ES2296141T3

ES2296141T3 - Dispositivo de eyeccion de fluido con circuito de realimentacion.

Info

Publication number: ES2296141T3
Application number: ES05713699T
Authority: ES
Inventors: John M. Hewlett-Packard Company Wade
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: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2025-02-16
Also published as: WO2005092624A1; TWI324557B; EP1718466B1; US7175248B2; US20070146435A1; DE602005003795D1; PL1718466T3; JP2007525344A; DE602005003795T2; US7604312B2; EP1718466A1; CN1922018A; ATE380664T1; US20050190237A1; TW200528300A; CN100478175C

Abstract

Un dispositivo de eyección de fluido que comprende: una pluralidad de elementos (130/230) de eyección de fluido, pudiendo controlarse cada elemento de eyección de fluido para conducir la corriente eléctrica entre una tensión de alimentación (120/220/320) y una tensión de referencia (122/222/322), donde incluso todos los elementos de eyección de fluido de un grupo (276) de la pluralidad de elementos de eyección de fluido, están configurados para conducir durante un periodo de tiempo, teniendo cada elemento conductor de eyección de fluido una correspondiente tensión de eyección de fluido cuando conduce; y caracterizado porque el dispositivo de eyección de fluido comprende también un circuito (118/218) de realimentación configurado para proporcionar una tensión de realimentación (144/244/344) sustancialmente igual a un promedio de las correspondientes tensiones de eyección de fluido en los elementos de eyección de fluido que están conduciendo.

Description

Dispositivo de eyección de fluido con circuito de realimentación.

Antecedentes

Un sistema de presión por chorro de tinta, como modo de realización de un sistema de eyección de fluido, puede incluir un conjunto de cabeza de impresión, un conjunto de provisión de tinta, que suministra tinta líquida al conjunto de cabeza de impresión, y un controlador que controla el conjunto de la cabeza de impresión. El conjunto de cabeza de impresión, como modo de realización de un dispositivo de eyección de fluido, expulsa gotas de tinta a través de una pluralidad de orificios o toberas y hacia un medio de impresión, tal como una hoja de papel, para imprimir sobre el medio de impresión. Típicamente, los orificios están dispuestos en una o más series, de forma tal que la eyección de tinta adecuadamente secuenciada desde los orificios hace que se impriman caracteres u otras imágenes sobre el medio de impresión, a medida que el conjunto de la cabeza de impresión y el medio de impresión se desplazan uno con respecto al otro.

Típicamente, el conjunto de cabeza de impresión expulsa gotas de tinta a través de las toberas, mediante el calentamiento rápido de un pequeño volumen de tinta situado en cámaras de vaporización con pequeños calentadores eléctricos, tales como resistencias de película delgada, denominadas frecuentemente resistencias de disparo. El calentamiento de la tinta hace que la tinta se vaporice y sea expulsada desde las toberas. Típicamente, para un punto de tinta, un controlador remoto de la cabeza de impresión, situado típicamente como parte de la electrónica de proceso de una impresora, controla la activación de una corriente eléctrica desde una fuente de alimentación externa al conjunto de la cabeza de impresión. Se hace pasar la corriente eléctrica a través de una resistencia de disparo seleccionada, para calentar la tinta en una correspondiente cámara de vaporización seleccionada.

Típicamente, las resistencias de disparo están conectadas a la fuente de alimentación a través de caminos compartidos de transporte de corrientes. Una característica de tal configuración es que como se energizan números diferentes de resistencias de disparo para imprimir diversas formas de datos, fluyen corrientes diferentes que dan como resultado caídas de potencial diferentes a través de resistencias parásitas de los caminos de transporte de la corriente. Consecuentemente, aún cuando se mantenga constante la tensión de la fuente de alimentación, la tensión proporcionada a una resistencia de disparo dada y la energía resultante producida pueden variar. Más aún, si la tensión de la fuente de alimentación se mantiene a un nivel suficientemente alto para acomodar la caída de tensión parásita del caso peor, que tiene lugar cuando se energiza un número máximo de resistencias de disparo, una de las resistencias de disparo puede quedar energizada con exceso en un caso en el que solamente se energice una resistencia de disparo. Como resultado, el control de la energía es una característica beneficiosa en cabezas de impresión por chorro de tinta, para asegurar que no se entrega una energía demasiado pequeña ni demasiado grande a una resistencia de disparo. Una energía demasiado pequeña puede ocasionar una degradación de la calidad de impresión, mientras que demasiada energía puede acortar la vida de la resistencia de disparo.

Una solución empleada para corregir este problema es proporcionar reguladores de tensión en un chip de circuito integrado del conjunto de cabeza de impresión, para grupos de resistencias de disparo. Sin embargo, los reguladores de tensión disipan una potencia no deseada y requieren generalmente que la calibración en fábrica sea efectiva. Otras soluciones compensan las variaciones de potencia en las resistencias de disparo utilizando una detección de la tensión en el chip, y variando la anchura de un impulso de disparo para un grupo de resistencias de disparo que conducen al mismo tiempo, para mantener así la energía sustancialmente constante. Sin embargo, mientras que la energía es constante, la potencia no está regulada y puede originar un fallo de la resistencia de disparo si se hace excesiva.

Los sistemas de impresión, particularmente los sistemas de impresión de chorro de tinta de disposición amplia que tienen caminos largos de transporte de la corriente, y correspondientemente valores altos de la resistencia parásita, se beneficiarían de un esquema de control de energía mejorado.

El documento EP-A-499373 presenta el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 9. La materia objeto de la presente invención está divulgada en las reivindicaciones anexas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un modo de realización de un sistema de impresión por chorro de tinta, de acuerdo con la presente invención.

La figura 2 es una vista esquemática en perspectiva que ilustra un modo de realización de un conjunto de cabeza de impresión, de acuerdo con la presente invención y que puede utilizarse en el sistema de impresión de la figura 1.

La figura 3 es una vista esquemática en perspectiva, que ilustra otro modo de realización del conjunto de cabeza de impresión de la figura 2.

La figura 4 es una vista esquemática en perspectiva que ilustra un modo de realización de una parte de una capa exterior del conjunto de cabeza de impresión de la figura 2.

La figura 5 es una vista esquemática en sección transversal, que ilustra un modo de 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 parte de un modo de realización de un sistema de impresión por chorro de tinta de disposición amplia, de acuerdo con la presente invención.

La figura 7 es un diagrama esquemático que ilustra una parte de un modo de realización del conjunto de cabeza de impresión, de acuerdo con la presente invención.

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra en general una parte de un modo de realización de un sistema de impresión por chorro de tinta de disposición amplia, de acuerdo con la presente invención.

La figura 9A es un gráfico de tensión que ilustra un ejemplo de funcionamiento de un modo de realización de un conjunto de cabeza de impresión, de acuerdo con la presente invención.

La figura 9B es un gráfico de tensión que ilustra un ejemplo de funcionamiento de un modo de realización de un conjunto de cabeza de impresión, de acuerdo con la presente invención.

La figura 9C es un gráfico de tensión que ilustra un ejemplo de funcionamiento de un modo de realización de un conjunto de cabeza de impresión, de acuerdo con la presente invención.

La figura 9D es un gráfico de tensión que ilustra un ejemplo de funcionamiento de un modo de realización de un conjunto de cabeza de impresión, de acuerdo con la presente invención.

La figura 10 es un diagrama de bloques que ilustra una parte de un modo de realización de un sistema de impresión por chorro de tinta, que emplea un control de tensión zonal, de acuerdo con la presente invención.

La figura 11 es un diagrama de bloques que ilustra una parte de un modo de realización de un sistema de impresión por chorro de tinta que emplea un control de tensión zonal, de acuerdo con la presente invención.

Descripción detallada

En la siguiente descripción detallada, se hace referencia a los dibujos que se acompañan, que forman parte de la misma, y que se muestra a modo de ilustración de modos de realización específicos, en los cuales puede ser puesta en práctica la invención. A este respecto, la terminología de direcciones, tal como "parte superior", "parte inferior", "fila", "columna", "frontal", "posterior", "delantera", "trasera", etc., se utiliza con referencia a la orientación de la figura o figuras que se describen. Debido a que los componentes de modos de realización de la presente invención pueden ser situados en diversas orientaciones diferentes, la terminología direccional se utiliza para fines de ilustración y no es limitativa en modo alguno. Debe entenderse que pueden utilizarse otros modos de realización y que pueden hacerse cambios estructurales o lógicos sin apartarse del alcance de la presente invención. La siguiente descripción detallada por tanto, no debe tomarse en sentido limitativo, y el alcance de la presente invención se define con las reivindicaciones anexas.

La figura 1 ilustra un modo de realización de un sistema 10 de impresión por chorro de tinta, de acuerdo con la presente invención. El sistema 10 de impresión por chorro de tinta constituye un modo de realización de un sistema de eyección de fluido, que incluye un dispositivo de eyección de fluido, tal como el conjunto 12 de cabeza de impresión, y un conjunto de provisión de fluido, tal como el conjunto 14 de provisión de tinta. En el modo de realización ilustrado, el sistema 10 de impresión por chorro de tinta incluye también un conjunto 16 de montaje, un conjunto 18 de transporte del medio y un controlador 20.

El conjunto 12 de cabeza de impresión, como modo de realización de un dispositivo de eyección de fluido, puede estar formado de acuerdo con un modo de realización de la presente invención y expulsa gotas de tinta, incluyendo una o más tintas coloreadas o tintas legibles por UV, a través de una pluralidad de orificios o toberas 13. Aunque la descripción siguiente se refiera a la eyección de tinta desde el conjunto 12 de cabeza de impresión, se comprenderá que desde el conjunto 12 de cabeza de impresión se pueden expulsar otros fluidos, o materiales fluyentes, incluyendo fluidos claros. Los tipos de fluidos utilizados dependerán de la aplicación para la cual ha de utilizarse el dispositivo de eyección de fluido.

En un modo de realización, las gotas son dirigidas hacia un medio, tal como el medio 19 de impresión, para imprimir sobre el medio 19 de impresión. Típicamente, las toberas 13 están dispuestas en una o más columnas o series, de manera que la apropiada eyección secuenciada de tinta desde las toberas 13 origina, en un modo de realización, caracteres, símbolos y/u otros gráficos o imágenes a imprimir sobre el medio 19 de impresión, a medida que el conjunto 12 de cabeza de impresión y/o el medio 19 de impresión se desplazan uno con respecto al otro.

El medio 19 de impresión incluye cualquier tipo adecuado de material de forma laminar, tal como el papel, cartulina, sobres, etiquetas, transparencias, Mylar, tela y similares. En un modo de realización, el medio 19 de impresión es un medio 19 de impresión en forma continua o entramado continuo. Como tal, el medio 19 de impresión puede incluir un rollo continuo de papel no impreso.

El conjunto 14 de provisión de tinta, como modo de realización de un conjunto de provisión de fluido, suministra tinta al conjunto 12 de cabeza de impresión e incluye un depósito 15 para almacenar tinta. Así, la tinta fluye desde el depósito 15 al conjunto 12 de cabeza de impresión. En un modo de realización, el conjunto 14 de provisión de tinta y el conjunto 12 de cabeza de impresión forman un sistema de dispensación de tinta de manera recirculante. Como tal, la tinta fluye hacia atrás al depósito 15 desde el conjunto 12 de cabeza de impresión. En un modo de realización, el conjunto 12 de cabeza de impresión y el conjunto 14 de provisión de tinta están alojados conjuntamente en un cartucho o pluma de chorro de fluido o chorro de tinta. El cartucho de chorro de tinta es un modo de realización de un dispositivo de eyección de fluido. En otro modo de realización, el conjunto 14 de provisión de tinta puede estar separado del conjunto 12 de cabeza de impresión y suministra la tinta al conjunto 12 de cabeza de impresión a través de una conexión por un interfaz, tal como un tubo de suministro.

En un modo de realización, el conjunto 16 de montaje posiciona el conjunto 12 de cabeza de impresión con respecto al conjunto 18 de transporte del medio, y el conjunto 18 de transporte del medio posiciona el medio 19 de impresión con respecto al conjunto 12 de cabeza de impresión. Así, se define una zona 17 de impresión dentro de la cual deposita las gotas de tinta el conjunto 12 de cabeza de impresión, contiguamente a las toberas 13, en una zona que está entre el conjunto 12 de cabeza de impresión y el medio 19 de impresión. El conjunto 18 de transporte del medio hace avanzar al medio 19 de impresión sobre la zona 17 de impresión, durante la impresión.

En un modo de realización, el conjunto 12 de cabeza de impresión es un conjunto de cabeza de impresión del tipo de exploración, y el conjunto 16 de montaje desplaza el conjunto 12 de cabeza de impresión con respecto al conjunto 18 de transporte del medio y al medio 19 de impresión, durante la impresión de una hilera en el medio 19 de impresión. En otro modo de realización, el conjunto 12 de cabeza de impresión es del tipo de conjunto de cabeza de impresión de no-exploración, y el conjunto 16 de montaje fija el conjunto 12 de cabeza de impresión en una posición predeterminada con relación al conjunto 18 de transporte del medio, durante la impresión de una hilera sobre el medio 19 de impresión, a medida que el conjunto 18 de transporte del medio hace avanzar el medio 19 de impresión sobrepasando la posición predeterminada.

El controlador 20 se comunica con el conjunto 12 de cabeza de impresión, el conjunto 16 de montaje y el conjunto 18 de transporte del medio. El controlador 20 recibe los datos 21 desde el sistema central, tal como un ordenador, y puede incluir memoria para almacenar temporalmente los datos 21. Típicamente, los datos 21 son enviados al sistema 10 de impresión por chorro de tinta, a lo largo de un camino electrónico de transferencia de información, o de infrarrojos óptico o de otro tipo. Los datos 21 representan, por ejemplo, un documento y/o un fichero para imprimir. Así, los datos 21 forman un trabajo de impresión para el sistema 10 de impresión por chorro de tinta e incluye una o más órdenes del trabajo de impresión, y/o parámetros de las órdenes.

En un modo de realización, el controlador 20 proporciona el control de conjunto 12 de cabeza de impresión, incluyendo el control de tiempos para la eyección de gotas de tinta desde las toberas 13. Así, el controlador 20 define un diseño de gotas de tinta expulsadas para formar caracteres, símbolos y/u otros gráficos o imágenes sobre el medio 19 de impresión. El control de tiempos, y por tanto el diseño de las gotas de tinta expulsadas, se determina por medio de las órdenes y/o parámetros de las órdenes del trabajo de impresión. En un modo de realización, los circuitos lógicos y de accionamiento que forman parte del controlador 20, están situados en el conjunto 12 de cabeza de impresión. En otro modo de realización, los circuitos lógicos y de accionamiento están situados fuera del conjunto 12 de cabeza de impresión.

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

La figura 2 ilustra un modo de realización de una parte del conjunto 12 de cabeza de impresión. En un modo de realización, el conjunto 12 de cabeza de impresión es un conjunto de capas múltiples e incluye las capas exteriores 30 y 40, y al menos una capa interior 50. Las capas exteriores 30 y 40 tienen una cara o lado 32 y 42, respectivamente, y un borde 34 y 44, respectivamente, contiguos con los respectivos lados 32 y 42. Las capas exteriores 30 y 40 están situadas en lados opuestos de la capa interior 50, de forma que los lados 32 y 42 miran hacia la capa interior 50 y son contiguos a la capa interior 50. Así, la capa interior 50 y las capas exteriores 30 y 40 están apiladas a lo largo de un eje 29.

Como se ha ilustrado en el modo de realización de la figura 2, la capa interior 50 y las capas exteriores 30 y 40 están dispuestas de manera que forman una o más filas 60 de toberas 13. Las filas 60 de toberas 13 se extienden, por ejemplo, en una dirección sustancialmente perpendicular al eje 29. Así, en un modo de realización, el eje 29 representa un eje de impresión o eje de movimiento relativo entre el conjunto 12 de cabeza de impresión y el medio 19 de impresión. Así, una cierta longitud de filas 60 de toberas 13 establece una altura de la hilera del conjunto 12 de cabeza de impresión. En un modo de realización, las filas 60 de toberas 13 establecen una altura de la hilera del conjunto 12 de cabeza de impresión. En un modo de realización las filas 60 de toberas 13 abarcan una distancia de menos de aproximadamente dos pulgadas. En otro modo de realización, las filas 60 de toberas 13 abarcan una distancia mayor que aproximadamente dos pulgadas.

En un modo de realización, la capa interior 50 y las capas exteriores 30 y 40 forman dos filas 61 y 62 de toberas 13. Más específicamente, la capa interior 50 y la capa exterior 30 forman una fila 61 de toberas 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 toberas 13 a lo largo del borde 44 de la capa exterior 40. Así, en un modo de realización, las filas 61 y 62 de toberas 13 están espaciadas entre sí y orientadas sustancialmente paralelas entre sí.

En un modo de realización, como se ilustra en la figura 2, las toberas 13 de las filas 61 y 62 están sustancialmente alineadas. Más específicamente, cada tobera 13 de la fila 61 está sustancialmente alineada con una tobera 13 de la fila 62 a lo largo de una línea impresa orientada sustancialmente paralela al eje 29. Así, el modo de realización de la figura 2 proporciona redundancia de toberas, ya que el fluido (o la tinta) puede ser expulsado a través de múltiples toberas a lo largo de una línea de impresión dada. Por tanto, una tobera defectuosa o no operativa puede ser compensada con otra tobera alineada. Además, la redundancia de toberas proporciona la capacidad de alternar la activación de toberas entre las toberas alineadas.

La figura 3 ilustra otro modo de realización de una parte del conjunto 12 de cabeza de impresión. De manera similar al conjunto 12 de cabeza de impresión, el conjunto 12' de cabeza de impresión es un conjunto de capas múltiples e incluye las capas exteriores 30' y 40', y una capa interior 50. Además, de manera similar a las capas exteriores 30 y 40, las capas exteriores 30' y 40' están colocadas en lados opuestos de la capa interior 50. Así, la capa interior 50 y las capas exteriores 30' y 40' forman dos filas 61' y 62' de toberas 13.

Como se ha ilustrado en el modo de realización de la figura 3, las tobera 13 de las filas 61' y 62' están descentradas. Más específicamente, cada tobera 13 de la fila 61' está intercalada o descentrada de una tobera 13 de la fila 62', a lo largo de una línea de impresión orientada sustancialmente paralela al eje 29. De esta manera, el modo de realización de la figura 3 proporciona una resolución mejorada, ya que aumenta el número de puntos por pulgada (dpi) que pueden ser impresos a lo largo de una línea orientada sustancialmente perpendicular al eje 29.

En un modo de realización, como se ilustra en la figura 4, las capas exteriores 30 y 40 (de las cuales solamente una está ilustrada en la figura 4, y que incluye las capas exteriores 30' y 40') incluyen cada una de ellas elementos 70 de eyección de fluido y caminos 80 de fluido formados sobre los lados 32 y 42, respectivamente. Los elementos 70 de eyección de fluido y los caminos 80 de fluido están dispuestos de tal manera que los caminos 80 de fluido se comunican y suministran fluido (o tinta) a los elementos 70 de eyección de fluido. En un modo de realización, los elementos 70 de eyección de fluido y los caminos 80 de fluido están dispuestos sustancialmente en series lineales sobre los lados 32 y 42 de las respectivas capas exteriores 30 y 40. De esta manera, todos los elementos 70 de eyección de fluido y los caminos 80 de fluido de la capa exterior 30 se forman sobre una sola capa o capa monolítica, y todos los elementos 70 de eyección de fluido y los

\hbox{caminos 80 de fluido de  la capa exterior 40 están
formados sobre una sola capa o capa monolítica.}

En un modo de realización, como se describe a continuación, la capa interior 50 (figura 2) tiene un distribuidor de fluido o paso de fluido definido en ella, que distribuye el fluido suministrado, por ejemplo, mediante el conjunto 14 de provisión de tinta, a los caminos 80 de fluido y a los elementos 70 de eyección de fluido formados sobre las capas exteriores 30 y 40.

En un modo de realización, los caminos 80 de fluido están definidos por barreras 82 formadas sobre los lados 32 y 42 de las respectivas capas exteriores 30 y 40. De esta manera, la capa interior 50 (figura 2) y los caminos 80 de fluido de la capa exterior 30 forman la fila 61 de toberas 13 a lo largo del borde 34, y la capa interior 50 (figura 2) y los caminos 80 de fluido de la capa exterior 40 forman la fila 62 de toberas 13 a lo largo del borde 44, cuando las capas exteriores 30 y 40 están situadas en lados opuestos de la capa interior 50.

Como se ilustra en el modo de realización de la figura 4, cada camino 80 de fluido incluye una entrada 84 de fluido, una cámara 86 de fluido y una salida 88 de fluido, de forma que la cámara 86 de fluido se comunica con la entrada 84 de fluido y con la salida 88 de fluido. La entrada 84 de fluido se comunica con una fuente de fluido (o de tinta), como se describe a continuación, y suministra fluido (o tinta) a la cámara 86 de fluido. La salida 88 de fluido se comunica con la cámara 86 de fluido y, en un modo de realización, forma parte de la respectiva tobera 13 cuando las capas exteriores 30 y 40 están situadas en lados opuestos de la capa interior 50.

En un modo de realización, cada elemento 70 de eyección de fluido incluye una resistencia 72 de disparo formada dentro de la cámara 86 de fluido de un respectivo camino 80 de fluido. La resistencia 72 de disparo, por ejemplo, es cualquier elemento que, cuando se energiza, calienta el fluido dentro de la cámara 86 de fluido para producir una burbuja dentro de la cámara de fluido y generar una gotita de fluido que es expulsada a través de la tobera 13. De esta manera, en un modo de realización, una respectiva cámara 86 de fluido, una resistencia 72 de disparo y una tobera 13 forman un generador de gotas de un respectivo elemento 70 de eyección de fluido.

En un modo de realización, durante el funcionamiento, el fluido fluye desde la entrada 84 de fluido hasta la cámara 86 de fluido, donde se expulsan gotitas de fluido desde la cámara 86 de fluido, a través de la salida 88 de fluido y una respectiva tobera 13, al activar la respectiva resistencia 72 de disparo. De esta manera, las gotitas de fluido son expulsadas sustancialmente paralelas a los lados 32 y 42 de las respectivas capas exteriores 30 y 40 hacia el medio. Consecuentemente, en un modo de realización, el conjunto 12 de cabeza de impresión constituye un diseño de disparador en el borde o en un lateral.

En un modo de realización, como se ilustra en la figura 5, las capas exteriores 30 y 40 (de las cuales solamente se ilustra una en la figura 5 y que incluye las capas exteriores 30' y 40') incluyen cada una de ellas un substrato 90 y una estructura 92 de película delgada formada sobre el substrato 90. De esta manera, las resistencias 72 de disparo de los elementos 70 de eyección de fluido y las barreras 82 de los caminos 80 de fluido, se forman sobre la estructura 92 de película delgada. Como se ha descrito anteriormente, las capas exteriores 30 y 40 están situadas en lados opuestos de la capa interior 50 para formar la cámara 86 de fluido y la tobera 13 de un respectivo elemento 70 de eyección de fluido.

En un modo de realización, la capa interior 50 y el substrato 90 de las capas exteriores 30 y 40 incluyen, cada una de ellas, un material común. Así, se hace coincidir sustancialmente el coeficiente de expansión térmica de la capa interior 50 con el de las capas exteriores 30 y 40. De esta manera, los gradientes térmicos entre la capa interior 50 y las capas exteriores 30 y 40 se minimizan. Ejemplos de materiales adecuados para la capa interior 50 y para el substrato 90 de las capas exteriores 30 y 40 incluyen el vidrio, metal, material cerámico, material compuesto de carbono, un material compuesto de matriz metálica, o cualquier otro material químicamente inerte o térmicamente estable.

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

En un modo de realización, la estructura 92 de película delgada incluye los circuitos 74 de accionamiento para los elementos 70 de eyección de fluido. Los circuito 74 de accionamiento proporcionan, por ejemplo, la alimentación, la tierra y la lógica de control para los elementos 70 de eyección de fluido, incluyendo, más específicamente, las resistencias 72 de disparo.

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

Como se ilustra en el modo de realización de la figura 5, sobre la estructura 92 de película delgada hay formadas barreras 82 de caminos 80 de fluido. En un modo de realización, las barreras 82 están formadas por un material no conductor compatible con el fluido (o tinta) que ha de ser encaminado y expulsado a través del conjunto 12 de cabeza de impresión. Ejemplos de materiales adecuados para las barreras 82 incluyen un polímero que puede formar imágenes fotográficas y el vidrio. El polímero que puede formar imágenes fotográficas puede incluir un material hilado, tal como el SU8, o bien un material de película seca, como el Vacrel® de DuPont.

Como se ilustra en el modo de realización de la figura 5, las capas exteriores 30 y 40 (incluyendo las capas exteriores 30' y 40') están unidas a la capa interior 50 en las barreras 82. En un modo de realización, cuando las barreras 82 están formadas por el polímero que puede formar imágenes fotográficas o por vidrio, las capas exteriores 30 y 40 están unidas a la capa interior 50 por temperatura y presión. Sin embargo, pueden utilizarse también otras técnicas de unión o adhesión adecuadas para unir las capas exteriores 30 y 40 a la capa interior 50.

Se divulgan y estudian métodos para fabricar series de transistores de película delgada sobre estructuras monolíticas, con más detalle, en la patente de Estados Unidos núm. 4.960.719 titulada "Método para fabricar un substrato de una serie de transistores de película delgada con silicio amorfo", y en la patente de Estados Unidos núm. 6.582.062 titulada "Cabeza de impresión con serie térmica grande de toberas de chorro de tinta", que se incorporan ambas como referencia en su totalidad como si estuvieran totalmente establecidas en esta memoria.

Circuito de realimentación

La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una parte de un modo de realización de un sistema 110 de impresión por chorro de tinta de ordenación amplia, de acuerdo con la presente invención. El sistema 110 de impresión incluye un conjunto 112 de cabeza de impresión y un regulador 116 de tensión, incluyendo además el conjunto 112 de cabeza de impresión un circuito 118 de realimentación. En un modo de realización, como está ilustrado, el circuito 118 de realimentación puede estar acoplado a una parte de los circuitos 74 de accionamiento (figura 5) del conjunto 112 de cabeza de impresión. Los circuitos 74 de accionamiento proporcionan, por ejemplo, alimentación, tierra y lógica de control para los elementos 70 de eyección de fluido, incluyendo, más específicamente, las resistencias 72 de disparo. El conjunto 112 de cabeza de impresión recibe una tensión (V_{pp}) de la fuente de alimentación desde el regulador 116 de tensión, en el nodo 120 de V_{pp}, y se acopla a una correspondiente tierra de alimentación (P_{gnd}) en el nodo 122 de tierra. Hay acoplado un camino 124 de alimentación de V_{pp} al nodo 120 de V_{pp} para alimentar la V_{pp} dentro del conjunto 112 de cabeza de impresión. Hay acoplado un camino 126 de tierra de alimentación al nodo 122 de tierra, para proporcionar un camino de tierra al conjunto 112 de cabeza de impresión.

El conjunto 112 de cabeza de impresión incluye además los elementos 70 de eyección de fluido, que comprenden una fila 128 de N elementos de eyección de fluido, identificados como elementos 130a a 130N de eyección de fluido. Cada elemento 130 de eyección de fluido está acoplado al camino 124 de alimentación de V_{pp} en el correspondiente nodo 132a a 132N a través de un correspondiente camino de alimentación 134a a 134N y a tierra 126 en un correspondiente nodo 136a a 136N, a través de un correspondiente camino de tierra 138a a 138N.

El circuito 118 de realimentación está acoplado para medir la tensión en cada elemento de eyección de fluido en los nodos 132a a 132N y 136a a 136N, a través de los correspondientes caminos 140a a 140N y 142a a 142N. El circuito 118 de realimentación está acoplado a un nodo 144 de realimentación de tensión a través del camino 146. El regulador 116 de tensión está acoplado al nodo 144 de realimentación a través de un camino 148, recibe una tensión (V_{ref}) de referencia de la fuente de alimentación y una tensión (V_{SUPPLY}) de la fuente de alimentación, respectivamente, a través de los caminos 152 y 153, desde una fuente de alimentación 150, recibe V_{pp} a través del camino 153 y está acoplado a P_{gnd} en el nodo 122 de tierra, a través del camino 154.

Juntos, el regulador 116 de tensión y el circuito 118 de realimentación forman un bucle 160 de control. En un modo de realización, como está ilustrado, el regulador 116 de tensión puede ser externo al conjunto 112 de cabeza de impresión. En un modo de realización, el regulador 116 de tensión forma parte del controlador 20 (véase la figura 1). En un modo de realización, el regulador 116 de tensión puede ser interno y formar parte del conjunto 112 de cabeza de impresión.

El sistema 110 de impresión emplea un bucle 160 de control para hacer correcciones de la tensión V_{pp} que compensen las resistencias parásitas variables a través del conjunto 112 de cabeza de impresión y a las variaciones de la carga, debidas a los números diferentes de elementos 130a a 130N de eyección de fluido que son disparados en un momento dado para mantener la tensión de los elementos de eyección de fluido a un nivel sustancialmente constante. El conjunto 112 de cabeza de impresión está configurado de tal forma que puede habilitarse un subgrupo de N elementos de eyección de fluido para conducir simultáneamente con cada elemento de eyección de tinta conductores del subgrupo que conducen corriente eléctrica desde el camino 124 de alimentación de V_{pp} al camino 126 de la tierra de alimentación, con el fin de accionar o activar al elemento de eyección de fluido para hacer que la tinta sea expulsada de él. Debido a las variables resistencias parásitas a lo largo del camino 124 de alimentación de V_{pp} y del camino 126 de tierra de la alimentación, puede tener lugar una tensión diferente a través de cada elemento conductor de eyección de fluido.

El circuito 118 de realimentación está configurado para acoplarse a cada elemento conductor de eyección de tinta, a través de los correspondientes caminos de alimentación apropiados 134a a 134N, y de los caminos de tierra 138a a 138N. El circuito 118 de realimentación proporciona una tensión (V_{fd}) de realimentación en el nodo 144 de realimentación, en el que V_{fd} es sustancialmente igual a un promedio de las distintas tensiones que tienen lugar en cada elemento conductor de eyección de fluido y puede ser diferente de la tensión aplicada en los nodos 120 y 122.

El regulador 116 de tensión recibe V_{fd} a través del camino 148 y proporciona la tensión V_{pp} de la fuente de alimentación basándose en la comparación de V_{fd} con V_{Ref} recibida a través del camino 152. Cuando V_{fd} es inferior a V_{Ref}, el regulador 116 de tensión eleva la V_{pp} proporcionada al nodo 120 de V_{pp}. A la inversa, cuando V_{fd} es mayor que V_{pp}, el regulador 116 de tensión disminuye la V_{pp} proporcionada al nodo 120 de V_{pp}. De esta manera, el regulador 116 de tensión proporciona y mantiene en los elementos de eyección de fluido que están expulsando tinta, una tensión V_{pp} de la fuente de alimentación que es sustancialmente igual a V_{Ref}, a través del nodo 120 de V_{pp}.

Haciendo las correcciones de tensión de la fuente de alimentación para compensar las variaciones de las resistencias parásitas a través del conjunto 112 de cabeza de impresión, el sistema 110 de impresión de chorro de tinta, que emplea un bucle 160 de control de acuerdo con la presente invención, entrega una tensión sustancialmente constante a los elementos 130 de eyección de fluido que están disparando, independientemente de las resistencias parásitas entre los elementos de eyección de fluido y los nodos 120, 122, e independientemente del número de elementos de eyección de fluido que conducen simultáneamente. Como resultado, se entrega una gama de energía sustancialmente constante a los elementos individuales 130 de eyección de fluido, cuando están realizando la eyección. Esto reduce el exceso de energía y, por tanto, el gasto de calor que podría limitar por otra parte la respuesta en frecuencia, es decir, el tiempo entre eyecciones por un elemento individual 130 de eyección de fluido, y la vida de los elementos 130 de eyección de fluido. Más aún, es probable que haya menos variación en peso y en volumen entre gotas de fluido (es decir, tinta) expulsada por diferentes elementos 130 de eyección de fluido.

La figura 7 es un diagrama esquemático que ilustra una parte de un modo de realización del conjunto 212 de cabeza de impresión que tiene un circuito 218 de realimentación de acuerdo con la presente invención. El conjunto 212 de cabeza de impresión recibe una tensión (V_{pp}) de la fuente de alimentación en los nodos 220a y 220b de V_{pp}, y se acopla a una tierra de alimentación en los nodos 222a y 222b de tierra (P_{gnd}) de la alimentación. Hay un camino 224 de alimentación de V_{pp} que discurre entre los nodos 220a y 220b de V_{pp} para alimentar internamente V_{pp} dentro del conjunto 212 de cabeza de impresión. Hay un camino 226 de tierra de la alimentación que discurre entre los nodos 222a y 222b de tierra P_{gnd} para proporcionar al conjunto 212 de cabeza de impresión un camino interno de tierra.

El conjunto 212 de cabeza de impresión incluye además una fila 228 de N elementos 230a a 230N de eyección de fluido, cada uno de los cuales está acoplado entre el camino 224 de alimentación de V_{pp} y el camino 226 de tierra de la alimentación. En un modo de realización, la fila 228 comprende una fila de un ancho de página, es decir, una que podría ser sustancialmente la anchura de un medio que pueda ser objeto de la eyección de fluido sobre él, de elementos de eyección de fluido. Cada elemento 230 de eyección de fluido comprende un interruptor, que está representado como un transistor de efecto campo (FET) 238, y un elemento de caldeo, que está representado como una resistencia 240 de disparo. La resistencia 240 de disparo tiene un primer terminal acoplado al camino 224 de alimentación de V_{pp} y un segundo terminal. El FET 238 tiene su fuente acoplada al camino 226 de tierra de la alimentación, su drenaje acoplado al segundo terminal de la resistencia 240 de disparo, y recibe una señal de disparo en su puerta de control, a través de una línea 242 de control. Cada elemento 230 de eyección de fluido está configurado para expulsar un fluido, por ejemplo una gotita de tinta, como respuesta a la señal de disparo recibida a través de una correspondiente línea 242 de control.

El circuito 218 de realimentación incluye una línea 246 de detección de V_{pp} que tiene un primer extremo 248a y un segundo extremo 248b y una línea 250 de detección de tierra, que tiene un primer extremo 252a y un segundo extremo 252b. El circuito de realimentación incluye además una fila 254 de FET 256a a 256N de detección de V_{pp} del canal P, una fila 258 de FET 260a a 260N de detección de tierra del canal N, y un amplificador diferencial 262. Cada uno de los FET 256 de detección de V_{pp} se corresponde con un diferente elemento de los N elementos 230 de eyección de fluido, y tiene su fuente acoplada al primer terminal de una correspondiente resistencia 240 de disparo. De forma similar, cada uno de los FET 260 de detección de tierra se corresponde con un elemento diferente de los N elementos 230 de eyección de fluido y tiene su fuente acoplada a la fuente del correspondiente FET 238, su drenaje acoplado a la línea 250 de detección de tierra y su puerta de control acoplada a la correspondiente línea 242 de control.

Las resistencias 268 representan las resistencias parásitas del camino 224 de alimentación de V_{pp} y las resistencias 270 representan las resistencias parásitas del camino 226 de tierra de la alimentación. Las resistencias 272 representan las resistencias parásitas de la línea 246 de detección de V_{pp} y las resistencias 274 representan las resistencias parásitas de la línea 250 de detección de tierra.

A continuación se describe el funcionamiento del conjunto 212 de cabeza de impresión. En un modo de realización, se habilita un subgrupo 276 de elementos 230 de eyección de fluido contiguos de la fila 228, para generar gotitas de tinta en un momento dado a través de las líneas 242 de control. Cuando se habilita un elemento 230 de eyección de fluido para expulsar fluido y tiene unos correspondientes datos de imagen para imprimir, la señal de disparo a través de la línea 242 de control conecta el FET 238. Esto hace que fluya una corriente eléctrica resultante a través de la resistencia 240 de disparo, desde el camino 224 de alimentación de V_{pp} hacia el camino 226 de tierra de la alimentación.

En un modo de realización, el número de elementos 230 de eyección de fluido habilitados en el subgrupo 276 en un momento dado permanece generalmente constante, pero su composición cambia a intervalos de tiempo. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 7, los elementos de eyección de fluido habilitados que comprenden el subgrupo 276 son desplazados de izquierda a derecha a través de la fila 228, tras un intervalo de tiempo, siendo habilitado un elemento adicional de eyección de fluido en el extremo derecho del subgrupo 276, mientras que se deshabilita simultáneamente otro elemento de eyección de fluido en el extremo izquierdo del subgrupo. En algunos modos de realización, el intervalo de tiempo puede corresponder a cada ciclo de un reloj del sistema. Al habilitar y deshabilitar los elementos de eyección de fluido de esta manera, el número de elementos de eyección de fluido habilitados del subgrupo 276 permanece generalmente constante, excepto en los extremos de la fila 228. Por ejemplo, el número de elementos de fluido habilitados en el subgrupo 276 comienza en uno y crece hasta el número constante a medida que el subgrupo 276 se desplaza a través de la fila 228, comenzando desde el extremo izquierdo. A la inversa, el número de elementos de eyección de fluido habilitados disminuye desde el número constante hasta cero a medida que el subgrupo 276 sale del extremo derecho de la fila 228. Aunque en la figura 7 se ilustran desplazados de izquierda a derecha, los elementos de eyección de fluido que comprenden el subgrupo 276 podrían ser desplazados también de derecha a izquierda a través de la fila 228.

El número de elementos 230 de eyección de fluido habilitados dentro del subgrupo 276, que realmente se disparan en un momento dado, depende de los correspondientes datos de imagen a imprimir. Además, las resistencias parásitas equivalentes del camino 224 de alimentación de V_{pp} y del camino 226 de la tierra de alimentación, depende del lugar del subgrupo 276 a lo largo de la fila 228. Así, debido a que el lugar del subgrupo 276 a lo largo de la fila 228 y el número de elementos 230 de eyección de fluido que se disparan realmente en un momento dado son variables, la corriente que fluye y la tensión a través de cada uno de los elementos de eyección de fluido que disparan puede variar también, debido a las resistencias parásitas. El circuito 218 de realimentación funciona para proporcionar a un regulador de tensión, tal como el regulador 116 de tensión (véase la figura 7), una tensión (V_{fd}) de realimentación que es sustancialmente igual a un promedio de las tensiones de los elementos 230 de eyección de fluido del subgrupo 276 que se disparan, de manera que el regulador de tensión puede regular V_{pp} para ajustar las caídas de tensión debidas a las resistencias parásita del camino 224 de alimentación de V_{pp} y del camino 226 de tierra de la alimentación.

En el modo de realización ilustrado, el subgrupo 276 de elementos 230 de eyección de fluido habilitados comprende los elementos de eyección de fluido desde el 230b al 230x. Por cada elemento 230 de eyección de fluido habilitado del subgrupo 276, que recibe una señal de disparo a través de la línea 240 de control de conmutación de los FET, que hace que se conecte el FET 238, también se conecta el correspondiente FET 256 de detección de V_{pp} y el FET 260 de detección de tierra, y hacen que la línea 246 de detección de V_{pp} y la línea 250 de detección de tierra queden conectadas respectivamente al camino 224 de alimentación de V_{pp} y del camino 226 de tierra de la alimentación.

Debido a las resistencias "de activación" finitas de los FET 256 de detección de V_{pp}, y a las resistencias parásitas 272 de la línea 246 de detección de V_{pp}, aparece una tensión aproximadamente igual al promedio de las tensiones en el primer terminal de la resistencia 240 de disparo de cada uno de los elementos conductores 230 de eyección de fluido del subgrupo 276, en el primer y segundo extremos, 248a y 248b de la línea 246 de detección de V_{pp}. De forma similar, debido a las resistencias "de activación" finitas de los FET 260 de detección de tierra, y a las resistencias parásitas 274 de la línea 250 de detección de tierra, aparece una tensión aproximadamente igual al promedio de las tensiones en la fuente de cada FET 238 de los elementos conductores 230 de eyección de fluido del subgrupo 276, en el primer y segundo extremos, 252a y 252b de la línea 250 de detección de tierra. Se consigue un promedio adicional de las tensiones conectando el primer y segundo extremo 248a y 248b de la línea 246 de detección de V_{pp}, a través de los caminos 264 y 266 a un nodo 268, y el primer y segundo extremos 252a y 252b de la línea 250 de detección de tierra a través de los caminos 270 y 272 a un nodo 274. Los errores del promedio serán pequeños porque los elementos 230 de eyección de fluido que se disparan del subgrupo 276 están estrechamente agrupados por toda la longitud de la fila 228, y las resistencias parásitas entre los elementos 230 de eyección de fluido del subgrupo 276 son relativamente pequeñas en comparación con la resistencia parásita total del camino 224 de alimentación de V_{pp}.

El amplificador diferencial 262 recibe el promedio de las tensiones en el primer terminal de la resistencia 240 de disparo de cada uno de los elementos conductores 230 de eyección de fluido del subgrupo 276 desde el nodo 268, en un terminal de entrada no inversor, y el promedio de las tensiones en la fuente de cada FET 238 de los elementos conductores 230 de eyección de fluido del subgrupo 276 del nodo 274, en un terminal de entrada inversor. El amplificador diferencial 262 puede ser un amplificador de ganancia unitaria, y proporciona una tensión (V_{fd}) de realimentación en un nodo 244 de realimentación, a través de una salida 278 igual a la diferencia entre las tensiones recibidas en los terminales de entrada no inversor e inversor. Así, V_{fd} es sustancialmente igual a un promedio de las tensiones en los elementos conductores 230 de eyección de fluido del subgrupo 276. V_{fd} puede ser proporcionada a través del nodo 244 de realimentación a un regulador de tensión, tal como el regulador 116 de tensión.

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra en general una parte de un modo de realización de un sistema 310 de impresión por chorro de tinta de ordenación amplia, que incluye un conjunto 312 de cabeza de impresión y que tiene un bucle 314 de control de acuerdo con la presente invención. El conjunto 312 de cabeza de impresión incluye una fila de elementos de eyección de fluido, una línea de detección de V_{pp} y unos FET de detección, y una línea de detección de tierra y unos FET de detección, tales como el circuito 218 de realimentación y la fila 228 de elementos de eyección de fluido, como se ilustra con 212 en la figura 7. El bucle 314 de control incluye un regulador 316 de tensión, y el circuito 218 de realimentación incluye además un amplificador diferencial 362. En el modo de realización ilustrado, el regulador 316 de tensión y el amplificador diferencial 362 no son parte del conjunto 312 de cabeza de impresión.

El conjunto 312 de cabeza de impresión recibe la tensión V_{pp} de la fuente de alimentación, desde el regulador 316 de tensión en los nodos 320a a 320d, a intervalos a lo largo de la longitud del conjunto 312 de cabeza de impresión y está acoplado a los nodos de tierra 322a a 322d, aunque el número real de nodos y su localización pueden variar. Los circuitos de realimentación dentro del conjunto 312 de cabeza de impresión proporcionan a un terminal no inversor del amplificador diferencial 362, a través de las líneas 364 y 366 de detección de V_{pp}, y del nodo 368, un promedio de las tensiones en el lado del camino de alimentación de V_{pp} de los elementos conductores de eyección de fluido del conjunto 312 de cabeza de impresión. De forma similar, los circuitos de realimentación dentro del conjunto 312 de cabeza de impresión proporcionan al terminal inversor del amplificador diferencial 362, a través de las líneas 370 y 372 de detección de tierra, y del nodo 374, un promedio de las tensiones en el lado de la tierra de la alimentación de los elementos conductores de eyección de fluido del conjunto 312 de cabeza de impresión.

El amplificador diferencial 362 puede ser un amplificador de ganancia unitaria y proporciona una tensión (V_{fd}) de realimentación en la salida 378, sustancialmente igual a la diferencia entre las tensiones recibidas en sus terminales no inversor e inversor. Por tanto, V_{fd} es sustancialmente igual a un promedio de las tensiones en los elementos conductores de eyección de fluido del conjunto 312 de cabeza de impresión.

El regulador 316 de tensión comprende un amplificador operacional configurado para funcionar como un amplificador de error. El regulador 316 de tensión recibe V_{fd} desde el amplificador diferencial 362 a través de un camino 348, y una tensión de referencia (V_{Ref}) y una tensión de alimentación (V_{SUPPLY}) respectivamente, a través de los caminos 352 y 354 desde la fuente de alimentación 350. El regulador 316 de tensión está conectado además a una fuente 350 de alimentación en un terminal de tensión positiva, a través del camino 354 y a una tierra, en un terminal de tensión negativa. El regulador 316 de tensión proporciona la tensión V_{pp} de la fuente de alimentación basándose en la comparación entre V_{fd} y V_{Ref}. El regulador 316 de tensión eleva V_{pp} cuando V_{fd} es menor que V_{Ref} y disminuye V_{pp} cuando V_{fd} es mayor que V_{Ref}. Por tanto, el regulador 316 de tensión proporciona y mantiene V_{pp} de los elementos de disparo a un nivel sustancialmente igual a V_{Ref}.

Las figuras 9A a 9D son gráficos de tensión que ilustran ejemplos de operaciones del conjunto 212 de cabeza de impresión con números y localizaciones variables de los elementos conductores de eyección de fluido, basándose en simulaciones con el simulador SPICE de tipo P. En cada simulación, el conjunto 212 de cabeza de impresión comprende una fila de 1.201 elementos de eyección de fluido, la resistencia de "activación" de cada uno de los FET 256 de detección de V_{pp} y de los FET 260 de detección de tierra es 30 ohmios, cada resistencia parásita 268, 270, 272 y 274 es 0,01 ohmios, y la resistencia combinada de "activación" de cada FET 238 y su correspondiente resistencia 240 de disparo es 100 ohmios. Además, la tensión (V_{Ref}) de referencia de la fuente de alimentación, o tensión deseada, es 35 voltios. En cada una de las simulaciones descritas a continuación, el promedio real de las tensiones en los elementos conductores de eyección de fluido del subgrupo, está dentro de 1,2% de la tensión V_{fd} de realimentación.

La figura 9A es un gráfico 400 de tensión que ilustra un ejemplo de funcionamiento del conjunto 212 de cabeza de impresión, cuando el subgrupo 276 comprende 41 elementos conductores 230 de eyección de fluido, situados en el extremo izquierdo de la fila 228. Los puntos de la curva 402 representan la tensión en cada uno de los elementos conductores de eyección de fluido, y la curva 404 representa la tensión V_{fd} de realimentación. Cada punto a lo largo de la curva 402 representa el nivel de tensión en uno de los 41 elementos conductores de eyección de fluido, con el punto 406 representando el nivel de tensión más a la izquierda y el punto 408 el nivel de tensión en el elemento de eyección de fluido más a la derecha del subgrupo.

La figura 9B es un gráfico 420 de tensión que ilustra un ejemplo de funcionamiento del conjunto 212 de cabeza de impresión, cuando el subgrupo 276 comprende 41 elementos conductores 230 de eyección de fluido, situados sustancialmente en el centro de la fila 228. La curva 422 representa la tensión en cada uno de los elementos conductores de eyección de fluido y la curva 424 representa la tensión V_{fd} de realimentación. Cada punto a lo largo de la curva 422 representa el nivel de tensión en uno de los 41 elementos conductores de eyección de fluido, con el punto 426 representando el nivel de tensión más a la izquierda y el punto 428 el nivel de tensión en el elemento de eyección de fluido más a la derecha del subgrupo.

La figura 9C es un gráfico 440 de tensión que ilustra un ejemplo de funcionamiento del conjunto 212 de cabeza de impresión, cuando el subgrupo 276 comprende 9 elementos conductores separados 230 de eyección de fluido, agrupados alrededor del centro de la fila 228. La curva 442 representa la tensión de cada uno de los elementos conductores de eyección de fluido y la curva 444 representa la tensión V_{fd} de realimentación. Cada punto a lo largo de la curva 442 representa el nivel de tensión en uno de los 9 elementos conductores de eyección de fluido, donde el punto 446 representa el nivel de tensión en el elemento de eyección de fluido que está mas a la derecha del subgrupo.

La figura 9D es un gráfico 460 que ilustra un ejemplo de funcionamiento del conjunto 212 de cabeza de impresión, cuando el subgrupo 276 comprende 22 elementos conductores 230 de eyección de fluido separados, situados sustancialmente en el centro de la fila 228. La curva 462 representa la tensión en cada uno de los elementos conductores de eyección de fluido y la curva 464 representa la tensión V_{fd} de realimentación. Cada punto a lo largo de la curva 462 representa el nivel de tensión en uno de los 9 elementos conductores de eyección de fluido, donde el punto 466 representa el nivel de tensión en la parte más a la izquierda y el punto 468 el elemento de eyección de fluido que está mas a la derecha del subgrupo.

Las figuras 9A a 9D ilustran gráficamente la respuesta de la tensión del conjunto 212 de cabeza de impresión manteniendo la tensión V_{fd} de realimentación en 244, ilustrada respectivamente como curvas 404, 424, 444 y 464, sustancialmente con una tensión V_{Ref} de referencia deseada, que en este caso es 35 voltios, a pesar de los números y lugares variables de los elementos conductores 230 de eyección de fluido a lo largo de la fila 228. Al mantener la tensión en los elementos individuales 230 de eyección de fluido que están efectuando la eyección sustancialmente con la tensión V_{Ref} de referencia deseada, el conjunto 212 de eyección de fluido es capaz de entregar una gama de energía sustancialmente constante a los elementos individuales 230 de eyección de fluido que están efectuando la eyección. Esto reduce el exceso de energía y, por tanto, el gasto de energía calorífica que podría limitar en otro caso la respuesta en frecuencia, es decir, el tiempo entre eyecciones de un elemento individual 230 de eyección de fluido, y la vida de los elementos 230 de eyección de fluido. Además, es probable que haya una variación menor entre gotas de fluido expulsado por diferentes elementos 230 de eyección de fluido.

Control de tensión zonal

Una característica de una serie ordenada es que, durante el funcionamiento, las distintas secciones o zonas de una serie están típicamente a temperaturas diferentes. Como resultado, en una zona que está a una temperatura ya elevada, la tinta no requiere tanta energía para ser calentada a una temperatura que produzca la atomización como la tinta de una zona más fría. Si se aplica la misma cantidad de energía a cada una de las resistencias de disparo de la serie, aquellas resistencias de disparo de una zona que ya está a una temperatura elevada pueden quedar sobre-energizadas, mientras que las de una zona más fría pueden recibir demasiado poca energía. Demasiado poca energía puede originar una degradación de la calidad de impresión, mientras que demasiada energía puede acortar la expectativa de vida de funcionamiento de una resistencia de disparo. Como resultado, el control de energía es una característica beneficiosa en sistemas de impresión por chorro de tinta, para asegurar que no se entrega demasiado poca energía ni demasiada energía a una resistencia de disparo. El control de la energía es particularmente beneficioso en sistemas de impresión por chorro de tinta de ordenación amplia, donde las distancias mayores aumentan el potencial de gradientes térmicos.

La figura 10 es un diagrama de bloques y esquemático que ilustra una parte de un sistema 510 de impresión por chorro de tinta de ordenación amplia, de acuerdo con la presente invención, que emplea un control de tensión zonal para controlar la energía proporcionada a los elementos de eyección de gotas. El sistema 510 de impresión incluye un conjunto 512 de cabeza de impresión, un controlador 514 de zonas y un regulador 516 de tensión. El conjunto 512 de cabeza de impresión incluye además un circuito 518 de realimentación y una fila 520 de N elementos de eyección de gotas, desde el 522a al 522N. En un modo de realización, como está ilustrado, los circuitos 518 de realimentación comprenden una parte de los circuitos de excitación del conjunto 512 de cabeza de impresión. En un modo de realización, como está ilustrado, el regulador 516 de tensión es externo al conjunto 512 de cabeza de impresión. En un modo de realización, el regulador 516 de tensión forma parte de un controlador 20 (véase la figura 1). Juntos, el regulador 516 de tensión y el circuito 518 de realimentación forman un controlador 523 de energía que, conjuntamente con el controlador zonal 514, controla la energía proporcionada a los elementos 522 de eyección de gotas, a través de un control de tensión zonal del conjunto 512 de cabeza de impresión.

La fila 520 de N elementos 522 de eyección de gotas está configurada como M zonas de eyección de gotas, indicadas como zonas 524a a 524M, teniendo cada zona al menos un elemento de eyección de gotas. En un modo de realización, las zonas 524a a 524M están configuradas basándose en los gradientes térmicos esperados a través de la fila 520 del conjunto 512 de cabeza de impresión. El número de elementos 522 de eyección de gotas puede variar de una zona a otra, pero la suma de número total de elementos de eyección de gotas de las zonas de eyección de gotas 524a a 524M, es N. En un modo de realización, el número de elementos 522 de eyección de gotas en cada una de las zonas 524a a 524M está basado en un

\hbox{nivel de control deseado a través de la fila 520 del
conjunto  512 de cabeza de impresión.}

El conjunto 512 de cabeza de impresión incluye un camino interno 528 de alimentación de V_{pp} y un camino 530 de tierra de la alimentación. El camino interno 528 de alimentación de V_{pp} recibe una tensión V_{pp} de la fuente de alimentación en diversos puntos a lo largo de su longitud, a través de una pluralidad de patillas 532 de entrada de V_{pp}. Como está ilustrado, el camino 530 de tierra de alimentación está acoplado a la patilla 534 de tierra de alimentación. En otros modos de realización, el camino 530 de tierra de alimentación está acoplado a una pluralidad de patillas de tierra de alimentación.

En un modo de realización, el conjunto 512 de cabeza de impresión está configurado para imprimir una fila de N bits de datos de imágenes en un ciclo de impresión, donde cada uno de los N bits de datos se corresponde con un elemento diferente de los N elementos 522 de eyección de gotas. En un modo de realización, como se ha descrito anteriormente con la figura 7, se habilita un grupo 726 de elementos contiguos de eyección de gotas para conducir simultáneamente con cada uno de los elementos conductores 522 de eyección de gotas del grupo 526 que conducen la corriente eléctrica desde el camino 528 de alimentación de V_{pp} al camino 530 de tierra de alimentación para hacer que se expulse una gotita de tinta desde él. Para imprimir la fila de datos, el grupo 526 de elementos de eyección de gotas habilitados se desplaza de izquierda a derecha a través de la fila 520, habilitando secuencialmente un elemento adicional 522 de eyección de gotas en el extremo derecho del grupo 526, y deshabilitando un elemento 522 de eyección de gotas en el extremo izquierdo del grupo 526 tras un intervalo de tiempo. En un modo de realización, el intervalo de tiempo puede corresponder a cada ciclo de un reloj del sistema.

Como está ilustrado, cuando el grupo 526 se desplaza de izquierda a derecha a través de la fila 520, el grupo 526 puede comprender elementos 522 de eyección de gotas desde una o más zonas 524 de eyección de gotas. El número de elementos 522 de eyección de gotas habilitados dentro del grupo habilitado 526 que realmente conducen, o disparan, en un momento dado, depende de los correspondientes datos de imagen a imprimir. Debido a las resistencias parásitas del camino 528 de alimentación de V_{pp}, como se ha descrito anteriormente con la figura 7, y al número de elementos 522 de eyección de gotas que disparan, la tensión a través de cada elemento 522 de eyección de gotas que conduce puede variar.

De una manera similar a la descrita anteriormente con la figura 6 y la figura 7, el circuito 518 de realimentación está configurado para acoplarse a través de cada elemento conductor 522 de eyección de gotas del grupo 526. El circuito 518 de realimentación proporciona una tensión (V_{fd}) de referencia en una patilla 544 de salida, que es sustancialmente igual a un promedio de las tensiones a través de cada elemento conductor 522 de eyección de gotas del grupo habilitado 526 de elementos de eyección de gotas.

El controlador 514 de zonas incluye un ordenador 550 de V_{pp}/puntero de zona (ZPC), los registradores 552 de zona y los convertidores de digital a analógico (D/A) 554, correspondiendo cada registrador 552 de zonas a una zona diferente de las zonas 524 de eyección de gotas. El controlador 514 de zonas incluye además sensores 556 de temperatura situados internamente en el conjunto 512 de cabeza de impresión, estando situado cada uno de los sensores 556 de temperatura próximo y siendo correspondiente a una zona diferente de las M zonas 524 de eyección de gotas. En otros modos de realización, cada zona 524 de eyección de gotas puede tener múltiples correspondientes sensores 556 de temperatura. Cada sensor 556 de temperatura proporciona datos de temperatura representativos de la temperatura de los elementos 522 de eyección de gotas de su correspondiente zona 524 de eyección de gotas.

El ZPC 550 recibe una señal de inicio del ciclo de impresión en 558, una señal de reloj en 560, y una señal de anchura del impulso de habilitación del disparo en 562 desde un controlador, tal como el controlador 20 (véase la figura 1), donde la señal de anchura del impulso de disparo indica el número de elementos contiguos 522 de eyección de gotas habilitados que comprende el grupo 526. El ZPC 550 recibe también en 564 los datos de temperatura desde los sensores 556 de temperatura de la zona, situados dentro del conjunto 512 de cabeza de impresión. En un modo de realización, como se ha ilustrado, el controlador 514 de zona, excepto en los sensores 556 de temperatura, es externo al conjunto 512 de cabeza de impresión. En un modo de realización, el controlador 514 de zona, excepto los sensores 556 de temperatura, forma parte del controlador 20.

El ZPC 550 determina un nivel de tensión de alimentación de V_{pp} deseado, para cada zona 524 de eyección de gotas, de forma tal que si la tensión V_{pp} de la fuente de alimentación proporcionada al camino 528 de alimentación de V_{pp} se mantiene en un valor sustancialmente igual a la V_{pp} correspondiente a la zona 524 de eyección de gotas, a través de la cual pasa el grupo 526 de habilitación, se proporcionará una cantidad de energía casi óptima (es decir, no muy pequeña, ni muy grande) a los elementos conductores 522 de eyección de gotas de la fila 520. En un modo de realización, el ZPC 550 calcula la V_{pp} deseada para cada zona 524 de eyección de gotas, basándose en la anchura del grupo habilitado 526 recibida en 562 y en los datos de temperatura recibidos en 564 desde cada sensor 556 de temperatura correspondiente a la zona. En otros modos de realización, el ZPC 550 basa también el cálculo de la V_{pp} deseada para cada zona 524, basándose en la resistencia media de las resistencias de disparo de cada zona 524 de eyección de gotas y en otros factores que puedan afectar a la energía requerida por cada una de las resistencias de disparo de la zona, tal como los datos de imagen.

El ZPC 550 coloca el nivel de V_{pp} deseado calculado para cada zona 524 de eyección de gotas en un correspondiente registrador 552 de zonas a través de un camino 566. El convertidor D/A 554 está acoplado a cada uno de los registradores 552 de zonas, a través del camino 566. El convertidor D/A 554 recibe el valor deseado de V_{pp} desde el registrador 552 de zona, correspondiente a la zona 524 de eyección de gotas, a través de la cual el grupo habilitado 526 está a punto de pasar y lo convierte en un valor analógico (V_{Ref}) de tensión de referencia en 570.

En un modo de realización, como está ilustrado, el regulador 516 de tensión comprende un amplificador operacional configurado para funcionar como un amplificador de error. El regulador 516 de tensión está conectado a una fuente 580 de alimentación en un terminal de tensión positiva, a través del camino 582 y a una tierra en un terminal de tensión negativa. El regulador 516 de tensión recibe en un terminal inversor la tensión V_{fd} de realimentación proporcionada en una patilla 544 de salida por el circuito 518 de realimentación, y recibe en un terminal no inversor la tensión V_{Ref} de referencia proporcionada en 570 por el convertidor D/A 554.

El regulador 516 de tensión proporciona una tensión V_{pp} de la fuente de alimentación a través de las patillas 532 de entrada, al camino 528 de tensión de alimentación, donde V_{pp} está basada en la comparación de V_{Ref} con V_{fd}. Cuando V_{fd} es menor que V_{Ref}, el regulador 516 de tensión eleva V_{pp} proporcionada a las patilla 532 de entrada de V_{pp}. A la inversa, cuando V_{fd} excede de V_{Ref}, el regulador 516 de tensión disminuye la V_{pp} proporcionada a la patilla 532 de entrada de V_{pp}. De esta manera, el regulador 516 de tensión proporciona y mantiene en cada elemento conductor de eyección de gotas una tensión V_{pp} de alimentación que es sustancialmente igual a la V_{Ref} de la zona 524 de eyección de gotas a la cual responde, y por tanto es sustancialmente igual a la V_{pp} deseada para su correspondiente zona 524 de eyección de gotas, según es calculada por el ZPC 550.

A continuación se describe el funcionamiento del sistema 510 de impresión. Antes del inicio de un ciclo de impresión, en el cual ha de imprimirse una fila de N bits de imagen, el ZPC 550 recibe la señal de anchura del impulso de habilitación del disparo en 562, que indica el número de elementos contiguos de eyección de gotas que constituirán el grupo habilitado 526 para el ciclo de impresión. El ZPC 550 determina entonces un nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado para la zona "a" 524a de eyección de gotas, basándose en la señal 562 de anchura del impulso y en los datos de temperatura para la zona "a" 524a recibidos desde el sensor 556a de temperatura, a través del camino 564. El nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado está a un nivel que proporcionará una cantidad casi óptima de energía a los elementos de eyección de gotas de la zona, de manera tal que los elementos de eyección de gotas generarán una cantidad mínima de gasto de calor, pero proporcionando una gotita de tinta que tiene un volumen de tinta deseado. El ZPC 550 coloca entonces el nivel de V_{pp} deseado para la zona a 524a en un registrador 552a de la zona.

Justamente antes del inicio del ciclo de impresión, el ZPC 550 "apunta" al registrador 552a de la zona y proporciona el nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado de la zona "a" 524a al convertidor D/A 554, a través del camino 566. El convertidor D/A 554 convierte entonces el nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado en un correspondiente nivel de tensión analógica V_{Ref} en 570 y, a su vez, proporciona la V_{Ref} para la zona "a" 524a al terminal no inversor del regulador 516 de tensión.

El controlador 20 origina entonces una señal de inicio del ciclo de impresión, haciendo que el grupo 526 de elementos 522 de eyección de gotas habilitado se desplace de izquierda a derecha a través de la fila 520, y el regulador 516 de tensión proporciona la V_{pp} al camino de alimentación que tiene un nivel basado en una comparación de V_{fd} con V_{Ref} para la zona "a" 524a. Al recibir la señal de inicio en 558, el ZPC 550 comienza a contar impulsos de reloj de la señal de reloj del sistema recibida en 560, y a comparar la cuenta de impulsos de reloj con un "mapa de zonas" almacenado, con el fin de detectar cuándo el grupo habilitado 526 cruza desde una zona a la siguiente, por ejemplo desde la zona "a" 524a a la zona "b" 524b.

Durante este tiempo, el ZPC 550 está calculando un nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado para la zona "b" 524b, basándose en la señal de anchura de impulso recibida en 562 y en los datos de temperatura para la zona "b" 524b recibidos desde el sensor 556b de temperatura, a través del camino 564. El ZPC 550 coloca entonces el nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado para la zona "b" 524b en el registrador 552b. En un modo de realización, cuando el ZPC 550 detecta que el primer elemento 522 de eyección de gotas de la zona "b" 524b de eyección de gotas ha formado parte del grupo habilitado 526, el ZPC 550 "apunta" al registrador 552b de zonas y proporciona el nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado al convertidor D/A 554, a través del camino 566. El convertidor D/A convierte entonces el nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado en un correspondiente nivel de tensión analógica V_{Ref} en 570. A su vez, el convertidor D/A 554 proporciona entonces la V_{Ref} al terminal no inversor del regulador 516 de tensión, que comienza entonces a proporcionar la V_{pp} al camino 528 de alimentación de tensión, que tiene un nivel basado en una comparación de V_{fd} con V_{Ref} para la zona "b" 524b.

Debido al gradual cambio de los gradientes de temperatura a través de la fila 520, no es generalmente crítico que el nivel de tensión V_{pp} deseado, proporcionado al terminal no inversor, sea actualizado precisamente cuando el grupo 526 de elementos de eyección habilitados efectúe una transición desde una zona 524 de eyección de gotas a otra. Así, en un modo de realización, el ZPC no apunta a un registrador 552b de zona hasta después de un número predeterminado de ciclos de reloj después de la detección de que el primer elemento 522 de eyección de gotas de la zona "b" 524b de eyección de gotas se haya convertido en parte del grupo habilitado 526. En otro modo de realización, el ZPC apunta al registrador 552b un número predeterminado de ciclos de reloj antes de que el primer elemento 522 de eyección de gotas de la zona "b" 524b de eyección de gotas se haya convertido en parte del grupo habilitado 526.

El proceso anterior se repite cuando el grupo 526 de elementos 522 de eyección de gotas habilitados se desplaza a través de cada zona 524 de eyección de gotas de la fila 520. Antes de recibir la señal de inicio del siguiente ciclo de impresión, el ZPC 550 determina un nivel de tensión V_{pp} de alimentación deseado para la zona "a" 524a, utilizando datos actualizados de temperatura desde el sensor 556a de temperatura, y almacena el valor calculado en el registrador 552a de zonas. Este proceso se repite entonces para cada ciclo de impresión subsiguiente.

Al proporcionar un nivel de tensión V_{pp} de alimentación, calculado de esta manera para cada zona 524 de eyección de gotas, el controlador 523 de energía entrega una cantidad óptima de energía a los elementos conductores 522 de eyección de gotas de la fila 520. Al proporcionar una cantidad óptima de energía a cada zona, pueden evitarse temperaturas excesivas de los elementos de eyección de gotas y reducir el gasto de calor, dando así como resultado una reducida ocurrencia de defectos de impresión y un aumento potencial de la vida operativa de los elementos de eyección de gotas. Además, debido a que la frecuencia de funcionamiento del conjunto 512 de cabeza de impresión es inversamente proporcional a la temperatura, una reducción del gasto del calor puede permitir también que el conjunto 512 de cabeza de impresión funcione a frecuencias más altas y por tanto aumente el rendimiento de los datos de imagen.

La figura 11 es un diagrama de bloques y esquemático que ilustra una parte de un sistema 710 de impresión por chorro de tinta de ordenación amplia, de acuerdo con la presente invención, que emplea un control de tensión zonal para controlar la energía proporcionada a los elementos de eyección de gotas. El sistema 10 de impresión incluye un conjunto 712 de cabeza de impresión, un controlador 714 de zonas y unos reguladores 716 de tensión. El conjunto 712 de cabeza de impresión incluye además los circuitos 718 de realimentación y una fila 720 de N elementos de eyección de gotas, desde el 722a al 722N. En un modo de realización, la fila 720 se extiende en una anchura sustancialmente igual a la dimensión máxima, por ejemplo, la anchura del medio de impresión, que puede ser insertada en una impresora en la cual está situada la cabeza de impresión, o la dimensión máxima de una parte de la zona del fluido a expulsar, por ejemplo la anchura máxima de una hilera de impresión que puede ser impresa en el medio de impresión. En un modo de realización, como está ilustrado, los circuitos 718 de realimentación comprenden una parte de los circuitos de excitación del conjunto 712 de cabeza de impresión. En un modo de realización, como está ilustrado, los reguladores 716 de tensión son externos al conjunto 712 de cabeza de impresión. En un modo de realización, los reguladores 716 de tensión forman parte de un controlador 20 (Véase la figura 1). Juntos, los reguladores 716 de tensión y los circuitos 718 de realimentación forman un controlador 724 de energía que, junto con el controlador 714 de zonas, controla la energía proporcionada a los elementos 722 de eyección de gotas, a través del control de tensión zonal del conjunto 712 de cabeza de impresión.

La fila 720 de N elementos 722a a 722N de eyección de gotas está organizada en M zonas de eyección de gotas, indicadas como zonas 724a a 724M, teniendo cada zona de eyección de gotas al menos un elemento 722 de eyección de gotas. El número de elementos 722 de eyección de gotas puede variar de zona a zona, pero el número total de elementos de eyección de gotas de las zonas de eyección de gotas 724a a 724N suma N. Cada zona 724 de eyección de gotas tiene un correspondiente camino 728 de alimentación de V_{pp}, indicado como 728a a 728M, y un correspondiente camino 730 de tierra de alimentación, indicado como 730a a 730M. Cada camino 728 de alimentación de V_{pp} de una zona recibe una tensión V_{pp} independiente de la fuente de alimentación, en una correspondiente patilla 732 de entrada de V_{pp}, y cada camino de tierra de alimentación de cada zona está acoplado a una correspondiente patilla 734 de tierra. El elemento o elementos 722 de eyección de gotas de cada zona 724 están acoplados entre el camino 728 de alimentación de tensión y el camino 730 de tierra de alimentación correspondientes de cada zona, a través de un correspondiente camino 736 de la fuente de alimentación y una correspondiente línea 738 de tierra, respectivamente.

En un modo de realización, el conjunto 712 de cabeza de impresión está configurado para imprimir una fila de N bits de datos de imagen en un ciclo de impresión, donde cada uno de los N bits de datos se corresponde con un elemento diferente de los N elementos 722 de eyección de gotas. En un modo de realización, como se ha descrito con la figura 7 anterior, se habilita un grupo 726 de elementos contiguos de eyección de gotas para conducir simultáneamente, donde cada elemento conductor 722 de eyección de gotas del grupo 726, que conduce corriente eléctrica desde su correspondiente camino 728 de alimentación de V_{pp} hasta su correspondiente camino 730 de tierra, para originar así la expulsión de una gotita de tinta desde él. Para imprimir la fila de datos, el grupo 726 de elementos de eyección de gotas habilitados se desplaza de izquierda a derecha a través de la fila 720, mediante la habilitación secuencial de un elemento adicional 722 de eyección de gotas en el extremo derecho, y la inhabilitación de un elemento 722 de eyección de gotas en el extremo izquierdo del grupo 726, tras un intervalo de tiempo. En un modo de realización, el intervalo de tiempo puede corresponder a cada ciclo de un reloj del sistema.

Como está ilustrado, cuando el grupo 726 se desplaza de izquierda a derecha a través de la fila 720, el grupo 726 puede comprender elementos 722 de eyección de gotas de una o más zonas 724 de eyección de gotas. El número de elementos 722 de eyección de gotas dentro del grupo 726 habilitado que realmente conducen, o se disparan, en un momento dado, depende de los correspondientes datos de imágenes a imprimir. Debido a las resistencias parásitas de los caminos 728 de alimentación de V_{pp}, como se ha descrito anteriormente con la figura 7, y al número de elementos 722 de eyección de gotas que disparan, la tensión a través de cada elemento conductor 722 de eyección de gotas en una zona dada 724 de eyección de gotas, puede variar.

Cada zona 724 de eyección de gotas tiene un correspondiente circuito 718 de realimentación. De una manera similar a la descrita anteriormente con las figuras 6 y 7, cada circuito 718 de realimentación está configurado para acoplarse a través de cada elemento conductor 722 de eyección de gotas, de su correspondiente zona 724 de eyección de gotas, a través de los caminos 740 y 742. Cada circuito 718 de realimentación proporciona una tensión (V_{fd}) de realimentación en una patilla 744 de salida, que es sustancialmente igual al promedio de las tensiones a través de cada elemento conductor 722 de eyección de gotas, de su correspondiente zona 724 de eyección de gotas.

El controlador 714 de zonas incluye un ordenador 750 de V_{pp}/puntero de zona (ZPC), los registradores 752 de zona y los convertidores de digital a analógico (D/A) 754, correspondiendo cada registrador 752 de zonas y cada convertidor D/A 754 a una zona diferente de las zonas 724 de eyección de gotas. El controlador 714 de zonas incluye además sensores 756 de temperatura situados internamente en el conjunto 712 de cabeza de impresión, estando situado cada uno de los sensores 756 de temperatura próximo y siendo correspondiente a una zona diferente de las M zonas 724 de eyección de gotas. En otros modos de realización, cada zona 724 de eyección de gotas puede tener múltiples sensores 756 de temperatura correspondientes. Cada sensor 756 de temperatura proporciona datos de temperatura representativos de la temperatura de los elementos 722 de eyección de gotas de su correspondiente zona 724 de eyección de gotas.

El ZPC 750 recibe una señal de inicio del ciclo de impresión en 758, una señal de reloj en 760, y una señal de anchura del impulso de habilitación del disparo en 762 desde un controlador, tal como el controlador 20 (véase la figura 1), donde la señal de anchura del impulso de disparo indica el número de elementos contiguos de eyección de gotas habilitados que comprende el grupo 726. El ZPC 750 recibe también en 764 los datos de temperatura desde los sensores 756 de temperatura de la zona, situados dentro del conjunto 712 de cabeza de impresión. En un modo de realización, como se ha ilustrado, el controlador 714 de zona, excepto los sensores 756 de temperatura, es externo al conjunto 712 de cabeza de impresión. En un modo de realización, el controlador 714 de zona, excepto los sensores 756 de temperatura, forma parte del controlador 20.

El ZPC 750 determina un nivel de tensión de alimentación de V_{pp} deseado, para cada zona 724 de eyección de gotas, de forma tal que si la tensión V_{pp} de la fuente de alimentación proporcionada al camino 728 de alimentación de V_{pp} se mantiene en un valor sustancialmente igual a su correspondiente nivel de V_{pp} deseado, se proporcionará una cantidad de energía óptima (es decir, ni demasiado pequeña, ni demasiado grande) a los elementos conductores 722 de eyección de gotas de cada zona 724 de eyección de gotas. En un modo de realización, el ZPC 750 calcula la V_{pp} deseada para cada zona 724 de eyección de gotas, basándose en la anchura del grupo habilitado 726 recibida en 762 y en los datos de temperatura recibidos en 764 desde cada sensor 756 de temperatura correspondiente a la zona. En otros modos de realización, el ZPC 750 basa también el cálculo de la V_{pp} deseada para cada zona 724, basándose en la resistencia media de las resistencias de disparo de cada zona 726 de eyección de gotas y en otros factores que puedan afectar a la energía requerida por cada una de las resistencias de disparo de la zona.

El ZPC 750 coloca el nivel de V_{pp} deseado calculado para cada zona 724 de eyección de gotas en un correspondiente registrador 752 de zonas a través de un camino 766. El convertidor D/A 754 correspondiente está acoplado a cada uno de los registradores 752 de zonas, a través del camino 768. Cada convertidor D/A recibe, a través del camino 768, el valor deseado de V_{pp} desde su correspondiente registrador 752 de zona, y lo convierte en un valor analógico (V_{Ref}) de tensión de referencia en 770.

Los reguladores 716 de tensión comprenden, cada uno de ellos, un amplificador operacional configurado para funcionar como un amplificador de error, correspondiendo cada regulador de tensión a una zona diferente de las zonas 724 de eyección de gotas. Los reguladores 716 de tensión están conectados a una fuente 780 de alimentación en un terminal de tensión positiva, a través del camino 782 y a una tierra en un terminal de tensión negativa. Cada regulador 516 de tensión recibe en un terminal inversor la tensión V_{fd} de realimentación proporcionada en una patilla 744 de salida por el circuito 718 de realimentación, correspondiente a su zona 724 de eyección de gotas. Además, cada regulador 716 de tensión recibe en un terminal no inversor la tensión V_{Ref} de referencia proporcionada en 770 por el convertidor D/A 754, correspondiente a su zona 724 de eyección de gotas.

Cada regulador 716 de tensión proporciona una tensión V_{pp} de la fuente de alimentación, a través de una patilla 732, al camino 728 de alimentación de tensión de su correspondiente zona 724 de eyección de gotas, donde V_{pp} está basada en la comparación de V_{Ref} con V_{fd}. Cuando V_{fd} es inferior a V_{Ref}, el regulador 716 de tensión eleva la V_{pp} proporcionada a la patilla 732 de entrada de V_{pp}. A la inversa, cuando V_{fd} es mayor que V_{Ref}, el regulador 716 de tensión disminuye la V_{pp} proporcionada a la patilla 732 de entrada de V_{pp}. De esta manera, cada regulador 716 de tensión proporciona y mantiene a los elementos conductores de eyección de gotas en su correspondiente zona 724 de eyección de gotas, con una tensión a través de los elementos 722 de eyección de gotas que es sustancialmente igual a V_{Ref} y, por tanto, sustancialmente igual a la V_{pp} deseada para su correspondiente zona de eyección de gotas calculada por ZPC 750.

Aunque se han ilustrado y descrito modos de realización específicos en esta memoria, se podrá apreciar por los expertos con experiencia normal en la técnica que pueden sustituirse una diversidad de implementaciones alternativas y/o equivalentes, por modos de realización específicos ilustrados y descritos, sin apartarse del alcance de la presente invención.

Claims

1. Un dispositivo de eyección de fluido que comprende:

una pluralidad de elementos (130/230) de eyección de fluido, pudiendo controlarse cada elemento de eyección de fluido para conducir la corriente eléctrica entre una tensión de alimentación (120/220/320) y una tensión de referencia (122/222/322), donde incluso todos los elementos de eyección de fluido de un grupo (276) de la pluralidad de elementos de eyección de fluido, están configurados para conducir durante un periodo de tiempo, teniendo cada elemento conductor de eyección de fluido una correspondiente tensión de eyección de fluido cuando conduce; y

caracterizado porque el dispositivo de eyección de fluido comprende también

un circuito (118/218) de realimentación configurado para proporcionar una tensión de realimentación (144/244/
344) sustancialmente igual a un promedio de las correspondientes tensiones de eyección de fluido en los elementos de eyección de fluido que están conduciendo.

2. El dispositivo de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que cada elemento de eyección de fluido está acoplado entre un camino (124/224) de alimentación compartido a la tensión de alimentación y un camino (126/226) de retorno compartido a la tensión de referencia, y a una segunda línea (242) de control independiente, donde cada elemento de eyección de fluido está configurado para conducir corriente eléctrica desde el camino de alimentación compartido al camino de retorno compartido, como respuesta a una señal recibida a través de su línea de control independiente.

3. El dispositivo de eyección de fluido de la reivindicación 2, en el que el circuito de realimentación comprende:

una línea (246) de detección de la alimentación;

una línea (250) de detección de la referencia;

una pluralidad de conmutadores (256) de detección de la alimentación correspondientes, cada uno de ellos, a un elemento diferente de la pluralidad de elementos de eyección de fluido, y acoplados entre la línea de detección de la alimentación y el camino de alimentación compartido, sustancialmente en el mismo lugar en el que el correspondiente elemento de eyección de fluido se acopla al camino de alimentación compartido, y con una puerta de control acoplada a la correspondiente línea de control independiente;

una pluralidad de conmutadores (260) de detección de la referencia, correspondientes, cada uno de ellos, a un elemento diferente de la pluralidad de elementos de eyección de fluido y acoplados entre la línea de detección de la referencia y el camino de retorno compartido, sustancialmente en el mismo lugar en el que el correspondiente elemento de eyección de fluido se acopla al camino de retorno compartido, y con una puerta de control acoplada a la correspondiente línea de control independiente, donde cada conmutador de detección de la alimentación y cada conmutador de detección de la referencia une, respectivamente, la línea de detección de la alimentación al camino de alimentación compartido y la línea de detección de la referencia al camino de retorno compartido, como respuesta a la señal de disparo recibida a través de la línea de control independiente; y

un amplificador diferencial (262/362) que tiene un terminal no inversor acoplado a un primer y a un segundo extremo de la línea de detección de la alimentación, un terminal inversor acoplado a un primer y un segundo extremo de la línea de detección de referencia, y una salida que proporciona la tensión de alimentación a un terminal de salida.

4. El dispositivo de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de elementos (130/230) de eyección y el circuito (118/218) de realimentación están formados sobre una estructura de película delgada, formada sobre un substrato que incluye un material no conductor seleccionado entre un grupo consistente en un óxido formado sobre un metal, un material compuesto de carbono, un material cerámico y el vidrio.

5. El dispositivo de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de elementos de eyección de fluido está configurada como una fila (128/228) que se extiende sustancialmente en la anchura de un medio de impresión, que ha de insertarse en un conjunto de eyección de fluido que incluye el dispositivo de eyección de fluido.

6. El dispositivo de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que cada elemento de eyección de fluido de la pluralidad de elementos de eyección de fluido está configurado para conducir la corriente eléctrica, como respuesta a una señal de disparo independiente, y en el que el circuito de realimentación está configurado para acoplarse a través de cada elemento conductor de eyección de fluido, basándose en las señales de disparo independientes.

7. El dispositivo de eyección de fluido de la reivindicación 1, que comprende además:

un regulador (116/316) de tensión, configurado para regular la tensión de alimentación; estando configurado el regulador de tensión para comparar la tensión de realimentación con una tensión predeterminada (152/352) y para ajustar la tensión de alimentación basándose en la comparación de la tensión de realimentación con la tensión predeterminada.

8. El dispositivo de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que el dispositivo de eyección de fluido está configurado para proporcionar la tensión de realimentación a un regulador de tensión externo al dispositivo de eyección de fluido y para recibir la tensión de alimentación desde el regulador de tensión, donde la tensión de alimentación se varía basándose en la tensión de realimentación.

9. Un método de funcionamiento de un dispositivo de eyección de fluido que tiene una pluralidad de resistencias (240) que pueden controlarse para conducir la corriente eléctrica entre una tensión (120/220/320) de alimentación y una tensión (122/222/322) de referencia, comprendiendo el método:

habilitar un grupo (276) de la pluralidad de resistencias para conducir la corriente eléctrica;

conducir una corriente eléctrica a través de todas las resistencias del grupo, teniendo cada una de las resistencias conductoras una tensión correspondiente;

caracterizado porque el método comprende también:

determinar una tensión (144/244/344) de realimentación sustancialmente igual a un promedio de las tensiones correspondientes seleccionadas; y

comparar una tensión deseada (152/352) con la tensión de realimentación; y

ajustar la tensión de alimentación basándose en la comparación de la tensión deseada con la tensión de realimentación.

10. El método de la reivindicación 9, en el que la habilitación del grupo de la pluralidad de resistencias para que conduzcan corriente eléctrica y la conducción de corriente eléctrica a través de todas las resistencias del grupo se realiza durante una operación de eyección, comprendiendo el método además:

habilitar un grupo diferente de la pluralidad de resistencias para cada operación de eyección subsiguiente.