ES2322031T3 - Cabeza impresora de chorro de tinta. - Google Patents
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Abstract
Una cabeza (24) de impresión de chorro de tinta sensible para activar (E1, E2) y LAS señales (P) de la corriente (P) de accionamiento para dispensar tinta, comprendiendo la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de tinta una pluralidad de grupos de generadores de gotas, incluyendo cada grupo de generadores de gotas una pluralidad de subgrupos de generadores de gotas e incluyendo cada subgrupo un primer y un segundo generador de gotas, en el que: el primer generador de gotas comprende: un dispositivo (48) de almacenamiento de energía para almacenar energía; un dispositivo (50) de carga de energía sensible a una primera señal (E1) para almacenar energía en el dispositivo de almacenamiento de energía; un dispositivo (52) de descarga de energía sensible a una segunda señal (E2) de activación para descargar energía en el dispositivo de almacenamiento de energía; y un dispositivo (44, 48) de generación de gotas para dispensar tinta desde la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de tinta tras la activación; el segundo generador de gotas comprende: un dispositivo (48'') de almacenamiento de energía para almacenar energía; un dispositivo (50'') de carga de energía sensible a la segunda señal (E2) de activación para almacenar energía n el dispositivo de almacenamiento de energía; un dispositivo (52'') de descarga de energía sensible a la primera señal (E1) de activación para descargar energía en el dispositivo de almacenamiento de energía; y un dispositivo (44'', 48'') de generación de gotas para dispensar tinta desde la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de tinta tras la activación; cada dispositivo (44, 44'', 48, 48'') de generación de gotas es activado por una señal (P) de corriente de acciona-miento que es activa y la energía almacenada en el dispositivo (48, 48'') de almacenamiento de energía que es mayor que un nivel de energía umbral, y cada dispositivo (44, 44'', 48, 48'') de generación de gotas incluye un dispositivo (44, 44'') de calentamiento resistivo y un transistor (8, 48'') FET que tiene terminales de drenaje y fuente conectados en serie con el dispositivo de calentamiento resistivo; cada dispositivo de almacenamiento de energía es una puerta a la fuente de capacitancia del transistor FET; y la cabeza de impresión o cabeza impresora incluye también un par de contactos de la señal de activación para recibir las primera y segunda señales (E1, E2) de activación, en donde dicho par de contactos de activación son los contactos activos únicos de la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de tinta.
Description
Cabeza impresora de chorro de tinta.
Esta invención se refiere a dispositivos de
impresión de chorro de tinta, y más particularmente a un dispositivo
de impresión de chorro de tinta que incluye una porción de cabeza de
impresión o cabeza impresora que recibe señales de activación de
goteo para expulsar tinta selectivamente.
Los sistemas de impresión de chorro de tinta
frecuentemente utilizan una cabeza de impresión o cabeza impresora
de chorro de tinta montada en un carro que es movida hacia atrás y
hacia delante a través de un medio de impresión tal como papel. A
medida que la cabeza de impresión o cabeza impresora se mueve a
través del medio de impresión, un dispositivo de control activa
selectivamente cada uno de una pluralidad de generadores de gotas
dentro de la cabeza de impresión o cabeza impresora para expulsar o
depositar gotitas de tinta sobre el medio de impresión y formar
imágenes y caracteres de texto. Un suministro de tinta que es
transportado con la cabeza de impresión o cabeza impresora o remoto
de la cabeza de impresión o cabeza impresora proporciona tinta para
rellenar la pluralidad de generadores de gotas.
Los generadores de gotas individuales son
activados selectivamente mediante la utilización de una señal de
activación que es proporcionada por el sistema de impresión de la
cabeza de impresión o cabeza impresora. En el caso de inyección de
chorro de tinta térmica, cada generador de gotas se activa haciendo
pasar una corriente eléctrica a través de un elemento resistivo tal
como un resistor. En respuesta a la corriente eléctrica el resistor
produce calor, que a su vez, calienta tinta en una cámara de
vaporización adyacente al resistor. Una vez que la tinta alcanza la
vaporización, un vapor delantero que se expande rápidamente fuerza
la tinta hacia delante dentro de la cámara de vaporización a través
de un orificio adyacente o tobera. Las gotitas de tinta expulsadas
desde las toberas se depositan sobre el medio de impresión para
efectuar la impresión.
La corriente eléctrica se proporciona
frecuentemente a resistores individuales o generadores de gotas
mediante un dispositivo de conmutación tal como un transistor de
efecto de campo (FET). El dispositivo de conmutación es activado
mediante una señal de control que se proporciona al terminal de
control del dispositivo de conmutación. Una vez activado el
dispositivo de conmutación permite que la corriente eléctrica pase a
través del resistor seleccionado. La corriente eléctrica o
corriente de accionamiento proporcionada a cada resistor es
denominada algunas veces señal de corriente de accionamiento. La
señal de control para activar selectivamente el dispositivo de
conmutación asociado con cada resistor es algunas veces denominada
como una señal de dirección.
En una disposición usada anteriormente, un
transistor de conmutación se conecta en serie con el resistor.
Cuando es activo el transistor de conmutación permite que una
corriente de accionamiento pase a través de cada uno del resistor y
el transistor de conmutación. El resistor y el transistor de
conmutación forman juntos un generador de gotas. Una pluralidad de
estos generadores de gotas se dispone entonces en una ordenación
lógica bidimensional de generadores de goteo que tiene filas y
columnas. Cada columna de generadores de gotas en la ordenación
está conectada a una fuente diferente de corriente de accionamiento
y con cada generador de gotas dentro de cada columna conectado en
una conexión en paralelo entre la fuente de la corriente de
accionamiento para esa columna. Cada fila de generadores de gotas
dentro de la ordenación está conectada a una señal de dirección
diferente con cada generador de gotas dentro de cada fila conectado
a una fuente común de señales de dirección para esa fila de
generadores de gotas. De esta manera cualquier generador de gotas
individual dentro de la ordenación bidimensional de generadores de
gotas puede ser activado individualmente activando la señal de
dirección correspondiente al generador de gotas de la fila y
proporcionando la corriente de accionamiento de la fuente de la
corriente de accionamiento asociada con la columna de generador de
goteo. De esta manera, el número de interconexiones eléctricas
requerido por la cabeza de impresión o cabeza impresora se reduce
grandemente en comparación con las señales de control y
accionamiento que se proporcionan para cada generador de gotas
individual asociado con la cabeza de impresión o cabeza
impresora.
impresora.
Aunque el esquema de direccionamiento de fila y
columna examinado anteriormente se puede poner en práctica con una
tecnología relativamente simple y relativamente económica que tiende
a reducir los gastos de fabricación, esta técnica padece el
inconveniente de que requiere un número de almohadillas de enlace
para las cabezas de impresión que tienen gran número de generadores
de goteo. Para las cabezas de impresión que excedan trescientos
generadores de gotas, un cierto número de almohadillas de enlace
tiende a ser un factor limitativo cuando se trata de minimizar el
tamaño del dado.
Otra técnica que ha sido usada anteriormente
utiliza información de activación de transferencia para la cabeza
de impresión o cabeza impresora en un formato serie. Esta
información de activación del generador de gotas es redispuesta
usando registros de desplazamiento de modo que pueden ser activados
los generadores de gotas correctos. Esta técnica, aunque reduce
grandemente el número de interconexiones eléctricas, tiende a
requerir varias funciones lógicas así como elementos de memoria
estáticos. Las cabezas de impresión que tienen diversas funciones
lógicas y elementos de memoria requieren tecnologías adecuadas tales
como la tecnología CMOS y tienden a requerir un suministro de
potencia constante. Las cabezas de impresión configuradas usando
tecnología CMOS, tienden a ser de fabricación más cara que las
cabezas de impresión que usan tecnología NMOS. El procedimiento de
fabricación de CMOS es un procedimiento de fabricación más complejo
que el procedimiento de fabricación de NMOS requiriendo más
operaciones de enmascaramiento que tienden a aumentar el coste de la
cabeza de impresión o cabeza impresora. En adición, la necesidad de
un suministro de potencia constante tiende a aumentar el coste del
dispositivo de impresión que debe suministrar esta tensión de
suministro de potencia constante a la cabeza de impresión o cabeza
impresora.
Existe una necesidad siempre presente en las
cabezas de impresión de chorro de tinta de que tengan menos
interconexiones eléctricas entre la cabeza de impresión o cabeza
impresora y el dispositivo de impresión tendiendo de ese modo a
reducir los costes globales del sistema de impresión así como el de
la propia cabeza de impresión o cabeza impresora. Estas cabezas d
impresión deben poder ser fabricadas usando una tecnología de
fabricación relativamente económica que permita la fabricación de
las cabezas de impresión usando un alto volumen de técnicas de
fabricación que tengan gastos de fabricación relativamente bajos.
Estas cabezas de impresión deben permitir que la información sea
transferida entre el dispositivo de impresión y la cabeza de
impresión o cabeza impresora de una manera fiable que permita alta
calidad de impresión así como un funcionamiento fiable. Finalmente,
estas cabezas de impresión deben ser capaces de soportar gran número
de generadores de gotas para proporcionar sistemas de impresión que
sean capaces de proporcionar altos regímenes de impresión.
El documento WO 01/72523 que es de la técnica
anterior para los propósitos del artículo 54(3) EPC, describe
una cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de tinta
sensible para activar y conducir señales de corriente para
dispensar tinta, comprendiendo la cabeza de impresión o cabeza
impresora de chorro de tinta una pluralidad de grupos de
generadores de gotas, incluyendo cada grupo de generadores de gotas
una pluralidad de subgrupos de generadores de gotas e incluyendo
cada subgrupo un primer y un segundo generadores de gotas, en donde
el primer generador de gotas comprende un dispositivo de
almacenamiento de energía para almacenar energía, un dispositivo
que carga energía sensible a una primera señal de activación para
almacenar energía en el dispositivo de almacenamiento de energía,
un dispositivo de descarga de energía sensible a una segunda señal
de activación para descargar energía en el dispositivo de
almacenamiento de energía, y un dispositivo generador de gotas para
dispensar tinta desde la cabeza de impresión o cabeza impresora de
chorro de tinta tras la activación, el segundo generador de gotas
comprende un dispositivo de almacenamiento de energía para
almacenar energía, un dispositivo de carga de energía que es
sensible a la segunda señal de accionamiento para almacenar energía
en el dispositivo de almacenamiento de energía, un dispositivo de
descarga de energía sensible a la primera señal de activación para
descargar energía en el dispositivo de almacenamiento de energía,
un dispositivo de descarga de energía sensible a la primera señal
para descargar energía en el dispositivo de almacenamiento de
energía, y un dispositivo de generación de gotas para dispensar
tinta desde la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de
tinta tras la activación, cada dispositivo de generación de gotas
es activado por una señal de la corriente de accionamiento que es
activa y la energía almacenada en el dispositivo de almacenamiento
de energía que es mayor que un nivel de energía de umbral, y cada
dispositivo de generación de gotas incluye un dispositivo de
calentamiento resistivo y un transistor FET que tiene terminales de
fuente y drenaje conectados en serie con el dispositivo de
calentamiento resistivo, cada dispositivo de almacenamiento de
energía es una puerta a la capacitancia de la fuente del transistor
FET.
El documento EP 0873869 describe una cabeza de
impresión o cabeza impresora de chorro de tinta sensible para
activar y conducir señales de corriente para dispensar tinta, que
comprende un dispositivo de almacenamiento de energía y un
dispositivo de carga de energía sensible a una primera señal de
activación para almacenar energía en el dispositivo de
almacenamiento de energía. Se proporciona también un dispositivo que
genera gotas para dispensar tinta desde la cabeza de impresión o
cabeza impresora de chorro de tinta tras la activación. El
dispositivo de generación de gotas es activado por una señal de la
corriente de activación que es activa y la energía es almacenada en
el dispositivo de almacenamiento de energía que es mayor que un
nivel de energía de umbral, el dispositivo que genera las gotas que
incluye un dispositivo de calentamiento resistivo y un transistor de
FET que tiene terminales de drenaje y fuente conectados en serie con
el dispositivo de calentamiento resistivo y en el que el dispositivo
de almacenamiento de energía es una puerta a la capacitancia fuente
del transistor FET.
La presente invención es una cabeza de impresión
o cabeza impresora de chorro de tinta como se reivindica más
adelante sensible para permitir y activar señales de corriente para
dispensar tinta. La cabeza de impresión o cabeza impresora incluye
un dispositivo de almacenamiento de energía para almacenar energía.
También está incluido un dispositivo de carga de energía sensible a
una primera señal de activación para almacena energía en el
dispositivo de almacenamiento de energía. La cabeza de impresión o
cabeza impresora de chorro de tinta incluye además un dispositivo
de descarga de energía sensible a una segunda señal de activación
para descargar energía en el dispositivo de almacenamiento de
energía. Un dispositivo que genera gotas está incluido para
dispensar tinta desde la cabeza de impresión o cabeza impresora de
chorro de tinta tras la activación. El dispositivo de generación de
gotas es activado por una señal de corriente de accionamiento activa
y la energía almacenada en el dispositivo de almacenamiento de
energía que es mayor que un nivel de energía de umbral.
La Figura 1 representa un sistema de impresión
de la presente invención que incorpora un cartucho de impresión de
chorro de tinta de la presente invención para efectuar la impresión
sobre un medio de impresión mostrado en una vista en perspectiva
superior.
La Figura 2 representa el cartucho de impresión
de chorro de tinta mostrado en la Figura 1 aislado y visto desde una
vista en perspectiva inferior.
La Figura 3 es un diagrama de bloques
simplificado del sistema de impresión mostrado en la Figura 1 que
incluye una porción de impresora y una porción de cabeza de
impresión o cabeza impresora.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que
muestra más detalles de una realización preferida del dispositivo de
control de impresión asociado con la porción de impresora y la
cabeza de impresión o cabeza impresora mostrada con 16 grupos de
generadores de gotas.
La Figura 5 es un diagrama de bloques que
muestra más detalles de un grupo de generadores de gotas que tiene
26 generadores de gotas individuales.
La Figura 6 es un diagrama esquemático que
muestra más detalle de una realización preferida de un generador de
gotas individual de la presente invención.
La Figura 7 es un diagrama esquemático que
muestra dos generadores de gotas individuales para la cabeza de
impresión o cabeza impresora de la presente invención mostrada en la
Figura 5.
La Figura 8 es un diagrama de regulación para
hacer funcionar la cabeza de impresión o cabeza impresora de la
presente invención mostrada en la Figura 4.
La Figura 9 es un diagrama de regulación
alternativo para hacer funcionar la cabeza de impresión o cabeza
impresora de la presente invención mostrada en la Figura 4.
la Figura 10 es una vista detallada de la
regulación para las ranuras 1 y 2 de tiempo del diagrama mostrado en
la Figura 8.
La Figura 11 es una vista detallada de la
regulación para las ranuras 1 y 2 de tiempo del diagrama de
regulación alternativo mostrado en la Figura 9.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una
realización a modo de ejemplo de un sistema 10 de impresión de
chorro de tinta de la presente invención mostrado con su cubierta
abierta. El sistema 10 de impresión incluye una porción 12 de
impresora que tiene al menos un cartucho 14 y 16 de impresión
instalados en un carro 18 de exploración. La porción 12 de
impresión incluye una bandeja 20 de medios para recibir los medios
22. Como los medios 22 de impresión están inclinados a través de la
zona de impresión, el carro 18 de exploración mueve los cartuchos
14 y 16 de impresión a través de los medios de impresión. La porción
12 de impresora activa selectivamente los generadores de gotas
dentro de una porción de cabeza de impresión o cabeza impresora (no
mostrada) asociada con cada uno de los cartuchos 14 y 16 de
impresión para depositar tinta sobre el medio de impresión para
efectuar la impresión de ese modo.
Un aspecto importante de la presente invención
es un método mediante el cual la porción 12 de impresora transfiera
información de activación del generador de gotas a los cartuchos 14
y 16 de impresión. Esta información de activación del generador de
gotas es usada por la porción de cabeza de impresión o cabeza
impresora para activar los generadores de gotas a medida que los
cartuchos 14 y 16 se mueven con relación al medio de impresión.
Otro aspecto de la presente invención, es la porción de cabeza de
impresión o cabeza impresora que utiliza la información
proporcionada por la porción 12 de impresora. El método y el aparato
de la presente invención permiten que la información sea pasada
entre la porción 12 impresora y la cabeza de impresión o cabeza
impresora con relativamente pocas interconexiones tendiendo de ese
modo a reducir el tamaño de la cabeza de impresión o cabeza
impresora. En adición el método y el aparato de la presente
invención permiten que la cabeza de impresión o cabeza impresora
sea ejecutada sin que requiera elementos de almacenamiento
sincronizados o funciones lógicas complejas reduciendo de ese modo
los gastos de fabricación de la cabeza de impresión o cabeza
impresora. El método y el aparato de la presente invención serán
examinados con más detalle con respecto a las Figuras 3 a 11.
La Figura 2 representa una vista en perspectiva
inferior de una realización preferida del cartucho 14 de impresión
mostrado en la Figura 1. En la realización preferida, el cartucho 14
es un cartucho de color 3 que contiene tintas de colores cian,
violáceo y amarillo. En esta realización preferida, se proporciona
un cartucho 16 de impresión separado para la tinta negra. La
presente invención se describirá en esta memoria con respecto a
esta realización preferida solamente a modo de ejemplo. Hay otras
numerosas configuraciones para las cuales el método y el aparato de
la presente invención son adecuados. Por ejemplo, la presente
invención es adecuada también para configuraciones en las cuales el
sistema de impresión contiene cartuchos de impresión separados para
cada color de tinta usado en la impresión. Alternativamente, la
presente invención es aplicable a la impresión de sistemas en los
que se usan más de 4 colores de tinta tales como en la impresión de
alta fidelidad en la que se usan 6 o más colores de tinta.
Finalmente, la presente invención es aplicable a diversos tipos de
cartuchos de impresión tales como cartuchos de impresión que
incluyan un depósito de tinta como se muestra en la Figura 2, o para
cartuchos de tinta que sean rellenados con tinta procedente de una
fuente remota de tinta, ya sea de modo continuo o intermitente.
El cartucho 14 de tinta mostrado en la Figura 2
incluye una porción 24 de cabeza de impresión o cabeza impresora
que es sensible a las señales de activación del sistema 12 de
impresión para depositar selectivamente tinta sobre el medio 22. En
la realización preferida, la cabeza 24 de impresión se define sobre
un sustrato tal como de silicio. La cabeza 24 de impresión está
montada en un cuerpo 25 de cartucho. El cartucho 14 de impresión
incluye una pluralidad de contactos eléctricos 26 que están
dispuestos e instalados sobre el cuerpo 25 de cartucho de modo que
cuando se introducen correctamente dentro del carro de exploración,
se establece el contacto eléctrico entre contactos eléctricos
correspondientes (no mostrados) asociados con la porción 12 de
impresora. Cada uno de los contactos eléctricos 26 está conectado
eléctricamente a la cabeza 24 de impresión mediante cada uno de una
pluralidad de conductores eléctricos (no mostrados). De esta manera,
se proporcionan las señales de activación de la porción 12 de
impresora a la cabeza 24 de impresión de chorro de tinta.
En la realización preferida, los contactos
eléctricos 26 están definidos en un circuito flexible 28. El
circuito flexible 28 incluye un material aislante tal como una
poliamida y un material conductor tal como cobre. Los conductores
están definidos dentro del circuito flexible para conectar
eléctricamente cada uno de los contactos eléctricos 26 a contactos
eléctricos definidos sobre la cabeza 24 de impresión. La cabeza 24
de impresión está montada y conectada eléctricamente al circuito
flexible 28 usando una técnica adecuada tal como de enlace
automático de cinta (TAB).
En la realización mostrada a modo de ejemplo en
la Figura 2, el cartucho de impresión es un cartucho de 3 colores
que contiene tintas amarilla, violácea y cian dentro de una porción
de depósito correspondiente. La cabeza 24 de impresión incluye las
porciones 30, 32 y 34 de expulsión de gotas para expulsar tinta
correspondiente, respectivamente, tintas amarilla, violácea y cian.
Los contactos eléctricos 26 incluyen contactos eléctricos asociados
con señales de activación para cada uno de los generadores 30, 32,
34 de gotas de color amarillo, violáceo y cian, respectiva-
mente.
mente.
En la realización preferida, el cartucho 16 d
tinta negra mostrado en la Figura 1 es similar al cartucho 14 de
color mostrado en la Figura 2 a excepción de que el cartucho negro
usa dos porciones de expulsión de gotas en vez de las tres mostradas
sobre el cartucho 14 de color. El método y el aparato de la presente
invención serán examinados en esta memoria con respecto al cartucho
negro 16. No obstante, el método y el aparato de la presente
invención son también aplicables al cartucho 14 de color.
La Figura 3 representa un diagrama de bloques
eléctrico simplificado de la porción 12 de impresora y uno de los
cartuchos 16 de impresión. La porción 12 de impresora incluye un
dispositivo 36 de control de impresión, un dispositivo 38 de
transporte de medios y un dispositivo 40 de transporte de carro. El
dispositivo 36 de control de impresión proporciona señales de
control al dispositivo 38 de transporte de medios para pasar los
medios a través de una zona de impresión después de lo cual se
deposita la tinta sobre el medio 22 de impresión. En adición, el
dispositivo 36 de control de impresión proporciona señales de
control para mover selectivamente el carro 18 de exploración a
través del medio 22, definiendo de se modo una zona de impresión.
Como los medios 22 están inclinados más allá de la cabeza 24 de
impresión o a través de la zona de impresión del carro 18 de
exploración es trasladado a través del medio 22 de impresión,
Mientras la cabeza 24 de impresión explora el dispositivo 36 de
control de impresión este proporciona señales de activación a la
cabeza 24 de impresión para que deposite selectivamente tinta sobre
el medio de impresión para son adecuados efectuar la impresión.
Aunque, el sistema 10 de impresión se describe en esta memoria como
teniendo la cabeza 24 de impresión dispuesta en un carro de
exploración hay también otras disposiciones del sistema 10 de
impresión. Esas otras disposiciones implican otros modos de
conseguir el movimiento relativo entre la cabeza de impresión o
cabeza impresora y el medio tales como teniendo una porción de
cabeza de impresión o cabeza impresora fijada y moviendo el medio a
lo largo de la cabeza de impresión o cabeza impresora o habiendo
fijado el medio y moviendo la cabeza de impresión o cabeza impresora
a lo largo del medio fijado.
La Figura 3 está simplificada para mostrar
solamente un único cartucho 16 de impresión. En general, el
dispositivo 36 de control de impresión está conectado eléctricamente
a cada uno de los cartuchos 14 y 16 de impresión. El dispositivo 36
de control de impresión proporciona señales de activación partícula
depositar selectivamente tinta correspondiente a cada uno de los
colores de tinta que han de ser impresos.
La Figura 4 representa un diagrama de bloques
eléctrico simplificado que muestra mayor detalle del dispositivo 36
de control de impresión dentro de la porción 12 de impresora y la
cabeza 24 de impresión dentro del cartucho 16 de impresión. El
dispositivo 36 de control de impresión incluye una fuente de
corriente de accionamiento, un generador de direcciones, y un
generador de activación. La fuente de la corriente de accionamiento,
el generador de direcciones y el generador de activación
proporcionan corriente de accionamiento, direcciones y señales de
activación bajo el control del dispositivo de control o controlador
36 a la cabeza 24 de impresión para activar selectivamente cada uno
de una pluralidad de generadores de goteo asociados con el
mismo.
En la realización preferida, la fuente de la
corriente de accionamiento proporciona 16 señales de la corriente
de accionamiento designadas P(1-16). Cada
señal de la corriente de accionamiento proporciona suficiente
energía por unidad de tiempo para activar el generador de gotas
para expulsar tinta. En la realización preferida, el generador de
direcciones proporciona 13 señales de dirección separadas designadas
A(1-13) para seleccionar un grupo de
generadores de gotas. En esta realización preferida las señales de
dirección son señales lógicas. Finalmente, el generador de
activación proporciona 2 señales de activación designadas
E(1-2) para seleccionar un subgrupo de
generadores de gotas del grupo seleccionado de generadores de gotas.
El subgrupo seleccionado de generadores de gotas es activado si la
corriente de accionamiento proporcionada por la fuente de corriente
de accionamiento es suministrada. Más detalles de las señales de
accionamiento, señales de dirección y señales de activación serán
analizados con respecto a las Figuras 9-11.
La cabeza 24 de impresión mostrada en la Figura
4 incluye una pluralidad de grupos de generadores de gotas con cada
grupo de generadores de gotas conectado a una fuente diferente de la
corriente de accionamiento. En la realización preferida, la cabeza
24 de impresión incluye 16 grupos de generadores de gotas. El primer
grupo de generadores de gotas está conectado a la fuente de la
corriente de accionamiento etiquetada P(1), el segundo grupo
de generadores de gotas están conectados cada uno a la fuente de la
correa de accionamiento designada P(2), el tercer grupo de
generadores de gotas está conectado a la fuente de accionamiento
designada P(3), y así sucesivamente hasta el grupo dieciséis
de generadores de gotas conectado a la fuente de la corriente de
accionamiento designada P(16).
Cada uno de los grupos de generadores de gotas
mostrado en la Figura 4 está conectado a cada una de las señales de
dirección designadas A(1-13) proporcionadas
por el generador de direcciones sobre el dispositivo 36 de control
de impresión. En adición, cada uno de los grupos de generadores de
gotas está conectado a dos señales de activación designadas
E(1-2) proporcionadas por el generador de
direcciones sobre el dispositivo 36 de control de impresión. Mayor
detalle de cada uno de los grupos individuales de generadores de
gotas designados será examinado con respecto a la Figura 5.
La Figura 5 es un diagrama de bloques que
representa un único grupo de generadores de gotas de la pluralidad
de grupos de generadores de gotas mostrados en la Figura 4. En la
realización preferida, el grupo único de gotas mostrado en la Figura
5 es un grupo de 26 generadores de gotas individuales conectados
cada uno a una fuente común de corriente de accionamiento. En el
grupo de generadores de gotas mostrado en la Figura 5 están todos
conectados a la fuente común de la corriente de accionamiento
designada P(1) de la Figura 4.
Los generadores de gotas individuales dentro del
grupo de generadores de gotas están organizados en pares de
generadores con cada par de generadores de gotas conectado a una
fuente diferente de señales de dirección. Para la realización
mostrada en la Figura 5, el primer par de generadores de gotas está
conectado a una fuente de señales de dirección designada
A(1), el segundo par de generadores de gotas está conectado a
una segunda fuente de señales de dirección designada A(2),
el tercer par de generadores de gotas está conectado a una fuente de
señales de dirección designada A(3), y así sucesivamente con
el par número trece de los generadores de gotas conectado a la
fuente número 13 de señales de dirección designada A(13).
Cada uno de los 26 generadores de gotas
individuales mostrados en la Figura 5 está conectado también a la
fuente de señales de activación. La fuente de señales de activación
es un par de señales de activación designado
E(1-2).
E(1-2).
Los grupos restantes de generadores de gotas
mostrados en la Figura 4 que están conectados a las fuentes
restantes de corriente de accionamiento designadas P(2) a
P(16) están conectados de una manera similar a la del primer
grupo de generadores de gotas mostrado en la Figura 5. Cada uno de
los grupos restantes de generadores de gotas está conectado a una
fuente diferente de la corriente de accionamiento como se designa en
la Figura 4 en vez de a la fuente de corriente P(1) de gotas
mostrada en la Figura 5. Mayor detalle de cada generador de gotas
individual mostrado en la Figura 5 se examinará ahora con respecto a
la Figura 6.
La Figura 6 muestra una realización preferida de
un generador de gotas individual designado 42. El generador 42 de
gotas representa un generador de gotas individual mostrado en la
Figura 5. Como se muestra en la Figura 5 dos generadores 42 de
gotas individuales rellenan un par de generadores 42 que están cada
uno conectado a una fuente común de señales de dirección. El
generador de gotas individual mostrado en la Figura 6 representa
uno del par de generadores 42 de gotas conectado a la fuente 1 de
dirección designada A(1) de la Figura 5. Todas las fuentes
de señales tales como las señales A(1) de dirección y las
señales E(1-2) de activación examinadas con
respecto a las Figuras 6 y 7 son señales que se proporcionan entre
la fuente correspondiente de señales y el punto 46 de referencia
común. En adición, la fuente de la corriente de accionamiento se
proporciona entre la fuente correspondiente de corriente de
accionamiento designada (P(1) y el punto 46 de referencia
común.
El generador 42 de gotas incluye un elemento 44
de calentamiento conectado entre la fuente de corriente de
accionamiento. Para el generador 42 de gotas particular mostrado en
la Figura 6 la fuente de corriente de accionamiento es designada
P(1). El elemento 44 de calentamiento está conectado en serie
con un dispositivo 48 de conmutación entre la fuente de la
corriente P(1) de accionamiento y el punto 46 de referencia
común. El dispositivo 48 de conmutación incluye un par de
terminales controlados conectados entre el elemento 44 de
calentamiento y el punto 46 de referencia común. Incluido también
con el dispositivo 48 de conmutación hay un terminal de contacto
para controlar los terminales controlados. El dispositivo 48 de
conmutación es sensible a las señales de activación en el terminal
de control para selectivamente permitir que la corriente pase entre
el par de terminales controlados. De esta manera, la activación de
los terminales de control permite que la corriente de accionamiento
procedente de la fuente de la corriente de accionamiento designada
P(1) pase a través del elemento 44 de calentamiento
produciendo de ese modo energía térmica que es suficiente para
expulsar tinta desde la cabeza 24 de impresión.
El elemento 44 de calentamiento es un elemento
de calentamiento resistivo y el dispositivo 48 de conmutación es un
transistor (FET) de efecto de campo tal como un transistor NMOS.
El generador 42 de gotas incluye además un
segundo dispositivo 50 de conmutación y un tercer dispositivo 52 de
conmutación para controlar la activación del terminal de control del
dispositivo 48 de conmutación. El segundo dispositivo de conmutación
tiene un par de terminales controlados conectados entre una fuente
de señales de dirección y el terminal de control del dispositivo 48
de conmutación. El tercer dispositivo 52 de conmutación está
conectado entre el terminal de control del dispositivo 48 de
conmutación y el punto 46 de referencia común. Cada uno de los
segundo y tercero dispositivos 50 y 52 de conmutación,
respectivamente, controla selectivamente la activación del
dispositivo 48 de conmutación.
La activación del dispositivo 48 de conmutación
está basada en cada una de las señales de dirección y la señal de
activación. Para el generador 42 de gotas particular mostrado en la
Figura 6 la señal de dirección está representada por A(1), la
primera señal de activación representada por E(1) y una
segunda señal de activación representada por E(2). La primera
señal E(1) de activación está conectada al terminal de
control del segundo dispositivo 50 de conmutación. representada por
E(2). La segunda señal de activación representada por
E(2) está conectada al terminal de control del tercer
dispositivo 52 de conmutación. Controlando las señales primera y
segunda E(1-2) de activación, y la señal
A(1) de dirección, el dispositivo 48 de conmutación es
activado selectivamente para conducir corriente a través el elemento
44 de calentamiento si la corriente de accionamiento está presente
desde la fuente P(1) de accionamiento. De modo similar, el
dispositivo 48 de conmutación está desactivado para impedir que la
corriente sea conducida a través del resistor 44 de calentamiento
incluso si la corriente P(1) de accionamiento es
activa.
activa.
El dispositivo 48 de conmutación está activado
por la activación del segundo dispositivo 50 de conmutación y la
presencia de una señal de dirección activa en la fuente de señales
A(1) de dirección. En la realización preferida donde el
segundo dispositivo de conmutación es un transistor (FET) de efecto
de campo los terminales controlados asociados con el segundo
dispositivo de conmutación son los terminales de fuente y de
drenaje. El terminal de drenaje está conectado a la fuente de
señales A(1) de dirección y el terminal fuente está conectado
al terminal controlado del primer dispositivo 48 de conmutación. El
terminal de control para el dispositivo 50 de conmutación de
transistor FET es un terminal de puerta. Cuando el terminal de
puerta, conectado a la primera señal E(1) de activación, es
suficientemente positivo con relación al terminal fuente y la fuente
de señales A(1) de dirección, proporciona una tensión en el
terminal de drenaje que es mayor que la tensión en el terminal
fuente entonces el segundo dispositivo 50 de conmutación se
activa.
El segundo dispositivo de conmutación, si se
activa, proporciona corriente desde la fuente de señales A(1)
de dirección al terminal de control o puerta del dispositivo 48 de
conmutación. Esta corriente, si es suficiente, activa el dispositivo
48 de conmutación. El dispositivo 48 de conmutación en la
realización preferida, es un transistor FET que tiene un drenaje y
una fuente como los terminales controlados con el drenaje conectado
al elemento 44 de calentamiento y la fuente conectada al terminal
46 de referencia común.
En la realización preferida del dispositivo 48
de conmutación tiene una capacitancia de puerta entre los terminales
de puerta y de fuente. Puesto que el dispositivo 48 de conmutación
es relativamente grande para conducir corrientes relativamente
grandes a través del dispositivo 44 de calentamiento, entonces la
puerta para la capacitancia de fuente asociada con el dispositivo
48 de conmutación tiende a ser relativamente grande. Por lo tanto
para excitar o activar el dispositivo 48 de conmutación, la puerta
o el terminal de control debe ser cargado suficientemente de modo
que el dispositivo 48 de conmutación esté activado para conducir
entre la fuente y el dren. El terminal de control está cargado por
la fuente de señales A(1) de dirección si el segundo
dispositivo 50 de conmutación está activo. La fuente de señales
A(1) de dirección proporciona corriente para cargar la puerta
con la capacitancia de fuente del dispositivo 48 de conmutación. Es
importante que la tercera conmutación 52 esté inactiva cuando el
dispositivo 48 de conmutación sea activo para impedir que se forme
un trayectoria de baja resistencia entre la fuente de señales
A(1) de dirección y el terminal 46 de referencia común. Por
lo tanto, la señal E(2) de activación está inactiva mientras
el dispositivo 48 de conmutación está activo o conduciendo.
El dispositivo 48 de conmutación se desactiva
activando el tercer dispositivo 52 de conmutación para reducir la
puerta a la tensión fuente suficientemente para desactivar el
dispositivo 48 de conmutación. El tercer dispositivo 52 de
conmutación en la realización preferida es un transistor de FET que
tiene dren y fuente como los terminales controlados con el dren
conectado al terminal de control del dispositivo 48 de conmutación.
El terminal de control es un terminal de puerta que está conectado a
la segunda fuente de señales E(2) de activación. El tercer
dispositivo 52 de conmutación se activa mediante la activación de la
segunda señal E(2) de activación que proporciona una tensión
en la puerta que es suficientemente grande con relación a una
tensión en la fuente del tercer dispositivo 52 de conmutación. La
activación del tercer dispositivo 52 de conmutación origina que los
terminales controlados o terminales de drenaje y fuente conduzcan
reduciendo de ese modo una tensión entre el terminal de control o
terminal de puerta del dispositivo 48 de conmutación y el terminal
de fuente del dispositivo 48 de conmutación. Reduciendo
suficientemente la tensión entre el terminal de puerta y el terminal
de fuente del dispositivo 48 de conmutación el dispositivo 48 de
conmutación no puede ser parcialmente conectado por el acoplamiento
capacitativo.
Aunque el tercer dispositivo 52 de conmutación
es activo, la segunda conmutación 50 es inactiva para evitar la
pérdida de grandes cantidades de corriente de la fuente de señales,
A(1), de dirección al terminal 46 de referencia común. El
funcionamiento del generador 42 de goteo individual será examinado
con más detalle con respecto a los diagramas de regulación mostrados
en las Figuras 8 a 11.
La Figura 7 muestra mayor detalle de un par de
generadores de gotas que está formado por generador de gotas
designado 42 y el generador de gotas designado 42'. Cada uno de los
generadores 42 y 42' de gotas que forman el par de generadores de
gotas es idéntico al generador 42 de gotas examinado anteriormente
con respecto a la Figura 6. El par de generadores de gotas están
conectados cada uno a una fuente de señales de dirección
representada por A(1) mostrada en la Figura 5. Cada uno de
los generadores 42 y 42' de gotas está conectado a una fuente común
de la corriente P(1) de accionamiento y una fuente común de
las señales A(1) de dirección. No obstante, la primera y la
segunda señales E(1) y E(2) de activación,
respectivamente, están conectadas de modo diferente en el generador
42' de gotas que en el generador 42. En el generador 42', la primera
señal E(1) de activación está conectada a la puerta o
terminal de control del tercer dispositivo 52' de conmutación en
contraste con el generador superior 42 en el que la primera señal
E(1) de activación está conectada a la puerta o terminal de
control del segundo dispositivo 50 de conmutación. Similarmente, la
segunda señal E(2) de activación está conectada a la puerta
o terminal de control del segundo dispositivo 50' de conmutación en
el generador 42' de gotas en contraste con el generador 42 de gotas
en el que la segunda señal E(2) de activación está conectada
al terminal de puerta o control del tercer dispositivo 52 de
conmutación.
La conexión de las señales de activación primera
y segunda E1 y E2 para el par de generadores 42 y 42' de gotas
garantiza que solamente un único generador de gotas del par de
generadores de gotas estará activado en un momento dado. Como se ha
expuesto anteriormente, es importante que dentro del grupo de
generadores de gotas que estén conectados a una fuente común de la
corriente de accionamiento que no más de uno de estos generadores
de gotas esté activado al mismo tiempo. Los generadores de gotas que
están conectados a una fuente común de accionamiento de corriente
tienden a estar posicionados unos cerca de otros sobre la cabeza de
impresión o cabeza impresora. Por lo tanto, garantizando que no más
de uno de los generadores de gotas que están conectados a una fuente
común de corriente de activación de estos es activo al mismo tiempo
se tiende a impedir interferencias de fluido entre estos generadores
de gotas posicionados cerca unos de otros.
En la realización preferida, cada uno de los
pares de generadores de gotas mostrados en la Figura 5 está
conectado de una manera similar al par de generadores de gotas
mostrados en la Figura 7. En adición, cada uno de los grupos de
generadores de gotas conectado a una fuente común de la corriente de
accionamiento mostrada en la Figura 4 está conectado de una manera
similar a la del grupo de generadores de gotas mostrado en la Figura
5.
La Figura 8 es un diagrama de regulación que
ilustra el funcionamiento de la cabeza 24 de impresión. La cabeza
24 de impresión tiene un tiempo de ciclo o periodo de tiempo para
cada uno de los generadores de gotas sobre la cabeza 24 de
impresión en el que pueden ser activados. Este periodo de tiempo
está representado por el tiempo T mostrado en la Figura 8. El
tiempo T puede ser dividido en 29 intervalos de tiempo teniendo cada
intervalo la misma duración. Estos intervalos de tiempo están
representados por las ranuras 1 a 29 de tiempo. Cada una de las
primeras 26 ranuras de tiempo representa un periodo en el que un
grupo de generadores de gotas puede ser activado si la imagen que
se ha de imprimir lo requiere. Las ranuras 27, 28 y 29 de tiempo
representan intervalos de tiempo durante un ciclo de la cabeza de
impresión o cabeza impresora en los que ninguno de los generadores
de gotas es activado. Las ranuras 27, 28, y 29 son usadas por el
sistema de impresión 10 para realizar una diversidad de funciones
tales como las de resincronizar la posición del carro 18 e
interrumpir los datos de activación del generador y transferir datos
de activación desde la porción 12 de impresora a la cabeza de
impresión o cabeza impresora 24, por citar un par.
Las 13 fuentes diferentes de señales de
dirección representadas por A(1) a A(13) se muestran
cada una. En adición, se muestran también cada una de las señales
primera y segunda de activación representadas por E(1) y
E(2). Finalmente, cada una de las fuentes de la corriente
P(1-16) de accionamiento se muestran también,
agrupadas juntas. En la Figura 8 puede verse que las señales de
dirección son activadas cada una periódicamente con el periodo de
activación para cada señal de dirección que es igual al tiempo T de
ciclo de la cabeza 24 de impresión. En adición, no más de una señal
de dirección es activa al mismo tiempo. Cada señal de dirección es
activa durante dos ranuras de tiempo consecutivas.
Cada una de las señales E(1) y
E(2) de activación es una señal periódica que tiene un
periodo que es igual a dos ranuras de tiempo. Las señales
E(1) y E(2) tienen cada una un ciclo de trabajo que es
menor que, o igual, al 50%. Cada una de las señales de activación
está desfasada con cada una de modo que solamente una señal
E(1) o E(2) de activación está activada al mismo
tiempo.
En funcionamiento, los modelos de repetición de
las señales de dirección proporcionadas mediante cada una de las 13
fuentes de señales A(1-13) de dirección es
proporcionada a la cabeza 24 de impresión por el dispositivo 36 de
control de impresión. En adición, modelos de repetición de las
señales de activación para las primera y segunda señales,
E(1) y E(2), de activación, respectivamente, son
proporcionadas también por el dispositivo 36 de control de
impresión a la cabeza 24 de impresión. Ambas, las señales de
dirección y las señales de activación son generadas con
independencia de la descripción de la imagen o de la imagen que se
imprima. Cada una de las 16 fuentes de corriente de accionamiento
designadas P(1-16) son proporcionadas
selectivamente durante cada una de las 26 ranuras de tiempo, para
cada ciclo completo, por la cabeza 34 de impresión de chorro de
tinta. La fuente de la corriente P(1-16) de
accionamiento se aplica selectivamente en base a la descripción de
la imagen o la imagen a ser impresa. Durante la primera ranura de
tiempo, las fuentes de la corriente P(1-16)
de accionamiento pueden ser todas activas, ninguna de ellas activa o
cualquier número de ellas activas, dependiendo de la imagen a ser
impresa. De modo similar, para las ranuras 2-26 de
tiempo, cada una de las fuentes de la corriente
P(1-16) de accionamiento es activada
selectivamente de modo
individual como sea requerido por el dispositivo 36 de control de impresión para formar la imagen a ser impresa.
individual como sea requerido por el dispositivo 36 de control de impresión para formar la imagen a ser impresa.
La Figura 9 es una regulación preferida para
cada una de las fuentes de la corriente
P(1-16) de accionamiento, las fuentes de las
señales A(1-13) de direcciones y las señales
E(1-2) de activación para la cabeza 24 de
impresión de la presente invención. La regulación en la Figura 9 es
similar a la regulación de la Figura 8 excepto en que cada fuente
de señales A(1-13) de dirección en vez de
permanecer activa a lo largo de las dos ranuras de tiempo completas
mostradas en la Figura 8, cada dirección es activa durante solamente
una porción de cada una de las dos ranuras de tiempo como se
muestra en la Figura 9. En esta realización preferida, cada una de
las señales A(1-13) es activa en el principio
de cada ranura de tiempo en que la señal de dirección es activa. En
adición, el ciclo de trabajo de cada una de las primera y segunda
señales de activación se reduce desde casi el 50% del ciclo de
deberes mostrado en la Figura 8. Más detalles de la regulación de la
activación de las direcciones y la corriente de accionamiento se
examinarán ahora con respecto a las Figuras 10 y 11.
La Figura 10 muestra mayor detalle de las
ranuras 1 y 2 de tiempo para el diagrama de regulación representado
en la Figura 8. Puesto que la señal de dirección activa solamente
durante las ranuras 1 y 2 de tiempo es solamente A(1) la
señal de dirección que necesita ser mostrada en la Figura 10. Como
se ha expuesto anteriormente, es importante que las señales de
activación primera y segunda E(1) y E(2),
respectivamente, no sean activas al mismo tiempo para impedir que
proporcionen una trayectoria de baja resistencia al punto de
referencia común 46 consumiendo de ese modo corriente desde la
fuente de las señales de dirección A(1-13).
Por lo tanto, el ciclo de deberes de cada una de las primera y
segunda señales de activación, E(1) y E(2)
respectivamente, deberían ser menores del 50%. En la Figura 10 el
intervalo de tiempo etiquetado T_{E} entre la transición de activa
a inactiva para la primera señal E(1) de activación y la
transición de inactiva a activa para la segunda señal E(2) de
activación debería ser mayor que cero.
La señal de activación debe ser activa antes de
que la corriente de accionamiento sea proporcionada por la fuente de
la corriente de accionamiento para garantizar que la puerta de la
capacitancia del transistor de conmutación esté cargada
suficientemente para activar el transistor 48 de accionamiento. El
intervalo de tiempo etiquetado T_{S} representa el tiempo entre la
primera activación E(1) y la aplicación de la corriente de
accionamiento P(1-16). Un intervalo de tiempo
similar se requiere para el tiempo entre la segunda activación
E(2) y la aplicación de la corriente de accionamiento
mediante las fuentes de la corriente P(1-16)
de accionamiento.
La señal E(I) de activación debe
permanecer activa durante un periodo de tiempo después de pasar la
corriente P(1-16) de fuente de accionamiento
de activa a inactiva como se designó T_{H}. El periodo de tiempo
T_{H} denominado como tiempo de retención es suficiente para
garantizar que la corriente de accionamiento no está presente en el
dispositivo 48 de conmutación cuando el dispositivo 48 de
conmutación está desactivado. La desactivación del dispositivo 48
de conmutación mientras el dispositivo de conmutación está
conduciendo corriente entre los terminales controlados puede dañar
el dispositivo 48 de conmutación. El tiempo T_{H}de retención
proporciona margen para garantizar que el dispositivo 48 de
conmutación no se daña. La duración de la señal
P(1-16) de la corriente de accionamiento está
representada por el intervalo de tiempo etiquetado T_{D}. La
duración de la señal P(1-16) de corriente de
accionamiento se selecciona para que sea suficiente para
proporcionar energía de accionamiento al elemento 44 de
calentamiento para la formación óptima de las gotas.
La Figura 11 muestra más detalles de la
regulación preferida para las ranuras 1 y 2 de tiempo para el
diagrama de regulación de la Figura 9. Como se muestra en la Figura
11 para la ranura 1 de tiempo la fuente de señales A(1) de
dirección y la fuente de señales E(1) de activación no
permanecen activas durante todo el tiempo que la fuente de la
corriente de accionamiento permanece activa. Una vez que la
capacitancia de puerta de los transistores 48 y 48' de conmutación
mostrados en la Figura 7 está cargada, los transistores 48 y 48'
permanecen conduciendo todo el tiempo restante que la fuente de la
corriente de accionamiento permanece activa. De esta manera, la
capacitancia de puerta del dispositivo 48 y 48' de conmutación actúa
como un dispositivo de almacenamiento que mantiene un estado
activado. Los dispositivos 48 y 48' de conmutación son seleccionados
para que tengan suficiente capacitancia para que la carga
almacenada dentro de esta capacitancia permanezca más allá de una
cantidad umbral que mantenga el dispositivo 48 y 48' de conmutación
conduciendo mientras la señal de corriente de accionamiento es
activa. La fuente de las señales de accionamiento designada
P(1-16) proporciona entonces la energía de
accionamiento que es necesaria para la formación óptima de
gotas.
De modo similar a la Figura 10 el intervalo de
tiempo etiquetado T_{S} representa el tiempo entre la primera
activación de E(1) y la aplicación de la corriente de
accionamiento mediante las fuentes de las fuentes de la corriente
P(1-16) de accionamiento. Un intervalo de
tiempo etiquetado T_{AH} representa un tiempo de retención que la
fuente de señales A(1) de dirección debe permanecer activa
después de haber sido desactivada la primera señal E(1) de
activación para garantizar la capacitancia de puerta para el
transistor 48' está en el estado correcto. Si la fuente de señales
de dirección tuviera que cambiar de estado antes de que la primera
señal E(1) de activación se hiciese inactiva podría existir
el estado incorrecto de carga en la puerta de los transistores 48 y
48'. Por lo tanto, es importante que el intervalo de tiempo
etiquetado T_{AH} sea mayor que 0. Un intervalo de tiempo
etiquetado T_{EH} representa un tiempo de retención que la segunda
señal E(2) debe ser activa después de que la fuente de la
corriente P(1-16) de accionamiento se haya
hecho activa. Durante el intervalo de tiempo que el transistor 52
en la Figura 7 está activado por la segunda señal E(2) de
activación para descargar la capacitancia de puerta del transistor
48. Si esta duración no es suficientemente larga para descargar la
puerta de transistor 48 el elemento 44 de calentamiento puede ser
activado incorrectamente o parcialmente activado.
El funcionamiento de la cabeza 24 de impresión
de chorro de tinta que usa la regulación preferida mostrada en la
Figura 11 tiene ventajas de comportamiento importantes sobre el uso
de la regulación mostrada en la Figura 10. Un tiempo mínimo
requerido por cada activación de generador 42 de gotas para la
regulación mostrada en la Figura 10, es igual a la suma de los
intervalos T_{S}, T_{D,} T_{E} y T_{H} de tiempo. En
contraste, la regulación mostrada en la Figura 11 tiene un tiempo
mínimo que se requiere para la activación de cada generador 42 de
gotas que es igual a la suma de los intervalos T_{S} y T_{D} de
tiempo. Puesto que T_{D} y T_{S} son los mismos para cada uno
de los diagramas de regulación, el tiempo mínimo requerido para la
activación de un generador 42 de gotas es menor en la Figura 11 que
en la Figura 10. Ambos, el tiempo T_{AH} de retención de la
dirección y el tiempo T_{EH} de retención de la activación no
contribuyen al intervalo de tiempo mínimo para la activación del
generador 42 de gotas en la regulación preferida mostrada en la
Figura 11 permitiendo de ese modo que cada ranura de tiempo sea un
intervalo de tiempo menor que en la Figura 10. La reducción del
intervalo de tiempo requerido para cada ranura de tiempo reduce el
periodo del ciclo designado T en las Figuras 8 y 9 incrementando de
ese modo el régimen de impresión para la cabeza 24 de impresión.
El método y el aparato de la presente invención
permiten que 416 generadores de gotas individuales sean activados
individualmente usando 13 señales de dirección, dos señales de
activación, y 16 fuentes de corriente de accionamiento. En
contraste, el uso de técnicas usadas anteriormente mediante las
cuales una ordenación de generadores de gotas que tiene 16 columnas
y 26 filas requeriría 26 direcciones individuales para seleccionar
individualmente cada fila con cada columna que es seleccionada
mediante cada fuente de corriente de accionamiento. La presente
invención proporciona significativamente menos interconexiones
eléctricas para atender el mismo número de generadores de gotas. La
reducción de interconexiones eléctricas reduce el tamaño de la
cabeza 24 de impresión reduciendo de ese modo significativamente el
coste de la cabeza 24 de impresión.
Cada generador 42 de gotas individual como se
muestra en la Figura 6 no requiere un suministro de potencia o
circuito de polarización constante sino que se basa en las señales
de entrada tales como de dirección, fuente de corriente de
accionamiento, y señales de activación para suministrar potencia o
activar el generador 42 de gotas. Como se ha expuesto anteriormente
con respecto a la regulación de las señales, es importante que
estas señales sean aplicadas en la secuencia correcta para obtener
el funcionamiento correcto del generador 42 de gotas. Puesto que el
generador 42 de gotas de la presente invención no requiere potencia
constante, el generador 42 de gotas puede ser puesto en práctica
con una tecnología relativamente simple tal como NMOS que requiere
menos operaciones de fabricación que una tecnología más compleja tal
como CMOS. El uso de una tecnología que tiene menos gastos de
fabricación reduce más los gastos de la cabeza 24 de impresión.
Finalmente, el uso de menos interconexiones eléctricas entre la
porción 36 de impresora y la cabeza 24 de impresión tiende a reducir
los gastos de la porción 36 de impresora así como a incrementar la
fiabilidad del sistema 10 de impresión.
Aunque la presente invención ha sido descrita en
términos de una realización preferida que usa 13 señales de
dirección, dos señales de activación, y 16 fuentes de corriente de
accionamiento para activar selectivamente 416 generadores de gotas
individuales otras disposiciones son también contempladas. Por
ejemplo, la presente invención es adecuada para activar
selectivamente un número diferente de generadores de gotas
individuales. La activación selectiva de un número diferente de
toberas individuales puede requerir un número diferente de señales
de dirección y de fuentes de la corriente de accionamiento para
controlar correctamente números diferentes de generadores de gotas.
En adición, hay otras disposiciones de las señales de dirección y
las fuentes de corriente de accionamiento para controlar el mismo
número de generadores de gotas también.
Claims (4)
1. Una cabeza (24) de impresión de chorro de
tinta sensible para activar (E1, E2) y LAS señales (P) de la
corriente (P) de accionamiento para dispensar tinta, comprendiendo
la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de tinta una
pluralidad de grupos de generadores de gotas, incluyendo cada grupo
de generadores de gotas una pluralidad de subgrupos de generadores
de gotas e incluyendo cada subgrupo un primer y un segundo generador
de gotas, en el que:
el primer generador de gotas comprende:
- un dispositivo (48) de almacenamiento de energía para almacenar energía;
- un dispositivo (50) de carga de energía sensible a una primera señal (E1) para almacenar energía en el dispositivo de almacenamiento de energía;
- un dispositivo (52) de descarga de energía sensible a una segunda señal (E2) de activación para descargar energía en el dispositivo de almacenamiento de energía; y
- un dispositivo (44, 48) de generación de gotas para dispensar tinta desde la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de tinta tras la activación;
el segundo generador de gotas comprende:
- un dispositivo (48') de almacenamiento de energía para almacenar energía;
- un dispositivo (50') de carga de energía sensible a la segunda señal (E2) de activación para almacenar energía n el dispositivo de almacenamiento de energía;
- un dispositivo (52') de descarga de energía sensible a la primera señal (E1) de activación para descargar energía en el dispositivo de almacenamiento de energía; y
- un dispositivo (44', 48') de generación de gotas para dispensar tinta desde la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de tinta tras la activación;
cada dispositivo (44, 44', 48, 48') de
generación de gotas es activado por una señal (P) de corriente de
accionamiento que es activa y la energía almacenada en el
dispositivo (48, 48') de almacenamiento de energía que es mayor que
un nivel de energía umbral, y cada dispositivo (44, 44', 48, 48') de
generación de gotas incluye un dispositivo (44, 44') de
calentamiento resistivo y un transistor (8, 48') FET que tiene
terminales de drenaje y fuente conectados en serie con el
dispositivo de calentamiento resistivo;
cada dispositivo de almacenamiento de energía es
una puerta a la fuente de capacitancia del transistor FET; y
la cabeza de impresión o cabeza impresora
incluye también un par de contactos de la señal de activación para
recibir las primera y segunda señales (E1, E2) de activación, en
donde dicho par de contactos de activación son los contactos activos
únicos de la cabeza de impresión o cabeza impresora de chorro de
tinta.
2. La cabeza de impresión o cabeza impresora de
chorro de tinta de la reivindicación 1, en la que el dispositivo que
carga energía del primer generador de gotas es un tercer transistor
(50) que tiene un par de terminales controlados conectados en serie
entre un terminal de puerta del transistor (48) de FET y una fuente
de energía con un terminal de control del tercer transistor que está
conectado a una fuente de la primera señal de activación y en el que
el dispositivo de descarga de energía es un cuarto transistor (52)
que tiene un par de terminales controlados conectados en serie entre
un terminal de puerta del transistor (48) de FET y una fuente de
descarga con un terminal de control del cuarto transistor que está
conectado a una fuente de la segunda señal que puede ser
activada.
3. La cabeza de impresión o cabeza impresora de
chorro de tinta de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el
dispositivo de carga de energía del segundo generador de gotas es un
quinto transistor (50') que tiene un par de terminales controlados
conectados en serie entre un terminal de puerta del transistor de
FET (48') y una fuente (A) de energía con un terminal de control del
quinto transistor que está conectado a una fuente de la segunda
señal que puede ser activada y en el que el dispositivo de descarga
de energía es un sexto transistor (52') que tiene un par de
terminales controlados conectados en serie entre un terminal de
puerta del transistor (48') de FET y una fuente de descarga con un
terminal de control del sexto transistor que está conectado a una
fuente de la primera señal que puede ser activada.
4. La cabeza de impresión o cabeza impresora de
chorro de tinta de las reivindicaciones 2 ó 3, en la que la fuente
de energía es un terminal de dirección para recibir una señal de
dirección y en la que la fuente de descarga es un terminal de
referencia común.
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