desplace dentro de la gama de ángulo con suficiente amplitud para incluir el ángulo de la posición de la salida de inyección.

Tal como se ha mostrado en esta figura, el nivel desplazado del extremo libre del elemento móvil se hace mayor que el diámetro de la salida de inyección, por lo cual se transmite suficiente presión de inyección. Tal como se ha mostrado en esta figura, la altura del techo de la trayectoria de flujo de líquido en la posición del fulcro (33) del elemento móvil es menor que la del techo de la trayectoria de flujo de líquido en la posición del extremo libre (32) del elemento móvil, de manera que la liberación de la onda de presión al lado de más arriba debida al desplazamiento del elemento móvil se puede impedir de manera efectiva.

Relación de posición entre la segunda trayectoria de flujo de líquido y el elemento móvil

La figura 14 es una ilustración de la relación de posición entre el elemento móvil antes descrito (31) y la segunda trayectoria de flujo de líquido (16), y (a) es una vista de la posición del elemento móvil (31) del tabique separador (30) visto desde arriba, y (b) es una vista de la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) vista desde arriba sin tabique de separación (30). La figura 14, (c) es una vista esquemática de la relación de posición entre el elemento móvil (6) y la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) de manera que los elementos quedan superpuestos. En estas figuras, el fondo es una vista lateral que tiene las salidas de inyección.

La segunda trayectoria (16) de flujo de líquido de este ejemplo tiene una parte de garganta (19) más arriba del elemento generador de calor (2) con respecto al flujo general de líquido desde la segunda cámara de líquido hacia la salida de inyección a través de la posición del elemento generador de calor, la posición del elemento móvil a lo largo de la primera trayectoria de flujo, a efectos de proporcionar una cámara (cámara de generación de burbujas) eficaz para suprimir cualquier salida, hacia el lado de más arriba, de la presión producida en la generación de burbujas en la segunda trayectoria de flujo de líquido (16).

En el caso del cabezal convencional en el que la trayectoria de flujo en la que tiene lugar la generación de las burbujas y la trayectoria de flujo de la cual se inyecta el líquido, son la misma, se puede disponer una parte de garganta o de estrechamiento para impedir la liberación de la presión generada por el elemento generador de calor hacia la cámara de líquido. En este caso, el área en sección transversal de la parte de la garganta no debe ser demasiado pequeña en consideración del relleno suficiente del líquido.

No obstante, en el caso de este ejemplo, una importante cantidad o la mayor parte del líquido inyectado procede de la primera trayectoria de flujo de líquido, y el líquido de generación de burbujas de la segunda trayectoria de flujo de líquido que tiene el elemento generador de calor no se consume excesivamente, de manera que la cantidad de llenado del líquido de generación de burbujas hacia la zona (11) de generación de burbujas puede ser pequeña. Por lo tanto, el juego en la parte de la garganta (19) se puede hacer muy pequeño, por ejemplo, llegando a unas pocas decenas de \mum y algunas \mum, de manera que la liberación de la presión producida en la segunda trayectoria de flujo de líquido se puede suprimir adicionalmente y concentrarla adicionalmente al lado del elemento móvil. La presión se puede utilizar como presión de inyección a través del elemento móvil (31) y, por lo tanto, la elevada eficacia en la utilización de la energía de inyección y la presión de inyección se pueden conseguir. La configuración de la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) no está limitada a la que se ha descrito anteriormente, sino que puede ser de cualquier tipo si la presión producida por la generación de burbujas es transmitida de manera efectiva al lado del elemento móvil.

Tal como se ha mostrado en la figura 14, (c), los laterales del elemento móvil (31) cubren partes correspondientes de las paredes constitutivas de la segunda trayectoria de flujo de líquido, de manera que se impide la caída del elemento móvil (31) dentro de la segunda trayectoria de flujo de líquido. Al proceder de esta manera, la separación antes descrita entre el líquido de inyección y el líquido de generación de burbujas se aumenta adicionalmente. Además, la liberación de las burbujas a través de la ranura se puede suprimir de manera que la presión de inyección y la eficiencia de la inyección se incrementan adicionalmente. Además, el efecto antes descrito de rellenado del lado de más arriba por la presión en el aplastamiento de la burbuja, se puede incrementar adicionalmente.

En la figura 12, (b) y en la figura 13, una parte de la burbuja generada en la zona de generación de burbujas de la segunda trayectoria de flujo de líquido (4) con el desplazamiento del elemento móvil (6) a la primera trayectoria de flujo de líquido (14) se extiende hacia adentro de la primera trayectoria de flujo de líquido (14), seleccionando la altura de la segunda trayectoria de flujo para permitir dicha extensión de la burbuja, mejorándose adicionalmente la fuerza de inyección en comparación con el caso en el que no existe extensión de la burbuja. Para proporcionar dicha extensión de la burbuja hacia adentro de la primera trayectoria de flujo de líquido (14), la altura de la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) es preferentemente más baja que la altura de la burbuja máxima, más particularmente, la altura es preferentemente de varios \mum - 30 \mum, por ejemplo. En este ejemplo, la altura es de 15 \mum.

Elemento móvil y tabique parcial

La figura 15 muestra otro ejemplo del elemento móvil (31), en el que el numeral de referencia (35) indica una ranura formada en el tabique de separación, y la ranura es eficaz para proporcionar el elemento móvil (31). En la figura 15, (a), el elemento móvil tiene una configuración rectangular, y en (b), es más estrecha en el lado del fulcro para permitir una movilidad incrementada del elemento móvil, y en (c), tiene un lado del fulcro más ancho para fomentar la duración del elemento móvil. La configuración estrecha y arqueada en el lado del fulcro es deseable tal como se ha mostrado en la figura 14, (a), puesto que se satisfacen tanto la facilidad de movimiento como la duración. No obstante, la configuración del elemento móvil no está limitada a la que se ha descrito anteriormente, sino que puede ser cualquiera si no entra en el lado de la segunda trayectoria de flujo de líquido, y el movimiento es fácil con elevada duración.

En los ejemplos anteriores, la placa o elemento laminar móvil (31) y la pared de separación (5) que tiene este elemento móvil están realizados mediante níquel con un grosor de 5 \mum, pero éste no está limitado a este ejemplo, sino que puede ser cualquiera si tiene característica anti-disolventes contra el líquido de generación de burbujas y el líquido de inyección, y si la elasticidad es suficiente para permitir el funcionamiento del elemento móvil, y si se puede formar la fina ranura requerida.

Se incluyen entre los ejemplos prefentes de materiales para el elemento móvil, los materiales duraderos tales como metal tales como plata, níquel, oro, hierro, titanio, aluminio, platino, tantalio, acero inoxidable, bronce fosforoso o similares, sus aleaciones, o un material de resinas que tiene un grupo nitrilo, tal como acrilonitrilo, butadieno, estireno o similar, un material de resina que tiene un grupo amida tal como poliamida o similar, un material de resina que tiene un grupo carboxilo tal como policarbonato o similar, un material de resina que tiene un grupo aldehído tal como poliacetal o similar, un material de resina que tiene un grupo sulfona tal como polisulfona, un material de resina tal como un polímero de cristal líquido o similar, o un compuesto químico del mismo; o bien materiales que tienen duración contra la tinta, tal como un metal, por ejemplo, oro, tungsteno, tantalio, níquel, acero inoxidable, titanio, aleaciones de los mismos, materiales con un recubrimiento de dichos metales, un material de resinas con un grupo amida tal como poliamida, un material de resina que tiene un grupo aldehído tal como poliacetal, un material de resina que tiene un grupo cetona tal como poliéteretercetona, un material de resina que tiene un grupo imida tal como poliimida, un material de resina que tiene un grupo hidroxilo tal como una resina fenólica, un material de resina que tiene un grupo etilo tal como polietileno, un material de resina que tiene un grupo alquilo tal como polipropileno, un material de resina que tiene un grupo epoxi tal como un material de resina epoxi, un material de resina que tiene un grupo amino tal como un material de resina de melamina, un material de resina que tiene un grupo metilol tal como un material de resina de xileno, un compuesto químico del mismo, material cerámico tal como dióxido de silicio o un compuesto químico de los mismos.

Se incluyen entre los ejemplos preferibles de materiales para el tabique de separación o división material de resina que tiene características de elevada resistencia al calor, elevadas características anti-disolventes y elevadas características de moldeo, más particularmente materiales de resinas plásticas técnicas tales como polietileno, polipropileno, poliamida, polietilén tereftalato, resina de melamina, resina fenólica, resina epoxi, polibutadieno, poliuretano, poliéteretercetona, poliéter sulfona, polialiato, polimida, polisulfona, polímero de cristal líquido (LCP), o un compuesto químico de los mismos, o un metal tal como dióxido de silicio, nitruro de silicio, níquel, oro, acero inoxidable, aleaciones
del mismo, compuestos químicos de los mismos, o materiales dotados de un recubrimiento de titanio o de oro.

El grosor de la pared de separación es determinado dependiendo del material utilizado y la configuración desde el punto de vista de suficiente resistencia de la pared y suficiente operatividad del elemento móvil y, en general, es deseable 0,5 \mum - 10 \mum aproximadamente.

La anchura de la ranura (35) para conseguir el elemento móvil (31) es de 2 \mum en los ejemplos. Cuando el líquido de generación de burbujas y el líquido de inyección son materiales distintos, y se tiene que evitar la mezcla de los líquidos, el intersticio es determinado a efectos de constituir un menisco entre los líquidos, evitando de esta manera la mezcla entre ellos. Por ejemplo, cuando el líquido de generación de burbujas tiene una viscosidad aproximada de 2 cP, y el líquido de inyección tiene una viscosidad no inferior a 100 cP, una ranura de 5 \mum aproximadamente es suficiente para evitar la mezcla de los líquidos, pero es deseable que no sea superior a 3 \mum.

Cuando el líquido de inyección y el líquido de generación de burbujas son separados, el elemento móvil funciona como tabique entre ellos. No obstante, una pequeña cantidad del líquido de generación de burbujas se mezcla en el líquido de inyección. En el caso de inyección de líquido de impresión, el porcentaje de la mezcla no constituye prácticamente problema, si el porcentaje es menor de 20%. El porcentaje de la mezcla puede ser controlado en la presente invención al seleccionar de manera apropiada las viscosidades del líquido de inyección y del líquido de generación de burbujas.

Cuando el porcentaje se desea que tenga un valor reducido, se puede reducir a 5%, por ejemplo, utilizando 5 CPS o menos para el líquido de generación de burbujas y 20 CPS o menos para el líquido de inyección.

En este ejemplo, el elemento móvil tiene un grosor del orden de \mum como grosor preferente, y un elemento móvil con un grosor del orden de cm no se utiliza habitualmente. Cuando se forma una ranura en el elemento móvil que tiene un grosor del orden de \mum, y la ranura tiene una anchura (W \mum) del orden del grosor del elemento móvil, es deseable considerar la variación en la fabricación.

Cuando el grosor del elemento opuesto al extremo libre y/o borde lateral del elemento móvil formado por la ranura, es equivalente al grosor del elemento móvil (figuras 12, 13 o similares), la relación entre la anchura de la ranura y el grosor es preferentemente el que se indica a continuación teniendo en cuenta la variación de fabricación a efectos de suprimir de manera estable la mezcla de líquido entre el líquido de generación de burbujas y el líquido de inyección. Cuando el líquido de generación de burbujas tiene una viscosidad no superior a 3 cp, y se utiliza una tinta muy viscosa (5 cp, 10 cp o similar) como líquido de inyección, la mezcla de los 2 líquidos se puede suprimir durante un período de tiempo prolongado si satisface la condición W/t \leq 1.

La ranura que proporciona el "sellado sustancial" tiene preferentemente una anchura de varias micras, puesto que se asegura la prevención de la mezcla de líquidos.

En el caso en el que el líquido de generación de burbujas y el líquido de inyección se utilizan como líquidos con funciones distintas, el elemento móvil funciona sustancialmente como tabique o elemento de separación entre los líquidos. Cuando el elemento móvil se desplaza con la generación de la burbuja, se puede introducir una pequeña cantidad del líquido de generación de burbujas en el líquido de inyección (mezcla). En general, en la impresión por chorros de tinta, el contenido de material de color del líquido de inyección es de 3% a 5% aproximadamente y, por lo tanto, no se produce cambio significativo de densidad si el porcentaje del líquido de generación de burbujas mezclado en la gotita inyectada no es mayor de 20%. Por lo tanto, el presente ejemplo cubre el caso en el que la proporción de mezcla del líquido de generación de burbujas no es superior a 20%.

En la estructura antes mencionada, la proporción de mezcla del líquido de generación de burbujas era como máximo de 15% incluso cuando se cambió la viscosidad. Cuando la viscosidad del líquido de generación de burbujas no era superior a 5cP, la proporción de mezcla máxima era aproximadamente de 10%, si bien dependía de la frecuencia de activación.

Cuando la viscosidad del líquido de inyección no es superior a 20 cP, el líquido de la mezcla se puede reducir (por ejemplo, una cantidad no superior a 5%).

A continuación se realizará la descripción de la relación de posición entre el elemento generador de calor y el elemento móvil de este cabezal. La configuración, dimensión y número del elemento móvil y el elemento generador de calor no están limitados al ejemplo siguiente. Mediante la disposición óptima del elemento generador de calor y el elemento móvil, la presión en el momento de la generación de la burbuja por el elemento generador de calor, se puede utilizar de manera efectiva como presión de inyección.

En un método convencional de impresión por chorro de burbujas, se aplica energía tal como energía térmica a la tinta para generar un cambio de volumen instantáneo (generación de burbuja) en la tinta, de manera que la tinta es inyectada a través de la salida de inyección hacia el material de impresión para llevar a cabo la impresión. En este caso, el área de elemento generador de calor y la cantidad de inyección de tinta son proporcionales entre sí. No obstante, existe una zona sin generación de burbuja (S) que no contribuye a la inyección de tinta. Este hecho queda confirmado por la observación de la llamada coquización ("kogation") o quemado de la tinta en el elemento generador de calor, es decir, la zona sin generación de burbuja (S) se extiende en el área marginal del elemento generador de calor. Se comprenderá que la anchura marginal aproximadamente de 4 \mum no contribuye a la generación de burbujas.

A efectos de utilizar de manera efectiva la presión de generación de burbuja, es preferible que la gama móvil del elemento móvil cubra la zona efectiva de generación de burbujas del elemento generador de calor, es decir, el área interior más allá de un margen con una anchura aproximada de 4 \mum. En este ejemplo, la zona efectiva de generación de burbujas es aproximadamente de 4 \mum y su zona interior pero es diferente si son distintos el elemento generador de calor y el método de formación.

La figura 17 es una vista esquemática observada desde la parte superior, en la que se hace utilización del elemento generador de calor (2) con medidas de 58x150 \mum, y con un elemento móvil (301), figura 17 (a), y un elemento móvil (302), figura 17 (b), que tiene área total distinta.

La dimensión del elemento móvil (301) es de 53x145 \mum, siendo menor que el área del elemento generador de calor (2), pero tiene un área equivalente a la zona efectiva de generación de burbujas del elemento generador de calor (2), y el elemento móvil (301) está dispuesto para cubrir la zona efectiva de generación de burbujas. Por otra parte, la dimensión del elemento móvil (302) es de 53x220 \mum, siendo superior al área del elemento generador de calor (2) (la dimensión de anchura es la misma pero la dimensión entre el fulcro y el borde delantero móvil es de mayor longitud que la longitud del elemento generador de calor), de manera similar al elemento móvil (301). Se dispone para la cobertura de la zona efectiva de generación de burbujas. Las pruebas han sido llevadas a cabo con los dos elementos móviles (301) y (302) para comprobar la duración y la eficacia de la inyección. Las condiciones son las siguientes:

Líquido de generación de burbujas: solución acuosa de etanol (40%)

Tinta de inyección: tinta con colorante

Voltaje: 20,2 V

Frecuencia: 3 kHz

Los resultados de los experimentos demuestran que el elemento móvil (301) sufrió avería en el fulcro cuando se aplicaron 1x10^{7} impulsos. El elemento móvil (302) no sufrió averías incluso después de la aplicación de 3x10^{8} impulsos. Además, la magnitud de inyección con respecto a la energía suministrada y la energía cinética determinada por la velocidad de inyección, se mejoran aproximadamente en 1,5 - 2,5 veces.

De los resultados, se comprende que un elemento móvil con un área superior a la del elemento generador de calor y dispuesta para cubrir la parte situada exactamente por encima de la zona efectiva de generación de burbujas del elemento generador de calor, es preferible desde el punto de vista de duración y eficacia de la inyección.

La figura 19 muestra una relación entre la distancia entre el borde del elemento generador de calor y el fulcro del elemento móvil y el desplazamiento de dicho elemento móvil. La figura 20 es una vista en sección, observada desde el lado, que muestra la relación de posición del elemento generador de calor (2) y el elemento móvil (31). El elemento generador de calor (2) tiene dimensiones de 40x105 \mum. Se comprenderá que el desplazamiento aumenta con el incremento de la distancia de (1) desde el borde del elemento generador de calor (2) y el fulcro (33) del elemento móvil (31). Por lo tanto, es deseable determinar la posición del fulcro del elemento móvil en base del desplazamiento óptimo dependiendo de la magnitud de inyección requerida de la tinta, estructura de paso de flujo, configuración del elemento generador de calor y otros factores similares.

Cuando el fulcro del elemento móvil se encuentra justamente encima de la zona efectiva generadora de burbujas del elemento generador de calor, la presión generadora de burbujas se aplica directamente al fulcro además del esfuerzo debido al desplazamiento del elemento móvil y, por lo tanto, se reduce la duración del elemento móvil. Los experimentos llevados a cabo por los inventores han mostrado que cuando el fulcro está dispuesto justamente encima de la zona efectiva generadora de burbujas, la pared móvil queda averiada después de la aplicación de 1x10^{6} impulsos, es decir, la duración es más baja. Por lo tanto, al disponer el fulcro del elemento móvil por fuera de la posición justamente por encima de la zona efectiva generadora de burbujas del elemento generador de calor, se puede utilizar prácticamente un elemento móvil con una configuración y/o material que no proporcionen una duración muy elevada. Por otra parte, incluso si el fulcro se encuentra justamente encima de la zona efectiva de generación de burbujas, es prácticamente utilizable si la configuración y/o el material se seleccionan apropiadamente. Al proceder de este modo, se puede conseguir un cabezal de inyección de líquido con gran eficacia en la utilización de la energía de inyección y elevada duración.

Elemento de sustrato

A continuación se realizará la descripción de la estructura del elemento de sustrato dispuesto con el elemento generador de calor para el calentamiento del líquido.

La figura 20 es una sección longitudinal del cabezal de inyección de líquido.

Sobre el elemento de sustrato (1), se ha montado un elemento ranurado (50), poseyendo dicho elemento (50) segundas trayectorias de flujo de líquido (16), tabiques de separación (30), primeras trayectorias de flujo (14) y ranuras para constituir la primera trayectoria de flujo de líquido.

El elemento de sustrato (1) presenta, tal como se ha mostrado en la figura 11, electrodos de conexión de un determinado cableado (grosor de 0,2 - 1,0 \mum) de aluminio o similar y una capa de resistencia eléctrica modelada (105) (espesor de 0,01 - 0,2 \mum) de boruro de hafnio (HfB_{2}), nitruro de tantalio (TaN), aluminio y tantalio (TaAl) o similar, que constituye el elemento generador de calor sobre una película de óxido de silicio o película de nitruro de silicio (106) para aislamiento y acumulación de calor que, a su vez, se encuentra sobre el sustrato (107) de silicio o similar. Se aplica un voltaje a la capa de resistencia (105) con intermedio de dos electrodos de cableado (104) para el paso de corriente a través de la capa de resistencia para conseguir generación de calor. Entre los electrodos de cableado, se dispone una capa de protección de óxido de silicio, nitruro de silicio o similar con un grosor de 0,1 - 2,0 \mum sobre la capa de resistencia y, además, una capa anti-cavitación de tantalio o similar (grosor de 0,1 - 0,6 \mum) se forma sobre aquélla para proteger la capa de resistencia (105) contra diferentes líquidos tales como tinta.

La presión y onda de choque generada por la generación de la burbuja y su colapso es tan importante que la duración de la película de óxido que es relativamente frágil se deteriora. Por lo tanto, se utilizan materiales metálicos tales como tantalio (Ta) o similar como capa anti-cavitación.

La capa de protección se puede omitir dependiendo de la combinación de líquido, estructura de la trayectoria de flujo de líquido y material de resistencia. Uno de dichos ejemplos se muestra en la figura 4, (b). El material de la capa de resistencia que no requiere la capa de protección comprende, por ejemplo, una aleación de iridio-tantalio-aluminio o similar. Por esta razón, la estructura del elemento generador de calor de la realización anterior puede incluir solamente la capa de resistencia (parte de generación de calor) o puede incluir una capa de protección para la protección de la capa de resistencia.

En el ejemplo, el elemento generador de calor tiene una parte generadora de calor que tiene la capa de resistencia que genera calor como respuesta a la señal eléctrica. Esto no es limitativo, y será suficiente si se crea una burbuja capaz de producir la inyección del líquido de inyección en el líquido de generación de burbujas. Por ejemplo, la parte de generación de calor puede adoptar forma de una transductor fototérmico que genera calor al recibir luz tal como láser, o puede ser tal que genera calor al recibir una onda de alta frecuencia.

Sobre el elemento de sustrato (1), se pueden incorporar de manera integrada elementos funcionales tales como un transistor, un diodo, un elemento retenedor, un registro de desplazamiento y otros para activar de forma selectiva el elemento transductor electrotérmico, además de la capa de resistencia (105) que constituye la parte generadora de calor y el transductor electrotérmico constituido por el electrodo de cableado (104) para suministrar la señal eléctrica a la capa de resistencia.

A efectos de inyectar el líquido por activación de la parte generadora de calor del transductor electrotérmico sobre el elemento de sustrato (1) antes descrito, la capa de resistencia (105) es alimentada con intermedio del electrodo de cableado (104) con impulsos rectangulares, tal como se ha mostrado en la figura 21, para provocar una generación instantánea de calor en la capa de resistencia (105) entre el electrodo de cableado. En el caso de cabezales de los ejemplos antes mencionados, la energía aplicada tiene un voltaje de 24 V, una amplitud de impulsos de 7 \museg, una corriente de 150 mA y una frecuencia de 6 kHz para activar el elemento generador de calor, para lo cual la tinta líquida es inyectada pasando por la salida de inyección mediante el procedimiento anteriormente descrito. No obstante, las condiciones de la señal de activación no quedan limitadas a las que se han indicado, sino que pueden ser cualesquiera si el líquido de generación de burbujas es capaz de generación de burbujas.

Estructura del cabezal con 2 trayectorias de flujo

A continuación se describirá la estructura del cabezal de inyección de líquido con el que se disponen líquidos diferentes de forma separada en una primera y segunda cámaras comunes de líquido, y el número de piezas puede ser reducido, de manera que se pueden reducir también los costes de fabricación.

La figura 22 es una vista esquemática de dicho cabezal para la inyección de líquido. Los mismos numerales de referencia, tal como en el ejemplo anterior, se han asignado a los elementos que tienen las funciones respectivas, y se han omitido a efectos de simplicidad las descripciones detalladas de los mismos.

En este ejemplo, un elemento ranurado (50) tiene una placa de orificios (51) con una salida de inyección (18), una serie de ranuras para la constitución de una serie de primeras trayectorias de flujo de líquido (14) y un rebaje para constituir la primera capa de líquido común (15) para suministrar líquido (líquido de inyección) a la serie de trayectorias de flujo de líquido (14). Una pared separadora (30) está montada en la parte baja o fondo del elemento ranurado (50) en el que se han formado una serie de primeras trayectorias de flujo de líquido (14). Dicho elemento ranurado (50) tiene un primer paso de suministro de líquido (20) que se extiende desde una posición superior a la primera de cámara de líquido común (15). El elemento ranurado (50) tiene también un segundo paso de suministro de líquido (21) que se extiende desde una parte superior a la segunda cámara común de líquido (17) con intermedio de la pared de separación (30).

Tal como se ha indicado por la flecha (C) de la figura 22, el primer líquido (líquido de inyección) es suministrado con intermedio del primer paso de suministro de líquido (20) y la primera cámara de líquido común (15) hacia la primera trayectoria de flujo de líquido (14), y el segundo líquido (líquido de generación de burbujas) es suministrado a la segunda trayectoria de flujo de líquido (16) con intermedio del segundo paso de suministro de líquido (21) y la segunda cámara común de líquido (17) tal como se ha indicado por la flecha (D) de la figura 21.

En este ejemplo, el segundo paso de suministro de líquido (21) se prolonga en paralelo con el primer paso (20) de suministro de líquido, pero no existe limitación a este ejemplo, sino que puede ser cualquier otra disposición si el líquido es suministrado a la segunda cámara de líquido común (17) a través del tabique de separación (30) por fuera de la primera cámara común de líquido (15).

El diámetro del segundo paso de suministro de líquido (21) es determinado en consideración de la cantidad suministrada del segundo líquido. La configuración del segundo paso (21) de suministro de líquido no está limitada a la forma circular o redonda sino que puede ser rectangular u otra.

La segunda cámara común de líquido (17) puede estar formada al dividir las ranuras por una pared de separación (30). En cuanto al método de formación, tal como se muestra en la figura 23, que es una vista en perspectiva con las piezas desmontadas, un armazón para cámara de líquido común y una segunda pared de paso de líquido se forman a base de una película seca, y una combinación de un elemento ranurado (50) que tiene la pared de separación fijada al mismo y el elemento de sustrato (1) son unidos, formando de esta manera la segunda cámara de líquido común (17) y la segunda trayectoria de flujo líquido (16).

En este ejemplo, el elemento de sustrato (1) está formado al disponer el elemento de soporte (70) de metal tal como aluminio con una serie de elementos transductores electrotérmicos en forma de elementos generadores de calor, para generar calor para la generación de burbujas a partir del líquido de generación de burbujas con intermedio del fenómeno de ebullición laminar.

Por encima del elemento de sustrato (1), se ha dispuesto una serie de ranuras que constituyen la trayectoria (16) de flujo de líquido formada por las segundas paredes de paso de líquido, el rebaje para constituir la segunda cámara común de líquido (cámara de líquido común para la generación de burbujas) (17) que se encuentra en comunicación de fluido con la serie de trayectorias de flujo de líquido para la generación de burbujas para suministrar el líquido de generación de burbujas a los pasos de líquido para la generación de burbujas, y las paredes de división o separación (30) que tienen las paredes móviles (31).

Un elemento ranurado se ha indicado por el numeral de referencia (50). El elemento ranurado está dotado de ranuras para constituir las trayectorias de flujo de líquido de inyección (primeras trayectorias de flujo de líquido) (14) por montaje de las paredes de separación sobre aquéllas, un rebaje para constituir la primera cámara común de líquido (cámara común de líquido de inyección) (15) para suministrar el líquido de inyección a las trayectorias de flujo de líquido de inyección, el primer paso de suministro (paso de suministro de líquido de inyección) (20) para suministrar el líquido de inyección a la primera cámara de líquido común, y el segundo paso de suministro (paso de suministro de líquido para la generación de burbujas) (21) para el suministro de líquido de generación de burbujas al segundo paso de suministro (paso para el suministro de líquido de generación de burbujas) (21). El segundo paso de suministro (21) está conectado a una trayectoria de comunicación de fluido que está en comunicación de fluido con la segunda cámara común de líquido (17), penetrando a través del tabique de separación (30) dispuesto en el exterior de la primera cámara común de líquido (15). Por la disposición de la trayectoria de comunicación de fluido, el líquido de generación de burbujas puede ser suministrado a la segunda cámara común de líquido (15) sin mezcla con el líquido de inyección.

La relación de posición entre el elemento de sustrato (1), la pared de separación (30), la placa superior ranurada (50) es tal que los elementos móviles (31) están dispuestos de manera correspondiente a los elementos de generación de calor sobre el elemento de sustrato (1), y que las trayectorias de flujo (14) para el líquido de inyección están dispuestas de manera correspondiente a los elementos móviles (31). En este ejemplo, se dispone un segundo paso de suministro para el elemento ranurado, pero puede ser múltiple de acuerdo con la cantidad a suministrar. El área en sección transversal de la trayectoria de flujo del paso (20) de suministro de líquido de inyección y el paso (21) de suministro de líquido para la generación de burbujas se pueden determinar en proporción a la cantidad de suministro. Por optimización del área en sección transversal de la trayectoria de flujo, las partes constitutivas del elemento ranurado (50) o similar se pueden reducir en sus dimensiones.

Tal como se ha descrito en lo anterior, en este ejemplo, el segundo paso de suministro de líquido para suministrar el segundo líquido a la segunda trayectoria de flujo de líquido y el primer paso de suministro para suministrar el primer líquido a la primera trayectoria de flujo de líquido se pueden disponer mediante una placa superior ranurada única, de manera que se puede reducir el número de piezas y, por lo tanto, se consigue la reducción de las etapas de fabricación y, por lo tanto, la reducción de los costes de fabricación.

Además, el suministro del segundo líquido a la segunda cámara de líquido común en comunicación de fluido con la segunda trayectoria de flujo de líquido es efectuado a través de la segunda trayectoria de flujo de líquido que penetra en la pared de separación para separar el primer y segundo líquidos y, por lo tanto, una etapa de unión es suficiente para la unión de la pared de separación, el elemento ranurado y el elemento de sustrato generador de calor, de manera que la fabricación resulta fácil y se mejora la precisión de la unión.

Dado que el segundo líquido es suministrado a la segunda cámara común de líquido, penetrando en la pared de separación, el suministro del segundo líquido a la segunda trayectoria de flujo de líquido queda asegurada y, por lo tanto, la cantidad de suministro es suficiente de manera que se consigue una inyección estabilizada.

Líquido de inyección y líquido de generación de burbujas

Tal como se ha descrito en el ejemplo anterior, mediante la estructura que tiene el elemento móvil descrito anteriormente, el líquido puede ser inyectado con una fuerza de inyección superior o mayor eficacia que en un cabezal de inyección de líquido convencional. Cuando se utiliza el mismo líquido como líquido para generación de burbujas y como líquido de inyección, es posible que el líquido no se deteriore, y que el depósito sobre el elemento generador de calor debido al calentamiento se pueda reducir. Por lo tanto, se consigue un cambio de estado reversible al repetir la gasificación y condensación. Por lo tanto, se pueden utilizar varios líquidos, si el líquido es tal que no deteriora el paso de flujo de líquido, elemento móvil o pared separadora o similar.

Entre estos líquidos, los que tienen los ingredientes utilizados en dispositivos convencionales de chorros de burbujas pueden ser utilizados como líquido de impresión.

Cuando la estructura de doble trayectoria de flujo de los presentes ejemplos se utiliza con diferente líquido de inyección y diferente líquido de generación de burbujas, se utiliza el líquido de generación de burbujas que tiene las características antes descritas, más particularmente, entre los ejemplos se incluyen: metanol, etanol, n-propil alcohol, isopropil alcohol, n-hexano, n-heptano, n-octano, tolueno, xileno, dicloruro de metileno, tricloretileno, Freón TF, Freón BF, etil éter, dioxano, ciclohexano, metil acetato, etil acetato, acetona, metil etil cetona, agua, o similar, así como mezclas de los mismos.

En cuanto al líquido de inyección, se pueden utilizar diferentes líquidos sin tener en cuenta el grado de características de generación de burbujas o características térmicas. Los líquidos que no han sido utilizables convencionalmente, a causa de sus reducidas características de generación de burbujas y/o facilidad de cambio de características debido al calor, pueden ser utilizados.

No obstante, es deseable que el líquido de inyección por sí mismo o por reacción con el líquido de generación de burbujas no dificulte la inyección, la generación de burbujas o el funcionamiento del elemento móvil o similares.

En cuanto al líquido de inyección para la impresión, se puede utilizar una tinta altamente viscosa o similar. En cuanto a otros líquidos de inyección, se pueden utilizar productos farmacéuticos y perfumes o similares que tienen una naturaleza fácilmente deteriorable por acción del calor. La tinta del ejemplo siguiente fue utilizada como líquido de impresión utilizable tanto para líquido de inyección como para líquido de generación de burbujas, llevándose a cabo la operación de impresión. Dado que la velocidad de inyección de la tinta se incrementa, la exactitud de proyección de las gotitas de líquido se mejora y, por lo tanto, se logra la impresión de imágenes altamente satisfactorias.

Viscosidad de la tinta con colorante de 2cp

colorante (negro alimentos C.I. 2)	3% en peso
dietilén glicol	10% en peso
tio diglicol	5% en peso
etanol	5% en peso
agua	77% en peso

Se llevaron a cabo operaciones de impresión utilizando las siguiente combinación de líquidos para el líquido de generación de burbujas y líquido de inyección. Como resultado, el líquido que tenía una viscosidad de varias decenas de cps, que no podía ser utilizado anteriormente, fue inyectado de manera apropiada, e incluso líquido con 150cps fue inyectado de manera apropiada dando lugar a imágenes de elevada calidad.

Líquido de generación de burbujas 1

Etanol	40% en peso
Agua	60% en peso

Líquido de generación de burbujas 2

Agua	100% en peso

Líquido de generación de burbujas 3

Alcohol isopropílico	10% en peso
Agua	90% en peso

Líquido de inyección 1

(Tinta con pigmento aproximadamente 15 cp)
Negro de carbón	5% en peso
Material de resina de copolímero de acrilato de estileno-acrilato de etilo	1% en peso
Material de dispersión (óxido 140, peso molecular promedio en peso)
Mono-etanol amina	0,25% en peso
Glicerina	69% en peso
Tiodiglicol	5% en peso
Etanol	3% en peso
Agua	16,75% en peso

Líquido de inyección 2 (55cp)

Polietilenglicol 200

100% en peso

Líquido de inyección 3 (150cp)

Polietilenglicol 600

100% en peso

En el caso del líquido que no ha sido inyectado fácilmente, la capacidad de inyección es baja y, por lo tanto, la variación en la dirección de inyección se expande sobre el papel de impresión con el resultado de poca exactitud de proyección. Además, la variación de la cantidad de inyección tiene lugar debido a la inestabilidad de la inyección, impidiendo, por lo tanto, la impresión de imágenes de alta calidad. No obstante, de acuerdo con las realizaciones, la utilización del líquido de generación de burbujas permite suficiente y estabilizada generación de la burbuja. Por esta razón, la mejora en la exactitud de proyección de la gotita de líquido y la estabilización de la cantidad de inyección se pueden conseguir, lo que mejora notablemente la calidad de la imagen impresa.

Fabricación de un cabezal de inyección de líquido

Se realizará la descripción de la etapa de fabricación del cabezal de inyección de líquido para un aparato de inyección de líquido según la presente invención.

En el caso del cabezal de inyección de líquido mostrado en la figura 2, una base (34) para el montaje del elemento móvil (31) está modelada y constituida sobre el elemento de sustrato (1), y el elemento móvil (31) está unido o soldado sobre la base (34). A continuación, un elemento ranurado que tiene una serie de ranuras para constituir las trayectorias de flujo de líquido (10), salida de inyección (18) y un rebaje para constituir la cámara común de líquido (13), es montado en el elemento de sustrato (1) con las ranuras y elementos móviles alineados entre sí.

A continuación se realizará la descripción de la etapa de fabricación para el cabezal de inyección de líquido que tiene la estructura de dos trayectorias de flujo tal como se han mostrado en las figuras 10 y 23.

De manera general, se forman paredes para las segundas trayectorias de flujo de líquido (16) sobre el elemento de sustrato (1), y se montan paredes de separación (30) sobre el mismo, y a continuación, un elemento ranurado (50), que tiene las ranuras para constituir las primeras trayectorias de flujo de líquido (14), es montado adicionalmente sobre el mismo. Alternativamente, se forman las paredes para las segundas trayectorias de flujo de líquido (16), y se monta sobre las mismas un elemento ranurado (50) que tiene las paredes de separación (30).

A continuación se realizará la descripción del método de fabricación para la segunda trayectoria de flujo de líquido.

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Las figuras 24, (a)-(e), son una vista esquemática en sección ilustrativa de un método de fabricación para el primer ejemplo de cabezal de inyección de líquido.

Tal como se ha mostrado en la figura 24, (a), se forman elementos para conversión electrotérmica que tiene elementos generadores de calor (2) de boruro de hafnio, nitruro de tantalio o similares, utilizando un dispositivo de fabricación tal como en la fabricación de un semiconductor, o un elemento de sustrato (oblea de silicio) (1), y después de ello, la superficie del elemento de sustrato (1) es limpiada con el objetivo de mejorar la adherencia o contacto con el material de resina fotosensible en la etapa siguiente. A efectos de mejorar adicionalmente el carácter adhesivo o contacto, la superficie del elemento de sustrato es tratado con radiación ultravioleta-ozono o similar. A continuación, el líquido que comprende un agente de acoplamiento de silano, por ejemplo, (A189, de la firma NIPPON UNICA) diluido con alcohol etílico a 1% en peso se aplica sobre la superficie mejorada por recubrimiento por centrifugación.

A continuación, se limpia la superficie, y tal como se ha mostrado en la figura 24, (b), se aplica por laminación sobre el sustrato (1), que tiene la superficie mejorada del modo que se ha indicado, una película de resina fotosensible a la radiación ultravioleta (DF) (película seca Ordyl SY-318 de la firma Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.).

A continuación, tal como se ha mostrado en la figura 24, (c), una pantalla de protección o fotomáscara (PM) es colocada sobre la película seca (DF), y las partes de la película seca (DF) que tienen que permanecer como segunda pared de paso de flujo es iluminada con la radiación ultravioleta a través de la fotomáscara (PM). El proceso de exposición fue llevado a cabo utilizando MPA-600, de la firma CANON KABUSHIKI KAISHA), y la cantidad de exposición era aproximadamente de 300 mJ/cm^{2}.

A continuación, tal como se ha mostrado en la figura 24, (d), la película seca (DF) fue revelada mediante líquido de revelado que es un líquido mezcla de xileno y acetato de butil Cellosolve (BMRC-3 de la firma Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) para disolver las partes no expuestas, dejando simultáneamente las partes expuestas y curadas como paredes para las segundas trayectorias de flujo de líquido (16). Además, los residuos que permanecen sobre la superficie del elemento de sustrato (1) son eliminados por un dispositivo de reducción a cenizas por plasma de oxígeno (MAS-800 de la firma Alcan-Tech Co., Inc.) durante un tiempo aproximado de 90 segundos, y se expone a radiación ultravioleta durante 2 horas a 150ºC con una dosis de 100 mJ/cm^{2} para el curado completo de las partes sometidas a exposición.

Por este método se pueden formar las segundas trayectorias de flujo de líquido con elevada exactitud sobre una serie de paneles calentadores (elementos de sustrato) cortados del sustrato de silicio. El sustrato de silicio es cortado en los respectivos paneles calentadores (1) mediante una máquina de cortar que tiene una cuchilla de diamente de un grosor de 0,05 mm (AWD-4000 de la firma Tokyo Seimitsu). Los paneles calentadores separados (1) son fijados sobre la placa base de aluminio (70) mediante un material adhesivo (SE4400 de la firma Toray), figura 19. A continuación, el panel impreso (71) conectado a la placa base de aluminio (70) de antemano es conectado al panel calentador (1) por un alambre de aluminio (no mostrado) con un diámetro de 0,05 mm.

Tal como se ha mostrado en la figura 24, (e), un elemento de unión del elemento ranurado (50) y pared de separación (30) fueron posicionados y conectados al panel calentador (1). Más particularmente, el elemento ranurado con la pared de separación (30) y panel calentador (1) son posicionados, y acoplados y fijados por un resorte de limitación. Después de ello, la tinta y el elemento (80) de suministro del líquido de generación de burbujas se fijan sobre la tinta. A continuación, el intersticio entre el alambre de aluminio, elemento ranurado (50), panel calentador (1) y elemento (80) de suministro de la tinta y del líquido de generación de burbujas son estanqueizados mediante un sellador de siliconas (TSE399, de la firma Toshiba silicone).

Al formar la segunda trayectoria de flujo de líquido mediante el método de fabricación indicado, se pueden conseguir trayectorias de flujo precisas sin desviación de posición con respecto a los calentadores del panel de calentamiento. Al efectuar el acoplamiento del elemento ranurado (50) y la pared de separación (30) en la etapa anterior, se mejora la exactitud de posición entre la primera trayectoria de flujo de líquido (14) y el elemento móvil (31).

Mediante esta técnica de fabricación de gran exactitud, se consigue la estabilización de la inyección, y se mejora la calidad de la impresión. Dado que se forman todos conjuntamente sobre una oblea, es posible la fabricación en masa a un coste reducido.

En este ejemplo, se utiliza un película seca del tipo de curado por radiación ultravioleta para la formación de la segunda trayectoria de flujo de líquido. Sin embargo, un material de resina con una banda de absorción adyacente, particularmente de 248 nm puede ser conseguida por laminado (fuera de la gama ultravioleta). Es objeto de curado, y las partes que constituirán la segunda trayectoria de flujo de líquido se eliminan de manera directa mediante un láser eximer.

La figura 25 (a)-(d) es una vista en sección esquemática ilustrativa de un método de fabricación del segundo ejemplo de cabezal de inyección de líquido.

Tal como se ha mostrado en la figura 25, (a), un elemento de protección fotoresistente (101) que tiene un grosor de 15 \mum es modelado adoptando la forma de la segunda trayectoria de flujo de líquido sobre el sustrato SUS (100).

A continuación, tal como se ha mostrado en la figura 25, (b), el sustrato SUS (20) es dotado de un recubrimiento de 15 \mum de espesor en forma de capa de níquel (102) sobre el sustrato SUS (100) por recubrimiento electrolítico. La solución de recubrimiento utilizada ha estado constituida por amidosulfato de níquel, un material para la reducción de fatiga (cero ohru, de la firma World Metal Inc.), ácido bórico, material de prevención de cráteres (NP-APS, de la firma World Metal Inc.) y cloruro de níquel. En cuanto al campo eléctrico en el depósito electrolítico, se conecta un electrodo al lado del ánodo, y el sustrato SUS (100) y modelado es conectado al cátodo, y la temperatura de la solución de recubrimiento es de 50ºC, y la corriente es de 5A/cm^{2}.

A continuación, tal como se ha mostrado en la figura 25, (c), el sustrato SUS (100) que ha sido sometido a recubrimiento electrolítico es sometido a vibración por ultrasonidos para eliminar la capa de níquel (102) del sustrato SUS (100) para proporcionar la segunda trayectoria de flujo de líquido.

Por otra parte, el panel calentador que tiene los elementos para conversión electrotérmica se forma sobre una oblea de silicio mediante un dispositivo de fabricación utilizado en la fabricación de semiconductores. La oblea es cortada en paneles calentadores por una máquina de corte similar a la realización anteriormente descrita. El panel de calentamiento (1) está montado en un placa base de aluminio (70) que tiene un circuito impreso (104) montado en la misma, y el circuito impreso (7) y el cableado de aluminio (no mostrado) se conectan para establecer el cableado eléctrico. Sobre dicho panel de calentamiento (1), se dispone la segunda trayectoria de flujo de líquido mediante el proceso antes mencionado, tal como se ha mostrado en la figura 25, (d). Para esta fijación, puede no ser completamente firme si no ocurre una desviación de posición en la unión de la placa superior, dado que la fijación es conseguida por un resorte limitador de manera que la placa superior tiene la pared o tabique de separación fijado a la misma en la última etapa, tal como en el primer ejemplo.

En este ejemplo, para el posicionado y fijación, se ha utilizado un material adhesivo de tipo de curado por radiación ultravioleta (Amicon UV-300, de la firma GRACE JAPÓN), y con un dispositivo de proyección de radiación ultravioleta funcionando con una magnitud de exposición de 100 mJ/cm^{2} durante aproximadamente 3 seg para completar la fijación.

De acuerdo con el método de fabricación de este ejemplo, las segundas trayectorias de flujo de líquido se pueden disponer sin desviación de posición con respecto a los elementos generadores de calor, y dado que las paredes de paso de flujo son de níquel, se puede conseguir duración contra las características alcalinas del líquido, de manera que la fiabilidad es elevada.

Las figuras 26, (a)-(d), muestran una vista esquemática en sección ilustrativa de un método de fabricación del tercer ejemplo de cabezal de inyección de líquido.

Tal como se ha mostrado en la figura 25, (a), se aplica la capa fotoresistente (103) a ambos lados del sustrato SUS (100) con un grosor de 15 \mum y que posee un orificio de alineación o marca (100a). El material fotoresistente utilizado era PMERP-AR900 de la firma Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.

Después de ello, tal como se ha mostrado en (b), se llevó a cabo la operación de exposición en alineación con el orifico de alineación (100a) del elemento de sustrato (100), utilizando un dispositivo de exposición (MPA-600) de la firma CANON KABUSHIKI KAISHA, JAPÓN) para eliminar las partes de la capa fotoresistente (103) que deberán constituir la segunda trayectoria de flujo de líquido. La magnitud de exposición era de 800 mJ/cm^{2}.

A continuación, tal como se ha mostrado en (c), el sustrato SUS (100) con la capa fotoresistente (103) modelada sobre ambos lados es sumergido en un líquido de ataque químico (solución acuosa de cloruro férrico o cloruro cuproso) para el ataque químico de las partes expuestas a través del elemento fotoresistente (103), y la capa fotoresistente es eliminada.

A continuación, tal como se ha mostrado en (d), de manera similar al ejemplo anterior del método de fabricación, el sustrato SUS (100) que ha sido sometido a ataque químico es colocado y fijado sobre el panel de calentamiento (1), efectuando de esta manera el montaje del cabezal de inyección de líquido que tiene las segundas trayectorias de flujo de líquido (4).

De acuerdo con el método de fabricación de este ejemplo, se pueden disponer las segundas trayectorias (4) de flujo de líquido sin desviación de posición con respecto a los elementos calentadores, y dado que las trayectorias de flujo son de SUS, la duración contra líquidos ácidos y alcalinos es elevada, de manera que se consigue fiabilidad en el cabezal de inyección de líquido.

Tal como se ha descrito en el anterior método de fabricación, al montar las paredes de la segunda trayectoria de flujo de líquido sobre el elemento de sustrato en un etapa anterior, los transductores electrotérmicos y segundas trayectorias de flujo de líquido se alinean entre sí con gran precisión. Dado que se forma simultáneamente una serie de segundas trayectorias de flujo de líquido sobre el sustrato antes del corte, resulta posible la producción en masa a un bajo coste.

El cabezal de inyección de líquido conseguido mediante este método de fabricación tiene la ventaja de que las segundas trayectorias de flujo de líquido y los elementos generadores de calor están alineados con gran precisión y, por lo tanto, la presión de la generación de burbujas se puede recibir con gran eficacia de manera que la eficacia de la inyección es excelente.

Cartucho del cabezal de inyección de líquido

A continuación se efectuará la descripción de un cartucho de cabezal de inyección de líquido que tiene el cabezal de inyección de líquido del ejemplo anterior.

La figura 27 es una vista en perspectiva esquemática con las piezas desmontadas de un cartucho de cabezal de inyección de líquido que incluye el cabezal de inyección de líquido anteriormente descrito, de manera que el cartucho del cabezal de inyección comprende de manera general una parte (201) del cabezal de inyección de líquido y un contenedor de líquido (80).

La parte (201) del cabezal de inyección de líquido comprende un elemento de sustrato (1), un tabique de separación (30), un elemento ranurado (50), un resorte limitador (78), el elemento (90) para el suministro de líquido y un elemento de soporte (70). El elemento de sustrato (1) está dotado de una serie de resistencias generadoras de calor destinadas a suministrar calor al líquido de generación de burbujas, tal como se ha descrito en lo anterior. Se forma un paso de líquido para generación de burbujas entre el elemento de sustrato (1) y el tabique de separación (30) que tiene el tabique móvil. Por el acoplamiento entre el tabique de separación (30) y la placa (50) con ranuras en la parte superior, se forma una trayectoria de flujo de inyección (no mostrada) para comunicación de fluido con el líquido de inyección.

El resorte limitador (78) funciona forzando al elemento ranurado (50) hacia el elemento de sustrato (1), y es eficaz en integrar de manera apropiada el elemento de sustrato (1), tabique de separación (30), con ranuras y el elemento de soporte (70) que se describirá a continuación.

El elemento de soporte (70) funciona soportando el elemento de sustrato (1) o similar, y el elemento de soporte (70) lleva montado un circuito impreso (71), conectado al elemento de sustrato (1), para suministrar al mismo la señal eléctrica, y patillas de contacto (72) para transferencia de señal eléctrica entre el lado del dispositivo cuando el cartucho es montado sobre el aparato.

El contenedor de líquido (90) contiene el líquido de inyección tal como la tinta a suministrar al cabezal de inyección de líquido y el líquido de generación de burbujas para generar burbujas, de forma separada. El exterior del contenedor de líquido (90) está dotado de una zona de posicionado (94) para el montaje de un elemento de conexión para conectar el cabezal de inyección de líquido en el contenedor de líquido y un eje fijo (95) para fijar la parte de conexión. El líquido de inyección es suministrado al paso (81) de suministro de líquido de inyección de un elemento (80) de suministro de líquido a través de un paso de suministro (84) del elemento de conexión desde el paso de suministro de líquido de inyección (92) del contenedor de líquido, y se suministra a una primera cámara de líquido común a través de los pasos de suministro de líquido de inyección (83), (71) y (21) de los elementos. El líquido de generación de burbujas es suministrado de manera similar al paso (82) de suministro de líquido de generación de burbujas del elemento (80) de suministro de líquido a través del paso de suministro del elemento de conexión desde el paso (93) de suministro del contenedor de líquido, y es suministrado a la segunda cámara de líquido a través del paso de suministro de líquido de generación de burbujas (84), (71), (22) de dichos elementos. En este cartucho de cabezal de inyección de líquido, aunque el líquido de generación de burbujas y el líquido de inyección sean líquidos distintos, los líquidos son suministrados de manera satisfactoria. En el caso de que el líquido de inyección y el líquido de generación de burbujas sean el mismo, la trayectoria de suministro para el líquido de generación de burbujas y el líquido de inyección no están necesariamente separados.

Después de que el líquido de ha agotado, los contenedores de líquido pueden recibir el suministro de los correspondientes líquidos. Para facilitar este suministro, el contenedor de líquido está dotado de manera deseable con una abertura de inyección de líquido. El cabezal de inyección de líquido y el contenedor de líquido pueden forman parte integral entre sí o pueden ser separados uno de otro.

Aparato de inyección de líquido

La figura 28 muestra esquemáticamente la estructura de un aparato de inyección de líquido que tiene el cabezal de inyección de líquido (201) anteriormente descrito. En este ejemplo, el líquido de inyección es tinta. El aparato es un aparato de impresión por inyección de tinta, comprendiendo el dispositivo de inyección de líquido un carro (HC) al que se puede montar el cartucho de cabezal que comprende una parte (90) que contiene líquido y parte (201) del cabezal de inyección de líquido que se pueden acoplar entre sí, de forma desmontable. El carro (HC) puede desplazarse de forma alternativa en una dirección de la anchura del material de impresión (150) tal como una hoja de impresión o similar alimentada mediante medios de transporte del material de impresión.

Cuando se suministra una señal de activación a los medios de inyección de líquido del carro desde medios de suministro de señal de activación no mostrados, el líquido de impresión es inyectado al material de impresión desde el cabezal de inyección de líquido (201) con respuesta a la señal.

El aparato de inyección de líquido de esta realización comprende un motor (181) como fuente de accionamiento para accionar los medios de transporte del material de impresión y el carro, ruedas dentadas (182), (183) para transmitir la potencia desde el dispositivo de accionamiento al carro y el eje (185) del carro y otros. Mediante el dispositivo de impresión y método de inyección de líquido, se pueden conseguir copias satisfactorias sobre diferentes materiales de impresión.

La figura 29 es un diagrama de bloques de la totalidad del dispositivo para llevar a cabo la impresión por inyección de tinta utilizando el cabezal de inyección de líquido y el método de inyección de líquido a los que se puede aplicar la presente invención.

El aparato de impresión recibe datos de impresión en forma de una señal de control desde un ordenador principal (300). Los datos de impresión son almacenados temporalmente en un interfaz de entrada (301) del aparato de impresión, y al mismo tiempo, se convierten en datos procesables a introducir en una CPU (302), que tiene además la función de medio de suministro de una señal de activación del cabezal. La CPU (302) procesa los datos antes mencionados que se han introducido en la CPU (302), en datos de impresión (datos de imagen), procesándolos con utilización de unidades periféricas tales como las memorias RAM (304) o similares, siguiendo programas de control almacenados en una ROM (303).

Además, a efectos de imprimir los datos de imagen sobre un punto apropiado de una hoja de impresión, la CPU (302) genera datos de accionamiento para la activación de un motor de accionamiento que desplaza la hoja de impresión y el cabezal de impresión en sincronismo con los datos de imagen. Los datos de imagen y los datos de activación del motor son transmitidos a un cabezal (200) y a un motor de accionamiento (306) a través de un controlador del cabezal (307) y un controlador (305) del motor, respectivamente, que son controlados a su vez con las temporizaciones apropiadas para la formación de una imagen.

Cuando es necesaria la operación de recuperación de la inyección, por ejemplo, después de un período de reposo del cabezal, la CPU (302) suministra instrucciones para la operación de recuperación al dispositivo de recuperación (310) que comprende el dispositivo de recuperación de succión (200). El dispositivo de recuperación (310), después de haber recibido las instrucciones de recuperación de la inyección, lleva a cabo la serie de operaciones para la recuperación de la inyección del cabezal en base a la secuencia de succión o de recuperación de la presión.

En cuanto al soporte de impresión, al que se adhiere el líquido tal como tinta, y que se puede utilizar con un aparato de impresión tal como el que se ha descrito anteriormente, se pueden citar los siguientes: diferentes hojas de papel; hojas OHP; material plástico para la formación de discos compactos, placas fundamentales o similares; telas; material metálico tal como aluminio, cobre o similares; piel tal como piel de vacuno, piel de cerdo, piel sintética o similares; materiales de madera tales como madera sólida, contrachapado y similares; materiales de bambú; materiales cerámicos tal como losetas; y materiales tales como esponjas con estructura tridimensional.

El aparato de impresión antes mencionado comprende un aparato de impresión para varias hojas de papel o una hoja OHP, un aparato de impresión para material plástico tal como material plástico utilizado para la formación de un disco compacto o similar, un aparato de impresión para placas metálicas o similares, un aparato de impresión para piel, un aparato de impresión para madera, un aparato de impresión para materiales cerámicos, un aparato de impresión para un soporte de impresión tridimensional tal como una esponja o similar, un aparato de impresión de productos textiles para la impresión de imágenes sobre telas y aparatos de impresión similares.

En cuanto al líquido a utilizar con estos aparatos de inyección de líquido, cualquier líquido es utilizable siempre que sea compatible con el soporte de impresión y las condiciones de impresión utilizadas.

A continuación, se describirá un sistema de impresión por chorros de tinta a título de ejemplo, que permite la impresión de imágenes sobre un soporte de impresión utilizando, como cabezal de impresión, un cabezal de inyección de líquido al que se puede aplicar la presente invención.

La figura 30 es una vista esquemática, en perspectiva, de un sistema de impresión por chorros de tinta que utiliza el cabezal de inyección de líquido antes mencionado (201) de acuerdo con la presente invención, y que muestra su estructura general. El cabezal de inyección de líquido de este ejemplo es un cabezal del tipo de líneas completas, que comprende varios orificios de inyección alineados con una densidad de 360 dpi a efectos de cubrir toda la gama del soporte de impresión 150 que se puede imprimir. Comprende cuatro cabezales, que corresponden a cuatro colores; amarillo (Y), magenta (M), ciánico (C) y negro (Bk). Estos cuatro cabezales están soportados de forma fija por un soporte (1202), en paralelo entre sí y con intervalos predeterminados.

Estos cabezales son activados como respuesta a las señales suministradas desde el dispositivo controlador del cabezal (307), que constituye medios para suministrar una señal de activación a cada cabezal.

Cada una de las cuatro tintas de color (-Y-, -M-, -C- y -Bk-) son suministradas al cabezal correspondiente desde un contenedor de tinta (1204a), (1204b), (1205c) o (1204d). El numeral de referencia (1204e) indica un contenedor de líquido generador de burbujas desde el cual el líquido de generación de burbujas es suministrado a cada uno de los cabezales.

Entre el contenedor y cada uno de los cabezales, se dispone un tubo con un dispositivo de recuperación de la presión (311e), (311a), (311b), (311c), o (311d), tal como se ha mostrado en la figura. Los medios de activación para el dispositivo de recuperación de la presión consisten en una bomba de presión, y cuando es necesaria la recuperación de la inyección en el cabezal, la CPU (302) mostrada en la figura 29 produce instrucciones de recuperación de la presión, y la serie de operaciones para la recuperación de la inyección del cabezal son llevadas a cabo en base a la secuencia predeterminada de recuperación de la presión.

Por debajo de cada cabezal, existe una caperuza para el cabezal (203a-203d) que tiene un elemento de absorción de tinta tal como una esponja, que cubre las salidas de inyección de cada cabezal cuando no se lleva a cabo la operación de impresión para proteger el cabezal.

Se ha designado con el numeral de referencia (206) una cinta transportadora que constituye los medios de alimentación para alimentar el material de impresión tal como se ha descrito. La cinta transportadora (206) se extiende a lo largo de una trayectoria predeterminada utilizando varios rodillos, y es impulsada por un rodillo de impulsión conectado al controlador (305) del motor.

El sistema de impresión por chorros de tinta de esta realización comprende un aparato (1251) de proceso de preimpresión y un aparato de proceso posterior a la impresión (1252), que están dispuestos en los lados de más arriba y de más abajo, respectivamente, del aparato de impresión por chorros de tinta, a lo largo de la trayectoria de transporte del soporte de impresión. Estos aparatos de proceso (1251) y (1252) procesan el soporte de impresión en diferentes formas antes o después de realizar la impresión, respectivamente.

El proceso de pre-impresión y el de postimpresión varían dependiendo del tipo del soporte de impresión o del tipo de tinta. Por ejemplo, cuando se utiliza un soporte de impresión compuesto por un material metálico, material plástico, material cerámico o similares, el soporte de impresión es expuesto a rayos ultravioleta y ozono antes de la impresión, activando su superficie.

En un material de impresión que tiende a adquirir carga eléctrica, tal como material de resina plástica, tiende a depositarse polvo sobre la superficie por la electricidad estática. El polvo puede dificultar la impresión deseada. En este caso, se utiliza un ionizador para eliminar la carga estática del material de impresión, eliminando de esta manera el polvo del material de impresión. Cuando el material de impresión es un material textil, desde el punto de vista de impedir la formación de fenómenos de corrimiento y para la mejora de la fijación y otros, se puede realizar un proceso previo en el que se aplica al textil un substancia con características alcalinas, substancias con características solubles en agua, un compuesto polímero, una sal metálica con características solubles, urea, o tiourea. El proceso previo no queda limitado a ello, y puede ser el utilizado para proporcionar al material de impresión la temperatura apropia-
da.

Por otra parte, el proceso posterior es un proceso para impartir, al material de impresión que ha recibido la tinta, un tratamiento térmico, una proyección por radiación de rayos ultravioleta para ayudar a la fijación de la tinta, o un proceso de limpieza para eliminar el material de proceso utilizado para el tratamiento previo y que ha permanecido por ausencia de reacción.

En este ejemplo, el cabezal es un cabezal de líneas completas, pero la presente invención es aplicable desde luego a un tipo de cabezal serie en el que el cabezal es desplazado según la anchura del material de impresión.

Conjunto del cabezal

Se describirá a continuación un conjunto de cabezal que se puede utilizar con el cabezal de inyección de líquido. La figura 31 es una vista esquemática de un ejemplo de un conjunto de cabezal al que se puede aplicar la presente invención. Comprende un cabezal (510) que tiene una parte (511) de inyección de tinta para inyectar la tinta, un contenedor de tinta (520) (contenedor de líquido) separable o no con respecto al cabezal, medios para el llenado de tinta para contener la tinta para su llenado al contenedor de tinta, y un conjunto de contenedor (501) que contiene el conjunto de ellos.

Cuando la tinta se ha consumido, se inserta una parte de una pieza de inserción (aguja de inyección o similar) (531) de los medios de llenado de tinta en una abertura de ventilación (521) del contenedor de tinta o en el interior de un orificio o similar formado en una pared del contenedor de tinta o en una parte de conexión con respecto al cabezal, y se llena la tinta en los medios de llenado de tinta dentro del contenedor de tinta.

De este modo, el cabezal de inyección de líquido que incorpora la presente invención, el contenedor de tinta, los medios de llenado de tinta o similares, son dispuestos en el conjunto del contenedor, de manera que cuando la tinta se ha agotado, la tinta puede ser llenada en el contenedor de tinta sin dificultades.

En el conjunto de cabezal de este ejemplo, se contienen los medios de llenado de tinta, pero el conjunto del cabezal puede no tener los medios de llenado de tinta, y en vez de ello, el conjunto del contenedor (510) puede contener un contenedor completo de la tinta que se puede montar de forma desacoplable en el cabezal así como en el propio cabezal.

En la figura 31, se han mostrado solamente medios de llenado de tinta para llenar la tinta en el contenedor de la misma, pero el contenedor de tinta puede contener también medios de llenado de líquido de generación de burbujas para el llenado de líquido de generación de burbujas en el contenedor de líquido de generación de burbujas, así como en el contenedor de tinta.

La figura 58 es una vista en perspectiva con las piezas desmontadas de una estructura esquemática de un ejemplo de cabezal para chorros de tinta.

En la figura 58, cada uno de los paneles calentadores (elemento de substrato) (701) tiene 128 elementos transductores electrotérmicos (702) (elementos generadores de calor) dispuestos en una línea con una densidad de 360DPI. El panel calentador (701) está dotado también de patillas para señales destinadas a recibir señales eléctricas externas para activar los elementos generadores de calor (702) con la temporización determinada, y con una patilla (1403) que comprende patillas de suministro de potencia eléctrica para suministrar la potencia eléctrica para activar los elementos generadores de calor (702) o similares. Por encima de cada panel calentador (701), se ha dispuesto un separador (772) para formar la segunda trayectoria de flujo de líquido que se describirá a continuación, así como una pared de separación (730) que se conecta a la separación. La pared de separación (730) está dotada de un elemento móvil (731) que corresponde al elemento generador de calor (702) por el cual la presión de generación de burbujas generada en la segunda trayectoria de flujo de líquido es transmitida de manera eficaz a la primera trayectoria de flujo de líquido dotada de la salida de inyección de tinta. Se disponen once paneles calentadores (1) en la dirección de la disposición de los elementos generadores de calor (702) sobre la placa base (770) de aluminio tal como un substrato de soporte. De este modo, el cabezal de chorros de tinta de este ejemplo tiene 1408 elementos generadores de calor.

En la placa de base (770), se une un substrato de cableado (1400), de forma similar al panel calentador (1). Las patillas (1403) del panel calentador (1) y las patillas de señal y de suministro de potencia eléctrica (1401) del substrato de cableado (1400) están dispuestos en una relación de posición predeterminada. El substrato de cableado (1400) está dotado de conectores (1402) para suministrar las señales de impresión externas y la potencia eléctrica de activación.

Una placa superior (750) tiene una placa de orificios integral que tiene constituidas las salidas de inyección de tinta (718), y que está dotada de ranuras para constituir las segundas trayectorias de flujo de líquido, tal como se describirá más adelante. La placa superior (750) está conectada de manera tal que se establece una relación predeterminada con respecto al elemento móvil (731) del tabique separador (730). En cuanto al método de conexión, se puede utilizar la limitación mecánica mediante un resorte o similar, o con un material adhesivo o con combinación de ambos.

A continuación se realizará la descripción de la corrección de la cantidad de inyección (corrección de bits) para cada una de las salidas de inyección en el cabezal de chorros de tinta anteriormente descrito.

La corrección de bits de este ejemplo modula la amplitud de impulso o similar del impulso de activación (señal de activación) a aplicar al elemento generador de calor. Es decir, el impulso de activación comprende un impulso previo para generar energía térmica no suficiente para la generación de burbujas, y un impulso principal aplicado con un intervalo de reposo después de la aplicación del impulso previo. En este ejemplo, la amplitud del impulso o similar del impulso previo modula el intervalo de reposo o período de descanso para cambiar la cantidad de la inyección. Mediante este proceso, se pueden cambiar las dimensiones del punto formado sobre el material de impresión, de manera que las dimensiones del punto que se impreso por las salidas de inyección respectivas se pueden hacer uniformes.

A continuación se realizará la descripción de la aplicación de la corrección de bits al cabezal de inyección por chorros de tinta de este ejemplo, en comparación con la aplicación del mismo a un sistema convención del tipo de chorro de burbujas.

La figura 59 muestra un cambio de cantidad de inyección (A) en un cabezal según la presente invención cuando se modulan la amplitud de impulsos P1 del impulso previo del impulso de activación (figura 61), y muestra el cambio (B) de la cantidad de inyección en un cabezal convencional.

La figura 60 muestra el cambio (A) de la cantidad de inyección en un cabezal según este ejemplo, cuando el período de reposo P2 es modulado (figura 61), y muestra también el cambio (B) de la cantidad de inyección en un cabezal convencional.

Tal como se comprenderá de la figura 59 y de la figura 60, tanto en el cabezal de este ejemplo como en un cabezal convencional, la cantidad máxima de inyección es conseguida substancialmente por la misma amplitud de pre-impulso P1 (aproximadamente 2\museg) y por el mismo período de reposo P2 (aproximadamente 4\museg), con independencia de si la amplitud P1 del impulso previo o el período de reposo P2 han sido modulados. No obstante, se debe observar que la cantidad de inyección en sí misma, incluyendo la cantidad de inyección máxima es mayor en este ejemplo, y su cambio es mayor en esta realización. Como resultado de ello, cuando la corrección de bits es utilizada para el cabezal de este ejemplo, se puede conseguir la amplitud mayor de corrección. En otras palabras, incluso en un cabezal que comporte una falta de uniformidad de densidad relativamente importante, la corrección de bits de este ejemplo se puede utilizar de manera ventajosa.

La razón de ello se considera la siguiente.

En un cabezal convencional, el crecimiento, hacia arriba de la trayectoria de flujo de líquido, de las burbujas generadas por activación del elemento generador de calor, no está limitado por el elemento móvil, de manera que se aplica una fuerza más reducida a la tinta de la parte de más arriba, mientras que en los cabezales a título de ejemplo, la fuerza generada por la generación de burbujas no puede fundamentalmente escapar hacia la parte de arriba por la disposición del elemento móvil. En el cabezal convencional, incluso si la energía suministrada para generar las burbujas se incrementa para aumentar el volumen de burbujas generadas, el escape de la presión de generación de burbujas hacia la parte de arriba aumenta también de manera correspondiente, con el resultado de que el incremento del volumen de burbujas generadas resultado del incremento de la energía suministrada no queda reflejado directamente como incremento de la cantidad de inyección. En el caso de los cabezales descritos en los ejemplos, no obstante, el escape hacia la parte de arriba se puede suprimir de manera apropiada, y por lo tanto, la cantidad de inyección se puede cambiar más de acuerdo con el incremento del volumen de burbujas generado resultado del incremento de la energía suministrada.

Con la estructura de cabezal de los ejemplos, el comportamiento de la inyección de tinta viene menos influida por la estructura o similar de la estructura de más arriba del elemento generador calor por la misma razón, de manera que la cantidad de inyección o similar es determinada principalmente por la exactitud de la estructura de más abajo (lado de salida de la inyección) del elemento generador de calor. De este modo, si la exactitud es suficientemente grande en la parte de más abajo (principalmente, la salida de inyección), la variación de la cantidad de inyección debida a errores de fabricación se puede reducir aunque se fabrica un cabezal largo. De acuerdo con otros ejemplos, estas ventajas se combinan de forma sinérgica, con la ventaja de la corrección de bits para reducir de manera efectiva la falta de uniformidad de la densidad.

La figura 62 muestra un circuito de selección de calentamiento previo o similar formados sobre el panel de calentamiento (1001) para la corrección de bits en un ejemplo de un dispositivo para chorros de tinta. La estructura mostrada en la figura 62 está prevista para cada uno de los once paneles de calentamiento (figura 58) de un cabezal para chorros de tinta.

Tal como se ha mostrado en la figura 62, la información de inyección para cada salida de inyección almacenada en una memoria ROM (1003) es leída por una CPU (no mostrada) del conjunto principal del dispositivo con una temporización predeterminada cuando tiene lugar el inicio del funcionamiento de impresión o similar. La CPU lleva a cabo su operación de control a efectos de suministrar la señal de selección de precalentamiento de acuerdo con la información de cantidad de inyección para cada salida de inyección al circuito de selección de calentamiento previo (1001S). En este ejemplo, la cantidad de inyección es modulada controlando la amplitud de impulso del impulso de precalentamiento y, por lo tanto, una de las cuatro amplitudes de precalentamiento correspondientes a las cuatro cantidades de inyección paso a paso. Se pueden suministrar al circuito de selección de precalentamiento (1001S) cuatro tipos de señales de precalentamiento PH1* a PH4*.

La figura 63 muestra un diagrama de circuito ilustrativo de las estructura detallada de un circuito de selección de precalentamiento (1001S) y de un circuito de activación (1001d).

El circuito de activación (1001d) comprende transistores de conmutación (2201d) para activar los elementos generadores de calor 2-1 a 2-128, respectivamente, y elementos AND y OR para suministrar señales de activación de acuerdo con las señales de control. Los elementos AND son alimentados con la señal de puesta en marcha tipo bloque BENB0 a BENB2 para activación por bloques divididos (cada bloque comprende 16 elementos generadores de calor), activando las señales IMPAR, PAR para el control separado o discreto del número impar de elementos generadores de calor y del número par de elementos generadores de calor, y la señal de activación de calentamiento principal MHENB* para aplicar los impulsos principales a los elementos generadores de calor.

El registro de desplazamiento (1105S) del circuito de selección de precalentamiento (1001S) recibe el suministro de una señal de selección de precalentamiento en forma de una serie de 1 ó 0, de acuerdo con la información de cantidad de inyección para cada salida de inyección en serie, y se retienen en un dispositivo de retención de selección (A) y un dispositivo de retención de selección (B) a como respuesta a las señales de retención LATA* Y LATB*, respectivamente. El circuito de selección (1001S) selecciona una de cuatro señales de precalentamiento PH1* a PH4* y emite la señal seleccionada de acuerdo con la combinación de señal de selección de precalentamiento para cada elemento generador de calor. La selección es posible dado que los cuatro tipos de combinaciones de señal de selección "1" y "0" se relacionan respectivamente con las señales de precalentamiento PH1* a PH4*, respectivamente. En este ejemplo, la señal de activación es seleccionada para cada elemento generador de calor, pero esto no es limitativo y la señal de activación puede ser seleccionada para cada serie de elementos generadores de calor.

De acuerdo con la estructura del circuito de control y del circuito de selección de la figura 63, se aplica un impulso de precalentamiento al elemento generador de calor con independencia de los datos de inyección, es decir, con independencia de que exista inyección o no. De este modo, se puede evitar la aparición de una diferencia grande de temperatura entre las trayectorias de flujo de líquido.

Con la estructura anteriormente mencionada, se aplica un impulso previo largo que tiene una considerable lentitud de impulso al elemento generador de calor para la salida de inyección que tiene una característica de pequeña cantidad de inyección, de manera que las cantidades de inyección de las salidas de inyección se hacen uniformes.

En este ejemplo, la información de la cantidad de inyección de las salidas de inyección se leen de una ROM. Es una alternativa posible el que se mida la falta de uniformidad de la densidad por personal de servicio para cada impresora, y la información de las cantidades de inyección puede ser objeto de nueva escritura, y en este caso, se utiliza una memoria RAM.

Tal como se ha descrito en lo anterior, se consiguen efectos sinérgicos por la combinación con el sistema de inyección de líquido que utiliza el elemento móvil, de manera que el líquido adyacente a la salida de inyección se puede inyectar de manera eficaz y, por lo tanto, se mejora la eficacia de la inyección.

De este modo, la falta de uniformidad en la cantidad de inyección del cabezal debido a errores de fabricación se puede reducir seleccionando la señal de activación para cada elemento generador de calor o para cada serie de elementos generadores de calor y, además, aunque el cabezal en sí mismo comporte falta de uniformidad en la cantidad de inyección, las cantidades de inyección se pueden corregir en una gama más amplia y, por lo tanto, la falta de uniformidad de densidad que no se pudo corregir hasta el momento, puede ser corregida. De este modo, se puede conseguir la inyección apropiada de líquido.

De acuerdo con la presente invención, aunque la impresora quede en reposo durante un largo período de tiempo en condiciones de baja temperatura y humedad, se pueden evitar fallos en la inyección. Aunque tengan lugar fallos en la inyección, se restablecería con rapidez el estado normal mediante un proceso de recuperación a pequeña escala tal como una recuperación preliminar de la inyección o succión. Para los cabezales de impresión descritos en los ejemplos, el tiempo necesario para la recuperación se puede reducir, y la pérdida de líquido por la operación de recuperación se reduce, de manera que se pueden reducir los costes de operación.

Además, se mejoran las características de nuevo llenado y, por lo tanto, se consiguen la sensibilidad durante la inyección continuada y el crecimiento estabilizado de las burbujas, así como la estabilización de las gotitas. Por lo tanto, se puede conseguir una impresión con elevada velocidad y elevada calidad de las imágenes.

Con el cabezal con la estructura de doble trayectoria de flujo, la amplitud de selección del líquido de inyección es amplia, dado que el líquido de generación de burbujas puede ser aquel en el que la generación de burbujas es fácil y con el cual el material depositado (depósitos quemados o similares) se produce con facilidad. Por lo tanto, los líquidos que no se han inyectado con facilidad por el método convencional de inyección de chorros de burbujas, tales como un líquido de alta viscosidad con el que es difícil la generación de burbujas o un líquido que tiende a producir depósitos quemados sobre el dispositivo de calentamiento, se pueden inyectar satisfactoriamente.

Si bien la invención ha sido descrita con referencia a las estructuras que se han dado a conocer, no queda limitada a los detalles que se han indicado, y esta aplicación está destinada a cubrir las modificaciones o cambios que pueden quedar incluídos dentro de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (16)

1. Método de inyección de líquido, que comprende:

disponer de un cabezal para la inyección de líquido que tiene una trayectoria de flujo de líquido (10), incluyendo dicha trayectoria de flujo de líquido una salida de inyección (18) para la inyección de líquido y un elemento generador de calor (2) para generar calor, para generar una burbuja (40) en el líquido, en el que una superficie interna de la trayectoria de flujo de líquido más arriba de dicho elemento generador de calor se encuentra sustancialmente enrasada con dicho elemento generador de calor o dispuesta en continuidad y suavemente;

aplicando dicho elemento generador de calor un impulso de activación dividido en un primer impulso (P1) y un segundo impulso adyacente (P3) con un intervalo de tiempo (P2), de manera que dicho primer impulso precalienta el líquido en una magnitud insuficiente para inyectar el líquido por dicha salida de inyección, y el segundo impulso calienta el líquido a efectos de generar dicha burbuja, provocando de esta manera la inyección de líquido a través de dicha salida de inyección; y

controlando la cantidad de líquido inyectada cambiando como mínimo uno de los factores siguientes: amplitud de dicho primer impulso, duración del intervalo de tiempo entre dicho primer y segundo impulsos, y amplitud del segundo impulso,

caracterizado por:

disponer un elemento móvil (31) en dicha trayectoria de flujo de líquido en una posición alejada de dicho elemento generador de calor, pudiéndose desplazar un extremo libre de dicho elemento móvil entre una primera y segunda posición más alejadas de dicho elemento generador de calor que dicha primera posición como respuesta a la presión producida por la generación de dicha burbuja en una zona de generación de burbujas (11) dispuesta entre dicho elemento móvil y dicho elemento generador de calor; y

suministrando líquido a dicha salida de inyección desde más arriba de una zona en el lado de dicho elemento móvil (31) alejado de dicha zona de generación de burbujas.

2. Método, según la reivindicación 1, en el que la cantidad de líquido inyectado aumenta de forma no lineal con el incremento de dicho intervalo de tiempo entre dichos primer y segundo impulsos.

3. Método, según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho elemento móvil (31) es desplazado por la presión producida por la generación de la burbuja (40) para permitir la expansión de dicha burbuja en mayor medida en el lado de más abajo más próximo a la salida de inyección (18) que en el lado de más arriba.

4. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha trayectoria de flujo de líquido (10) comprende una primera trayectoria (14) de flujo de líquido en comunicación con dicha salida de inyección (18) y una segunda trayectoria de flujo de líquido (16) que tiene dicho elemento generador de calor (2), y el líquido suministrado a dicha primera trayectoria de flujo de líquido es lo mismo que el líquido suministrado a la segunda trayectoria de flujo de líquido.

5. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha trayectoria de flujo de líquido (10) comprende una primera trayectoria de flujo de líquido (14) en comunicación con dicha salida de inyección (18) y una segunda trayectoria de flujo de líquido (16) que tiene dicho elemento generador de calor (2), y el líquido suministrado a dicha primera trayectoria de flujo de líquido es distinto del líquido suministrado a dicha segunda trayectoria de flujo de líquido.

6. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha trayectoria de flujo de líquido (10) comprende una primera trayectoria de flujo de líquido (14) en comunicación con dicha salida de inyección (18) y una segunda trayectoria de flujo de líquido (16) que tiene dicho elemento generador de calor (2), y el líquido suministrado a dicha segunda trayectoria de flujo de líquido tiene, como mínimo, una de las siguientes características: menor viscosidad, mayores características de formación de burbujas y mayor estabilidad térmica que el líquido suministrado a la primera trayectoria de flujo de líquido.

7. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la amplitud de impulso o dicho intervalo de tiempo se cambian de acuerdo con la temperatura de dicho cabezal de inyección de líquido.

8. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha burbuja es formada por ebullición laminar del líquido.

9. Aparato de inyección de líquido, que comprende:

un cabezal de inyección de líquido que tiene una trayectoria de flujo de líquido (10), incluyendo dicha trayectoria de flujo de líquido una salida de inyección (18) para inyectar líquido y un elemento generador de calor (2) para generar calor a efectos de generar una burbuja (40) en el líquido, de manera que una superficie interna de la trayectoria de flujo de líquido más arriba de dicho elemento generador de calor se encuentra sustancialmente enrasada con dicho elemento generador de calor o forma una suave continuidad con la misma;

medios de activación para aplicar a dicho elemento generador de calor un impulso de activación dividido en un primer impulso (P1) y un segundo impulso adyacente (P3) con un intervalo de tiempo intermedio (P2), de manera que dicho primer impulso efectúa el precalentamiento del líquido en una medida que es insuficiente para inyectar líquido por dicha salida de inyección y dicho segundo impulso calienta el líquido a efectos de generar dicha burbuja, provocando de esta manera la inyección de líquido a través de dicha salida de inyección; y

medios de control para controlar la cantidad de líquido inyectada al cambiar, como mínimo, una de las características: anchura de dicho primer impulso, duración del intervalo de tiempo entre dichos primer y segundo impulsos, y amplitud del segundo impulso,

caracterizado porque:

dicho cabezal de inyección de líquido comprende además un elemento móvil (31) dispuesto en dicha trayectoria de flujo de líquido en la posición alejada de dicho elemento generador de calor, siendo móvil un extremo libre de dicho elemento móvil entre una primera posición y una segunda posición que es más alejada con respecto a dicho elemento generador de calor que dicha primera posición como respuesta a la presión producida por la generación de dicha burbuja en una zona de generación de burbujas (11) dispuesta entre dicho elemento móvil y dicho elemento generador de calor; y

dicha trayectoria de flujo de líquido está dispuesto para suministrar líquido a dicha salida de inyección desde más arriba de una zona del lado de dicho elemento móvil (31) alejado con respecto a dicha zona de generación de burbujas.

10. Aparato, según la reivindicación 9, en el que dichos medios de control están dispuestos de manera tal que la cantidad de líquido inyectado aumenta de forma no lineal con el incremento del intervalo de tiempo entre dichos primer y segundo impulsos.

11. Aparato, según las reivindicaciones 9 ó 10, en el que dicho elemento móvil (31) está dispuesto para su desplazamiento por la presión producida por la generación de la burbuja (40) para permitir la expansión de dicha burbuja en mayor medida en el lado de más abajo, más próximo a la salida de inyección (18) que en el lado de más arriba.

12. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que dicha trayectoria de flujo de líquido (10) comprende una primera trayectoria de flujo de líquido (14) en comunicación con dicha salida de inyección (18) y una segunda trayectoria de flujo de líquido (16) que tiene dicho elemento generador de calor (2), y el líquido suministrado a dicha primera trayectoria de flujo de líquido es el mismo que el líquido suministrado a la segunda trayectoria de flujo de líquido.

13. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que dicha trayectoria de flujo de líquido (10) comprende una primera trayectoria de flujo de líquido (14) en comunicación con dicha salida de inyección (18) y una segunda trayectoria de flujo de líquido (16) que tiene dicho elemento generador de calor (2), y el líquido suministrado a dicha primera trayectoria de flujo de líquido es distinto con respecto al líquido suministrado a la segunda trayectoria de flujo de líquido.

14. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que dicha trayectoria de flujo de líquido (10) comprende una primera trayectoria de flujo de líquido (14) en comunicación con dicha salida de inyección (18) y una segunda trayectoria de flujo de líquido (16) que tiene dicho elemento generador de calor (2), y el líquido suministrado a dicha segunda trayectoria de flujo de líquido tiene, como mínimo, una de las siguientes características: menor viscosidad, mayores propiedades de formación de burbujas y mayor estabilidad térmica que el líquido suministrado a la primera trayectoria de flujo de líquido.

15. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, que comprende además medios de detección de temperatura para detectar la temperatura de dicho cabezal de inyección de líquido; de manera que dichos medios de control efectúan el control de, como mínimo, una de las siguientes características: amplitud de dicho primer impulso o intervalo de tiempo de acuerdo con la salida de dichos medios de detección de temperatura.

16. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, en el que la burbuja es formada por ebullición laminar del líquido.