ES2293555T3

ES2293555T3 - Aparato de expulsion de fluido de disposicion ancha.

Info

Publication number: ES2293555T3
Application number: ES05723178T
Authority: ES
Inventors: John M. Wade; George Craig Lysy; Tom Dragnes
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2008-03-16
Anticipated expiration: 2025-02-16
Also published as: JP2007525342A; ATE376933T1; CN1922019A; DE602005003107D1; JP4395532B2; WO2005092623A1; US20070257953A1; US7240981B2; CN100519190C; US20050190217A1; EP1718467B1; US20070216716A1; EP1718467A1; TW200528289A; TWI324556B; US7543900B2; US7547084B2; DE602005003107T2; PL1718467T3

Abstract

Un dispositivo de expulsión de fluido que comprende: un primer conjunto de N elementos de memoria (104/204) almacenando cada uno un valor de capacitación de disparo, cada uno de los N elementos de memoria configurado para ser actualizado; N elementos de expulsión de fluido (102/202), correspondiendo cada elemento de expulsión de fluido a uno diferente de los N elementos de memoria y configurado para recibir el valor de capacitación de disparo desde el correspondiente elemento de memoria, en el que el elemento de expulsión de fluido está capacitado para expulsar un fluido cuando el valor de capacitación de disparo es un valor de habilitación; un segundo conjunto de N elementos de memoria (110/310) almacenando cada elemento de memoria uno diferentes de N sub-bloques de un bloque de datos de imagen, en el que cada sub-bloque de datos de imagen incluye un valor de habilitación y un valor de deshabilitación, y en el que el bloques de datos de imagen comprende una fila de datos de imagen y cada sub-bloque comprende un bit de datos de imagen; y un tercer conjunto de N elementos de memoria (108/308), almacenando cada elemento de memoria uno diferente de N sub-bloques de datos de imagen, en el que cada sub-bloque de datos de imagen incluye una valor de habilitación y un valor de deshabilitación, en el que cada uno de los N elementos de memoria del segundo conjunto de N elementos de memoria corresponde a uno diferente de los N elementos de memoria del tercer conjunto de N elementos de memoria, y en el que el segundo conjunto de N elementos de memoria está configurado para recibir el bloque de datos de imagen desde el tercer conjunto de N elementos de memoria en respuesta a una señal de capacitación de carga (122/322), y en el que después de que el segundo conjunto de N elementos de memoria recibe el tercer conjunto de N elementos de memoria es configurado para recibir en serie y almacenar N sub-bloques de una bloques de datos de imagen siguiente.

Description

Aparato de expulsión de fluido de disposición ancha.

Antecedentes

Un sistema de impresión de chorro de tinta, como una realización de un sistema de expulsión de fluido, puede incluir un conjunto de cabeza de impresión, un suministro de tinta que suministra tinta líquida al conjunto de cabeza de impresión, y un controlador que controla el conjunto de cabeza de impresión. El conjunto de cabeza de impresión como una realización de un dispositivo de expulsión de fluido, expulsa gotas de tinta a través de una pluralidad de orificios o boquillas y hacia un medio de impresión, tal como una hoja de papel, de manera que imprime el medio de impresión. Típicamente, los orificios están dispuestos en una o más configuraciones de manera que la expulsión apropiadamente secuencial de tinta desde los orificios hace que los caracteres y otras imágenes sean impresos sobre el medio de tinta a medida que el conjunto de cabeza de impresión y el medio de impresión se mueven uno con relación al otro.

Típicamente, el conjunto de cabeza de impresión expulsa las gotas de tinta a través de las boquillas calentando rápidamente un pequeño volumen de tinta situado en cámaras de vaporización con pequeños calentadores eléctricos, tales como resistencias de lámina, a menudo referidos como resistencias de disparo. El calentamiento de la tinta hace que la tinta se vaporice y sea expulsada de las boquillas. Típicamente, para un punto de tinta, un controlador de conjunto de cabeza de impresión remoto típicamente situado como parte de los elementos electrónicos de procesamiento de una impresora, controla la activación de una corriente eléctrica procedente de una fuente de potencia externa al conjunto de cabeza de impresión. La corriente eléctrica es hecha pasar a través de una resistencia de disparo seleccionada para calentar la tinta en una correspondiente cámara de vaporización seleccionada. La combinación de una boquilla, cámara de vaporización y una resistencia de disparo está aquí referida como un generador de gota.

Un método para controlar la aplicación de la corriente eléctrica a través de la resistencia de disparo elegida es acoplar un dispositivo de conmutación, tal como un transistor de efecto de campo (FET), a cada resistencia de disparo. En una disposición de cabeza de impresión, las resistencias de disparo están agrupadas juntas en primitivos, con un único cable de potencia que proporciona potencia a la fuente o dren de cada FET para cada resistencia de disparo en un primitivo. Cada FET de un primitivo tiene un cable de dirección separadamente excitable acoplado a su puerta, con cada cable de dirección acoplado a su puerta, con cada cable de dirección compartido por múltiples primitivos. Durante un funcionamiento de impresión típico, los cables de dirección son controlados de manera que sólo una resistencia de disparo de un primitivo está activada en un momento dado.

En una realización, el cable de dirección acoplado a la puerta de cada FET está controlado por una combinación de datos de boquilla, direcciones de boquilla y un impulso de disparo. Los datos de boquilla típicamente son suministrados por el controlador de la impresora y representan los datos reales que van a ser impresos. El impulso de disparo controla la temporización de la activación de la corriente eléctrica a través de la resistencia de disparo elegida. Los sistemas de impresión de chorro de tinta convencionales típicos emplean el controlador para controlar la temporización referida al impulso de disparo. La dirección de boquilla es sometida a ciclos a través de todas las direcciones de boquilla para controlar el disparo de la boquilla de manera que todas las boquillas se pueden disparar, pero sólo una única boquilla de un primitivo es disparada en un momento dado.

Aunque tales disposiciones son efectivas en el control del disparo de la boquilla, las conexiones entre el conjunto de cabeza de impresión y los elementos remotos y entre los elementos sobre el propio conjunto de cabeza de impresión pueden volverse más complejos, especialmente cuando el número de boquillas y el área del conjunto de cabeza de impresión aumentan. Un ejemplo de tal sistema es un sistema de impresión de chorro de tinta de disposición ancha. Los sistemas de impresión, particularmente los sistemas de impresión de disposición ancha, se beneficiarían de un esquema de activación de disparo de boquilla simplificado.

El documento US-A-5 541 629 muestra un dispositivo de expulsión de fluido que comprende: un primer conjunto de N elementos de memoria, que cada uno almacena un valor de capacitación de disparo, cada uno de los N elementos de memoria configurado para ser actualizado: N elementos de expulsión de fluido, correspondiendo cada elemento de expulsión de fluido a un elemento de los N elementos de memoria y configurado para recibir el valor de capacitación de disparo del correspondiente elemento de memoria, en el que el elemento de expulsión de fluido está capacitado para expulsar un fluido cuando el valor de capacitación de disparo es un valor de habilitación; un segundo conjunto de N elementos de memoria, almacenando cada elemento de memoria uno de los N bloques secundarios de un bloque de datos de imagen, en el que cada bloque secundario de datos de imagen incluye un valor de habilitación y un valor de deshabilitación, y en el que el bloque de datos de imagen comprende una fila de datos de imagen y cada bloque secundario comprende un bit de datos de imagen, en el que: cada uno de los N elementos de expulsión de fluido corresponde a uno de los diferentes N elementos de memoria del segundo conjunto de N elementos de memoria y está configurado para recibir en cada ciclo de un reloj el bloque secundario de datos de imagen desde el correspondiente elemento de memoria, en el que el elemento de expulsión de fluido genera una gotita de tinta cuando el valor de capacitación es un valor de habilitación y cuando el bloque secundario de datos de imagen es el valor de habilitación, y cuando el elemento de expulsión de fluido no genera una gotita de tinta cuando uno de los valores de capacitación de disparo o el bloque secundario de datos de imagen es un valor de deshabilitación.

La materia objeto de la presente invención está expuesta en las reivindicaciones adjuntas.

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Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra una realización de un sistema de impresión de chorro de tinta de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva esquemática que ilustra una realización de un conjunto de cabeza de impresión de acuerdo con la presente invención.

La Figura 3 es una vista en perspectiva esquemática que ilustra la realización del conjunto de cabeza de impresión de la Fig. 2.

La Figura 4 es una vista en perspectiva esquemática que ilustra una realización de una parte de una capa externa del conjunto de cabeza de impresión de la Figura 2.

La Figura 5 es una vista en sección transversal esquemática que ilustra una realización de una parte del conjunto de cabeza de impresión de la Figura 2.

La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una realización de un conjunto de cabeza de impresión de acuerdo con la presente invención.

La Figura 7 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una realización de un elemento de expulsión de fluido de acuerdo con la presente invención.

La Figura 8A es un diagrama de bloques que ilustra un funcionamiento ejemplo de una realización de un conjunto de cabeza de impresión de acuerdo con la presente invención.

La Figura 8B es un diagrama de bloques que ilustra un funcionamiento ejemplo de una realización de un conjunto de cabeza de impresión de acuerdo con la presente invención.

La Figura 8C es un diagrama de bloques que ilustra un funcionamiento ejemplo de una realización de un conjunto de cabeza de impresión de acuerdo con la presente invención.

La Figura 9 es un diagrama de bloques que ilustra generalmente partes de una realización de un conjunto de cabeza de impresión que emplea registro de valores de capacitación de disparo para controlar la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido.

La Figura 10 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra las partes de una realización de un conjunto de cabeza de impresión para controlar la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido.

La Figura 11 es un diagrama de bloques que ilustra un funcionamiento ejemplo del conjunto de cabeza de impresión de la Figura 10.

La Figura 12 es un diagrama de bloques que ilustra las partes de otra realización de un conjunto de cabeza de impresión que emplea registro de los valores de capacitación para controlar la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido.

La Figura 13 es un diagrama de bloques que ilustra partes de una realización de un controlador de capacitación de disparo que se puede utilizar con el conjunto de cabeza de impresión de la Figura 12 para controlar la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido.

La Figura 14 es un diagrama de bloques que ilustra generalmente partes de un sistema de impresión de acuerdo con la presente invención que emplea detección de temperatura y registro de valores de capacitación de disparo para controlar las temperaturas de funcionamiento de los elementos de expulsión de gota.

La Figura 15 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una realización de un elemento de expulsión de gota de acuerdo con la presente invención.

La Figura 16 es un diagrama de biloques esquemático que ilustra una realización de un sistema de calentamiento de acuerdo con la presente invención para utilizar con el sistema de impresión de las Figuras 14 y 15.

La Figura 17 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una realización de un elemento de expulsión de gota de acuerdo con la presente invención.

Descripción detallada

En la siguiente Descripción Detallada, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de la misma, y que se muestran a modo de realizaciones específicas de ilustración en las que se puede llevar a la práctica la invención. En lo que se refiere a la terminología direccional, tal como "superior", "inferior", "fila", "columna", "delante", "detrás", "delantero", "trasero", etc. se utiliza con referencia a la orientación de la(s) Figura(s) que están siendo descritas. Dado que varios componentes de las realizaciones de la presente invención se pueden colocar en un cierto número de orientaciones, la terminología direccional se utiliza para fines de ilustración y no es limitativa. Se entiende que se pueden utilizar otras realizaciones y se pueden hacer cambios estructurales o lógicos sin que se salgan del campo de la presente invención. Por tanto, la siguiente descripción detallada no se debe tomar en sentido limitativo, y el campo de la presente invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.

La Figura 1 es una realización de un sistema de impresión de chorro de tinta 10 de acuerdo con la presente invención. El sistema de impresión de chorro de tinta 10 constituye una realización de un sistema de expulsión de fluido que incluye un conjunto de expulsión de fluido, tal como un conjunto de cabeza de impresión 12, y un conjunto de suministro de fluido, tal como un conjunto de suministro de tinta 14. En la realización ilustrada, el sistema de impresión de chorro de tinta 10 incluye también un conjunto de montaje 16, un conjunto de medios de transporte 18 y un controlador 20.

El conjunto de cabeza de impresión 12, como una realización de un dispositivo de expulsión de fluido, puede estar formado de acuerdo con una realización de la presente invención y expulsa gotas de tinta, incluyendo una o más tintas de color o tintas leíbles con ultra violeta (UV), a través de una pluralidad de orificios o boquillas 13. Aunque la siguiente descripción se refiere a la expulsión de tinta desde el conjunto de cabeza de impresión 12, se entiende que se pueden expulsar otros líquidos, fluidos o materiales que pueden fluir, incluyendo líquido limpio, del conjunto de la cabeza de impresión 12. Los tipos de fluidos utilizados dependerán de la aplicación para la cual el dispositivo de expulsión de fluido sea utilizado.

En una realización, las gotas son dirigidas hacia un medio, tal como un medio de impresión 19, de manera que se imprime sobre el medio de impresión 19. Típicamente, las boquillas 13 están dispuestas en una o más columnas o disposiciones que manera que la expulsión apropiadamente secuencial de tinta desde las boquillas 13 hace que, en una realización, los caracteres, símbolos y/u otros gráficos o imágenes sean impresos sobre el medio de impresión 19 cuando el conjunto de cabeza de impresión 12 y el medio de impresión 19 se desplazan uno con relación al otro. El medio de impresión 19 incluye cualquier tipo de material similar a una hoja adecuada, tal como papel, material de tarjeta, sobres, etiquetas, transparencias, Mylar, y similares. En una realización, el medio de impresión 19 tiene forma continua o medio de impresión de lámina continua 19. Como tal, el medio de impresión 19 puede incluir un rollo continuo de papel no impreso.

El conjunto de suministro de tinta 14, como una realización del conjunto de suministro de fluido, suministra tinta al conjunto de cabeza de impresión 12 e incluye un depósito para almacenar tinta. Como tal, la tinta fluye desde el depósito 15 hasta la cabeza de impresión 12. En una realización, el conjunto de suministro de tinta 14 y el conjunto de cabeza de impresión 12 forman un sistema de medio de tinta de recirculación. Como tal, la tinta fluye hacia atrás al depósito 15 desde el conjunto de cabeza de impresión 12. En una realización, el conjunto de cabeza de impresión 12 y el conjunto de suministro de tinta 14 están alojados juntos en un cartucho o pluma de chorro de tinta o chorro de fluido. En otra realización, el conjunto de suministro de tinta 14 está separado del conjunto de cabeza de impresión 12 y sumi-
nistra tinta al conjunto de cabeza de impresión 12 a través de una conexión de interfaz, tal como un tubo de suministro.

En una realización, el conjunto de montaje 16 coloca el conjunto de cabeza de impresión 12 con relación al conjunto de medios de transporte 18, y el conjunto de medios de transporte 18 coloca los medios de impresión 19 con relación al conjunto de cabeza de impresión 12. Como tal, una zona de impresión 17 dentro de la cual el conjunto de cabeza de impresión 12 deposita gotas de tinta, está definida junto a las boquillas 12 en un área entre el conjunto de cabeza de impresión 12 y el medio de impresión 19. El medio de impresión 19 es hecho avanzar a través de la zona de impresión 17 durante la impresión por medios del conjunto de transporte 18.

En una realización, el conjunto de cabeza de impresión 12 es un conjunto de cabeza de impresión de tipo exploración, y el conjunto de montaje 16 mueve el conjunto de cabeza de impresión 12 con relación al conjunto de transporte de medio 18 y el medio de impresión 19 durante la impresión de una franja sobre el medio de impresión 19. En otra realización, el conjunto de cabeza de impresión 12 es un conjunto de cabeza de impresión de tipo de no exploración, y el conjunto de montaje 16 fija el conjunto de cabeza de impresión 12 en una posición preestablecida con relación al conjunto de transporte de medio 18 durante la impresión de una franja sobre el medio de impresión 19 a medida que el conjunto de transporte de medio 18 hace avanzar el medio de impresión 19 pasada la posición preestablecida.

El controlador 20 comunica con el conjunto de cabeza de impresión 12, el conjunto de montaje 16 y el conjunto de transporte de medio 18. El controlador 20 recibe los datos 21 desde un sistema de ordenador principal host, tal como un ordenador e incluye memoria para los datos de almacenamiento temporal 21. Típicamente, los datos 21 son enviados al sistema de impresión de chorro de tinta 10 a lo largo de un medio de transferencia de información electrónico, de infrarrojos, óptico o de otro tipo. Los datos 21 representan, por ejemplo, un documento y/o archivo que va a ser impreso. Como tal, los datos 21 forman un trabajo de impresión para el sistema de chorro de tinta 10 e incluye una o más órdenes y/o parámetros de orden de trabajo de impresión.

En una realización, el controlador 20 proporciona control del conjunto de cabeza de impresión 12 durante el control de temporización para la expulsión de gotas de tinta desde la boquilla 13. Como tal, el controlador 20 define una disposición de gotas de tinta expulsadas que forma los caracteres, símbolos y/o otros gráficos o imágenes sobre el medio de impresión 19. El control de temporización, y por tanto, la disposición de gotas de tinta expulsadas, se determinan por la orden y/o parámetros de orden de trabajo de impresión. En una realización, los circuitos lógicos y de accionamiento que forman una parte del controlador 20 están situados sobre el conjunto de cabeza de impresión 12. En
otra realización, los circuitos de lógica y accionamiento están situados fuera del conjunto de cabeza de impresión 12.

El controlador 20 puede estar implementado como un procesador, elementos lógicos, película, y software, o en cualquier combinación de los mismos.

La Figura 2 ilustra una realización de una parte del conjunto de cabeza de impresión 12. En una realización, el conjunto de impresión 12 es un conjunto de múltiples capas e incluye capas externas 30 y 40, y al menos una capa interna 50. Las capas externas 30 y 40 tiene una cara o lado 32 y 43, respectivamente, y un borde 34 y 44, respectivamente, continuos con el respectivo lado 32 y 42. Las capas externas 30 y 40 están situadas en lados opuestos de la capa interna 50 de tal manera que los lados 32 y 42 se enfrentan a la capa interna 50 y son adyacentes a la capa interna 50. Como tal, la capa interna 50 y las capas externas 30 y 40 están aplicadas a lo largo de un eje 29.

Como se ilustra en la realización de la Figura 2, la capa interna 50 y las capas externas 30 y 40 están dispuestas para formar una o más filas 60 de boquillas 13. Las filas 60 de boquillas 13 se extienden, por ejemplo, en una dirección sustancialmente perpendicular al eje 29. Como tal, en una realización, el eje 29 representa un eje de impresión o eje de movimiento relativo entre el conjunto de cabeza de impresión 12 y el medio de impresión 19. De este modo, la longitud de las filas 60 de las boquillas 13 establece una altura de franja de conjunto de cabeza de impresión 12. En una realización, las filas 60 y las boquillas 13 se separan una distancia menor que aproximadamente 50,8 mm. En otra realización, las filas 60 de las boquillas 13 se separan una distancia mayor que aproximadamente 50,8 mm.

En una realización, la capa interna 50 y las capas externas 30 y 40 forman dos filas 61 y 62 de boquillas 13. Más concretamente, la capa interna 50 y la capa externa 30 forman la fila 61 de boquillas 13 a lo largo del borde 34 de la capa exterior 30, y la capa interior 50 y la capa exterior 40 forman la fila 62 de boquillas 13 a lo largo del borde 44 de la capa externa 44. Como tal, en una realización, las filas 61 y 62 de las boquillas 13 están separadas ente ellas y orientadas de manera sustancialmente paralela.

En una realización, como se ilustra en la Figura 2, las boquillas 13 de las filas 61 y 62 están sustancialmente alineadas con una boquilla 13 de la fila 62 a lo largo de la línea de impresión orientada sustancialmente paralela al eje 29. Como tal, la realización de la Figura 2 proporciona redundancia de boquillas dado que el fluido (o tinta) se puede expulsar a través de las múltiples boquillas dispuestas a lo largo de una línea de impresión dada. De este modo, una boquilla defectuosa o inoperativa se puede compensar con otra boquilla alineada. Además, la redundancia de boquillas proporciona la posibilidad de alternar la activación de boquillas entre boquillas alineadas.

La Figura 3 ilustra otra realización de una parte de un conjunto de cabeza de impresión 12. Al igual que el conjunto de cabeza de impresión 12, el conjunto de cabeza de impresión 12' es un conjunto de múltiples capas e incluye capas externas 30' y 40', y una capa interna 50. Además al igual que las capas externas 30 y 40, las capas externas 30' y 40' están colocadas en lados opuestos de la capa interna 50. Como tal, la capa interna 50 y las capas externas 30' y 40' forman dos filas 61' y 62' de boquillas 13.

Como se ilustra en la reivindicación de la Figura 3, las boquillas 13 y las filas 61' y 62' están desplazadas. Más concretamente, cada boquilla 13 de la fila 61' está escalonada o desplazada de una boquilla 13 de la fila 62' a lo largo de una línea de impresión orientada sustancialmente paralela al eje 29. Como tal, la realización de la Figura 3 proporciona resolución aumentada dado que el número de gotas por pulgada (dpi) que se puede imprimir a lo largo de una línea orientada sustancialmente perpendicular al eje 29 aumenta.

En una realización, como se ilustra en la Figura 4, las capas externas 30 y 40 (sólo una de las cuales se ilustra en la Figura 4 e incluye las capas externas 30' y 40') cada una incluye elementos de expulsión de fluido 70 y trayectorias de fluido y pasos de fluido 80 formados en los lados 32 y 42, respectivamente. Los elementos de expulsión de fluido 70 y los pasos de fluido 80 están dispuestos de manera que los pasos de fluido 80 comunican con y suministran fluidos (o tinta) a los elementos de expulsión de fluido 70. En una realización, los elementos de expulsión de fluido 70 y los pasos de fluido 80 están dispuestos en configuraciones sustancialmente lineales sobre los lados 32 y 42 de las capas externas 30 y 40. Como tal, todos los elementos de expulsión de fluido 70 y los pasos 80 de la capa externa 30 están formados en una capa única o monolítica, y los elementos de expulsión de fluido 70 y los pasos de fluido 80 de la capa externa 40 están formados sobre una capa única o monolítica.

En una realización, como se describe más adelante, la capa interna 50 (Figura 2) tiene un colector de fluido o paso de fluido definido en la misma que distribuye el fluido es suministrado por ejemplo, por el conjunto de suministro de tinta 14 a las trayectorias de fluido 80 y a los elementos de expulsión de fluido 70 formados en las capas externas 30 y 40.

En una realización, las trayectorias de fluido 80 están definidas por barreras 82 formadas en los lados 32 y 42 de las respectivas capas externas 30 y 40. Como tal, la capa interna 50 (Figura 2) y los pasos de fluido 80 de la capa externa 30 forman la fila 61 de boquillas 13 a lo largo del borde 34, y la capa interna 50 (Figura 2) y los pasos de fluido 80 de la capa externa 40 forman la fila 62 de las boquillas 13 a lo largo del borde 44 cuando las capas externas 30 y 40 están colocadas en lados opuestos de la capa interna 50.

Como se ilustra en la realización de la Figura 4, cada paso de fluido 80 incluye una entrada de fluido 84, una cámara de fluido 86, y una salida de fluido 88 de manera que la cámara de fluido 86 comunica con la entrada de fluido 84 y la salida de fluido 88. La entrada de fluido 84 comunica con un suministro de fluido (o tinta) como se describirán más adelante, y suministra fluido (o tinta) a la cámara de fluido 86. La salida de fluido 88 comunica con la cámara de fluido 86 y, en una realización, forma una parte de una boquilla respectiva 13 cuando las capas externas 30 y 40 están situadas en lados opuestos de la capa interna 50.

En una realización, cada elemento de expulsión de fluido 70 incluye una resistencia de disparo 72 formada dentro de la cámara de fluido 86 de un respectivo paso de fluido 80. La resistencia de disparo 72 incluye, por ejemplo, una resistencia calentadora que, cuando se activa, calienta el fluido del interior de la cámara de fluido 86 para producir una burbuja dentro de la cámara de fluido 86 y generar una gotita de fluido que es expulsada a través de la boquilla 13. Como tal, en una realización, una cámara de fluido respectiva 86, una resistencia de disparo 72, una boquilla 13 forman un generador de gota de un respectivo elemento de expulsión de fluido 70.

En una realización, durante el funcionamiento, el fluido fluye desde la entrada de fluido 84 hasta la cámara de fluido 86 en donde las gotitas de fluido son expulsadas desde la cámara de fluido 86 a través de la salida de fluido 88 y una boquilla respectiva 13 durante la activación de una respectiva resistencia de disparo 72. Como tal, las gotitas de fluido son expulsadas sustancialmente paralelas a los lados 32 y 42 de las respectivas capas externas 30 y 40 hacia un medio. Por consiguiente, en una realización, el conjunto de cabeza de impresión 12 constituye un diseño de borde o de disparador lateral.

En una realización, como se ilustra en la Figura 5, las capas externas 30 y 40 (sólo una de las cuales se ilustra en la Figura 5 y que incluye las capas externas 30' y 40') incluyendo cada una un substrato 90 y una estructura de película delgada 92 formada sobre el substrato 90. Como tal, las resistencias de disparo 72 de los elementos de expulsión de fluido 70 y las barreras 82 de los pasos de fluido 80 están formadas sobre la estructura de película delgada. Como se describió anteriormente, las capas externas 30 y 40 están situadas en lados opuestos de la capa interna 50 para formar la cámara de fluido 86 y la boquilla 13 de un respectivo elemento de expulsión de fluido 70.

En una realización, la capa interna 50 y el substrato 90 de las capas externas 30 y 40 incluyen cada una un material común. Como tal, un coeficiente de expansión térmica de la capa interna 50 y las capas externas 30 y 40 son sustancialmente iguales. De este modo, los gradientes térmicos entre la capa interna 50 y las capas externas 30 y 40 se reducen el mínimo. Materiales ejemplo adecuados para la capa interna 50 y el substrato 90 de las capas externas 30 y 40 incluyen vidrio, metal, material cerámico, un material de compuesto de carbón, un material de compuesto de matriz de metal, o cualquier material inerte y química y mecánicamente estable.

En una realización, la capa interna 50 y el substrato 90 de las capas externas 30 y 40 incluyen vidrio tal como vidrio Corning® 1737 ó Corning®1740. En una realización, cuando la capa interna 50 y el substrato 90 de las capas externas 30 y 40 incluyen un metal o material de compuesto de matriz de metal, una capa de óxido está formada sobre el metal o material de compuesto de matriz de metal del substrato 90.

En una realización, la estructura de película delgada 92 incluye circuitos de accionamiento 74 para los elementos de expulsión de fluido 70. Los circuitos de accionamiento 74 proporcionan, por ejemplo, potencia, tierra, y lógica de control para los elementos de expulsión de fluido 70 incluyendo, más concretamente, resistencias de disparo 72.

En una realización, la estructura de película delgada 92 incluye una o más capas de pasividad o aislamiento formadas, por ejemplo, de dióxido de silicio, carburo de silicio, nitruro de silicio, tántalo, vidrio de poli-sílice u otro material adecuado. Además, la estructura de película delgada 92 incluye también una o más capas conductoras formadas, por ejemplo, por aluminio, oro, tántalo tántalo-aluminio u otro metal o aleación de metal adecuados. En una realización, la estructura de película delgada 92 incluye transistores de película delgada que forman una parte de los circuitos de accionamiento 74 para los elementos de expulsión de fluido 70.

Como se ilustra en la realización de la Figura 5, las barreras 82 de los pasos de fluido 80 están formadas en la estructura de película delgada 92. En una realización, las barreras 82 están formadas de un material no conductor compatible con el fluido (o tinta) que va a ser conducido a través y expulsado del conjunto de cabeza de impresión 12. Materiales ejemplo adecuados para las barreras 82 incluyen un polímero y vidrio generador de imágenes fotográficas. El material de polímero generador de imágenes fotográficas puede incluir un material centrifugado encima, tal como SU8, o material de película seca, tal como DuPont Vacrel®.

Como se ilustra en la realización de la Figura 5, las capas externas 30 y 40 (que incluyen las capas externas 30' y 40') están unidas a la capa interna 50 en las barreras 82. En una realización, cuando las barreras 82 están formadas de un polímero o vidrio generador de imágenes fotográficas, las capas externas 30 y 40 están unidas a la capa interna 50 por temperatura y presión. Sin embargo, se pueden utilizar otra unión o técnicas de unión adecuadas, para unir las capas 30 y 40 a la capa interna 50.

Los métodos para fabricar las configuraciones o estructuras monolíticas de transistores de película delgada se exponen y describen con más detalle en la Patente de Estados Unidos Nº 4.960.719 titulada "Method for Producing Amorphous Silicon Thin Film Transistor Array Substrate" y la patente de Estados Unidos Nº 6.582.062 titulada "Large Thermal Ink Jet Nozzle Array Printhead" ambas se incorporan aquí como referencia según se expone aquí completamente.

Registrador de Capacitación de disparo

La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una parte de una realización de un conjunto de cabeza de impresión 100 que tiene unos circuitos de accionamiento 74 que emplean registro de desplazamiento de valores de capacitación de disparo para controlar los elementos de expulsión de fluido 70. Como se ilustra en esta realización, los elementos de expulsión de fluido 70 comprenden una fila 102 de N elemento de expulsión de fluido, identificados como elementos de expulsión de fluido 102a a 102N. En una realización, la fila 102 comprende una fila de elementos de expulsión de gotas que tiene una anchura sustancialmente igual a la máxima dimensión, por ejemplo, la anchura de un medio de impresión que va a ser insertado en la impresora en la que está situada la cabeza de impresión. Los circuitos de accionamiento 74 incluyen un registro de desplazamiento de capacitación de disparo 108, y un registro de desplazamiento de retención de datos 110.

El registro de desplazamiento de capacitación de disparo 104 incluye N elementos de memoria de un bit, indicados como elementos de memoria 104a a 104N, acoplado cada uno a uno correspondiente de los N elementos de expulsión de fluido de la fila 102 a través de una trayectoria como se indica mediante las trayectorias 106 a 106N. El registrador de desplazamiento de entrada de datos 108 incluye N elementos de memoria de un bit indicados como elementos de memoria 108 a 108N. El registrador de desplazamiento de retención de datos 110 incluye N elementos de memoria de un bit, indicados como elementos de memoria 110a a 110N. En una realización, una pluralidad de registradores de desplazamiento se puede emplear para formar cada uno de los registradores. En otras realizaciones, se pueden emplear formas alternativas de desplazamiento de datos, tal como un dispositivo de memoria de acceso aleatorio (RAM) que emplea un contador.

Cada uno de los N elementos de memoria de un bit de registrador de desplazamiento de retención de datos 110 está acoplado a uno correspondiente de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento de entrada de datos 108 a través de una trayectoria como la indicada por las trayectorias 112a a 112N. Cada uno de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento de retención de datos 110 está acoplado a uno de los correspondientes N elementos de expulsión de fluido de la fila 102 a través de una trayectoria como la indicada por las trayectorias 114 a 114N. Adicionalmente el registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 104, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 108 y el registrador de desplazamiento de retención de datos 110 reciben cada uno una señal de reloj 116 que tiene un controlador de ciclo de reloj procedente del controlador 20 a través de una trayectoria 118.

En una realización, como se describe más adelante, la fila 102 está configurada para imprimir una serie de filas de datos de imagen representativos de una imagen presentable por las gotitas de tinta a través de los elementos de expulsión de fluido 102a a 102N. Para fines de ilustración, se supone en principio que cada uno de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 104, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 108 y el registrador de desplazamiento de retención de datos 110 contienen un valor de deshabilitación, por ejemplo "0".

Para empezar un trabajo de impresión, una primera fila de datos de imagen que comprende N bits de datos de imagen es desplazada en serie en el registrador de desplazamiento de entrada de datos 108 desde el controlador 20 a través de una trayectoria 120, con un bit de datos de imagen que es desplazado en el registrador de desplazamiento de entrada de datos durante cada ciclo de reloj de señal de reloj 116. Cada uno de los N bits de datos de imagen tiene un valor de "1" ó "0", siendo "1" un valor de habilitación y "0" un valor de deshabilitación.

Después de N ciclos de reloj, el registrador de desplazamiento de datos 108 es archivado con N bits de datos de imagen de la primera fila de datos de imagen, con cada uno de los N elementos de memoria que almacena uno diferentes de los N bits de datos de imagen. El registrador de desplazamiento de retención de datos 110 recibe después una señal de capacitación de carga procedente del controlador 20 a través de una trayectoria 122, y los N bits de datos de imagen de la primera fila de datos de imagen son desplazados en paralelo desde el registrador de desplazamiento de entrada de datos 108 al registrador de desplazamiento de retención de datos 110 a través de las trayectorias 112a a 112N. En otras realizaciones, el registrador de desplazamiento de datos 110 puede recibir una fila de datos de imagen a través de una serie de desplazamientos de datos de imagen parcial que ocurre durante un número de ciclos de reloj.

Para imprimir la primera fila de datos almacenados en el registrador de desplazamiento de retención de datos 110, una serie de valores de capacitación de disparo de un bit representativos de un impulso de capacitación de disparo es desplazado en el registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 104 desde el controlador 20 a través de una trayectoria 124. Un bit de series es desplazado con cada ciclo de reloj, con todas las series que se reciben en un ciclo de impresión, en el que una fila de datos de imágenes es impresa en un ciclo de impresión. En una realización, cada valor de capacitación de disparo tiene un valor de "1" o "0", siendo "1" un valor de habilitación y "0" un valor de deshabilitación. Unos primeros valores de capacitación de disparo X de la serie, en la que X es al menos igual a uno, recibido durante unos primeros X ciclos de reloj del primer ciclo de impresión tienen un valor de "1", y unos valores de capacitación de disparo finales N de las series recibidas durante unos finales N ciclos de reloj del ciclo de impresión tienen un valor de "0". Los valores finales de capacitación de disparo N de las series causan los primeros valores de capacitación de disparo X que tienen el valor de capacitación que va a ser desplazado a través del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo, generando por tanto un impulso de capacitación de disparo que tiene una duración, que puede estar referida como anchura de pulso, que es igual a un producto de X multiplicado por una duración del ciclo de reloj. Ese impulso de capacitación de disparo da instrucciones al elemento de expulsión de fluido para expulsar fluido. Al final de un ciclo de impresión dado, cada uno de los N elementos de memoria 104a a 104N del re-
gistrador de desplazamiento de capacitación 104 está almacenando un valor de capacitación que tiene un valor de "0".

Después de cada ciclo de reloj de señal de reloj, cada uno de los N elementos de expulsión de fluido 102a a 102N de la fila 102 recibe el valor de capacitación de disparo desde el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de capacitación a través de las trayectorias 106a a 106N y el bit de datos de imagen desde el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 110 a través de las trayectorias 114a a 114N. Dado que los valores de capacitación de disparo X que tienen un valor de "1" se propagan a través del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 104 y alcanzan un elemento de expulsión de fluido dado, el elemento de expulsión de fluido dado es habilitado para generar una gota de tinta. Si los datos de imagen procedentes del elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 110 correspondiente al elemento de expulsión de fluido dado tienen un valor de "1", el elemento de expulsión de fluido genera una gota de tinta. Si el bit de datos de imagen tiene un valor de "0", aunque habilitado, el elemento de expulsión de fluido no generará una gotita de tinta. Cuando un primero de los valores de capacitación de disparo finales N que tiene un valor de "0" alcanza el elemento de expulsión de fluido dado, el elemento de expulsión de fluido es deshabilitado para generar una gotita de tinta, sin reparar en el valor del bit de datos de imagen recibido desde el correspondiente elemento de memoria del registrador de retención de datos 110.

Simultáneamente con el registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 104 que recibe los X más N valores de capacitación durante el ciclo de impresión de la primera fila de datos de imagen, una siguiente fila de datos de imagen que va a ser impresa es desplazada en serie dentro del registrador de desplazamiento de entrada de datos 106 desde el controlador 20 a través de la trayectoria 120. Cuando el ciclo de impresión de la primera fila de datos tiene que ser completado, los N bits de datos de imagen de la siguiente fila de datos de imagen son desplazados en paralelo desde el registrador de desplazamiento de entrada de datos 108 al registrador de retención de datos 110 y un ciclo de impresión para que la siguiente fila de datos de imagen empiece. Este proceso se repite para cada fila de imágenes de la imagen presentable hasta que el trabajo de impresión ha sido completado.

La Figura 7 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una realización de los circuitos de accionamiento 74 de cada elemento de expulsión de fluido 70, tal como el elemento de expulsión de fluido 102a. El elemento de expulsión de fluido 102a incluye una entrada AND 154 y un conmutador, que en una realización es un transistor de efecto de campo (FET) 162. La puerta AND 154 incluye una primera entrada 156, una segunda entrada 158 y una salida 160. El FET 162 incluye una puerta 164, una fuente 166, y un drenaje 168.

La primera entrada 156 está emparejada a través de una trayectoria 172 al correspondiente elemento de memoria 104a de un registrador de desplazamiento de capacitación de disparo, en el que el elemento de memoria 104a almacena el valor de capacitación de disparo. La segunda entrada 158 está emparejada a través de la trayectoria 176 al correspondiente elemento de memoria 110a del registrador de desplazamiento de retención de datos 110. El elemento de memoria 110a está, a su vez, emparejado a través de una trayectoria 180 al correspondiente elemento de memoria 108a del registrador de desplazamiento de entrad de datos 108.

La puerta 164 del FET está emparejada a través de la trayectoria 184 a la salida 160 de la puerta AND 154. La resistencia de disparo 72 tiene un primer terminal conectado a una fuente de voltaje 186 y un segundo terminal acoplado al drenaje 168. La fuente 166 está conectada a la tierra 188. La puerta AND 154 está configurada para proporcionar un señal de disparo a través de la trayectoria 184 a la entrada 164 basada en el valor de capacitación de disparo y el valor de datos de imagen almacenado en los correspondientes elementos de memoria 104a y 110a, respectivamente. Después de cada ciclo de una señal de reloj, tal como una señal de reloj 116, y la puerta AND 154 es configurada para recibir el valor de capacitación de disparo actualmente almacenado en el elemento de memoria 104 y el valor de datos de imagen actualmente almacenado en el elemento de memoria 110a en una primera entrada 156 y segunda entrada 158, respectivamente.

Cuando tanto el valor de capacitación de disparo como el valor de datos de imagen tienen un valor de "1" la puerta AND 154 proporciona una señal de disparo a la puerta 164, haciendo que el FET 162 se "active" y se conecte el segundo terminal de resistencia de disparo 72 a tierra 188, que hace que correspondientemente una corriente 190 pase desde la fuente de voltaje 186 a tierra 188 a través de la resistencia de disparo 72. La corriente 190 a través de la resistencia de disparo 72 calienta la tinta en una correspondiente cámara de tinta, tal como la cámara de tinta 86, haciendo que una gotita de tinta sea expulsada a través de una correspondiente boquilla, tal como la boquilla 13. Cuando o bien el valor de capacitación de disparo y/o el valor de datos de imagen tienen un valor de "0", la puerta AND 154 no proporciona una señal de disparo para activar el FET 152, la corriente 190 no fluye a través de la resistencia de disparo 72, y ninguna gotita de tinta es expulsada por el elemento de expulsión de fluido 152.

Las Figuras 8A, 8B y 8C son diagramas de bloques esquemáticos que ilustran un funcionamiento ejemplo de una realización de un conjunto de cabeza de impresión 200 de acuerdo con la presente invención que tiene circuitos de accionamiento 74 que emplean registro de desplazamiento de capacitación de disparo de valores de capacitación de disparo para controlar los elementos de expulsión de fluido 70. En el funcionamiento ejemplo ilustrado por las Figuras 8A a 8C, los elementos de expulsión de fluido 70 comprenden una fila de diez (es decir N=10) elementos de expulsión de fluido identificados como elementos de expulsión de fluido 202a a 202j. Los circuitos de accionamiento 74 incluyen además un registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204 que tiene elementos de memoria 204a a 204j, un registrador de desplazamiento de entrada de datos 208 que tiene elementos de memoria 208a a 208j, y un registro de desplazamiento de retención de datos 210 que tiene elementos de memoria 210a a 210j. El registrador de desplazamiento de capacitación 204, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 208, y el registrador de desplazamiento de retención de datos 210 reciben una señal de reloj 216 a través de la trayectoria 218.

En el funcionamiento ejemplo de las Figuras 8A a 8C, la fila 202 de elementos de expulsión de fluido 202a a 202j está ilustrada imprimiendo una fila de datos de imagen durante un ciclo de impresión en respuesta a un impulso de capacitación de disparo en serie que comprende una serie de trece valores de capacitación de disparo, con unos primeros tres valores de capacitación de disparo (es decir, X= 3) que tienen un valor de 1, y unos diez valores de capacitación finales del impulso (es decir, N = 10) que tienen una valor de "0". El ciclo de impresión para una fila de datos comprende, de este modo, trece ciclos de señal de reloj 216. Adicionalmente para fines de ilustración, cada uno de los elementos de memoria 204a a 204j del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204 se muestra almacenando inicialmente unos valores de capacitación de disparo de valor "0", es decir, deshabilitación, y la fila de datos de imagen que comprende una serie de diez bits de datos de imagen se muestra lista habiendo sido desplazada en el registrador de desplazamiento de retención de datos 210 desde el registrador de desplazamiento de entrada de datos a través de las trayectorias 212a a 212j.

La Figura 8A ilustra un estado de cada uno de los elementos de memoria del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204, registrador de desplazamiento de entrada de datos 208, y registrador de desplazamiento de retención de datos 210 después de tres ciclos de reloj de un ciclo de impresión para la fila de datos de imagen. El registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204 está indicado como habiendo recibido los tres primeros valores de capacitación de disparo desde del controlador 20 a través de la trayectoria 224, tendiendo cada uno un valor de "1" y siendo retenido en los elementos de memoria 204a a 204c. Como resultado, los elementos de expulsión de fluido 202a a 202c son habilitados para expulsar tinta.

El registrador de desplazamiento de retención de datos 210 continua reteniendo la fila de datos de imagen, con los elementos de memoria 210a a 210e que almacenan un valor de "0" y los elementos de memoria 210f a 210j que almacenan un valor de "1". En otras palabras, la fila de datos de imagen es "0000011111" y fue cargada desde el registrador de desplazamiento de entrada de datos 208 antes de tres ciclos de reloj del ciclo de impresión. De este modo, incluso aunque se haya habilitado la expulsión de tinta, los elementos de expulsión de fluido 202a a 202c no expulsarán tinta debido a que los bits de datos de imagen almacenados en, y previamente recibidos desde, los correspondientes elementos de memoria 210a a 210c a través de las trayectorias 214a a 214c tienen cada uno un valor de deshabilitación.

La Figura 8B ilustra un estado de cada uno de los elementos de memoria del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 208, y el registrador de desplazamiento de retención de datos 210 después de diez ciclos de reloj del ciclo de impresión para una fila de datos de imagen. El registrador de desplazamiento de retención de datos 210 está indicado continuando reteniendo la primera fila de datos de imagen en elementos de memoria 210a a 210j. Sin embargo, el registrador de desplazamiento de datos 208 está ahora indicado reteniendo en los elementos de memoria 208a a 208j los primeros diez bits de datos de imagen de la siguiente fila de datos de imagen que van a ser impresos, con siete de los diez bits de datos de imagen teniendo un valor de "1" y tres teniendo un valor de "0".

El registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204 está ahora indicado habiendo recibido siete de los diez valores de capacitación finales del impulso de capacitación de disparo, teniendo cada uno un valor de deshabilitación "0" y estando almacenado en los elementos de memoria 204a a 204g. Por consiguiente, los tres primeros valores de capacitación de disparo que tiene un valor de "1" han sido desplazados a los elementos de memoria 204h a 204j. Como resultado, los elementos de expulsión de fluido 202h a 202j están habilitados para expulsar tinta. Además, debido a que los bits de datos de imagen almacenados en y recibidos desde los correspondientes elementos de memoria 210h a 210j a través de las trayectorias 214h a 214j tienen cada uno un valor de "1", los elementos de expulsión de fluido 210h a 202j están, de hecho en el proceso de generación de gotitas de tinta dado que tanto los elementos de memoria 219h a 210j como los elementos de memoria 204h a 204j contienen valores que tienen valores de habilitación.

La Figura 8C ilustra un estado de cada uno de los elementos de memoria del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 208, y el registrador de retención de datos 210 después de trece ciclos de reloj del ciclo de impresión, es decir, el ciclo completo de impresión en este ejemplo, para que la fila de datos de imágenes se haya completado. Los tres primeros valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" han sido desplazados a través del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204 y el registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204 contiene ahora en los elementos de memoria 204a a 204j los diez valores de capacitación de disparo finales del ciclo de impresión para la fila, teniendo cada uno un valor de "0". Como resultado, ninguno de los diez elementos de expulsión de fluido 202a a 202j están habilitados para generar una gotita de tinta.

El registrador de desplazamiento de retención de datos 210 está indicado continuando reteniendo la primera fila de datos de imagen en los elementos de memoria 210a a 210j. Sin embargo, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 208 está ahora indicado conteniendo la siguiente fila de datos de imagen, con los elementos de memoria 208a a 208j siete de los cuales almacenado valores de datos de imagen de "1". En otras palabras, la siguiente fila de datos de imagen es "1111111000". La siguiente fila de datos de imagen será desplazada desde el registrador de desplazamiento de entrada de datos 208 al registrador de desplazamiento de retención de datos 210 después de la recepción de una señal de capacitación de carga procedente del controlador 20 a través de una trayectoria 222 y el proceso anterior será repetido hasta que cada fila de datos de imagen posterior de un trabajo de impresión haya sido impresa por la cabeza de impresión 200.

Como se ilustra en las Figuras 8A, 8B y 8C anteriores, los tres primeros valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" son desplazados a través del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 204 durante el ciclo de impresión por la primera fila de datos de imagen, cada uno de los elementos de expulsión de fluido 202a a 202j está habilitado para generar una gotita de tinta durante tres ciclos de señal de reloj 216. Como resultado, aquellos elementos de expulsión de fluido que tienen un bit de datos de imagen correspondiente que tienen un valor de "1", en los elementos de expulsión de tinta de la ilustración anterior 202f a 202j, serán activados durante tres ciclos de reloj para expulsar tinta. De este modo, el número de valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" multiplicado por una duración de un ciclo de señal de reloj 116 determina para cualquier elemento de expulsión de fluido una duración de capacitación, o un impulso de capacitación de disparo, durante el cual cada uno de los elementos de expulsión de fluido 202a a 202j estará habilitado para expulsar tinta. En consecuencia, la anchura de impulso de capacitación puede variar ajustando una frecuencia de señal de reloj 216 o modificando el número de valores de capacitación que tienen un valor de "1" en las series de valores de capacitación de disparo representativas de un impulso de capacitación de disparo.

Se ha de observar que aunque las Figuras 8A-8C representan una fila con 10 elementos de expulsión de fluido, el número real de elementos de expulsión de fluido puede variar dependiendo de la aplicación e impresora deseadas.

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Control de Capacitación de Disparo

Una característica de cualquier disposición es que las diferentes secciones, o zonas, de una disposición están típicamente a diferente temperatura. Como resultado, en una zona que está a una temperatura ya elevada, la tinta no requiere tanta energía para ser calentada a una temperatura para producir la nucleación como la tinta de una zona más fría. Si se aplica la misma cantidad de energía a cada resistencia de disparo de la disposición, aquellas resistencias de disparo de la zona a una temperatura ya elevada pueden llegar a recibir demasiada energía mientras que aquellas de una zona más fría pueden recibir muy poca energía. Muy poca energía causa la degradación de la calidad de impresión, mientas que demasiada energía puede acortar la vida de funcionamiento esperada de una resistencia de disparo. Como resultado, el control de la energía es una característica beneficiosa en los conjuntos de cabeza de impresión de sistemas de impresión de chorro de tinta, y es particularmente beneficioso en conjuntos de cabeza de impresión de sistemas de impresión de chorro de tinta de disposición ancha, en donde las áreas más grandes aumentan el potencial para gradientes térmicos.

La Figura 9 es un diagrama de bloques que ilustra generalmente partes de una realización de un conjunto de cabeza de impresión 300 de acuerdo con la presente invención que tiene unos circuitos 74 que emplean valores de capacitación de disparo para controlar la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido 70. En la realización ilustrada, los elementos de expulsión de fluido 70 comprenden una fija 302 de N elementos de expulsión de fluido, identificados como elementos de expulsión de fluido 302a a 302N. En una realización, la fila 302 comprende una fila de elementos de expulsión de fluido que tiene una anchura sustancialmente igual a una dimensión máxima, por ejemplo, anchura, de un medio de impresión que puede ser insertado en una impresora en la que está situada la cabeza de impresión. El conjunto de cabeza de impresión 300 incluye además una fila 304 de N elementos de memoria de capacitación, ilustrados como 304a a 304N, un controlador de capacitación de disparo 305, un registrador de desplazamiento de entrada de datos 308, y un registrador de desplazamiento de retención de datos 310.

En la realización ilustrada, cada uno de los N elementos de memoria de capacitación de disparo 304a a 304N está acoplado a uno correspondiente de los N elementos de expulsión de fluido de la fila 302 a través de las trayectorias 306a a 306N. El registrador de desplazamiento de entrada de datos 308 incluye N elementos de memoria de un bit, ilustrados como 308a a 308N, y el registrador de desplazamiento de retención de datos 310 incluye elementos de memoria de un bit, ilustrados como 310a a 310N. Adicionalmente, los elementos de memoria de capacitación de disparo 304a a 304N de la fila 304 están dispuestos en N zonas de elementos de memoria, identificadas como zonas de elementos de memoria 311a a 311N. En la realización ilustrada, cada uno de los elementos de memoria de capacitación de disparo 304a a 304N corresponde a una de las zonas diferentes 311a a 311N.

Cada uno de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento de entrada de datos 308 está acoplado a un correspondiente de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento de retención de datos 310 a través de las trayectorias 312a a 312N. Cada uno de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento de retención de datos 310 está, a su vez, emparejado a uno correspondiente de los N elementos de expulsión de fluido de la fila 302 a través de las trayectorias 314a a 314N. Adicionalmente, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 308, el registrador de desplazamiento de retención de datos 310 y el controlador de capacitación de disparo 305 reciben cada uno una primera señal de reloj 316 que tiene una velocidad de reloj a través de una trayectoria 318 desde un controlador, tal como el controlador 20 (véase la Figura 1).

En una realización, el conjunto de cabeza de impresión 300 está configurado para imprimir una fila de datos de imagen que comprende N bits de datos de imagen en una disposición similar a la descrita anteriormente para el conjunto de cabeza de impresión 200. Como tal, los N bits de datos de imagen son inicialmente desplazados en serie en el registrador de desplazamiento de entrada de datos 308 a través de una trayectoria 320 desde un controlador, tal como el controlador 20 (véase la Figura 1), con un bit de datos de imagen que es desplazado en cada ciclo de reloj de señal de reloj 216. Cada uno de los N bits de datos de imagen tiene un valor de "1" ó "0", indicando con "1" que hay datos de imagen que van a ser impresos y con "0" que no hay datos de imagen que van a ser impresos. Después de N ciclos de la primera señal de reloj 316, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 308 se llena con los N bits de datos de imagen de la fila, en la que el registrador de desplazamiento de retención de datos de punto 310 recibe una señal de capacitación de carga procedente del controlador 20 a través de una trayectoria 322 y los N bits de datos de imagen son desplazados en paralelo desde el registrador de desplazamiento de entrada de datos 308 al registrador de desplazamiento de retención de datos 310 a través de las trayectorias 312a a 312N.

La fila 304 de los elementos de memoria de capacitación de disparo recibe los valores de capacitación de disparo desde el controlador 20 a través de la trayectoria 324, con cada elemento de memoria de capacitación de disparo 304a a 304N teniendo al menos un valor de habilitación y al menos un valor de deshabilitación. Después de cada ciclo de la primera señal de reloj 316, cada uno de los elementos de expulsión de fluido 302a a 302N recibe el valor de capacitación de disparo procedente del correspondiente elemento de memoria de capacitación de disparo de la fila 304 y los datos de imagen desde el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 310 a través de las trayectorias 306 y 314, respectivamente. Cada elemento de expulsión de fluido 302a a 302N está configurado para expulsar tinta cuando el correspondiente valor de capacitación de disparo es un valor de habilitación y cuando existen datos de imagen para ser impresos. En otras palabras, cuando el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 310 está habilitado (es decir retiene datos de imagen que van a ser impresos), cada elemento de expulsión de fluido 302 será activado para la expulsión de tinta mientras que el correspondiente elemento de memoria de capacitación de disparo de la fila 304 tiene un valor de habilitación.

El controlador de capacitación de disparo 305 proporciona a los elementos de memoria de capacitación 304a a 304N la primera señal de reloj 316 a través de una trayectoria 326 y una segunda señal de reloj que tienen una velocidad de reloj a través de una trayectoria 328. Variando la velocidad del segundo reloj con relación a la velocidad del primer reloj, el controlador de capacitación 305 está configurado para controlar individualmente cada zona de elementos de memoria 311a a 311N una duración durante la cual el al menos un valor de habilitación y el al menos un valor de deshabilitación están almacenados. Controlando esta duración para cada zona 311 de los elementos de memoria de capacitación, el controlador de capacitación de disparo 305 controla la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido 302 correspondientes a cada zona. En la realización ilustrada, debido a que cada zona 311 corresponde a un único elemento de expulsión de fluido 304, el controlador de capacitación 305 controla individualmente la energía proporcionada a cada elemento de expulsión de fluido 302a a 302N.

En una realización, el controlador de capacitación de disparo 305 varia la velocidad del segundo reloj sobre la base de los datos de temperatura de cada zona 311. En otras realizaciones, el controlador de capacitación de disparo 305 varia la velocidad del segundo reloj sobre la base de un nivel de voltaje de suministro de potencia, valores de disparo medios asociados con cada zona 311 y el conocimiento anterior de los niveles de energía apropiados bajo condiciones similares. Alternativamente, un único reloj que varía en frecuencia sobre la base de la posición del "pulso" relativo a la fila 302 de los elementos de expulsión de fluido puede ser utilizado en lugar del primer y segundo relojes 326 y 328.

La Figura 10 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra partes de una realización del conjunto de cabeza de impresión 300 para controlar la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido 70. El conjunto de cabeza de impresión 300 incluye el controlador de capacitación de disparo 305, un registrador de desplazamiento de capacitación de disparo inicial (IFE) 400 y un registrador de desplazamiento de capacitación de disparo no terminado (nTFE) 402. El registrador de desplazamiento IFE 400 incluye N elementos de memoria de un bit 400a a 400N, y el registrador de desplazamiento nTFE 402 incluye N elementos de memoria de un bit 402a a 402N.

El conjunto de cabeza de impresión 300 incluye además una fila 404 de N puertas AND ilustrada como 404a a 404N, teniendo cada puerta AND una primera y una segunda entrada y salida. Cada uno de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento IFE 400 está acoplado a una primera entrada y cada uno de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento nTFE 402 está acoplado a una segunda entrada de uno correspondiente de la fila 404 de puertas AND a través de las trayectorias 406 y 408, respectivamente. La salida de cada una de las puertas AND 404a a 404N está acoplada a uno correspondiente de los N elementos de expulsión de fluido 302a a 302N (véase la Figura 9) a través de las trayectorias 306a a 306N. Juntas, cada puerta AND de la fila 404 y los correspondientes elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento IFE 400 y el registrador de desplazamiento nTFE 402 forman un elemento de memoria de la fila 304 de N elementos de memoria 304a a 304N. Por ejemplo, la puerta AND 404a y los elementos de memoria de un bit 400a y 402a juntos forman el elemento de memoria 304a.

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El controlador de capacitación de disparo recibe la primera señal de reloj 316 a través de la trayectoria 318. El controlador de capacitación de disparo proporciona la primera señal de reloj 316 al registrador de desplazamiento IFE 400 a través de la trayectoria 326 y la segunda señal de reloj al registrador de desplazamiento nTFE 402 a través de la trayectoria 328. El registrador IFE 400 recibe los valores de capacitación de disparo iniciales (IFE) a través de una trayectoria 424a y el registrador nTFE 402 recibe los valores de capacitación de disparo no terminado (nTFE) a través de la trayectoria 424b. En una realización, los valores IFE y los valores nTFE son recibidos desde un controlador, tal como el controlador 20.

Para imprimir una fila de datos almacenados en el registrador de desplazamiento de retención de datos 310, una serie de valores IFE de un bit es desplazado en serie en el registrador de desplazamiento IFE 400 a través de la trayectoria 424a, siendo desplazado un bit de una serie en cada ciclo de la primera señal de reloj. Cada valor IFE tiene un valor de "1" o "0", siendo "1" valor de habilitación y "0" un valor de deshabilitación. Inicialmente, cada elemento de memoria 400a a 400N del registrador de desplazamiento IFE 400 contiene un "0" mientras que cada elemento de memoria 402a a 402N del registrador de desplazamiento nTFE 402 contienen un "1".

Para empezar, cada uno de los valores IFE de la serie tiene un valor de "1". Como los valores de IFE que tienen un valor de "1" son desplazados en la dirección 426 a través del registrador de desplazamiento IFE 400, y las puertas AND 404 donde el correspondiente registrador de desplazamiento IFE 400 y el registrador de desplazamiento nTFE 402, los elementos de memoria que tienen cada uno reteniendo un valor de "1" proporcionan una señal de capacitación que es un valor de habilitación a su correspondiente elemento de expulsión de fluido 302 a través de la trayectoria 306. En este punto, los correspondientes elementos de expulsión de fluido 302 que también tienen datos de imagen que tienen un valor de "1" almacenado en el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 310 empiezan conduciendo una corriente eléctrica a través de la resistencia de disparo 72 para expulsar la tinta (véase la Figura 7).

Después de un número deseado de valores IFE que tienen un valor de "1" hayan sido desplazados en el registrador de desplazamiento IFE 400, los valores de IFE de un bit que tienen un valor de "0" son desplazados en el registrador de desplazamiento IFE 400. Un bit es desplazado con cada ciclo de señal de reloj 1 en 326 hasta que cada uno de los elementos de memoria 400a a 400N una vez de nuevo retienen un "0". En algún punto después de que el registrador de desplazamiento IFE empieza a recibir valores IFE que tienen un valor de "1" pero antes de que el registrador de desplazamiento IFE empiece a recibir valores IFE que tienen un valor de "0", el registrador de desplazamiento nTFE 204 empieza a recibir valores NTFE que tienen un valor de "0", si un ajuste se va a hacer en la achura de pulso. Después, el registrador de desplazamiento nTFE 402 continua para recibir valores NTFE que tienen un valor de "0" mientras que el registrador de desplazamiento IFE 400 empieza a recibir valores IFE que tienen un valor de "0". En este punto, los valores nTFE que atienen un valor de "1" son desplazados en el registrador de desplazamiento nTFE 402 hasta que cada uno de los elementos de memoria 402a a 402N una vez de nuevo retiene un "1".

Cuando los valores NTFE que tienen un valor de "0" alcanzan los elementos de memoria del registrador nTFE 402 en el que los correspondientes elementos de memoria del registrador de desplazamiento IFE 400 retienen un valor de "1", las correspondientes puertas AND 400 ya no proporcionan una señal de capacitación de disparo que es un valor de habilitación, sino que en su lugar proporcionan una señal de capacitación de disparo que es un valor de deshabilitación. Como resultado, los correspondientes elementos de expulsión de fluido 302 dejan de conducir una corriente eléctrica a través de la resistencia de disparo 72.

En un elemento de expulsión de fluido dado 302, una duración entre la recepción desde la puerta AND asociada 404 de la señal de capacitación de disparo que es el calor de habilitación y la recepción de la señal de capacitación de disparo que tiene el valor de deshabilitación define una anchura de pulsos de capacitación para el elemento de expulsión de fluido dado. En otras palabras, la anchura de pulsos de capacitación para un elemento de expulsión de fluido dado 302 es la duración entre el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento IFE 400 que recibe un valor IFE que tiene un valor de "1" y el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento nTFE 402 que recibe un valor nTFE que tiene un valor de "0". Una anchura máxima de impulso de capacitación de disparo está definida por el número de valores IFE que tienen un valor de "1" desplazados en el registrador de desplazamiento IFE 400.

Si la velocidad del segundo reloj es igual a la velocidad del primer reloj 316, cada elemento de expulsión de fluido 302a a 302N recibe una señal de capacitación de disparo que tiene una anchura de impulso sustancialmente igual desde las correspondientes puertas AND 404a a 404N. Para variar la anchura del impulso de capacitación a través de la fila 302 de los elementos de expulsión de fluido 302a a 302N, el controlador de capacitación de disparo varía la velocidad del segundo reloj con relación al primer reloj 316. Cuando el controlador de capacitación de disparo 305 proporciona un segundo reloj que tiene una velocidad menor que la velocidad del primer reloj 316, la anchura del impulso de capacitación se incrementa en cada elemento de memoria adyacente de la fila 304, hasta una anchura máxima, con el elemento de expulsión 302a recibiendo un impulso de capacitación de disparo que tiene la duración más corta y el elemento de expulsión de fluido 202N que recibe el impulso de capacitación de disparo que tiene la dirección más larga. De manera similar, cuando el controlador de capacitación de disparo 305 proporciona un segundo reloj que tiene una velocidad más grande que la velocidad del primer reloj 316, la anchura del impulso de capacitación de disparo disminuye en el elemento de memoria adyacente de la fila 304 con el elemento de expulsión de fluido 302 que recibe un impulso de capacitación de disparo que tiene la duración más larga y el elemento de expulsión de fluido 302N que recibe el impulso de capacitación de disparo que tiene la duración más corta. De este modo, variando la velocidad de la segunda señal de reloj proporcionada al registrador de desplazamiento nTFE 402 a través de la trayectoria 328, el controlador de capacitación de disparo 305 controla la anchura del impulso de capacitación de disparo para cada elemento de memoria 304 para controlar por tanto la energía enviada a la resistencia de disparo 72 de cada elemento de expulsión de fluido correspondiente 302a a 302N.

La Figura 11 es un diagrama de bloques que ilustra un funcionamiento ejemplo del conjunto de cabeza de impresión 300 de la Figura 10. Como se ha descrito anteriormente, cada elemento de memoria 400a a 400N del registrador de desplazamiento IFE 400 inicialmente retiene un "0" mientas que cada elemento de memoria 402a a 402N del registrador de desplazamiento nTFE 402 inicialmente retiene un "1". Como se ilustra mediante los diez elementos de memoria adyacentes 400 incitados en 452, el registrador de desplazamiento IFE 400 inicialmente recibió diez valores IFE que tiene un valor de "1" y está en el proceso de recepción de N valores IFE que tienen un valor "0" que dará lugar al final a los diez valores IFE iniciales que son desplazados a través del registrador de desplazamiento IFE 400 en la dirección de desplazamiento 426. También, como se indicó mediante los elementos de memoria adyacentes 402 a 454, el registrador de desplazamiento nTFE 402 empezó a recibir valores nTFE que tienen un valor de "0" después que el registrador de desplazamiento IFE 400 registrara siete valores IFE que tienen un valor de "1". Como se indicó mediante los elementos de memoria adyacentes 402 a 456, cuando el registrador de desplazamiento IFE 400 empezó a recibir los valores IFE que tenían un valor de "0", el registrador de desplazamiento nTFE 402 empezó a recibir valores nTFE que tenían un valor de "1" y continuará recibiendo nTFE valores que tengan un valor de "1" hasta que los valores nTFE que tengan un valor de "0" sean desplazados a través del registrador de desplazamiento nTFE 402 en la dirección de desplazamiento 426.

En el instante de tiempo ilustrado por la Figura 10, los elementos de expulsión de fluido 302 que corresponden a los elementos de memoria 400(M) a 400(M+7) del registrador de desplazamiento IFE 400 y los elementos de memoria 402(M) a 402(M+7) están recibiendo una señal de capacitación de disparo que es la señal de habilitación, como se indica en 458. También en este instante de tiempo, la anchura de impulso de capacitación de disparo para el elemento de expulsión de fluido 302 asociado con los elementos de memoria 400(M) a 402(M) está indicado en 400 y es igual a la duración entre el elemento de memoria 400(M) que recibe un valor IFE que tienen un valor de "1" y el elemento de memoria 402(M) que recibe un valor nTFE que tienen un valor de "0". Como se puede observar de la Figura 11, la anchura de impulso disminuirá a través de la disposición en la dirección de desplazamiento 426 cuando la velocidad del segundo reloj en 328 sea mayor que la velocidad del primer reloj en 326. De manera similar, la anchura de impulso aumentará a través de la disposición en la dirección del desplazamiento 426 cuando la velocidad del segundo reloj en 328 sea menor que la velocidad del primer reloj en 326, en el que la anchura de impulso puede aumentar hasta una anchura máxima determinada por el número de "unos" consecutivos en 452 que son desplazados a través del registrador IFE 400.

La Figura 12 es un diagrama de bloques que ilustra una parte de otra realización de un conjunto de cabeza de impresión 500 de acuerdo con la presente invención que tiene circuitos de accionamiento 74 que utilizan registro de los valores de capacitación para controlar la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido 70. En la realización ilustrada, los elementos de expulsión de fluido 70 comprenden una fila de N elementos de expulsión de fluido, identificados como elementos de expulsión de fluido 502a a 502n. En una realización, la fila 502 comprende una fila de elementos de expulsión de fluido que tiene una anchura sustancialmente igual a la anchura de un medio de impresión. El conjunto de cabeza de impresión 500 incluye además una fila 504 de N elementos de memoria de capacitación de disparo, ilustrados como 504a a 504N, un controlador de capacitación de disparo 505, un registrador de desplazamiento de entrada de datos 508, y un registrador de desplazamiento de retención de datos 510.

En la realización ilustrada, cada uno de los N elementos de memoria 504a a 504N está acoplado a uno correspondiente de los N elementos de expulsión de fluido de la fila 502 a través de las trayectorias 506a a 506N. El registrador de desplazamiento de entrada de datos 508 incluye N elementos de memoria de un bit, ilustrados como 508a a 508N, y el registrador de desplazamiento de retención de datos 510 incluye N elementos de memoria de un bit, ilustrados como 510a a 510N. Adicionalmente, los elementos de capacitación de memoria 504a a 504N de la fila 504 están dispuestos en M zonas de elemento de memoria, identificadas como zonas de elemento de memoria 511a a 511M.

Cada uno de los elementos de memoria del registrador de desplazamiento de entrada de datos 508 está acoplado a uno correspondiente de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento de retención de datos 510 a través de las trayectorias 512a a 512N. Cada uno de los N elementos de memoria de un bit del registrador de desplazamiento de retención de datos 510, está, a su vez, acoplado a uno correspondiente de los N elementos de expulsión de fluido de la fila 502 a través de las trayectorias 514a a 514N. Adicionalmente, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 508, el registrador de desplazamiento de retención de datos 510, y el controlador de capacitación de disparo 505 reciben cada uno una señal de reloj 516 a través de una trayectoria 518 desde un controlador, tal como el controlador 20 (véase la Figura 1).

En una realización, el conjunto de cabeza de impresión 500 está configurado para imprimir una fila de datos de imagen que comprende N bits de datos de imágenes en una disposición similar a la descrita anteriormente para el conjunto de cabeza de impresión 100. Como tal, los N bits de datos de imagen son inicialmente desplazados en serie en el registrador de desplazamiento de entrada de datos 508 a través de una trayectoria 520 desde un controlador, tal como el controlador 20 (véase la Figura 1), con un bit de datos de imagen que es desplazado en cada ciclo de reloj de la señal de reloj 516. Cada uno de los N bits de datos de imagen tiene un valor de "1" ó "0", indicando con un "1" que existen datos de imagen que van a ser impresos e indicando con un "0" que no existen datos de imagen para ser impresos. Después de N ciclos de señal de reloj 516, el registrador de desplazamiento de entrada de datos 508 es llenado con los N bits de datos de imagen de la fila, en cuyo instante el registrador de desplazamiento de retención de datos recibe una señal de capacitación de carga procedente del controlador 20 a través de una trayectoria 522 y los N bits de datos de imagen son desplazados en paralelo desde el registrador de desplazamiento de entrada de datos 508 hasta el registrador de desplazamiento de retención de datos 510 a través de las trayectorias 512a a 512N.

La fila 504 de los elementos de memoria de capacitación de disparo 504a a 504N recibe después los valores de capacitación de disparo desde el controlador de capacitación de disparo 505 a través de la trayectoria 524, con cada valor de capacitación de disparo que tiene un valor de habilitación o un valor de deshabilitación. En cada ciclo de señal de reloj 516, cada uno de los elementos de expulsión de fluido 502a a 502N recibe el valor de capacitación de disparo desde el correspondiente elemento de memoria de capacitación de disparo de la fila 504 y los datos de imagen procedentes del correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 510 a través de las trayectorias 506 a 514, respectivamente. Cada elemento de expulsión de fluido 502 a 502N está configurado para expulsar tinta cuando el correspondiente valor de capacitación de disparo es el valor de habilitación y cuando existen datos de imagen que van a ser impresos. En otras palabras, cuando el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 510 retiene datos de imagen que tienen el valor de "1", cada elemento de expulsión de fluido 502 será activado para la expulsión de tinta mientras que el correspondiente elemento de memoria de capacitación de disparo de la fila 504 almacena el valor de capacitación.

El controlador de capacitación de disparo 505 está configurado para controlar individualmente los valores de capacitación de disparo proporcionados a cada zona de los elementos de memoria de capacitación de disparo 511a a 511M. Controlando la duración para la cual los valores de habilitación y los valores de deshabilitación de cada zona están almacenados en cada elemento de memoria de capacitación de disparo 511a a 511M, el controlador de capacitación de disparo 505 controla la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido 302 correspondientes a cada zona.

La Figura 13 es un diagrama de bloques que ilustra partes de un controlador de capacitación de disparo para controlar la energía proporcionada a los elementos de expulsión de fluido 70 con el conjunto de cabeza de impresión 500 de la Figura 12. El conjunto de cabeza de impresión 500 incluye el controlador de capacitación de disparo 505 y M registradores de desplazamiento (FEZ) de zona de capacitación de disparo, identificados como registradores de desplazamiento 604a a 604M. Cada uno de los registradores de desplazamiento 604a a 604M corresponde a una diferente de las zonas de elemento de memoria 511a a 511M. Cada uno de los registradores de desplazamiento (FEZ) 604a a 604M incluye una pluralidad de elementos de memoria de un bit y están configurados de manera que, los registradores de desplazamiento 604a a 604M forman la fila de N elementos de memoria de capacitación de disparo 504, con el primer elemento de memoria de un bit del registrador de desplazamiento 604a que corresponde al elemento de memoria de capacitación de disparo 504a y al último elemento de memoria de un bit del registrador de desplazamiento 604M que corresponde al elemento de memoria de capacitación 504N. El número de elementos de memoria de un bit puede variar de registrador a registrador, pero el total de elementos de memoria de un bit de los registradores de desplazamiento 604a a 604M suma N. Adicionalmente, cada uno de los elementos de un bit de los registradores de desplazamiento FEZ 604 está acoplado a uno diferente de los elementos de expulsión de fluido 502, a través de las trayectorias 506a a 506N.

El controlador de capacitación de disparo 505 incluye un controlador de anchura de impulso 608, M registradores de zona de anchura de impulso (PWRs) 610a a 610M, y M generadores de zona de capacitación de disparo (FEGs) 612a a 612M, con cada PWR 610 y cada FEG 612 correspondiente a una diferente de las M zonas de elemento de memoria 511. Cada PWR 610 está acoplado a una línea de lectura 614 y a una línea en blanco 616 y a un correspondiente generador FEG 612 a través de la trayectoria 617.

Cada FEG 612, excepto el FEG 612a, está acoplado a través de una trayectoria 618 a un primer elemento de memoria de un correspondiente registrador de desplazamiento FEZ 604 y está acoplado a través de una trayectoria 620 a un último elemento de memoria de un registrador de desplazamiento FEZ 604 que precede a su correspondiente registrador de desplazamiento FEZ 604. El FEG 612a está también acoplado a un primer elemento de memoria de un correspondiente registrador de desplazamiento FEZ 604 (que como se ilustra en el primer elemento de memoria del registrador de desplazamiento FEZ 604a, que corresponde al elemento de memoria de capacitación de disparo 504a) pero está acoplado a través de una trayectoria 620a a un controlador tal como el controlador 20.

El conjunto de cabeza de impresión 600 opera como se describe a continuación para imprimir una fila de imágenes almacenadas en el registrador de desplazamiento de retención de datos 500. Inicialmente, cada elemento de memoria de cada registrador de desplazamiento FEZ 604 contiene un valor "0". Un ciclo de impresión empieza cuando el FEG 612a, correspondiente a la primera zona de elemento de memoria 511a, recibe un valor de "1" en la entrada de capacitación de disparo a través de la trayectoria 620a. En el siguiente ciclo de señal de reloj 516, el FEG 612a empieza enviando valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" al correspondiente registrador de desplazamiento FEZ 604a a través de la trayectoria 618a, enviando un valor de capacitación de disparo en cada ciclo de señal de reloj 316.

Cuando el primero de los valores de capacitación de disparo que tiene un valor de "1" se propaga al último elemento de registro de desplazamiento FEZ 604a (indicado como "a"), el valor de capacitación de disparo es proporcionado a la entrada de capacitación de disparo FEG 612b, correspondiente a la segunda zona de elemento de memoria 511b. En respuesta, el FEG 612b empieza a enviar los valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" al correspondiente registrador de desplazamiento 604b. Este proceso se repite hasta que el FEG 612M, correspondiente a la zona de elemento de memoria 611M, recibe un valor de capacitación de disparo de "1" desde el último elemento de memoria del registrador de desplazamiento FEZ 604(M-1) a través de la trayectoria 620M, y proporciona también valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" a su correspondiente registro de desplazamiento FEZ 604M.

El número de ciclos de reloj en el que cada FEG 612 proporciona un valor de capacitación de disparo que tiene un valor de "1" se determina mediante su correspondiente PWR 619. Cada PWR 610 contiene un número correspondiente al número de ciclos de reloj que el correspondiente FEG 612 va a proporcionar un valor de capacitación de disparo que tiene un valor "1" para la correspondiente zona de elementos de memoria de capacitación de disparo 511. Los números son escritos en cada PWR 610 por el controlador de anchura de impulso 608 a través de la línea en blanco 616. En una realización, el controlador de anchura de impulso 608 determina los números basados en los datos de temperatura recibidos a través de la trayectoria 622 para cada zona 511 desde los sensores de temperatura situados en cada zona. En otras realizaciones, el número almacenado en cada PWR 610 está también basado en el nivel de voltaje de suministro de potencia, valores de resistencia de disparo medios asociados con cada zona, y el conocimiento anterior de niveles de energía apropiados bajo condiciones similares.

Después de que cada FEG 612 proporciona una cantidad de valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" basados en el valor almacenado en el correspondiente PWR 610, cada FEG proporciona valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "0" mientras que cada elemento de memoria del correspondiente registrador de desplazamiento FEZ 604 de nuevo retiene un "0". El efecto neto es que unas series de valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" son sincronizadas a través de los elementos de memoria de capacitación de disparo 504a a 504N, con cada zona de los elementos de memoria de capacitación de disparo 511 que potencialmente reciben una señal de capacitación de disparo que tiene una anchura de impulso diferente. Controlando el número de valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" proporcionado a las zonas individuales 511, el conjunto de cabeza de impresión 500 puede controlar individualmente la energía proporcionada a las resistencias de disparo 72 asociadas con cada zona.

Control de Temperatura

En cabezas de impresión de chorro de tinta, el peso de la gotita de tinta y el rendimiento de "espesamiento de tinta" entre otras cosas son afectados por la temperatura de la cabeza de impresión. El peso de la gota tiene significativa dependencia con la temperatura, y las variaciones en el peso de la gota debido a las variaciones en la temperatura de cabeza de impresión pueden dar lugar a defectos en la calidad de impresión tales como variación de densidades ópticas y colores. El espesamiento de tinta se refiere al espesamiento de la tinta en el área de boquilla debido a la evaporación del fluido portador, o vehículo, en el aire circundante. Si una cabeza de impresión se deja "sin espesamiento de tinta" a una temperatura excesivamente alta, el tiempo puede ser corto antes de que la tinta se espese y se convierta en un defecto que produce una obstrucción de boquilla.

Desafortunadamente, una característica de una disposición es que cuando en uso, diferentes secciones, o zonas, de una disposición están típicamente a diferente temperatura. Estas variaciones de temperatura, o gradientes térmicos, a través de la cabeza de impresión pueden producir potencialmente los defectos de calidad de impresión descritos anteriormente. Como resultado, el control de temperatura es una característica beneficiosa en los sistemas de impresión de chorro de tinta, particularmente en sistemas de impresión de disposición ancha en los que distancias más largas dan lugar a gradiente térmico, para mejorar la calidad de impresión y el rendimiento del conjunto de cabeza de impresión.

La Figura 14 es un diagrama de bloques que ilustra generalmente una parte de un sistema de impresión de chorro de tinta de disposición ancha 690 de acuerdo con la presente invención que tiene circuitos de accionamiento 74 que emplean detección de temperatura y registro de valores de capacitación de disparo para controlar las temperaturas de funcionamiento de los elementos de expulsión de gotas 70. Como se ilustra, el sistema de impresión 690 incluye un conjunto de cabeza de impresión 700 que tiene elementos de expulsión de gotas 70 configurados como una fila 702 de N elementos de expulsión de gota, identificados como elementos de expulsión de gotas 702a a 702N. Cada elemento de expulsión de gotas 702 incluye además un circuito calentador 703, indicado con 703a a 703N. En una realización, la fila 702 tiene una dimensión máxima, por ejemplo anchura, de un medio de impresión que puede ser insertado en la impresora en la que está situada la cabeza de impresión.

El conjunto de cabeza de impresión 700 incluye además un registro de desplazamiento de capacitación de disparo 704 que tiene N elementos de memoria, incitados como 704a a 704N, y un registrador de retención de datos 710 que tiene N elementos de memoria, indicados como 710a a 710N. Cada uno de los N elementos de memoria del registrador de capacitación de disparo 704 está acoplado a uno correspondiente de los elementos de expulsión de gotas 702 a través de las trayectorias 712a a 712N. De manera similar, cada uno de los N elementos de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 710 está acoplado a uno correspondiente de los elementos de expulsión de gotas 702 a través de las trayectorias 714a a 714N.

Los elementos de expulsión de gotas 702 y los correspondientes elementos de memoria 704 y 710 están dispuestos en una pluralidad de zonas 716, indicadas como 716a a 716M, teniendo cada zona al menos un elemento de expulsión de gotas 702. En una realización, las zonas 716 están seleccionadas sobre la base de los gradientes térmicos esperados a través de la anchura de la fila 702. El número de zonas 716 y el número de elementos de expulsión de gotas 702 en cada zona 716 puede variar, dependiendo del grado de control de temperatura deseado.

El sistema de impresión 690 incluye además un sistema de calentamiento 720. El sistema de calentamiento 720 incluye un controlador de calentamiento 722, un registrador de capacitación de calentamiento 724, y una pluralidad de sensores de temperatura 726. El registrador de capacitación de calentamiento 724 comprende una pluralidad de elementos de memoria, indicados como 724a a 724M, correspondiendo cada uno a una diferente de las zonas 716. Cada elemento de memoria 724 almacena un valor de capacitación de calentamiento que es un valor de habilitación o un valor de deshabilitación. En una realización, como se ilustra, cada sensor de temperatura de la pluralidad, indicada como 726a a 726M, comprende una parte del conjunto de cabeza de impresión 700 y corresponde a, y está localizada próxima a, una diferente de las zonas 716. Cada sensor de temperatura 726 proporciona datos de temperatura representativos de la temperatura de funcionamiento de la correspondiente zona 716. En otras realizaciones, los sensores de temperatura 726 pueden estar colocados en otras posiciones adecuadas para proporcionar datos de temperatura representativos de las temperaturas de las zonas 716. En una realización, el sistema de calentamiento 720 comprende una parte del conjunto de cabeza de impresión 700.

En una realización, el sistema de impresión 690 está configurado para imprimir una fila de datos de imagen que comprende N bits de datos de imagen en una disposición similar a la descrita anteriormente para el conjunto de cabeza de impresión 200. Como tal, los N bits de datos de imagen son desplazados en los N elementos de memoria del registrador de desplazamiento de retención de memoria 710. Cada uno de los N bits de datos de imagen tiene un valor de "1" ó "0", indicando con "1" que existen datos de imagen que van a ser impresos e indicando con "0" que no existen datos de imagen que vayan a ser impresos.

El registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 704 recibe entonces unas series de valores de capacitación de disparo desde un controlador, tal como el controlador 20 (véase la Figura 1) con cada elemento de memoria 704a a 704N almacenando un valor de capacitación de disparo que es uno de al menos un valor de habilitación y al menos uno valor de deshabilitación. Cada elemento de expulsión de gotas 702 está capacitado para generar una gotita de tinta cuando el correspondiente elemento de memoria de capacitación de disparo 704 almacena un valor de capacitación de disparo que sea un valor de habilitación. Como resultado, cuando su correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención de datos 710 almacena un bit de datos de imagen que tienen un valor de "1", cada elemento de expulsión de gotas 702 generará una gotita de tinta.

El controlador de calentamiento 722 recibe, a través de la trayectoria 728, datos de temperatura procedentes de cada uno de los sensores de temperatura 726 y controla la temperatura de funcionamiento de cada zona 716. Cuando la temperatura de funcionamiento de una zona dada 716 está por debajo de una temperatura de punto de ajuste correspondiente para la zona, el controlador de calentamiento escribe un valor de capacitación de calentamiento que es un valor de habilitación para las zonas que corresponden al elemento de memoria en el registrador de capacitación de calentamiento 724. En una realización, cuando un valor de capacitación de calentamiento que es un valor de habilitación es escrito en un elemento de memoria 724 que corresponde a una zona 716 de un elemento de expulsión de gotas cuyo correspondiente elemento de memoria de capacitación de disparo 704 está almacenando un valor de capacitación de disparo que es un valor de habilitación, el correspondiente circuito calentador 703 es activado y calienta el elemento de expulsión de gotas, pero no a una temperatura suficiente como para generar una gotita de tinta.

En una realización, el conjunto de cabeza de impresión 700 ópticamente incluye un registrador de desplazamiento de control de calentamiento 730 que tiene N elementos de memoria, indicados como 730a a 730N, con cada uno de los N elementos de memoria correspondientes a uno diferente de los N elementos de expulsión de gotas 702. Cuando el sistema de impresión 690 imprime una fila de datos de imagen, el registrador de desplazamiento de control de calentamiento 730 es configurado para recibir unas series de valores de control de calentamiento desde un controlador en una disposición similar a la descrita anteriormente para el registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 704, en el que cada valor de control de calentamiento es uno de al menos un valor de habilitación o al menos un valor de deshabilitación. En una realización, el registrador de desplazamiento de control de calentamiento 730 recibe las series de valores de control de calentamiento concurrentes con el registrador de capacitación de disparo 704 que recibe las series de los valores de capacitación de disparo. Cuando el valor de control que es un valor de habilitación es almacenado en un elemento de memoria 730 correspondiente a un elemento de expulsión de gota 702 en una zona 716 cuyo valor de capacitación de calentamiento almacenado en el correspondiente elemento de memoria 724 es un valor de habilitación, el correspondiente circuito calentador 703 es activado y calienta el elemento de expulsión de gota, pero no a una temperatura suficiente como para generar una gota de tinta.

Manteniendo aquellos elementos de expulsión de gota de tinta 702 que están capacitados para expulsar una gotita de tinta a una temperatura de punto de ajuste o temperatura de línea de base, en esta disposición, las variaciones en el peso de las gotitas de tinta generadas a través de la anchura del conjunto de cabeza de impresión 700 se reducen, dando lugar a una reducción en los defectos de impresión. Además, calentando sólo aquellos elementos de expulsión de gotas 702 en la zona 716 que está habilitada, se reduce la generación de gasto de calor.

La Figura 15 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una realización de los conductos de accionamiento 74 para cada elemento de expulsión de gotas 70, por ejemplo el elemento de expulsión de gotas 702a, e incluye el circuito de calentamiento 703. El circuito de calentamiento 703a incluye la resistencia de disparo 72, las puertas AND 754 y 764, una puerta OR 766, y transistores de efecto de campo (FETs) 762 y 768.

Una primera entrada de la puerta AND 754 está acoplada a través de la trayectoria 770 al correspondiente elemento de memoria 710a del registrador de desplazamiento de datos 710, en el que el elemento de memoria 710a almacena un valor de datos de imagen. En una realización, el valor de datos de imagen tiene un valor de "1" ó "0". Una segunda entrada de puerta AND 754 está acoplada a través de la trayectoria 722 al elemento de memoria 704a del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 704, en el que el elemento de memoria 704a almacena un valor de capitación de disparo que es un valor de habilitación o un valor de deshabilitación. En una realización, el valor de capacitación de disparo es un valor de habilitación cuando el valor de capacitación es "1" y es un valor de deshabilitación cuando el valor de capacitación de disparo es "0". Una salida de puerta AND 754 está acoplada a través de una trayectoria 774 a una puerta de control de FET 762.

Una primera entrada de puerta AND 764 está acoplada a través de la trayectoria 776 al elemento de memoria 724a del registrador de capacitación de calentamiento 724, en el que el elemento de memoria 724a almacena un valor de capacitación de calentamiento que es un valor de habilitación o un valor de deshabilitación. En una realización, el valor de capacitación es un valor de habilitación cuando el valor de capacitación es "1" y el valor de deshabilitación cuando el valor de capacitación es "0". Un valor de capacitación de "1" indica que la temperatura de la correspondiente zona 716a está por debajo de la temperatura de punto de ajuste correspondiente. Una segunda puerta AND 764 está acoplada al elemento de memoria 704a a través de la trayectoria 772.

Una primera entrada de puerta OR 766 está acoplada a la salida de la puerta AND 754 a través de la trayectoria 774. Una segunda entrada de puerta OR 766 está acoplada a una salida de puerta AND 764 a través de una trayectoria 778. Una salida de puerta OR 766 está acoplada a una puerta de control de FET 768 a través de una trayectoria 780. La resistencia de disparo 72 tiene un primer terminal acoplado a una fuente de voltaje (Vpp) 786 y un segundo terminal acoplado a los drenajes de los FETs 762 y 768. Los terminales de fuente de los FETs 762 y 768 están acoplados a la tierra 788.

Cada FET 762 y 768 tiene una resistencia "ON" diferente (R_{ON}). En una realización, la R_{ON} del FET 762 es baja con relación a la R_{ON} del FET 768. En consecuencia, el FET 762 es capaz de conmutar una corriente más elevada 790 a través de la resistencia de disparo 72 con relación al FET 768. Los valores de R_{ON} de los FETs 762 y 768 son tales que la corriente 790 conmutada a través de la resistencia de disparo 70 por el FET 768 que actúa independientemente es suficiente como para causar la nucleación de la tinta en una cámara de tinta correspondiente, tal como la cámara de tinta 86 (véase la Figura 4), y de este modo insuficiente para hacer que una gotita de tinta sea expulsada a través de la correspondiente boquilla, tal como la boquilla 13. Sin embargo, cuando los FETs 762 son conmutados juntos, el valor R_{ON} equivalente de los FETs 762 y 768 es tal que una corriente 790 a través de la resistencia de disparo 70 tiene un valor los suficientemente alto como para causar la nucleación de la tinta y una gotita de tinta sea expulsada desde la correspondiente boquilla.

Cuando tanto el valor de capacitación de disparo como el valor de imagen de datos, almacenados respectivamente en elementos de memoria 704a y 710a, tienen un valor de "1", la salida de la puerta AND 754 es "alta", lo cual da lugar a que la salida de la puerta OR 766 sea "alta". Con las salidas de tanto la puerta AND 754 como la puerta OR 766 siendo "altas" ambos FETs 762 y 768 son activados, dando lugar a que el elemento de expulsión de gotas 702a genere la gotita de tinta, independientemente del correspondiente valor de capacitación de calentamiento almacenado en el elemento de memoria 724a.

Cuando el valor de capacitación de disparo almacenado en el elemento de memoria 704a tiene un valor de "0", la salida de la puerta AND 754 es "baja". En consecuencia, el FET 762 es desactivado. Si el correspondiente valor de capacitación de calentamiento almacenado respectivamente en el elemento de memoria 724 tiene un valor de "1", la salida de la puerta AND 764 es "alta", dando lugar a que la salida de la puerta OR 766 sea "alta". Con la salida de la puerta OR 766 siendo "alta" el FET 768 es activado. Con el FET 768 activado y el FET 762 desactivado, la corriente 790 tiene un nivel demasiado bajo para causar la nucleación de la tinta en una correspondiente cámara de tinta, pero un nivel suficientemente alto para hacer que la resistencia de disparo 72 y el FET 768 generen suficiente calor como para calentar el elemento de expulsión de gotas 702a. Si el valor de capacitación de calentamiento tiene un valor de "0", que significa que la temperatura de la zona 716a está a una temperatura por encima de la temperatura de punto de ajuste, tanto del FET 762 como el FET 768 se desactivarán y no pasará corriente a su través y no se generará calor por la resistencia de disparo 72 ó el FET 768.

Cuando tanto el valor de capacitación de disparo como el valor de imagen de datos, almacenados en los respectivos elementos de memoria 704a y 710a, tienen un valor de "0", las salidas de ambas puertas AND 754 y 764 serán "bajas". En consecuencia, tanto ambos FETs, serán desactivados y no pasará corriente a su través y no se generará calor por la resistencia de disparo 72, independientemente del valor del correspondiente valor de capacitación de disparo almacenado en el elemento de memoria 724a.

La Figura 16 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una parte de una realización del sistema de calentamiento 720 de acuerdo con la presente invención para utilizar con el conjunto de cabeza de impresión 700 de un sistema de impresión de chorro de tinta, tal como el sistema de impresión 690. El sistema de calentamiento 720 incluye el controlador de calentamiento 722, el registrador de capacitación de calentamiento 724, los sensores de temperatura 726, una fuente de corriente 800, y un convertidor analógico a digital (A/D) 802. En una realización, el controlador de calentamiento 722 y el registrador de capacitación de calentamiento 724 forman una parte del conjunto de cabeza de impresión 700.

En una realización, como se ilustra, el sistema de calentamiento 720 incluye una pluralidad de sensores de temperatura 726, cada sensor de temperatura 726 de la pluralidad corresponde a una diferente de las zonas del conjunto de cabeza de impresión 700. En otra realización, múltiples sensores de temperatura 726 pueden estar provistos para cada zona 716. En una realización, como se ilustra, cada sensor de temperatura 726 está situado internamente en el conjunto de cabeza de impresión 700 y próximo a la correspondiente zona 716.

En una realización, como se ilustra, cada sensor de temperatura 726 incluye una resistencia de temperatura (R_{T}) 804 y un transistor de efecto de campo (FET) 806. Un primer terminal de cada resistencia R_{T} 804 está acoplado a través de una trayectoria de suministro compartida 808 a la fuente de corriente 800, y un segundo terminal de cada RT 804 está acoplado a un terminal de drenaje del correspondiente FET 806. Una puerta de control de cada FET 806 está acoplada a través de una correspondiente línea de control de conmutador a un controlador de calentamiento 722, y un terminal de fuente de cada FET 806 está acoplado a la tierra 788. La fuente de corriente 800 está alimentada desde una fuente de voltaje 812.

Una entrada del convertidor A/D 802 está acoplada a una trayectoria de suministro 808 a través de una trayectoria 814 y una salida está acoplada al controlador de calentamiento 722 a través de la trayectoria 728. El controlador de calentamiento 722 está además acoplado a una entrada de control del convertidor A/D 802 a través de una trayectoria 816. El controlador de calentamiento 722 proporciona datos de control de calentamiento (es decir, valores de capacitación de calentamiento) al registrador de capacitación de calentamiento 724 a través de la trayectoria 818, y recibe a través de la trayectoria 820 datos de temperatura de punto de ajuste para cada zona 716 desde un controlador, tal como el controlador 20.

Antes imprimir los datos de imagen, el controlador de calentamiento 722 mide secuencialmente la temperatura actual de cada zona 716 activando secuencialmente los FETs 806a a 806M a través de sus correspondientes líneas de control de conmutador 810a a 810M. Cuando un FET dado 806 es activado, completa una trayectoria de corriente desde la fuente de corriente 800 hasta la tierra 788 a través de la correspondiente R_{T} 804, con la fuente de corriente proporcionando una corriente en un nivel conocido. El nivel de voltaje resultante generado en la salida del convertidor A/D 802 a través de la trayectoria 814 es una función de la corriente proporcionada por la fuente de corriente y la resistencia de R_{T} 804 correspondiente a la zona dada (desatendiendo la resistencia del correspondiente FET 806), y es proporcional a la temperatura actual de la zona dada. Una lectura de voltaje de cada zona es tomada por el convertidor A/D 802 y proporcionada al controlador de calentamiento 722 a través de la trayectoria 728.

Durante la fabricación, lecturas de valores de voltaje iniciales son tomadas para cada zona a una temperatura de referencia conocida para fines de calibración por el controlador de calentamiento 722 y almacenadas en el mismo. Estos valores de voltaje iniciales y conocidas características de R_{T} 804 son utilizados por el controlador de calentamiento para convertir las lecturas de voltaje actuales a través de la trayectoria 728 a un valor de temperatura actual para cada zona 716.

El controlador de calentamiento 722 compara después el valor de temperatura actual de cada zona 716 con un valor de temperatura de punto de ajuste deseada para cada zona recibido previamente en 820 desde el controlador del sistema, tal como el controlador 20. El controlador de calentamiento compara entonces el valor de temperatura actual de cada zona 716 con el valor de temperatura de punto de ajuste deseada correspondiente a la zona, y escribe un valor de capacitación de calentamiento que tiene un valor basado en la comparación con el elemento de memoria correspondiente del registrador de calentamiento 724. El valor de capacitación de calentamiento será un valor de habilitación (es decir, un valor de "1") cuando el nivel de temperatura actual sea menor que el valor de temperatura de punto de ajuste deseado, y un valor de deshabilitación (es decir un valor de "0") cuando el nivel de temperatura actual sea al menos igual al nivel de temperatura de punto de ajuste deseado. Los valores de capacitación de calentamiento de cada elemento de memoria del registrador de capacitación de calentamiento 724 son entonces proporcionados a los elementos de circuitos de calentamiento 702 de la zona correspondiente 716 para la activación de los circuitos de calentamiento 703 como se ha descrito anteriormente por las figuras 14 y 15.

La Figura 17 es un diagrama de bloques que ilustra una realización de unos circuitos de accionamiento 74 para cada elemento de expulsión de gotas 70, por ejemplo el elemento de expulsión de gotas 702a, e incluye el circuito de calentamiento 703a. El circuito calentador 703a incluye la resistencia de disparo 72, los transistores de efecto de campo (FET) 862, y las puertas AND 854 y 864, y la puerta OR 866.

Una primera entrada de puerta AND 854 está acoplada a través de la trayectoria 780 al correspondiente elemento de memoria 710 del registrador de desplazamiento de retención de datos 710, en el que el elemento de memoria 710a almacena un valor de datos de imagen que tiene un valor de "1" ó "0". Una segunda entrada de puerta AND 854 está acoplada a través de la trayectoria 872 al elemento de memoria 704 del registrador de capacitación de disparo 704, en el que el elemento de memoria 704a almacena un valor de capacitación de disparo que es un valor de habilitación o un valor de deshabilitación. En una realización, el valor de capacitación de disparo es el valor de habilitación cuando el valor de capacitación de disparo es "1" y el valor de deshabilitación cuando el valor de capacitación de disparo es "0".

Una primera entrada de puerta AND 864 está acoplada a través de la trayectoria 874 al elemento de memoria 724a del registrador de capacitación de calentamiento 724, en el que el elemento de memoria 724a almacena un valor de capacitación de memoria que es un valor de habilitación o un valor de deshabilitación. En una realización, el valor de capacitación de calentamiento es el valor de habilitación cuando el valor de habilitación es "1" y es valor de deshabilitación cuando el valor de capacitación de calentamiento es "0". Un valor de capacitación de calentamiento de "1" indica que la temperatura de la correspondiente zona 716a está por debajo de la correspondiente temperatura de punto de ajuste. Una segunda entrada de puerta AND 864 está acoplada a través de la trayectoria 876 al elemento de memoria 730a del registrador de desplazamiento de control de calentamiento 730, en el que el elemento de memoria 730a almacena un valor de control de calentamiento que es un valor de habilitación o un valor de deshabilitación. En una realización, el valor de control de calentamiento es el valor de habilitación cuando el valor de control de calentamiento es "1" y el valor de deshabilitación cuando el valor de control de calentamiento es "0".

Una primera entrada de puerta OR 866 está acoplada a través de la trayectoria 878 a una salida de puerta AND 854. Una segunda entrada de puerta OR 866 está acoplada a través de la trayectoria 878 a una salida de puerta AND 864. Una salida de puerta OR 866 está acoplada a través de la trayectoria 880 a una puerta de control de FET 862. La resistencia de disparo 72 tiene un primer terminal acoplado a una fuente de voltaje (V_{PP}) 886 y un segundo terminal acoplado a un drenaje de FET 862. Un terminal de fuente de FET 862 está acoplado a la tierra 888.

Para imprimir una fila de datos de imagen almacenados en el registrador de desplazamiento de datos 710, unas series de valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "1" (valor de habilitación) son desplazadas a través del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 704, en el que cada elemento de memoria del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 704 inicialmente almacenó un valor de "0" (valor de deshabilitación). Si el elemento de memoria 710a del registrador de desplazamiento de datos 710 está reteniendo un valor de datos de imagen de "1", ambas entradas a la puerta AND 854 serán "altas" y las series de los valores de capacitación que tienen un valor de "1" son desplazadas a través del elemento de memoria 704a. Con ambas entradas de la puerta AND 854 "altas" la salida será también "alta" y hará que la salida de la puerta OR 866 sea "alta". Con la salida de la puerta OR 866 "alta", el FET 862 es activado, haciendo que una corriente 890 fluya a través de la resistencia de disparo 72 hasta la tierra 888.

El periodo de tiempo en el que la corriente fluye a través de la resistencia de disparo 72 depende del número de "unos" en las series de valores de capacitación de disparo que tienen el estado de capacitación que son desplazados a través del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 704. En cualquier caso, el mínimo número de "unos" en las series es suficiente para hacer que la corriente 890 fluya lo suficiente para que la resistencia de disparo 72 genere el suficiente calor para causar la nucleación de la tinta y una gota de tinta sea expulsada de una correspondiente boquilla. Si el elemento de memoria 710a está reteniendo un valor de datos de imagen de "0", no se expulsará ninguna gota de tinta de la correspondiente boquilla independientemente de que las series de los valores de capacitación sean un valor de habilitación.

Concurrentemente con las series de "unos" que son desplazadas a través del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 704, unas series de valores de control de calentamiento que tienen un valor de"1" (valor habilitación) son desplazadas a través del registrador de desplazamiento de control de calentamiento 730, en el que cada elemento de memoria del registrador de control de calentamiento 730 inicialmente almacenó un valor de "0" (valor de deshabilitación). Si el elemento de memoria 724a del registrador de capacitación de calentamiento 724 está reteniendo un valor de capacitación de calentamiento de "1" (lo que significa que la temperatura de la zona 716a está por debajo de la temperatura de punto de ajuste), ambas entradas a la puerta AND 864 serán "altas" ya que las series de valores de control de calentamiento que tienen un valor de "1" son desplazadas a través del elemento de memoria 730a. Con ambas entradas de puerta AND 864 "altas", la salida también será "alta" y hará que la salida de la puerta OR 866 sea "alta". Con la salida de la puerta OR 866 "alta", el FET 862 es activado haciendo que la corriente 890 fluya a través de la resistencia de disparo 72 a la tierra 888.

El periodo de tiempo en el que la corriente 890 fluye a través de la resistencia de disparo 72 depende del número de "unos" en las series de valores de control de calentamiento (es decir, que son valores de habilitación) que son desplazadas a través del registrador de desplazamiento de control de calentamiento 730. Como se describe anteriormente, un número consecutivo dado de valores de capacitación de disparo que tienen un valor de "unos" se requiere para hacer que la resistencia de disparo 72 genere suficiente calor para causar la nucleación de tinta y la expulsión de una gota de tinta. De este modo, un número máximo permitible de "unos" en las series de valores de control de calentamiento será suficiente para hacer que la corriente 890 fluya lo suficiente como para calentar el elemento de expulsión de gotas 702, pero no lo suficiente como para que la resistencia de disparo 72 genere el suficiente calor para causar la nucleación de la tinta, y de este modo que una gotita de tinta sea expulsada desde la correspondiente boquilla.

En una realización, los elementos de expulsión de gotas 702 son calentados por el circuito de calentamiento 703 independientemente de si el conjunto de cabeza de impresión 690 está imprimiendo datos de imagen. En este caso, las series de valores de control de calentamiento que tienen un valor de "1" son desplazadas mediante el registrador de desplazamiento de control de calentamiento 730 sin datos de imagen almacenados en el registrador de desplazamiento de datos 710 y sin series de valores de capacitación de disparo que sean valores de habilitación que estén desplazados mediante el registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 704. Cuando la temperatura de la zona 716a está por debajo de la temperatura de punto de ajuste, el controlador de calentamiento 722 escribirá un valor de capacitación de memoria que tiene un valor de "1" en el elemento de memoria 704a. Como las series de valores de control de calentamiento que tienen un valor de "1" son desplazadas mediante el registrador de desplazamiento de control de calentamiento 730, y de este modo mediante el elemento de memoria 730a, ambas entradas a la puerta AND 864 serán "altas", causando por tanto que la salida de la puerta OR 866 sea "alta" y el FET 862 se active.

Con el FET 862 activado, la corriente 890 es hecha circular a través de la resistencia de disparo 72 y empieza a calentar el elemento de expulsión de gotas 702a. Las series de elementos de control de calentamiento que tienen un valor de "1" continúan siendo desplazadas mediante el registrador de desplazamiento de capacitación de disparo 730 y el elemento de memoria 730a hasta que la temperatura de la zona 716a alcanza la temperatura de punto de ajuste. Cuando la temperatura de la zona 716a alcanza la temperatura de punto de ajuste, el controlador de calentamiento 722 deja de calentar los elementos de expulsión de gotas de la zona escribiendo un valor de capacitación de calentamiento que tiene un valor de cero en el elemento de memoria 724a, causando por tanto que las salidas de la puerta AND 864 y la puerta OR 866 bajen y el FET 862 se desactive.

Se ha de observar que aunque la descripción utiliza "1" para indicar valores habilitación, y "0" para indicar valores de deshabilitación, se puede utilizar lo inverso dependiendo de la lógica utilizada.

Además, incluso aunque se muestre un registrador de desplazamiento en cada una de las figuras que se extiende para toda una fila de elemento de expulsión de fluido, se pueden utilizar múltiples registradores refiriéndose cada uno a diferentes partes de una fila de elementos de expulsión de fluido. Utilizando múltiples registradores de desplazamiento que se refieren a diferentes partes de una única fila, una única fila de elementos de expulsión puede tener diferentes partes que expulsen tinta de forma simultánea. Esto permite un incremento de la velocidad de expulsión de una fila, que tiene ventajas en el área de impresión.

También se ha de observar que una única fila, en una realización tiene una resolución de 600 dpi, y como tal en una implementación, el número de boquillas en la fila permitiría tal resolución. Sin embargo, se puede utilizar otras resoluciones y números de boquillas de pendiendo de las necesidades y aplicaciones particulares.

Aunque se han ilustrado y descrito aquí realizaciones específicas, se entenderá por los expertos en la técnica que se pueden sustituir una variedad de implementaciones equivalentes y/o alternativas por las realizaciones específicas mostradas y descritas sin que se salgan del campo de la presente invención. Por lo tanto, está invención sólo esta destinada a ser limitada por las reivindicaciones.

Claims

1. Un dispositivo de expulsión de fluido que comprende:

un primer conjunto de N elementos de memoria (104/204) almacenando cada uno un valor de capacitación de disparo, cada uno de los N elementos de memoria configurado para ser actualizado;

N elementos de expulsión de fluido (102/202), correspondiendo cada elemento de expulsión de fluido a uno diferente de los N elementos de memoria y configurado para recibir el valor de capacitación de disparo desde el correspondiente elemento de memoria, en el que el elemento de expulsión de fluido está capacitado para expulsar un fluido cuando el valor de capacitación de disparo es un valor de habilitación;

un segundo conjunto de N elementos de memoria (110/310) almacenando cada elemento de memoria uno diferentes de N sub-bloques de un bloque de datos de imagen, en el que cada sub-bloque de datos de imagen incluye un valor de habilitación y un valor de deshabilitación, y en el que el bloques de datos de imagen comprende una fila de datos de imagen y cada sub-bloque comprende un bit de datos de imagen; y

un tercer conjunto de N elementos de memoria (108/308), almacenando cada elemento de memoria uno diferente de N sub-bloques de datos de imagen, en el que cada sub-bloque de datos de imagen incluye una valor de habilitación y un valor de deshabilitación, en el que cada uno de los N elementos de memoria del segundo conjunto de N elementos de memoria corresponde a uno diferente de los N elementos de memoria del tercer conjunto de N elementos de memoria, y en el que el segundo conjunto de N elementos de memoria está configurado para recibir el bloque de datos de imagen desde el tercer conjunto de N elementos de memoria en respuesta a una señal de capacitación de carga (122/322), y en el que después de que el segundo conjunto de N elementos de memoria recibe el tercer conjunto de N elementos de memoria es configurado para recibir en serie y almacenar N sub-bloques de una bloques de datos de imagen siguiente.

2. Un dispositivo de expulsión de fluido, que comprende:

N elementos de expulsión de fluido (102/202) correspondiendo cada elemento de expulsión de fluido a uno diferentes de los N elementos de memoria y configurado para recibir el valor de capacitación de disparo desde el correspondiente elemento de memoria, en el que el elemento de expulsión de fluido está capacitado para expulsar un fluido cuando el valor de capacitación de fluido es un valor de habilitación;

un segundo conjunto de elementos de memoria (110/310), almacenando cada elemento de memoria uno deferente de N sub-bloques de un bloque de datos de imagen, en el que cada sub-bloque de datos de imagen incluye un valor de habilitación y un valor de deshabilitación, y en el que el bloque de datos de imagen comprende una fila de datos de imagen y cada sub-bloques comprende un bit de datos de imagen, en el que:

cada uno de los N elementos de expulsión de fluido corresponde a uno diferente de los N elementos de memoria del segundo conjunto de N elementos de memoria y está configurado para recibir en cada ciclo de un reloj (116/216) el sub-bloque de datos de imagen desde el correspondiente elemento de memoria, en el que el elemento de memoria genera una gotita de tinta cuando el valor de capacitación de disparo es el valor de habilitación y cuando el sub-bloque de datos de imagen es el valor de habilitación, y en el que el elemento de expulsión de fluido no genera una gotita de tinta cuando el valor de capacitación de disparo o el sub-bloque de datos de imagen es el valor de deshabilitación; y

los N elementos de expulsión de fluido están configurados para imprimir un bloque de datos de imagen en un ciclo de impresión y en el que el primer conjunto de N elementos de memoria está configurado para recibir en serie en el ciclo de impresión unas series de valores de capacitación de disparo representativos de un impulso de capacitación de disparo, en el que el primer conjunto de los N elementos de memoria reciben un valor de capacitación de disparo en cada ciclo del reloj, con un primer valor de capacitación de disparo de las series que están siendo recibidas en un primer ciclo de reloj del ciclo de impresión y un último valor de capacitación de disparo de la s series que están siendo recibidas en un último ciclo del ciclo de impresión.

3. El dispositivo de expulsión de fluido de la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el que el primer conjunto de N elementos de memoria y cada uno de los N elementos de expulsión de fluido están formados en una estructura de película delgada formada en un substrato que incluye un material no conductor seleccionado a partir de un grupo que consta de un óxido formado en un metal, un material de compuesto de carbono, un material cerámico, y vidrio.

4. El dispositivo de expulsión de fluido de la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el que los N elementos de expulsión de fluido están configurados como una fila que se extiende substancialmente para una anchura de una página del medio de impresión.

5. El dispositivo de expulsión de fluido de la reivindicación 1, en el que cada uno de los N elementos de expulsión de fluido corresponde a uno diferente de los N elementos de memoria del segundo conjunto de N elementos de memoria y está configurado para recibir en cada ciclo de un reloj (116/216) el sub-bloque de datos de imagen desde el correspondiente elemento de memoria, en el que el elemento de expulsión de fluido genera una gotita de tinta cuando el valor de capacitación de disparo es el valor de habilitación y cuando el sub-bloque de datos de imagen es el valor de habilitación, y en el que el elemento de expulsión de fluido no genera una gotita de tinta cuando uno de los valores de capacitación de disparo o el sub-bloque de datos de imagen es el valor de deshabilitación.

6. El dispositivo de expulsión de fluido de la reivindicación 2, en el que unos primeros X valores de capacitación de disparo de las series recibidas durante unos X primeros ciclos de reloj del ciclo de impresión son valores de habilitación y unos restante N valores de capacitación de disparo de las series recibidas durante unos N restantes ciclos de reloj del ciclo de impresión son valores de deshabilitación de manara que los valores de habilitación se propagan a través del primer conjunto de N elementos de memoria en un ciclo de impresión, en el que en un final del ciclo de impresión cada uno de los N elementos de memoria del primer conjunto de N elementos de memoria está almacenando el valor de deshabilitación, y en el que un producto de X multiplicado por una duración del ciclo de reloj es sustancialmente igual a una duración de impulso de capacitación.

7. El dispositivo de expulsión de fluido de la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el que cada uno de los N elemento de expulsión de fluido comprende:

un elemento lógico (154) configurado para recibir un valor de habilitación de disparo desde el correspondiente elemento de memoria de registrador de desplazamiento de capacitación de disparo (104) y para recibir un sub-bloque de datos de imagen desde el correspondiente elemento de memoria del registrador de desplazamiento de retención (110) y para proporcionar una señal de control de conmutación de potencia (184) que tiene un primer estado cuando el valor de habilitación de disparo y el sub-bloque de datos de imagen cada uno son el valor de habilitación;

una resistencia calentadora (72) que tiene un primer terminal que se puede conectar a una fuente de potencia (186) y un segundo terminal;

un conmutador (162) acoplado entre el segundo terminal de resistencia calentadora y tierra y que recibe la señal de control de conmutador en control, y configurado para conectar el segundo terminal de la resistencia calentadora a una tierra cuando la señal de control de conmutador tiene el primer estado.

8. Un método para habilitar N elementos de expulsión de fluido (102/202) de un dispositivo de expulsión de fluido para generar una gotita de tinta, comprendiendo el método:

almacenar un valor de capacitación de disparo en cada uno de los N elementos de memoria de un registrador de desplazamiento de capacitación de disparo (104/204), en el que cada elemento de memoria corresponde a uno diferente de los N elementos de expulsión de fluido, siendo cada valor de capacitación de disparo un valor de habilitación o un valor de deshabilitación

actualizar el valor de capacitación de disparo en cada uno de los N elementos de memoria del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo desde un valor de capacitación de disparo desde un elemento de memoria adyacente en cada ciclo de un reloj (116/216).

proporcionar en cada ciclo del reloj a cada uno de los N elementos de expulsión de fluido el valor de capacitación de disparo desde el correspondiente elemento de memoria para el registrador de desplazamiento de capacitación de disparo, en el que el elemento de expulsión de fluido está capacitado para generar una gotita de tinta cuando el valor de capacitación de disparo tiene el estado de capacitación, y que además comprende:

recibir en serie en un ciclo de impresión en el registrador de capacitación de disparo unas series de valores de capacitación de disparo (124/224) representativas de un impulso de capacitación de disparo, en el que el registrador de capacitación de disparo recibe un valor de capacitación de disparo en cada ciclo de reloj del ciclo de impresión con un primer valor de capacitación de disparo de las series que están siendo recibidas en un primer ciclo de reloj del ciclo de impresión y al menos un valor de capacitación de las series que están siendo recibidas en un último ciclo de reloj del ciclo de impresión.

9. El método de la reivindicación 8, que además comprende:

almacenar un valor de datos de imagen en cada uno de los N elementos de memoria de un registrador de desplazamiento de datos de imagen (110/210), en el que cada elemento de memoria corresponde a uno diferentes de los N elementos de expulsión de fluido, siendo cada valor de datos de imagen un valor de habilitación o un valor de deshabilitación; y

proporcionar en cada ciclo del reloj a cada uno de los N elementos de expulsión de fluido el valor de datos de imagen desde el correspondiente elemento de memoria, en el que el elemento de expulsión de fluido está configurado para generar una gota de tinta cuando el valor de capacitación de disparo y el valor de datos de imagen ambos son valores de habilitación.

\newpage

10. El método de la reivindicación 8, que además comprende:

recibir unos primeros X valores de capacitación de disparo de las series que son valores de habilitación durante unos primeros X ciclos de reloj del ciclo de impresión y unos restantes N valores de capacitación de las series que tienen el estado de deshabilitación durante un N ciclo de reloj restante de manera que los primeros X valores de capacitación de disparo que son valores de capacitación se propagan a través de los N elementos de memoria del registrador de desplazamiento de capacitación de disparo en un ciclo de impresión habilitado por tanto secuencialmente cada uno de los N elementos de expulsión de fluido para generar una gotita de tinta durante una duración sustancialmente igual a un producto de X multiplicado por una duración de un ciclo de reloj.