MXPA02001967A

MXPA02001967A - Cabeza de impresion de tamano de doble gotita.

Info

Publication number: MXPA02001967A
Application number: MXPA02001967A
Authority: MX
Inventors: Edward Enderson Frank
Original assignee: Lexmark Int Inc
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2002-10-31
Also published as: EP1520712A3; EP1520712A2; KR20020067494A; CN1192895C; DE60037348D1; JP4041914B2; EP1214199A4; JP2003508257A; DE60035280T2; EP1214199B1; HK1048969A1; KR100743989B1; WO2001015904A1; EP1214199A1; DE60035280D1; JP2006327208A; EP1520712B1; AU7070000A; US6137502A; CN1376114A

Abstract

Una cabeza de impresion de chorro de tinta tiene primeras toberas (10) de un primer diametro para expulsar gotitas de tinta que tiene una primera masa, y segundas toberas (12) de un segundo diametro para expulsar gotitas de tinta que tiene una segunda masa. El primer diametro es mas grande que el segundo diametro, y la primera masa es mas grande que la segunda masa. Primeros y segundos pares de interruptor- calentador se conectan en paralelo en un sustrato de la cabeza de impresion. Los primeros pares de interruptor- calentador incluyen primeros calentadores adyacentes a las primeras toberas correspondientes, y los segundos pares de interruptor-calentador incluyen segundos calentadores adyacentes a las segundas toberas correspondientes. Los primeros (14) y segundos (16) calentadores se componen de material electricamente resistente que ocupa la primera y segunda areas del calentador en el sustrato (4).

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige generalmente « r* " -*** una cabeza de impresión de chorro de tinta para imprimir ** gotitas de tinta de múltiples tamaños* Más particularmente, la invención se dirige a una cabeza de ?A impresión de chorro de tinta que tiene elementos de calentamiento y transistores de interruptor de múltiples 10 tamaños para imprimir gotitas de tinta de múltiples tamaños .

.ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN bs Debido a su alta calidad de producción impresa 15 y su costo razonable, actualmente se está extendiendo el mercado para las impresoras de chorro de tinta. A medida que crece el deseo del mercado por impresoras de chorro de tinta, también lo hace su expectación de calidad de imagen mejorada. Una meta del diseño de impresoras de chorro de tinta es lograr una calidad de imagen que se acerque a la de las imágenes de tono continuo, tales como fotografías. Un planeamiento para lograr las imágenes de calidad de fotografía es incrementar el número de a escala de grises que la impresora de chorro de tinta 25 puede producir.

Las impresoras de chorro de tinta forman imágenes en papel al expulsar gotitas de tinta desde toberas en una cabeza de impresión. Los elementos de calentamiento en la cabeza de impresión calientan la A 5 tinta que provoca que se formen las burbujas que forzan a A la tinta desde las toberas. Al imprimir los pixeles > \ utilizando combinaciones de gotitas de tinta de múltiples tamaños, el número de niveles a escala de grises producido por una impresora de chorro de tinta puede 10 incrementarse. Un planeamiento para producir gotitas de tinta fJ de múltiples tamaños es expulsar las gotitas desde toberas de múltiples tamaños. Sin embargo, al utilizar tamaños de tobera múltiples sin un ajuste correspondiente 15 en el tamaño de resistencia del calentador no existe energia suficiente. Las gotitas de múltiples tamaños pueden lograrse en una forma eficiente de más energia al ajustar el tamaño de los elementos de calentamiento con relación al tamaño de las gotitas de tinta que ST 20 expulsan desde las toberas. Sin embargo, al variar los tamaños de elementos de calentamiento en una cabeza de impresión de chorro de tinta puede provocar variaciones indeseables en la energia suministrada a la tinta. Estas variaciones en 25 energia reducen la calidad general de la imagen impresa.

¡ -£SyyiA%-^.

Por lo tanto, la cabeza de impresión de chorro de tinta se necesita que sea capaz de imprimir gotitas de tinta de múltiples tamaños sin variaciones indeseables en la cantidad de energia suministrada a la tinta. 5 SUMARIO DE LA INVENCIÓN Lo anterior y otras necesidades se cumplen por una cabeza de impresión de chorro de tinta que tiene una pluralidad de toberas para expulsar las gotitas de tinta 10 hacia un medio de impresión. La pluralidad de toberas incluye primeras toberas que tienen un primer diámetro para expulsar las gotitas de tinta que tiene una primera masa y segundas toberas que tienen un segundo diámetro para expulsar las gotitas de tinta que tiene una segunda 15 masa. El primer diámetro es mayor que el segundo diámetro, y la primera masa es más largo que la segunda masa. La cabeza de impresión incluye una placa de toberas que contiene la pluralidad de toberas y un sustrato dispuesto adyacente a la placa de toberas. 20 Los primeros calentadores se localizan en el sustrato adyacente a las primeras toberas, donde cada uno de los primeros calentadores se asocia con una primera tobera correspondiente. Cada primer calentador se compone de material eléctricamente resistente que ocupa una 25 primera área del calentador en el sustrato y tiene una '» *"•£ feÜTí primera resistencia eléctrica del calentador. Cada uno de los primeros calentadores genera calor como una primera corriente eléctrica que fluye sustancialmente en una primera dirección a través del material eléctricamente 5 resistente. Primeros dispositivos de interruptor también se disponen en el sustrato adyacente a los primeros calentadores. Cada primer dispositivo de interruptor, que tiene una primera resistencia eléctrica de interruptor, se conecta en serie con un primer calentador 10 correspondiente. Los segundos calentadores se localizan en el sustrato adyacente a las segundas toberas, donde cada una de las segundas toberas se asocia con una segunda tobera correspondiente. Cada segundo calentador se compone de 15 material eléctricamente resistente que ocupa una segunda área del calentador en el sustrato y tiene una segunda resistencia eléctrica del calentador. Cada uno de los segundos calentadores genera calor como una segunda corriente eléctrica que fluye sustancialmente en la 20 primera dirección a través del material eléctricamente resistente. Los segundos dispositivos de interruptor se disponen en el sustrato adyacente a, y eléctricamente en serie con los segundos calentadores . En modalidades preferidas de la invención, la 25 primera resistencia eléctrica del calentador es más chica La Figura 3 representa un arreglo de calentadores y dispositivos de interruptor en un sustrato de la cabeza de impresión de acuerdo con una modalidad preferida de la invención; La Figura 4 es una vista en corte transversal de una placa de toberas y la estructura de sustrato de acuerdo con una modalidad preferida de la invención; La Figura 5a es un diagrama esquemático de un circuito de interruptor para energizar selectivamente los calentadores de acuerdo con una modalidad preferida de la invención; La Figura 5b es un diagrama esquemático de resistencia introducida por el circuito de interruptor de acuerdo con una modalidad preferida de la invención; La Figura 6 representa estructuras del primer y segundo dispositivos de interruptor de MOSFET adyacente en el sustrato de cabeza de impresión de acuerdo con una modalidad preferida de la invención; La Figura 7 es una gráfica basada en una primera simulación del dispositivo de MOSFET del orden que muestra la resistencia al dispositivo contra la longitud del dispositivo para dos anchuras de linea de dispositivo; La Figura 8a y 8b son diagramas esquemáticos de modalidades alternativas de la presente invención; y La Figura 9 representa una modalidad alternativa de una porción ejemplar de la geometría del cableado del calentador.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Mostrada en la Figura 1 se encuentra una cabeza 1 de impresión de chorro de tinta que tiene una placa 2 de toberas con una disposición de toberas acomodada en una columna 6 izquierda y una columna 8 derecha. La Figura 2 muestra una vista alarga de la disposición de toberas en la placa 2 de toberas. La disposición de toberas incluye primeras toberas 10 y segundas toberas 12, donde las posiciones de las primeras toberas 10 alternan con las posiciones de las segundas toberas 12 en cada una de las columnas 6 y 8. Cada primera tobera 10 en la primera columna 6 izquierda es una alineación horizontal con una segunda tobera 12 en la columna 8 derecha, y cada primera tobera 10 en la columna 8 derecha es una alineación horizontal con una segunda tobera 12 en la columna 6 izquierda. En la modalidad preferida de la invención, el espacio vertical entre las toberas vecinas dentro de cada columna es de 0.004 centímetros (l/ßoo pulgadas) . Como se representa en la Figura 2, las primeras toberas 10 tienen un diámetro Di el cual es más largo que el diámetro D2 de las segundas toberas 12. De aqui en adelante, las primeras toberas 10 y las segundas tobéra 12 también se refieren como las toberas 10 grandes y las toberas 12 chicas. Como se discute con más detalle , a 5 continuación, los diámetros Di y d2 se determinan basándose en la masa de las gotitas de tinta que» se expulsan desde las toberas. En la modalidad preferida de la invención, l s toberas 10 grandes expulsan las gotitas de tinta cada una 10 teniendo una masa de aproximadamente 6 nanogramos (ng} y las toberas 12 chicas expulsan las gotitas" de tinta pada una teniendo una masa de 2 ng. Utilizando las combinaciones de las gotitas grandes y chicas co o se muestra en la Tabla 1, la invención imprime pixeles que 15 tienen ocho diferentes densidades de puntos. Puesto que uña tobera grande y una chica están en alineación .* horizontal en cada posición vertical, una gotita grande y una chica pueden imprimirse en una sola posición del pixel durante un solo paso de la cabeza 1 de impresión a*. 20 través del papel sin tener que mover el papel verticalmente con respecto a la cabeza 1 de impresión. 25 Como se indica en la Tabla 1, tres bítios por pixel describen los ocho niveles de densidad de puntos 5 (23=8) . El estado 1 es un pixel blanco, donde nd se expulsa tinta. El estado 2, el nivel a escala de grises más ligero impreso, se logra al expulsar una sola gotita de 2 ng en una posición de pixel. El estado 3 se logra al imprimir dos gotitas de 2 ng en la misma posición de 10 pixel, que resulta en un pixel formado por 4 ng de tinta. Para el estado 3, una primera gotita se imprime durante i r un primer paso de la cabeza 1 de impresión a través del papel, y una segunda gotita se imprimé durante un segundo *• paso. El estado 4 se logra al imprimir Una sola gotita de n? 15 6 ng en una posición de pixel. Un estado 5 de pixel se forma por 8 ng de tinta impresa por la expulsión de una gotita de 2 ng y una gotita de 6 ng durante un solo * asq? de la cabeza 1 de impresión. Con referencia continua a la Tabla 1, los estados 6, 7 y 8 describen pixeles formados por 10, 12 y 14 ng de tinta, respectivamente, impresos durante los dos pasos de la cabeza 1 de impresión. Mostradas en la Figura 3 se encuentran características formadas en un sustrato 4 semiconductor de la cabeza 1 de impresión de chorro de tinta. Como se indica en la vista en corte transversal de la Figura 4, el sustrato 4 se dispone por debajo de la placa 2 de toberas . En el sustrato se encuentran los primeros calentadores 14 y los segundos calentadores 16 que consisten de parches rectangulares de material eléctricamente resistente. En la modalidad preferida de la invención, los primeros y segundos calentadores 14 y 16 se forma de película fina de TaAl que tiene una resistencia laminar de aproximadamente 28 ohmios por cuadrado. A medida que una corriente eléctrica fluye a través de los calentadores 14 y 16, generan calor. La tinta se alimenta a una cámara inmediatamente arriba de los calentadores 14 y 16 a través de una via 22 de tinta. A medida que la tinta se calienta por un calentador 14 ó 16, se forma una burbuja de tinta que expulsa la tinta a través de la tobera 10 ó 12. Puesto que las toberas 12 chicas expulsan gotitas de tinta más chicas, una burbuja más chica se necesita para expulsar la tinta. Dado que una densidad de energia particular en la superficie de un calentador, el *' "-t- !???- 12 tamaño de una burbuja de tinta formada por el calentador es proporcional al tamaño del calentador. De este modo, como se muestra en la Figura 3, los segundos calentadores 16 de la presente invención son más chicos en el área que 5 los primeros calentadores 14. Los primeros calentadores 14 tienen una longitud LH? y una anchura WH? que, en la modalidad preferida, definen un área de aproximadamente 441 micrones cuadrados. Los segundos calentadores 16 tienen un área de aproximadamente 236 mirones cuadrados 10 definidos por una longitud LH2 y una anchura H2. De aqui en adelante, los primeros y segundos calentadores 14 y 16 también se refieren como los calentadores 14 y 16 grandes y chicos. Dada la misma densidad de energia, los calentadores 14 grandes forman burbujas más grandes de 15 tinta que las que hacen los calentadores 16 más chicos. Este diseño es más eficiente en energia que un diseño que utiliza un solo tamaño de calentador para ambos tamaños de tobera. Para que los calentadores 14 y 16 grandes y 20 chicos sean eléctrica y termodinámicamente compatibles, deben operar en la misma densidad de energia y densidad de potencia. También, como se discute con más detalle a continuación, es deseable conectar los calentadores 14 y 16 grandes y chicos a la misma fuente de voltaje. 25 Generalmente, la densidad de potencia generada por un > # *c 13 A. % -,* * calentador 14 grande se define por: PD (i) Donde I? es la corriente a través del calentador 14 grande en amperes, RHI es la resistencia del calentador 14 grande en ohmios, y Ai es el área del calentador 14 grande. Similarmente, la densidad de potencia generada por un calentador 14 chico se define por: A2 (2) Donde J2 es la corriente a través del calentador 16 chico en amperes, RH2 es la resistencia del calentador 16 chico 15 en ohmios, y A2 es el área del calentador 16 chico. De este modo, para igualar aproximadamente PDi y PD2, las siguientes relaciones deben satisfacerse: Ii2 x £HI = I22 £H2J y 20 :3) ( 4 ) Como se discute previamente, la relación de las 25 áreas del calentador, A2/A?, se determina por las A A y: fe. ít **&&• f -Vsj 14 * l V energías relativas necesarias para formar las burbujas grandes y chicas. De acuerdo con la modalidad preferida de la , ?S " invención, la relación de la ecuación (4) se cumple « or el ajuste de la resistencia RH2 de los calentadores; 16 chicos con relación a la resistencia HI eléctrica < los calentadores 14 grandes. Este ajuste se hace al tFfaar ventaja del hecho de que: ^ 8 longi tud del calentador anchura del calentador 4.0 (5] para una resistencia laminar. De este modo RH2 puede incrementarse al hacer: WH2 < LH2 15 (6) mientras mantenga aún el área A2 deseada del calentador 16 chico. En una modalidad preferida de la invención, WH2 es 11.75 micrones y LH2 es 23.5 mieroaries, resultando en un área de A2 de 276 micrones. 20 Preferiblemente, para cada calentador 14 grande* WH? y m son de 21 micrones, resultando en un área Ai de 4 1 micrones cuadrados. De este modo, la resistencia Rg2 se determina por: 23.5 naicroRes R «2 "áñidra -**"-*- feststmdad bramar *= -—-— --------- p.75m¡cfoaes t t (7) Puesto que los calentadores grandes son en cuadrados, RHI es simplemente 28 ohmios. Mostrado en la Figura 5a se encuentra un diagrama esquemático de un circuito de interruptor para energizar selectivamente los calentadores 14 y 16 en la cabeza 1 de impresión. Los primeros pares 17 de interruptor-calentador se conectan en paralelo con los segundos pares 19 de interruptor-calentador. Cada primer par 17 de interruptor-calentador incluye uno de los primeros calentadores 14 en serie con el primer dispositivo 18 de interruptor. Cada segundo par 19 de interruptor-calentador incluye uno de los segundos calentadores 16 en serie con un segundo dispositivo 20 de interruptor. En la modalidad preferida, el primer y segundo dispositivos 18 y 20 de interruptor son dispositivos de MOSFET formados en el sustrato 4. Como se muestra en la Figura 5a, los pares 17 y 19 de interruptor-calentador se conectan a la misma fuente de Vdd. Cuando un voltaje Vgs de 10-12 voltios se aplica a una compuerta 24 de uno de los dispositivos 18 de interruptor de MOSFET, el dispositivo 18 se habilita. Cuando se habilita, el dispositivo 18 permite que una corriente Ii fluya a través del dispositivo 18 y el calentador 14. Es la primera resistencia RH? del calentador al flujo de la corriente Ii que genera el calor para expulsar la gotita grande de tinta. De este modo, cuando el dispositivo 18 se habilita, actúa como un conmutador cerrado a través del cual la corriente puede fluir para activar el calentador 14. Sin embargo, como se muestra en la Figura 5b, el dispositivo 18 tiene una resistencia Rs finita cuando se habilita. A medida que la corriente Ii fluye, una caida VH? de voltaje se desarrolla a través del calentador 14 grande, y una caida Vsx se desarrolla a través de la resistencia RS?- Similarmente, cuando Vgs se aplica a una compuerta 26 de uno de los dispositivos 20 de interruptor de MOSFET, el dispositivo 20 se habilita. Cuando se habilita, el dispositivo 20 permite que una corriente I2 fluya a través del dispositivo 20 y el calentador 16. De este modo, cuando el dispositivo 20 se habilita, el calentador 16 se activa. La caida de voltaje a través del calentador 16 chico es de v"H2. El dispositivo 20 tiene una resistencia RS2 finita a través de la cual se desarrolla la caida Vs2 de voltaje. Se apreciará que los circuitos mostrados en las Figuras 5a y 5b se simplifican para el propósito de ilustración de la invención. Una cabeza de impresión que incorpora la presente invención puede tipicamente incluir erruptor diferentes a I s mostrados en la Figura 5a. Por ejemplo, ofct?-5 dispositivos de interruptor pueden incluirse en un circuito lógico para decodificar las señales impresas multiplexadas . Tales circuitos se incorporan típicamente para reducir el número de lineas de señales de I/O requeridas para transportar señales de impresión desde un controlador de impresora a una cabeza de impresión. Sin embargo, estos circuitos de interruptor no afectan 10 significativamente la operación de la presente invencipn como se describe en la misma. De este modo, una descripción detallada de tales circuitos no es necesaria para un entendimiento de la presente invención. Una meta en el diseño de cabezas de impresión 15 de chorro de tinta es disminuir las variaciones de energia de calentador a calentador. Para que el tamaño de las burbujas de tinta producidas por los calentadores del mismo tamaño sea consistente a través de la disposición, cada calentador 14 grande debe disipar la misma energía' 20 como cada otro calentador 14 grande, y cada calentador 16 chico debe disipar la misma energía como cada otro calentador 16 chico. Si los calentadores del mismo tamaño disipan cantidades diferentes de energía para generar calor para producir las burbujas de tinta, ías 25 variaciones indeseables en el tamaño de gotitas de tinta *^{s*í* 18 ocurre. Tales variaciones en el tamaño de gotitas de tinta dan como resultado en calidad de impresión degrada. La presente invención disminuye las variaciones én la energía disipada de calentador a calentador al igualar aproximadamente las caídas de voltaje a través dfe todos los calentadores 14 y 16, tanto grandes como chicos. Puesto que los pares 17 y 19 de interruptor-calentador se conectan en paralelo, igualar las caídas ó&? voltaje a través de los calentadores 14 y 16 rsquáere igualar las caídas de voltajes a través de los dispositivos 18 y 20 de interruptor. Esta meta de diseño se logra en la modalidad preferida de la invención al establecer las resistencias RS? y Rs2 de interruptor de acuerdo con la siguiente relación: S2 -RH2 (8) Puesto que los valores ejemplares de RHI RH2 se determinaron previamente por tener 28 ohmios y 56 ohmios, respectivamente, la relación de la ecuación5 (7) se vuelve: Rsi j^, 2812 .= 0.5. Rs2 56O (9) Generalmente la resistencia de un dispositivo fes. de MOSFET, tal como el dispositivo 18 y 20 de interruptor, es la suma de su resistencia de fuente, resistencia de consumo, y resistencia de canal. Las resistencias de fuente y consumo de un dispositivo de MOSFET se determinan por lo menos en parte por las anchuras de línea de fuente-consumo del dispositivo. Como se describe en detalle a continuación, la modalidad preferida de la invención logra la relación de la ecuación (9) al ajustar las anchuras de línea de fuente-consumo del primer y segundo dispositivos 18 y 20 de interruptor. Mostrada en la Figura 6, se encuentra la estructura del primero y segundo dispositivos 18 y 20 de interruptor de MOSFET en el sustrato 4 de acuerdo con una modalidad preferida de la invención. El primer dispositivo 18 de interruptor incluye una región 28 de fuente separada de una región 30 de consumo por un canal 32 que tiene una anchura C. La anchura de línea de fuente-consumo del primer dispositivo 18 de interruptor se representa por W1 y la longitud de canal del primer dispositivo 18 de interruptor se representa por LS?. El segundo dispositivo 20 de interruptor incluye una región 34 de fuente separada de una región 36 de consumo por el canal 32. La anchura de línea de fuente-consumo y la longitud del canal del segundo dispositivo 20 de interruptor se representa por WL2 y Ls2 respectivamente, como se muestra en las Figuras 2 y 3, las toberas adyacentes y los calentadores se separan verticalmente por 0.004 centímetros (l/Aoo pulgadas). De este modo, como se muestra en la Figura 6, la anchura total que un par adyacente de dispositivos 18 y 20 de interruptor puede ocupar es de 0.008 centímetros (2/6oo pulgadas) o aproximadamente 84.7 um. Esta anchura total se asigna de acuerdo a: WS? + Ws2 = 84.7 µm, donde (10) Wsi = 4(WL1) + 4(C) Al) WS2 = 4( L2) + 4(C) :i2; Basados en las ecuaciones (10), (11), y (12), si C es 2.5 um, la relación deseada entre WL? y WL2 se expresa como: WL? + WL2 = 16.2 µm. (13) La Figura 7 muestra una solución concisa para una primera simulación de orden de los dispositivos 18 y 20 de MOSFET preferidos que cumplen los requerimientos de las ecuaciones (9) y (13) . De acuerdo con los resultados de simulación, los valores preferidos para L? y WL2 son 13.1 y 3.1 µm, respectivamente. También, coüao la Figura 7 indica, un valor mínimo de Rsi, 4.3O, resulta cuando ¿Lai ^ es igual a aproximadamente 800um. Si RS? es igual a 4*3=2f, la relación de la ecuación (9) se cumple cuando RR2 es 5 igual a 8.6O. Con referencia continua a la Figura 7, cuando Rs2 es igual a 8.6O, LS2 es igual a aproximadamente 570 µm. De este modo de acuerdo con las ecuaciones (11) y (12), WS? y Ws2 son aproximadamente 62.3 µm y 22.4 µm, respectivamente. Por lo tanto, los valores dimensionales 10 para una modalidad preferida de los dispositivos 18 y 20 de interruptor se resume como sigue: WL? = 13.1 µm, Sf^ fe 3.1 µm S? fe 62.3 µm, Ws2 = 22.4 µm, LS? = 800 µm, Ls2 fe 570 µm, y C fe 2.5 µm. En una modalidad alternativa de la invención, 15 mostrada en la Figura 8a, las primeras y segundas fuentes de voltajes, Vdd? y Vdd2, se proporcionan para impulsar los primeros y segundos pares 17 y 19 de interruptor- calentador. En esta modalidad, los primeros pares 17 de interruptor-calentador se conectan en paralelo a través 20 de la primera fuente Váúl de voltaje, y los segundos pares 19 de interruptor-calentador se conectan en paralelo a través de la segunda fuente Vdd2 de voltaje. Con las fuentes de voltaje separadas, la energía de calor generada por los calentadores 14 y 16 pueden amoldarse al 25 tamaño de gotita de tinta al ajustar el voltaje Vdd? con voltaje Vdd2 es menor que el voltaje Vdd? de manera q e los segundos calentadores 16 generan menos energía de calor Oµando se activan que como lo hacen * los primeros calentadores 14. De acuerdo con esta segunda Aodalidad, los calentadores 14 y 16 pueden ser cuadrados de este modo pueden tener resistencias equivalentes (RHI = RHS) * Sin 10 embargo, como con la primera modalidad, las áreas de Ibs calentadores 14 y 16 en la segunda modalidad, se mantienen preferiblemente en 441 y 276 micrones cuadrados, respectivamente. Como se discute en lo anterior, esto proporciona la mayor transferencia .de 15 energía eficiente para generar gotitas de tinta de dos diferentes tamaños. Preferiblemente, para cada calentador 14 grande de la segunda modalidad, H? y LHI son aproximadamente 21 micrones. Para cada calentador 17 chico de la segunda modalidad, WH2 y LH2 son 20 preferiblemente de alrededor de 16.16 micrones. De acuerdo con la segunda modalidad, se muestra en la Figura 9 una configuración de cableado que conecta * i los calentadores 14 y 16 alternantes verticalmente á i s^ dos diferentes fuentes Vdd? y Vdd2. Un primer bué 38 25 metálico, el cual se conecta a la fuente ¥dd? de voltaje, preferiblemente reside en la misma capa de microplaquetas como los calentadores 14 y 16. El bus 38 se conecta a las trazas 38a metálicas que suministran el voltaje Vddi a un lado de los calentadores 14 grandes. Los otros lados de los calentadores 14 grandes se conectan a las trazas 38b metálicas en la misma capa. Las trazas 38b metálicas se conectan, por medio de vías 40, a los drenadores 42 de los primeros dispositivos 18 de interruptor que reside en una capa por debajo de los calentadores 14 grandes. Un segundo bus 44 metálico se conecta a la fuente V 2 de voltaje. El bus 44 preferiblemente reside en una capa de microplaquetas por debajo de la capa que contiene los calentadores 14 y 16, tal como la capa que contiene los dispositivos 18 y 20 de interruptor. El bus 44 se conecta, por medio de las vías 45 a las trazas 46a metálicas que residen en la misma capa que los calentadores 14 y 16. Las trazas 46a se conectan a un lado de los calentadores 16 chicos. De este modo, el voltaje Vdd2 se suministra a un lado de los calentadores 16 chicos por medio del bus 44, las vías 45 y las trazas 46a. Las trazas 46b metálicas, también residen en la misma capa que los calentadores 14 y 16, se conectan al otro lado de los calentadores 16 chicos. Las trazas 46b metálicas se conectan por medio de las vías 48, a los drenadores 50 de los segundos dispositivos 20 de interruptor, que residen preferiblemente en la misma capa que los primeros dispositivos 18 de interruptor. También, mostrado en la Figura 9 se encuentran las fuentes 52 y las compuertas 54 de los primeros dispositivos 18 de interruptor, y las fuentes 56 y las compuertas 58 de los segundos dispositivos 20 de interruptor. De este modo, utilizando sólo dos capas metálicas, la configuración de cableado de la Figura 9 proporciona los dos rieles Vdd? y Vdd2 de voltaje separados a los calentadores 14 y 16 grandes y chicos alternantes verticalmente. La Figura 9 representa una porción ejemplar de la geometría de cableado del calentador, y se apreciará que el patrón mostrado en la Figura 9 se repite en la dimensión vertical para formar el resto de la disposición del calentador. Se contempla, y será aparente para aquellos expertos en la técnica a partir de la descripción precedente y los dibujos anexos que modificaciones y/o cambios pueden hacerse en las modalidades de la invención. Por ejemplo, la invención no se limita a la relación de la ecuación (9) . Los beneficios de la invención pueden realizarse utilizando otras relaciones de resistencia de dispositivo de interruptor. También, la invención no se limita a las dimensiones determinadas en el Ejemplo anterior. La invención puede hacerse a escala

Claims

primera resistencia eléctrica de calentador, y cada uno de los primeros calentadores genera calor a medida que una primera corriente eléctrica fluye sustancialmente en una primera dirección a través del material eléctricamente resistente; primeros dispositivos de interruptor dispuestos en el sustrato adyacentes a los primeros calentadores, cada uno de los primeros dispositivos de interruptor se conecta eléctricamente en serie con un primer calentador correspondiente, los primeros dispositivos de interruptor tienen cada uno una primera resistencia eléctrica de interruptor; segundos calentadores dispuestos en el sustrato adyacentes a la segunda tobera, cada uno de los segundos calentadores se asocia con una segunda tobera correspondiente, cada uno de los segundos calentadores comprende material eléctricamente resistente y tiene una segunda resistencia eléctrica de calentador, cada uno de los segundos calentadores genera calor a medida que una segunda corriente eléctrica fluye sustancialmente en la primera dirección a través del material eléctricamente resistente; y segundos dispositivos de interruptor dispuestos en el sustrato adyacente a los segundos calentadores, cada uno de los segundos dispositivos de interruptor se conecta eléctricamente en serie con un segundo calentador correspondiente, los segundos dispositivos de interruptor tienen cada uno una segunda resistencia eléctrica de interruptor; en donde la segunda resistencia eléctrica de interruptor es más grande que la primera resistencia eléctrica de interruptor. 2. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la primera resistencia del calentador es más chica que la segunda resistencia del calentador. 3. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende: los primeros calentadores cada uno ocupando una primera área del calentador en el sustrato definida por una primera longitud del calentador en la primera dirección y una primera anchura del calentador en una segunda dirección que es ortogonal a la primera dirección; y los segundos calentadores cada uno ocupando una segunda área del calentador en el sustrato definida por una segunda longitud de calentador en la primera dirección y una segunda anchura de calentador en la segunda dirección, en donde la segunda anchura del calentador es más chica que la primera anchura del . ?A 29 ** calentador. 4. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque ademms comprende: los primeros calentadores cada uno ocupando una 5 primera área del calentador en el sustrato definida por una primera longitud del calentador en la primera dirección y una primera anchura del calentador en una segunda dirección la cual es ortogonal a la primera dirección, y 0 los segundos calentadores cada uno ocupando una-, segunda área del calentador en el sustrato definida' por una segunda longitud del calentador en la primera dirección y una segunda anchura del calentador en la segunda dirección, 15 en donde la segunda longitud del calentadoir es más larga que la primera longitud del calentador. 5. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque ade s comprende: los primeros calentadores cada uno ocupando una 20 primera área del calentador en el sustrato; y los segundos calentadores cada uno ocupando una segunda área del calentador en el sustrato, en donde la segunda área del calentador es más chica que la primera área del calentador. 25 6. La cabeza de impresión de conformidad con la. ** reivindicación 1, caracterizada porque además comprende: los primeros dispositivos de interruptor cad& uno ocupando una primera área de interruptor en el sustrato, la primera área de interruptor definida por una 5 primera longitud de interruptor en la primera dirección y »* una primera anchura de interruptor en una segunda dirección que es ortogonal a la primera dirección, y los segundos dispositivos de interruptor cada uno ocupando una segunda área de interruptor en el 10 sustrato, la segunda área de interruptor definida por una segunda longitud de interruptor en la primera dirección y una segunda anchura de interruptor en la segunda % dirección, * en donde la primera anchura de interruptor e«s * 15 más grande que la segunda anchura de interruptor. 7. La cabeza de impresión de conformidad con la" reivindicación 1, caracterizada porque, además, ' comprend : los primeros dispositivos de interruptor cada,, » 20 uno ocupando una primera área de interruptor en rel* sustrato, la primera área de interruptor definida por una* primera longitud de interruptor en la primera dirección y una primera anchura de interruptor en una segunda dirección que es ortogonal a la primera dirección, y 25 los segundos dispositivos de interruptor cada uno ocupando una segunda área de interruptor en el sustrato, la segunda área de interruptor definida por una segunda longitud de interruptor en la primera dirección y una segunda anchura de interruptor en la segunda dirección, en donde la primera longitud de interruptor es más grande que la segunda longitud de interruptor. 8. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende: los primeros dispositivos de interruptor cada uno ocupando una primera área de interruptor en el sustrato, y los segundos dispositivos de interruptor cada uno ocupando una segunda área de interruptor en el sustrato, en donde la primera área de interruptor es más grande que la segunda área de interruptor. 9. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende: los primeros dispositivos de interruptor dispuestos en las primeras posiciones alineadas en la segunda dirección; y los segundos dispositivos de interruptor dispuestos en las segundas posiciones alineadas en la segunda dirección, en donde las primeras posiciones alternan £ fc n J: #* las segundas posiciones. > 10. Una cabeza de impresión de chorro de tinta que tiene una pluralidad de toberas a través de las cuales las gotitas de tinta se expulsan hacia un medio de impresión, la pluralidad de toberas incluye las primeras toberas que tienen un primer diámetro para expulsar las gotitas de tinta que tiene una primera masa, las segundas toberas tienen un segundo diámetro para expulsar las 10 gotitas de tinta que tiene una segunda masa, en donde el primer diámetro es mayor que el segundo diámetro, y la primera masa es más grande que la segunda masa, la cabeza de impresión está caracterizada porque comprende: una placa de toberas que contiene la pluralidadA 15 de toberas; un sustrato dispuesto adyacente a la placa dß, toberas; primeros calentadores dispuestos en el sustrato' adyacentes a las primeras toberas, cada uno de los 20 primeros calentadores se asocia con una primera tobera correspondiente, cada uno de los primeros calentadores comprende material eléctricamente resistente y genera* calor a medida que una primera corriente eléctrica fluye sustancialmente en una primera dirección a través del 25 "Material eléctricamente resistente; y # la reivindicación 10, caracterizada porque además comprende : los primeros calentadores cada uno teniendo una primera resistencia eléctrica de calentador; y los segundos calentadores tienen cada uno una segunda resistencia eléctrica de calentador, en donde la primera resistencia eléctrica del calentador es más chica que la segunda resistencia eléctrica del calentador. 12. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque comprende: los primeros calentadores cada uno ocupando una primera área de calentador en el sustrato definida por una primera longitud de calentador en la primera dirección y una primera anchura de calentador en una segunda dirección la cual es ortogonal a la primera dirección, y los segundos calentadores cada uno ocupando una segunda área de calentador en el sustrato definida por una segunda longitud de calentador en la primera dirección y una segunda anchura de calentador en la segunda dirección, en donde la segunda anchura del calentador es más chica que la primera anchura del calentador. 13. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque además comprende : los primeros calentadores cada uno ocupando una primera área de calentador en el sustrato definida por una primera longitud de calentador en la primera dirección y una primera anchura de calentador en una segunda dirección la cual es ortogonal a la primera dirección, y los segundos calentadores cada uno ocupando una segunda área de calentador en el sustrato definida por una segunda longitud de calentador en la primera dirección y una segunda anchura de calentador en la segunda dirección, en donde la segunda longitud de calentador es más larga que la primera longitud del calentador. 14. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque además comprende: los primeros calentadores cada uno ocupando una primera área de calentador en el sustrato, y los segundos calentadores cada uno ocupando una segunda área de calentador en el sustrato, en donde la primera área del calentador es más grande que la segunda área del calentador. 15. La cabeza de impresión de conformidad con dirección la cual es ortogonal a la primera dirección, y los segundos dispositivos de interruptor cada,,, uno ocupando una segunda área de interruptor e el sustrato, la segunda área de interruptor definida por una # segunda longitud de interruptor en la primera dirección y " una segunda anchura de interruptor en la segunda dirección, en donde la primera longitud de interruptor es ' más larga que la segunda longitud de interruptor. 17. La cabeza de impresión de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque además comprende: los primeros dispositivos de iafterruptor c«da** ^ uno teniendo una primera resistencia eléctrica de interruptor; y los segundos dispositivos de interruptor cada uno teniendo una segunda resistencia eléctrica de * interruptor, en donde la primera resistencia eléctrica de interruptor es más chica que la segunda resistencia eléctrica de interruptor. 18. La cabeza de impresión de conformidad coa la reivindicación 10, caracterizada porque además comprende: los primeros dispositivos de interruptor dispuestos en las primeras posiciones alineadas en la segunda dirección; y los segundos dispositivos de interruptor dispuestos en las segundas posiciones alineadas en la segunda dirección, en donde las primeras posiciones alternan con las segundas posiciones. 19. Una cabeza de impresión de chorro de tinta que tiene una pluralidad de toberas a través de las cuales las gotitas de tinta se inyectan hacia un medio de impresión, la pluralidad de toberas incluyen primeras toberas que tienen un primer diámetro para expulsar gotitas de tinta que tiene una primera masa, y segundas toberas que tienen un segundo diámetro para expulsar gotitas de tinta que tienen una segunda masa, en donde el primer diámetro es mayor que el segundo diámetro, y la primera masa es más grande que la segunda masa, la cabeza de impresión está caracterizada porque comprende: una placa de toberas que contiene una pluralidad de toberas; un sustrato dispuesto adyacente a la placa de toberas; primeros pares de interruptor-calentador que comprenden: primeros calentadores dispuestos en el sustrato adyacentes a las primeras toberas, cada uno de los primeros calentadores se asocia con una primera tobera correspondiente, cada uno de los primeros calentadores comprende material eléctricamente resistente que ocupa una primera área de calentador en el sustrato, cada uno de los primeros calentadores desarrolla una primera caída de voltaje del calentador como una primera corriente eléctrica que fluye a través de cada uno de los primeros calentadores; y primeros dispositivos de interruptor dispuestos en el sustrato adyacentes a los primeros calentadores y conectados eléctricamente en serie con los primeros calentadores, cada uno de los primeros dispositivos de interruptor desarrolla una primera caída de voltaje del dispositivo de interruptor a medida que la primera corriente eléctrica fluye a través de cada uno de los primeros dispositivos de interruptor; y segundos pares de interruptor-calentador que comprenden: segundos calentadores dispuestos en el sustrato adyacentes a las segundas toberas, cada uno de los segundos calentadores se asocia con una segunda tobera correspondiente, cada uno de los segundos calentadores comprende material eléctricamente resistente que ocupa una segunda área de calentador en el sustrato, cada uno -? ** -% 40 -* de los segundos calentadores desarrolla una segunda caída .. de voltaje del calentador a medida qué una segunda corriente eléctrica a medida que una segunda corriente -"* eléctrica fluye a través de cada uno de los segu dop y¿ V 5 calentadores; y #! segundos dispositivos de interruptor dispuestos en el sustrato adyacentes a los segundos "calentadores y conectados eléctricamente en serie con los segundos calentadores, cada uno de los segundos dispositivos de 10 interruptor desarrolla una segunda caída de voltaje del dispositivo de interruptor a medida que la segunda corriente eléctrica fluye a través de cada uno de los , dispositivos de interruptor; en donde los primeros pares de interruptor- 15 calentador se conectan eléctricamente en paralelo con los segundos pares de interruptor-calentador, la primera área del calentador es más grande que la segunda área del calentador, y la primera caída de voltaje del dispositivo de interruptor es sustancialmente equivalente a la 20 segunda caída de voltaje del dispositivo de interruptor. 4. k 20. Una cabeza de impresión de chorro de tinta .^ que tiene una pluralidad de toberas a través de las * 4 cuales las gotitas de tinta se expulsan hacia un medio de» - impresión, la pluralidad de toberas incluyen primeras 25 toberas que tienen un primer diámetro para expulsar las conectados eléctricamente en serie con los primeros calentadores; y segundos pares de interruptor-calentador conectados a una segunda fuente de voltaje para suministrar un segundo voltaje a través de los segundos pares de interruptor-calentador, el segundo voltaje es más chico que el primer voltaje, los segundos pares de interruptor-calentador comprenden: segundos calentadores dispuestos en el sustrato adyacentes a las segundas toberas; cada uno de los segundos calentadores se asocia con una segunda tobera correspondiente, cada uno de los segundos calentadores comprende material eléctricamente resistente que ocupa una segunda área del calentador en el sustrato que es más chica que la primera área del calentador, cada uno de los segundos calentadores tiene una segunda resistencia eléctrica que es sustancialmente equivalente a la primera resistencia eléctrica; y segundos dispositivos de interruptor dispuestos en el sustrato adyacente a los segundos calentadores y se conectan eléctricamente en serie con los segundos calentadores . Una cabeza de impresión de chorro de tinta tiene primeras toberas (10) de un primer diámetro^© a^ expulsar gotitas de tinta que tiene una primera masa, y 5 segundas toberas (12) de un segundo diámetro para expulsar gotitas de tinta que tiene una segunda masa. E1? primer diámetro es más grande que el segundo diámetro, y la primera masa es más grande que la segunda masa. Primeros y segundos pares de interruptor-calentador se 10 conectan en paralelo en un sustrato de la cabeza de impresión. Los primeros pares de interruptor-calentador incluyen primeros calentadores adyacentes a las primeras toberas correspondientes, y los segundos pares de .# i interruptor-calentador incluyen segundos calentadores 15 adyacentes a las segundas toberas correspondientes, Loa primeros (14) y segundos (16) calentadores se componen de material eléctricamente resistente que ocupa la primera y segunda áreas del calentador en el sustrato (4) . o z/ i% -