ITTO990241A1

ITTO990241A1 - Metodo di allineamento per testine multiple di stampa a colori a gettodi inchiostro con rilevatore di optoelettronico integrato.

Info

Publication number: ITTO990241A1
Application number: IT1999TO000241A
Authority: IT
Inventors: Pier Luigi Soriani; Renato Conta
Original assignee: Olivetti Lexikon Spa
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-09-29
Also published as: DE60021256D1; EP1165321A1; WO2000058101A1; US6508530B1; IT1309087B1; EP1165321B1; DE60021256T2

Description

Descrizione dell’Invenzione industriale avente per titolo:

"Metodo di allineamento per testine multiple di stampa a colori a getto di inchiostro con rilevatore di posizione optoelettronico integrato”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Area tecnologica dell’invenzione - Il sistema secondo l’invenzione è diretto ad ottenere l’allineamento operativo tra due o più testine di stampa contenenti diversi inchiostri colorati, montate sul carrello di scansione di una stampante a matrice di punti a getto di inchiostro.

Presupposti tecnici - Sono ampiamente note stampanti a colori a getto di inchiostro, sia del tipo termico che del tipo piezoelettrico, dotate di una molteplicità di testine monocromatiche (tipicamente tre o quattro) contenenti inchiostri diversi (tipicamente corrispondenti ai colori fondamentali ciano, giallo e magenta, ed eventualmente nero); ogni testina dispone di un elevato numero di ugelli per l’emissione di gocce di inchiostro (ad esempio trecento, ma la tendenza attuale della tecnologia porta verso numeri ancora più alti) disposti a passo costante su una o più file parallele, a cui corrispondono altrettanti elementi di emissione per generare le gocce di inchiostro selettivamente eiettate attraverso gli ugelli.

Come è noto nella tecnica più attuale, le testine di stampa a getto di inchiostro del tipo termico comprendono un substrato o “chip" di semiconduttore (solitamente Silicio) su cui sono ricavati, per mezzo di tecnologie note, sia i resistori di emissione, sia i “driver” di potenza per il loro pilotaggio e sia la logica di selezione del singolo resistere di emissione da pilotare; per i primi si utilizza normalmente la tecnologia del “film sottile”, per i secondi la tecnologia LDMOS fiaterai doublé diffused MOS”) e per i terzi la tecnologia CMOS.

La precisione di posizionamento relativo degli ugelli tra di loro su una singola testina è molto elevata, poiché la piastra porta-ugelli è realizzata in un sol pezzo e la parte attiva della testina è realizzata su un unico “chip” di Silicio, utilizzando tecniche microlito-fotografiche che garantiscono notevoli precisioni meccaniche. Non altrettanto elevata è la precisione di posizionamento con cui il “chip” è assemblato sul corpo del contenitore della testina. Quest’ultima è a sua volta montata sul carrello di scansione della stampante, cosicché l'allineamento finale degli ugelli tra le diverse testine monocromatiche (necessario per ottenere una buona qualità di stampa, soprattutto in alta definizione, come è ben noto a chi è esperto del settore) può essere ottenuto solo mediante operazioni aggiuntive di allineamento operativo delle testine da eseguirsi, in modo più o meno automatico, direttamente sulla stampante, con conseguenti difficoltà di ordine pratico ed economico.

Sono stati proposti diversi metodi per automatizzare l'allineamento tra le diverse testine monocromatiche, come ad esempio quelli descritti nei brevetti US 5644344, US 5600350, US 5451990, US 5448269, US 5404020, US 5289208, US 5250956 ed EP 0674993. In tutti questi casi si esegue la stampa di un tracciato campione su un foglio, e successivamente si rilevano gli errori di posizione del tracciato stesso.

Un’altra classe di soluzioni, come ad esempio quelle descritte nei brevetti US 5499098, US 5350929, US 5276467 ed EP 0734877, comprende l’uso di maschere o griglie attraverso le quali, per mezzo di apparecchi ottici, si rilevano i disallineamenti tra le testine.

Il brevetto US 4709248 presenta un dispositivo composto da un illuminatore, da un rilevatore ottico in grado di rilevare una caratteristica nota delle testine e da un encoder lineare che permette di misurare con precisione la posizione del carrello di scrittura lungo la direzione della sua corsa. I disallineamenti tra le testine vengono ricavati dalla misura della posizione del carrello mentre il sistema ottico rileva il transito della caratteristica nota di ogni singola testina.

Nella domanda italiana di brevetto N° TO 97 A 000844 viene presentato un metodo di allineamento per testine multiple di stampa a colorì a getto di inchiostro e relativa testina di stampa con rilevatore ottico di posizione integrato, che tuttavia presenta difficoltà pratiche di realizzazione dovute alla non linearità dei sensori elettro-ottici di posizione.

Sommario dell’invenzione - Scopo della presente invenzione è quello di definire un sistema per ottenere l’allineamento operativo sia orizzontale (direzione di scansione) che verticale (direzione di interlinea) delle testine di stampa di una stampante a colori a getto di inchiostro dotata di testine multiple monocromatiche, con la precisione e la linearità necessarie per una stampa a colorì ad alta definizione di elevata qualità.

Il sistema dell’invenzione si basa sulla disponibilità di testine di stampa comprendenti almeno un dispositivo optoeiettronico che realizza un rilevatore ottico di posizione, costituito da una colonna di fototransistor, integrata sul “chip" stesso della testina, cioè costruita nel corso del medesimo processo produttivo, mediante gli stessi passi di processo e le stesse maschere comunque necessarie a realizzare una testina termica a getto di inchiostro integrata, e quindi senza aumento di costi e difficoltà rispetto alle testine note.

In tal modo, il dispositivo optoeiettronico integrato costituisce un rilevatore ottico di posizione allineato con gli ugelli con precisione fotolitografica, mediante il quale è possibile rilevare automaticamente, attraverso la procedura descritta nel seguito, sia la posizione orizzontale che quella verticale di ogni singola testina monocromatica montata sul carrello di scansione; il sistema dell'invenzione utilizza i rilevamenti di posizione così effettuati per operare, tramite il governo elettronico della stampante, le opportune correzioni con cui compensare gli errori di allineamento geometrico riscontrati.

Gli errori di allineamento orizzontale vengono corretti ritardando o anticipando opportunamente l’emissione delle gocce di inchiostro da parte delle diverse testine di stampa monocromatiche in funzione della differenza tra la posizione teorica e la posizione reale della testina stessa; gli errori di allineamento verticale vengono corretti, invece, scalando opportunamente il comando elettronico degli ugelli di una o più posizioni, accettando un disallineamento massimo pari alla metà del passo tra gli ugelli e rinunciando ad utilizzare gli ugelli di ogni testina collocati all’esterno di una fascia di allineamento comune.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di definire un metodo rapido e preciso per l’allineamento della piastrina portaugelli rispetto al substrato di Silicio durante il processo di produzione della testina, che eviti le criticità, indotte da variazioni di contrasto ottico tra film di lotti diversi, presenti in altri metodi, che utilizzano sistemi di visione per l’allineamento.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di definire un metodo rapido e preciso per l’allineamento del sottoinsieme, costituito dalla piastrina portaugelli e dal substrato di Silicio, sul corpo in plastica della testina.

I suddetti scopi sono ottenuti per mezzo di un metodo di allineamento per testine multiple di stampa a colori a getto di inchiostro con rilevatore di posizione optoelettronico integrato, caratterizzato come definito nelle rivendicazioni principali.

Questi ed altri scopi, caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti sulla base della seguente descrizione di una sua forma preferita di realizzazione, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento agli annessi disegni.

ELENCO DELLE FIGURE

Fig. 1 - Rappresenta la vista assonometrica di una stampante a getto di inchiostro.

Fig. 2 - Rappresenta lo schema di principio di una colonna di fototransistor che costituiscono un dispositivo optoelettronico.

Fig. 3 - Rappresenta la struttura fisica di un fototransistor della colonna di Fig. 2.

Fig. 4 - Indica le dimensioni geometriche della colonna di fototransistor e dello spot luminoso.

Fig. 4a e 4b - Rappresentano una uscita video prodotta da due diverse scansioni dei segnali generati dalla colonna di fototransistor quando attraversa lo spot luminoso.

Figg. 5a ÷5e -Rappresentano diverse uscite video generate durante scansioni successive della colonna di fototransistor.

Fig. 6 - Rappresenta lo schema elettrico di principio di una colonna di fotodiodi che costituiscono un dispositivo optoelettronico.

Fig. 7 - Rappresenta la struttura fisica di un fotodiodo della colonna

di Fig.6.

Fig. 8 - Rappresenta schematicamente una vista in sezione di un PSD lineare.

Fig. 9 - Rappresenta una vista in pianta del PSD lineare di Fig. 8.

Fig. 10 - Rappresenta una vista assonometrica del PSD lineare di Fig. 8. Fig. 11 - Rappresenta lo schema elettrico di principio del PSD lineare di Fig. 8.

DESCRIZIONE DELLA FORMA PREFERITA

Nella Fig. 1 è rappresentata una stampante a colorì a getto di inchiostro con l’indicazione delle parti rilevanti ai fini della presente invenzione. Nella figura sono visibili una struttura fìssa 41, un carrello di scansione 42, quattro testine di stampa monocromatiche 40, un dispositivo di illuminazione fisso 43, un encoder 44 ed un riscontro 45.

La stampante può costituire un prodotto a sé stante, oppure essere parte di una fotocopiatrice, di un “plotter", di una macchina fac-simile, di una macchina per la riproduzione di fotografie e simili. La stampa viene effettuata su un supporto fisico 46, costituito normalmente da un foglio di carta, oppure da un foglio di plastica, da tessuto o sìmili.

Nella stessa Fig. 1 sono riportati gli assi di riferimento:

asse x: orizzontale, cioè parallelo alla direzione di scansione del carrello 42;

asse y: verticale, cioè parallelo alla direzione di interlinea;

asse z: perpendicolare agli assi x e y.

Il sistema di allineamento secondo l’invenzione, diretto ad ottenere l’allineamento operativo sia orizzontale che verticale delle testine monocromatiche 40 montate sul carrello di scansione 42 con la precisione necessaria per una stampa a colori ad alta definizione, richiede la disponibilità, aggiuntiva rispetto a quanto normalmente presente in una analoga stampante secondo la tecnica nota, di:

a) testine di stampa dotate di una colonna di fototransistor integrata, cioè costruita nel corso del medesimo processo produttivo, mediante gli stessi passi di processo necessari per la produzione dei circuiti integrati a semiconduttore, con cui sono realizzati, a partire dal comune substrato di Silicio, gli altri componenti necessari al funzionamento della testina stessa, quali i resistor! di emissione, i circuiti di selezione, i pilotaggi ed i conduttori di collegamento,

b) un dispositivo di illuminazione fìsso 43 a bordo della stampante,

c) un governo elettronico in grado di elaborare in un primo modo i segnali generati dalla colonna di fototransistor e di scalare di una o più posizioni, in entrambi i sensi della direzione verticale, i comandi agli ugelli di eiezione dell'inchiostro,

d) un governo elettronico in grado di elaborare in un secondo modo i segnali generati dalla colonna di fototransistor e di ritardare o anticipare l'emissione delle gocce di inchiostro in funzione dei segnali così elaborati, allo scopo di correggere gli errori di allineamento in direzione orizzontale.

Testina di stampa dotata di una colonna di fototransistor integrata - La testina di stampa 40 secondo l'invenzione è una testina a getto di inchiostro del tipo termico multiugelli, con circuiti di selezione e di pilotaggio realizzati in tecnologia CMOS e LDMOS e componenti per la generazione delle gocce realizzati in tecnologia a film sottile, integrati su un unico supporto (substrato o “chip” a semiconduttore), del tipo noto nella tecnica.

Il substrato a semiconduttore comprende inoltre una colonna 50 di fototransistori, il cui schema elettrico è rappresentato nella Fig. 2, integrata sul medesimo supporto e realizzata con gli stessi passi di processo necessari per la produzione dei circuiti integrati a semiconduttore sopra citati. I fototransistori della colonna 50 sono posti verticalmente, cioè nella direzione parallela alle file di ugelli e sono indirizzati da uno shirft register 60, realizzato con la tecnologia CMOS durante gli stessi passi di processo necessari per la produzione degli altri componenti della testina.

Dal punto di vista elettrico, la colonna 50 è costituita da M fototransistori 51 -i, con i variabile da 1 a M, aventi basi aperte 52-i; collettori comuni 53-i connessi elettricamente tra loro in un nodo comune 54 da cui ricevono una tensione di alimentazione V+ ; ed emettitori indipendenti 56-i. A titolo di esempio M può assumere il valore 16.

I fototransistori 51-i, attraverso gli emettitori 56-i, erogano delle fotocorrenti l-i, sostanzialmente proporzionali all’area illuminata ed all’intensità della luce che interessano ciascuna delle basi 52-i, quando queste vengono opportunamente illuminate da un fascio luminoso 66.

La testina comprende inoltre uno “shift register' 60, che presenta M tensioni U-i su altrettante posizioni di uscita; una pluralità di transistori MOSFET 55-i, che svolgono una funzione di interruttore elettronico sulle correnti l-i, abilitati a condurre uno alla volta ed in successione per mezzo di una opportuna sequenza delle tensioni U-i applicate agli elettrodi “gate" 58-i; una barra comune 62 che raccoglie la corrente l-i di volta in volta selezionata; e un amplificatore di carica 64, che riceve in ingresso la corrente l-i condotta dalla barra comune 62, e che fornisce sull’uscita 57 una tensione V-i sostanzialmente proporzionale alla corrente l-i.

La generazione dei segnali analogici di tensione V-i in uscita dall'amplificatore di carica 64, per mezzo dell'azione combinata dei componenti descritti, verrà dettagliatamente descritta nel seguito.

La struttura fisica della colonna 50 di fototransistori è rappresentata schematicamente nella Fig. 3 mediante una vista secondo una sezione parallela al piano y-z, che mostra solamente uno dei fototransistori 51 H, composto da una zona N Veli” realizzata per diffusione su un substrato 63 di Silicio di tipo P, che costituisce il collettore 53-i collegato al nodo comune 54 attraverso un contatto 68-i di tipo N+; da un “body" di tipo P che costituisce la base aperta 52-i; e dallo strato di tipo N+, che costituisce l’emettitore 56-i. La colonna 50 di fototransistorì è poi protetta da uno strato 65 di passivazione di protezione, ad eccezione delle aree dove sono depositate le metallizzazioni che costituiscono i contatti con i conduttori di uscita 54 per i collettori, e 67-i, per gli emettitori.

La configurazione geometrica delle aree fotosensibili, corrispondenti alle basi aperte 52-i dei fototransistorì 51 -i costituenti la colonna 50, è rappresentata in Fig. 4. Ciascuna delle aree fotosensibili 52-i ha, esemplificativamente ed in modo non limitativo, una forma quadrata con lato preferibilmente compreso tra 10 e 50 μτη, oppure una forma rettangolare le cui dimensioni A e B sono preferibilmente comprese nei seguenti limiti:

A Altezza, parallela all'asse y 10 ÷ 50 μιη

B Larghezza, parallela all’asse x 10 ÷ 150 μτη

inoltre, tali aree fotosensibili 52-i sono contigue ed incolonnate tra loro in modo da formare complessivamente la colonna 50 di fototransistori, avente la forma di un unico rettangolo di altezza H, parallela all’asse y.

Il processo descritto consente di ottenere un'ottima riproducibilità delle caratteristiche fotoelettriche dei fototransistori 51 -i, poiché esse dipendono essenzialmente dal drogaggio del P "body” 52-i e dalla giunzione P “body" - N “well", cosicché la dispersione dei valori della fotocorrente di emettitore fra i diversi fototransistori integrati sullo stesso “chip" è inferiore al ±2%, mentre la dispersione della fotocorrente di emettitore fra colonne di fototransistori 50 su “chip" diversi è contenuta nel ± 10%, nel caso in cui i drogaggi delle aree N e P siano realizzati mediante “ion implantation" con controllo del drogaggio migliore del ± 5%.

Ma il principale vantaggio, ottenuto dall'aver integrato la colonna 50 sul “chip" della testina, è l’estrema precisione con cui il la colonna 50 stessa è posizionata rispetto agli ugelli, poiché viene realizzata sullo stesso substrato di Silicio che contiene gli altri componenti, utilizzando tecniche microlito-fotografiche che garantiscono notevoli precisioni meccaniche.

Dispositivo di illuminazione - Il dispositivo di illuminazione 43 è costituito da una sorgente luminosa, tipicamente un diodo luminoso (LED) o un diodo laser, noti in sé, ed è vincolato ad un elemento fisso rispetto alla struttura 41 della stampante. Utilizzando un sistema ottico noto, il dispositivo focalizza o collima il fascio luminoso 66 in modo da formare uno “spot" luminoso circolare 70 sul piano delle aree fotosensibili 52-i della colonna 50, parallelo al piano x-y, come è mostrato nelle Figg. 4, 4a e 4b.

Governo elettronico - Comprende tipicamente un microprocessore, noto in sé, e circuiti elettronici tutti standardizzati noti in sé.

Generazione dei segnali - Verrà ora descrìtto il metodo con cui la colonna 50 di fototransistorì viene utilizzata per generare i segnali necessari all’allineamento di una testina secondo l'invenzione, con riferimento alla Fig 1. Ciascun fototransistore 51 -i, attraverso gli emettitori 56-i, eroga una fotocorrente l-i, sostanzialmente proporzionale all’area illuminata ed all’intensità della luce che interessano la conrispondente base 52-i, quando questa viene opportunamente illuminata dal fascio luminoso 66.

Viene inizialmente attivato il segnale di reset 71 dello shift register 60, e dopo un certo tempo viene disattivato. Durante il primo periodo del “dock” 61 successivo alla disattivazione del reset 71 lo shift register 60 commuta la sola uscita U-1 al valore logico "1”, mentre lascia al valore logico "0" tutte le uscite rimanenti, da U-2 a U-M. Questo porta in conduzione il solo MOSFET 55-1, che fa transitare sulla barra comune 62 la corrente 1-1. Questa entra nell'amplificatore di carica 64, il quale fornisce sull'uscita video 57 una tensione V-1 , sostanzialmente proporzionale ad I-1, che risulta così disponibile per successive elaborazioni.

In alternativa aH’amplificatore di carica 64 può essere utilizzato un convertitore che fornisca all’uscita 57 un treno di impulsi, un codice binario o un altro segnale simile, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione.

Trascorso un periodo del "clock" 61, di durata T, lo shift register 60 commuta l’uscita U-1 al valore logico "0", commuta la sola uscita U-2 al valore logico “1, mentre lascia al valore logico “0” tutte le uscite rimanenti, da U-3 a U-M. Questo porta in conduzione il MOSFET 55-2, che fa transitare sulla barra comune 62 la corrente 1-2. L'amplificatore di carica 64 fornisce sull’uscita 57 una tensione V-2, sostanzialmente proporzionale ad 1-2.

Analogamente, nei successivi perìodi del “clock” 61, lo shift register 60 commuta in successione ed una alla volta le uscite U-i al valore logico “1”, in modo da far transitare sulla barra comune 62 le correnti l-i, una alla volta ed in successione. Conseguentemente l'amplificatore di carica 64 fornisce sull’uscita 57 le tensioni V-i, una alla volta ed in successione, sostanzialmente proporzionali ad l-i.

Dopo aver attivato l’uscita U-M, e aver fornito aH’usdta 57 la tensione V-M, il ciclo riprende come sopra, con l’attivazione dell'uscita U-1.

La descrizione prosegue con riferimento alla Fig. 4. In aggiunta alle dimensioni A, B, H ed al numero M, già definiti, si definiscono ulteriormente le seguenti grandezze:

D Diametro dello spot luminoso

K Numero delle scansioni eseguite durante l’illuminamento della colonna 50

Q Durata dell'attraversamento

S Durata di una scansione

T Durata di 1 periodo di “clock"

W Velocità del carrello durante la misura

e si assumono le seguenti ipotesi, non limitative:

- il disallineamento in verticale della testina rispetto alla posizione teorica è contenuto entro ±150 μm ;

- ciascuna delle aree fotosensibili 52-i ha una forma quadrata di dimensioni A χ B = 20 x 20 μm;

- il numero M dei fototransistori è 16, e quindi l'altezza complessiva della colonna 50 di fototransistori è H = M x A = 16 x 20 pm = 320 μm ;

- la frequenza del “clock” 61 dello shift register 60 è 0,5 MHz, e quindi la durata del periodo risulta T = 2 ps, e quindi la durata complessiva S di una scansione risulta S = M xT= 16 x 2 ps = 32 ps; e

- il diametro D dello spot 70 è D = 100 μm .

Durante l'operazione di misura del disallineamento, il carrello 42 che reca a bordo la testina 40 con la colonna 50 di fototransistori viene mosso a bassa velocità W, ad esempio 1 cm/s parallelamente all’asse x, in modo che la colonna 50 di fototransistori attraversi lo spot 70 nella direzione indicata dal vettore W.

Il tempo Q che intercorre tra un primo istante in cui la colonna 50 di fototransistori viene lambita inizialmente dallo spot 70 ed un secondo istante in cui la colonna 50 di fototransistori abbandona completamente lo spot 70 è sufficiente affinché lo shift register 60 comandi numerose scansioni complete delle correnti l-i. Infatti, con i valori in esempio, durante il tempo Q la colonna 50 deve percorrere una distanza pari a (20 μm 100 μm ) = 120 μm che, con la velocità W ipotizzata di 1 cm/s, richiede Q = 12 ms, mentre la scansione completa dei 16 segnali V-i ha una durata S di 32 ps. Tra detto primo e detto secondo istante si può perciò effettuare un numero K di scansioni dato da K = Q / S = 375.

La Fig. 4a rappresenta la colonna 50 mentre sta entrando sotto lo spot 70. In questa prima configurazione lo spot 70 illumina parzialmente l’area fotosensibile 52-7 ed in misura minore le aree 52-6 e 52-8.

Sull'asse del tempo t del diagramma cartesiano di Fig. 4a vengono riportati gli istanti t-i corrispondenti alle successive attivazioni delle uscite U-i durante una scansione, separati tra loro dell'intervallo T, pari al perìodo del “clock’’ 61. Sull'asse delle ordinate vengono riportati i segnali V-i presenti all’uscita video 57 negli istanti t-i. Nel diagramma, corrispondente ad una scansione eseguita durante questa prima configurazione, risultano diversi da zero i soli segnali V-6, V-7 e V-8, presenti all’uscita video 57 negli istanti t-6, t-7 e t-8. Il segnale V-7 è inferiore al valore V-max, poiché l’area 52-7 è parzialmente illuminata. I segnaji V-6 e V-8 risultano ancora minori, poiché le aree 52-6 e 52-8 sono illuminate in modo marginale.

La Fig. 4b rappresenta la colonna 50 di fototransistori in un momento successivo, quando è maggiormente sovrapposta allo spot 70. In questa seconda configurazione lo spot 70 illumina completamente le aree fotosensibili 52-6, 52-7 e 52-8, e marginalmente le aree 52-5 e 52-9. Nel diagramma cartesiano, corrispondente ad una scansione eseguita durante questa seconda configurazione, risultano diversi da zero i segnali V-5, V-6, V-7, V-8 e V-9. Il segnale V-7 è pari al valore V-max, poiché l’area 52-7 è totalmente illuminata. I segnali V-6 e V-8 risultano leggermente minori, poiché le aree 52-6 e 52-8, pur essendo completamente interne allo spot 70, sono vicine ai bordi; infine i segnali V-5 e V-9 risultano ancora minori, poiché le aree 52-5 e 52-9 sono illuminate in modo marginale.

Nelle Figg. 5a ÷ 5e sono rappresentate esemplificativamente cinque tra le possibili posizioni relative tra lo spot 70 e le aree fotosensibili 52-i mentre la testina 40 , trasportata dal carrello 42 alla velocità W, attraversa lo spot 70. In ciascuna figura sono riportati i segnali V-i all'uscita video 57 conseguenti alla scansione effettuata in ciascuna posizione.

Nela condizione di Fig. 5c il centro dello spot 70 coincide con la linea verticale L che rappresenta la mezzerìa della colonna 50 di fototransistori, e la somma delle ampiezze dei segnali V-i è massima.

È ora possibile descrìvere il sistema di allineamento per testine multiple di stampa a colorì a getto di inchiostro secondo l'invenzione, contenenti rispettivamente, ad esempio, un inchiostro nero, un inchiostro ciano, un inchiostro giallo ed un inchiostro magenta, e montate sul carrello di scansione 42 di una stampante, a sua volta dotata del dispositivo di illuminazione 43 e del governo elettronico precedentemente descritti. Detto sistema di allineamento comprende sostanzialmente le seguenti fasi:

- rilievo del disallineamento verticale di ciascuna testina 40,

- scalamento dei comandi agli ugelli di ciascuna testina 40, per compensare il disallineamento verticale di ogni singola testina 40,

- rilievo del disallineamento orizzontale di ciascuna testina 40, - correzione della temporizzazione della emissione delle gocce da parte di ogni singola testina 40, per compensare il disallineamento orizzontale.

Rilievo dell'allineamento verticale - Viene descritto relativamente ad una sola testina monocromatica 40, poiché è identico per tutte le testine.

I segnali V-i all'uscita video 57 vengono successivamente elaborati con mezzi elettronici noti in sé, in modo da ricavare un valore di posizione verticale della testina 40 rispetto allo spot 70.

In generale, detta posizione verticale viene ricavata identificando quale, tra le aree 52-i, ha percorso il diametro orizzontale dello spot 70.

In un primo modo di elaborazione vengono eseguite M somme, una per ciascun valore di i, dei valori V-i rilevati in tutte le scansioni. Per i = 1 vengono sommati tra loro tutti i valori V-1 rilevati nelle successive scansioni e si ricava un Totale-1, che viene memorizzato; per i = 2 vengono sommati tra loro tutti i valori V-2 rilevati nelle successive scansioni e si ricava un Totale-2, che viene memorizzato; si prosegue analogamente calcolando i Totali-i fino al Totale-M. Si ricerca il maggiore tra i Totali-i, il cui indice, denotato come i(m), identifica l'area 52-i che ha ricevuto complessivamente il maggior illuminamento, ed ha perciò percorso il diametro orizzontale dello spot 70.

In un secondo modo di elaborazione si ricavano ancora gli M totali-i per mezzo della procedura descritta nel primo modo. Successivamente gli M Totali-i discreti vengono utilizzati per ricavare una funzione matematica continua di interpolazione, per mezzo di algoritmi noti, della quale si calcola la posizione del massimo i(max). Questa assume generalmente valore non intero, intermedio rispetto ai valori interi dell'indice i, e corrisponde ad una posizione verticale intermedia rispetto alle posizioni discrete delle aree fotosensibili 52-i.

Il secondo modo di elaborazione risulta più preciso del primo poiché, interpolando i valori rilevati, elimina l’effetto della discontinuità tra le aree fotosensibili, ed inoltre attenua gli errori casuali tra i diversi segnali V-i.

Correzione della posizione verticale di ogni singola testina -Secondo una tecnologia ben nota agli esperti del settore, gli ugelli di emissione dell'inchiostro sono disposti sulla testina 40 lungo due colonne verticali, cioè parallele all’asse y, e sono distanziati tra loro di un passo costante che, nella tecnologia corrente, può assumere il valore di 1/600 di podice (≈ 42 μm ) oppure di 1/1200 di pollice (» 21 μm ).

La correzione della posizione verticale secondo la presente invenzione viene eseguita dal governo elettronico della stampante per le testine che, sulla base del rilievo dell’allineamento verticale, risultino disallineate verticalmente, scalando i comandi agli ugelli di una o più posizioni verso l’alto o verso il basso.

Poiché l'entità della correzione è pari ad un numero intero di passi, nell’allineamento tra le testine 40 viene tollerato un errore residuo contenuto entro ± mezzo passo (± 21 μm con passo di 1/600 di pollice, ± 10,5 μm con passo di 1/1200 di pollice). Nel primo modo di elaborazione, a tale errore si aggiunge un errore di discretizzazione, dovuto alla dimensione finita delle aree sensibili 52-i e contenuto entro ± A / 2 (ad esempio ± 10 μm con A = 20 μm ). L’errore di discretizzazione è assente nel secondo modo di elaborazione.

Inoltre ciascuna colonna deve possedere un numero di ugelli maggiore di quelli effettivamente utilizzati per la scrittura, poiché alcuni ugelli contigui agli estremi rimangono inutilizzati in seguito allo scalamento. Ad esempio, nel caso di passo tra gli ugelli pari a 1/600 di pollice (» 42 μm ), mantenendo l’ipotesi che il disallineamento verticale massimo tra le testine sia contenuto entro ±150 μm , nel caso pessimo si dovrebbe rinunciare all’utilizzo di sette ugelli contigui ad uno degli estremi.

L’esatta entità dello scalamento da effettuare è calcolata dal governo elettronico della stampante sulla base di una tabella di conversione tra il valore i(m), oppure i(max), ed i micron di disallineamento che essi rappresentano, memorizzata, ad esempio, in una ROM e predeterminata in base alle posizioni geometriche note della colonna 50 e del fascio luminoso 66.

Rilievo dell'allineamento orizzontale - Il carrello di scansione 42, che reca a bordo le testine 40, viene mosso in direzione dell’asse x a velocità W. La posizione del carrello.42 lungo l’asse x viene rilevata per mezzo di un encoder 44 che fornisce l’informazione di posizione sotto forma di segnali periodici (“strobe”) aventi un passo determinato. Circuiti elettronici appartenenti al governo della stampante effettuano il conteggio degli strobe e determinano la posizione X, lungo l'asse x, di un riscontro 45 sul carrello 42, con mezzi ben noti agli esperti del settore.

Inoltre, gli stessi circuiti elettronici sono in grado di valutare spostamenti corrispondenti a frazioni di strobe, per mezzo di opportuni metodi di interpolazione, altrettanto noti.

Viene assunto come riferimento il punto X-| raggiunto dal riscontro 45 sul carrello quando la mezzeria L della prima colonna 50, appartenente ad una testina 40 indicata come “prima’’, attraversa il centro dello spot 70.

Il punto teorico X2 , che dovrebbe essere raggiunto dallo stesso riscontro 45 quando la mezzeria L della seconda colonna 50, appartenente ad una testina 40 indicata come “seconda”, attraversa il 5 centro dello spot 70, è dato dalla relazione X2 = X1 + E2 , dove E2

rappresenta la distanza teorica tra la prima e la seconda testina.

Analogamente il punto teorico Xn , che dovrebbe essere raggiunto

dal riscontro 45 quando la mezzerìa L della n-ma colonna 50, appartenente alla n-ma testina 40 attraversa il centro dello spot 70, è dato

dalla relazione Xn = X1 + En , dove En rappresenta la distanza

teorica tra la prima e la n-ma testina.

La descrizione prosegue limitatamente al rilievo del disallineamento

della seconda testina 40, poiché la procedura relativa alle ulteriori testine

40 è analoga e facilmente estrapolarle da un esperto nell’arte.

Il rilievo del disallineamento orizzontale della seconda testina 40,

rispetto alla posizione teorica, comporta la misura dello scostamento ΔΧ2

tra il punto X2p, raggiunto effettivamente dal riscontro 45 quando la

mezzerìa L della colonna 50 si trova in corrispondenza del centro dello

spot 70, e il punto teorico X2 in cui la corrispondenza dovrebbe verificarsi.

Detto scostamento vale Δ X2 = X2p - X2 e possiede segno

negativo se la testina 40 risulta spostata orizzontalmente nello stesso

senso della scansione del carrello 42 rispetto alla posizione teorica che

dovrebbe occupare (si presenta, cioè, in anticipo durante il moto), mentre

possiede segno positivo se la testina 40 risulta spostata orizzontalmente in

senso opposto alla scansione del carrello 42 rispetto alla posizione teorica

che dovrebbe occupare (si presenta, cioè, in ritardo).

Il processo di calcolo atto a ricavare X2p utilizza gli stessi valori V-i ricavati durante le scansioni eseguite nel rilievo dell'allineamento verticale.

In un primo modo di elaborazione vengono eseguite K somme, una per ciascuna delle K scansioni che vengono effettuate durante l’illuminamento della colonna 50, di tutti i valori V-i rilevati durante ciascuna di dette scansioni. Per mezzo di algoritmi noti si ricerca il maggiore tra i K totali così ottenuti, che identifica una scansione S(m) durante la quale la colonna 50 è stata in media maggiormente illuminata.

Il punto X2p cade all’interno di un intervallo di incertezza i cui estremi sono calcolati nel modo che segue, nel quale il punto d'inizio della scansione S(m) è indicato con il simbolo Xsm. mentre i simboli S, i(m), W e M già indicano rispettivamente: la durata della scansione, l'indice dell’area 52-i che ha ricevuto il maggior illuminamento, la velocità del carrello 42 ed il numero delle aree fotosensibili 52-i:

estremo inferiore: X2inf = Xsm + W · (S · i(m) / M - S / 2) estremo superiore: X2SUp = Xsm + W · (S · i(m) / M S / 2) Come valore di X2p si assume la media tra detti estremi, coincidente con l’espressione: X2p = Xsm + W · (S · i(m) / M), mentre l'intervallo di incertezza di X2p risulta pari a ± S / 2.

In un secondo modo di elaborazione si definisce un piano (x - i) avente come ascissa l’asse x già definito, e come ordinata la variabile intera (i). Tutti i valori V-i ricavati durante tutte le scansioni vengono riportati come quota sopra il piano (x - i), ciascuno in corrispondenza del proprio indice i e del punto X in cui è stato rilevato.

Successivamente si ricava, per mezzo di algoritmi noti, una funzione continua di interpolazione V = f (x , i), della quale si calcola, per mezzo di altri algoritmi noti, la posizione del massimo, le cui coordinate coincidono con il punto X2p cercato, e con i(max), generalmente non intero, già definito e utilizzato per il rilievo dell’allineamento verticale.

Il secondo modo di elaboratone risulta più preciso del primo poiché, interpolando i valori rilevati, elimina l'intervallo di incertezza sul valore di X2p , ed inoltre attenua gli errori casuali tra i diversi segnali V-i.

Correzione della posizione orizzontale di ciascuna testina - Il disallineamento orizzontale della n-ma tesina 40 viene corretto dal governo elettronico della stampante variando la temporizzazione dell’emissione delle gocce di inchiostro, rispetto ad un istante teorico tn , di un intervallo Δtn = (ΔΧη) / WL , dove WL è una generica velocità di lavoro, non necessariamente uguale a W.

L'istante effettivo tnp di emissione dell’inchiostro risulta

tnp = tn + (Atn)

In particolare, se la n-ma testina 40 si presenta in anticipo, Δtn risulta negativo, e corrispondentemente l'emissione delle gocce di inchiostro risulta anticipata, mentre, se la n-ma testina 40 si presenta in ritardo, Δtn risulta positivo, e corrispondentemente l’emissione delle gocce di inchiostro risulta posticipata.

Seconda forma di realizzazione - La colonna 50 di fototransistori può essere sostituita da una colonna 150 di fotodiodi, il cui schema elettrico è rappresentato nella Fig. 6, limitatamente ai due fotodiodi i-esimo e M-esimo. Anche la colonna 150 è integrata sul medesimo supporto e realizzata con gli stessi passi di processo necessari per la produzione dei circuiti integrati a semiconduttore che svolgono le altre funzioni della testina 40.

Dal punto di vista elettrico, la colonna 150 è costituita da M fotodiodi 151-i, oon i variabile da 1 a M, aventi i catodi 153-i connessi elettricamente tra loro in un nodo comune 54 alimentato da una tensione positiva V+ , ed aventi anodi indipendenti 152-i.

La struttura fisica della colonna 150 di fotodiodi è rappresentata schematicamente nella Fig. 7 mediante una vista secondo una sezione parallela al piano y-z, che mostra solamente uno dei fotodiodi 151-i, composto da una zona N Veli”, che costituisce il catodo 153-i collegato al nodo comune 54 attraverso un oontatto di tipo N+ 168-i, realizzata per diffusione su un substrato di Silicio di tipo P; e da una zona di tipo P+ che costituisce l'anodo 152-i. La colonna 150 di fotodiodi è poi protetta da uno strato 165 di passivazione di protezione, ad eccezione delle aree dove sono depositate le metallizzazioni che costituiscono i contatti con i conduttori di uscita 54 per i catodi, e 167-i, per gli anodi.

L’area fotosensibile è costituita dalla giunzione 154-i tra l'anodo 152-i ed il catodo 153-i.

I fotodiodi 151-i sono polarizzati inversamente, ma permettono il transito delle fotocorrenti l-i, sostanzialmente proporzionali all'area illuminata ed all'intensità della luce che interessano ciascuna delle giunzioni 154-i, quando queste vengono opportunamente illuminate da un fascio luminoso 166.

Nei fotodiodi il rapporto tra la corrente l-i e la potenza luminosa che investe la corrispondente giunzione 154-i risulta normalmente minore rispetto all’analogo rapporto presente nei fototransistor. .

I transistori MOSFET 55-i, la barra comune 62, lo shift register 60 e l'amplificatore di carica 64 sono sostanzialmente identici a quelli già descritti per la prima forma di realizzazione. Le configurazioni geometriche delle aree fotosensibili 154-i e della colonna 150 sono sostanzialmente simili a 4uelle delle aree fotosensibili 52-i e della colonna 50, già descritte.

Inoltre, la generazione dei segnali V-i sull’uscita 57, l’utilizzo di detti segnali V-i per il rilevo degli allineamenti verticale ed orizzontale, e le correzioni delle posizioni verticale e orizzontale della testina 40 sono realizzati con metodi identici a quelli già descritti per la prima forma di realizzazione.

Terza forma di realizzazione - Il rilevatore optoelettronico di posizione può essere realizzato per mezzo di un fotodiodo di tipo PSD (“Position Sensitive Detector*) lineare, il cui funzionamento è basato sul’effetto fotoelettrico laterale, noto a chi è esperto nel settore.

Secondo la presente invenzione, il PSD viene integrato, utilizzando la tecnologia CMOS / LDMOS, sul “chip” stesso della testina 40, cioè costruito nel corso del medesimo processo produttivo, mediante gli stessi passi di processo e le stesse maschere comunque necessarie a realizzare una testina termica a getto di inchiostro integrata, e quindi senza aumento di costi e difficoltà rispetto alle testine note.

(I PSD lineare integrato sulla testina 40 è realizzato in Silicio cristallino ed è rappresentato schematicamente nella Fig. 8 mediante una vista in sezione. Il PSD è composto da:

- un substrato 80 di Silicio di tipo P, avente resistività preferibilmente compresa tra 10 e 20 Ω · cm;

- una “well" 77 di tipo N, avente spessore preferibilmente compreso tra 3 e 8 μm ed avente Resistenza di substrato, nel seguito detta uR-sheef preferibilmente compresa tra 1200 e 1800 Od;

- un “body" 76 di tipo P, avente spessore preferibilmente compreso tra 1 e 2 μm ed avente R-sheet preferibilmente compresa tra 800 e 1200 Ω/D; - due anodi 74, connessi al "body" 76 tramite due diffusioni P+;

- due catodi 75, connessi alla well 77 tramite due diffusioni N+.

Il body 76 è protetto da uno strato 81 di passivazione di protezione, ad eccezione delle aree dove sono depositate le metallizzazioni che costituiscono i conduttori di uscita per i catodi e per gli anodi.

La configurazione geometrica del PSD è rappresentata in Fig. 9, nella quale sono indicati l’asse x, parallelo alla direzione di scansione, e l’asse y, parallelo alla direzione di interlinea e alle file di ugelli.

L'area fotosensibile ha esemplificativamente la forma di una finestrra rettangolare 83, le cui dimensioni F e G sono preferibilmente comprese nei seguenti limiti:

F Altezza, parallela all’asse y 300 ÷ 2000 μm

G Larghezza, parallela all’asse x 50 ÷ 200 μm

Quando la testina 40, trasportata dal carrello 42 che si muove a velocità W parallelamente all’asse x, attraversa un fascio luminoso 266, quest’ultimo forma uno spot 270 sulla finestra 83.

Il funzionamento del PSD integrato nella testina 40 viene descritto con riferimento all’assonometria di Fig. 10 e allo schema di Fig. 11.

Lo spot 270 genera una corrente l-ph, schematizzata per mezzo del generatore di corrente 82, in corrispondenza della giunzione P/N tra il body 76 e la well 77, polarizzata inversamente.

La corrente l-ph si suddivide in due correnti l-ph1 e l-ph2, raccolte dai due anodi 74, inversamente proporzionali alle distanze Y1 e (F -Y1) fra il oentroide, cioè il punto di maggior luminosità, dello spot 270 e gli anodi 74. Infatti il PSD, essendo in pratica un fotoresistore, equivale ad un potenziometro optoelettronica

Durante la misura del disallineamento, il carrello 42 che reca a bordo la testina 40 con il PSD viene mosso a bassa velocità W, ad esempio 1 cm/s nella direzione indicata dal vettore W parallelo all’asse x, in modo che il PSD attraversi lo spot 270.

Quando la corrente l-ph è prossima al valor massimo, con dispositivi elettronici di misura integrati, noti in sé, vengono misurate le due correnti I-ph1 e l-ph2.

Il rilievo dell’allineamento verticale viene effettuato ricavando la distanza verticale Y1 del centro dello spot 270, rispetto ad uno dei lati di lunghezza G della finestra 83, per mezzo dell'espressione

Y1 = F · l-ph2 / (l-ph1 l-ph2)

Il rilievo dell’allineamento orizzontale della n-ma testina rispetto alla prima, assunta come riferimento, viene effettuato misurando lo scostamento (ΔΧη) = Xn - Xnp fra il punto Xnp, in cui la mezzeria L1 del PSD, a bordo della testina trasportata dal carrello di scansione, si trova in corrispondenza del centro dello spot 270, e il punto teorico Xn = X1 + En in cui tale corrispondenza dovrebbe verificarsi.

Il punto Xnp viene rilevato in corrispondenza dell’istante in cui la corrente l-ph raggiunge il valor massimo, se il diametro dello spot 270 è maggiore di G, oppure in corrispondenza dell'istante in cui la corrente l-ph supera un predeterminato valore di soglia, se il diametro dello spot 270 è minore di G.

Le correnti del PSD possono presentare una deriva dovuta a fenomeni di “offsef , a correnti di perdita, a rumore a bassa frequenza, alla luce ambiente, ecc. Per ovviare a tali inconvenienti il fascio luminoso 266 può essere interrotto (“chopped”) alla frequenza di qualche kHz, oppure le correnti in uscita dal PSD possono essere modulate per mezzo di un convertitore DC / AC, secondo tecniche note.

Il PSD presenta il vantaggio di non richiedere un fascio incidente con focalizzazione accurata e con distribuzione uniforme. Inoltre, la linearità del PSD è poco sensibile al diametro dello spot 270, purché tale diametro sia molto inferiore al lato lungo F della finestra 83. L'esperienza suH'utilizzo del PSD indica che l’accuratezza del rilievo della posizione dello spot lungo l’asse y è migliore dello 0,5% di F. Tuttavia, per ottenere tale accuratezza, è richiesta una buona uniformità della R-sheet della diffusione P, facilmente realizzabile mediante la tecnologia detta “ion implantation”, nota a chi è esperto del settore.

Le correzioni delle posizioni verticale e orizzontale della testina sono realizzate con metodi identici a quelli già descritti per la prima forma di realizzazione.

In breve, fermo restando il principio della presente invenzione, i particolari realizzativi e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall’ambito deliinvenzione stessa.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di allineamento per testine multiple (40) di stampa a getto di inchiostro in una stampante a matrice di punti, detta stampante comprendendo una struttura fissa (41); un carrello di scansione (42) adibito a supportare dette testine e mobile rispetto a detta struttura fissa secondo una prima direzione orizzontale; un dispositivo di illuminazione (43) solidale con detta struttura fìssa per generare un fascio luminoso (66); un governo elettronico atto alla temporizzazione dell’emissione di gocce di inchiostro da parte di dette testine (40); dette testine (40) essendo provviste di mezzi optoelettronici integrati atti a generare segnali elettrici quando, durante il movimento di detto carrello (42) lungo detta prima direzione orizzontale, attraversano detto fascio luminoso (66), ed essendo provviste di una molteplicità di ugelli disposti a passo costante su almeno una fila parallela a una seconda direzione verticale, sostanzialmente perpendicolare rispetto a detta prima direzione orizzontale, detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di: calcolare un primo disallineamento di dette testine (40) secondo detta prima direzione orizzontale ed un secondo disallineamento di dette testine secondo detta seconda direzione verticale, mediante l'elaborazione di detti segnali elettrici per mezzo di mezzi di calcolo appartenenti a detto governo elettronico; compensare detto primo disallineamento di dete testine (40) secondo detta prima direzione orizzontale, mediante una variazione di deta temporizzazione di detta emissione di gocce di inchiostro; e compensare detto secondo disallineamento di dette testine (40) secondo detta seconda direzione verticale mediante uno scalamento di posizione dei comandi inviati a detti ugelli per l’emissione di dette gocce di inchiostro.
2. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi optoelettronici integrati sono costituiti da una colonna (50) composta da una pluralità di fototransistori integrati (51 -i).
3. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti fototransistori integrati (51 -i) hanno basi aperte (52-i) e collettori (53-i) connessi ad un nodo comune (54), ed hanno ciascuno un emettitore (56-i) indipendente.
4. Metodo di allineamento secondo la rivendicazone 3, caratterizzato dal fatto che dette basi aperte (52-i) presentano ciascuna una superficie fotosensibile a forma di rettangolo con un lato verticale parallelo a detta seconda direzione verticale e con un lato orizzontale parallelo a detta prima direzione orizzontale.
5. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto lato verticale ha dimensione (A) compresa tra 10 e 50 μm e che detto iato orizzontale ha dimensione (B) compresa tra 10 e 200 μm .
6. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che in corrispondenza di detti emettitori (56-i) indipendenti sono presenti correnti (l-i) che vengono commutate in sequenza (K) volte, in modo da generare un unico segnale (V-i) su un'uscita video (57).
7. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo eseguono, per ciascuno degli (M) valori dell'indice (i), la somma dei (K) valori (V-i) generati durante le (K) scansioni, ottenendo una pluralità di (M) valori (Totali-i).
8. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo ricercano il maggiore tra detti (M) valori (Totali-i).
9. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo ricavano una funzione matematica interpolatrice degli (M) valori (Totali-i) in funzione dell’indice (i), e calcolano la posizione (i(max)) del massimo di detta funzione.
10. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo eseguono, per ciascuna delle (K) scansioni, la somma degli (M) valori (V-i), ottenendo una pluralità di (K) valori totali.
11. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo ricercano il maggiore tra detti (K) valori totali.
12. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo ricavano una funzione matematica interpolatrice degli (M) χ (K) totali in funzione dell’indice (i) e della posizione orizzontale (x), e calcolano la posizione (i(max)), (Xnp) del massimo di detta funzione.
13. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi optoelettronici integrati sono costituiti da una colonna (150) composta da una pluralità di fotodiodi integrati (151-i) aventi catodi (153-i) connessi ad un nodo comune (54), e aventi ciascuno un anodo (152-i) indipendente.
14. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che in corrispondenza degli anodi (152-i) di detti fotodiodi integrati (151-i) sono presenti correnti (l-i) che vengono commutate in sequenza (K) volte, in modo da generare un unico segnale (V-i) su un'uscita video (57).
15. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi optoelettronici integrati sono costituiti da un rilevatore di posizione (PSD) lineare.
16. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto rilevatore di posizione (PSD) comprende una finestra fototosensibile (83) avente forma rettangolare con un lato orizzontale parallelo a detta prima direzione orizzontale e con un lato verticale parallelo a detta seconda direzione verticale.
17. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che detto lato verticale ha dimensione (F) compresa tra 300 e 2000 μm e che detto lato orizzontale ha dimensione (G) compresa tra 50 e 200 μm .
18. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che detta finestra fototosensibile (83) di detto (PSD) genera una prima corrente (l-ph1) ed una seconda corrente (l-ph2).
19. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo ricavano una distanza verticale (Y1 ) per mezzo dell’espressione F · l-ph2 / (l-ph1 l-ph2 ).
20. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo ricavano un punto (Xnp) in corrispondenza del massimo della grandezza (l-ph1+l-ph2) in funzione delio spostamento lungo l’asse x.
21. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di calcolo ricavano un punto (Xnp) in corrispondenza del superamento di una soglia predeterminata da parte della grandezza (l-ph1 l-ph2).
22. Metodo di allineamento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che dette testine multiple di stampa sono in numero di quattro e contengono rispettivamente un inchiostro nero, un inchiostro ciano, un inchiostro giallo ed un inchiostro magenta.
23. Testina di stampa a matrice di punti a getto di inchiostro comprendente: un substrato a semiconduttore; una prima molteplicità di elementi di emissione integrati su detto substrato, per la generazione di gocce di inchiostro attraverso una corrispondente molteplicità di ugelli, disposti a passo costante su almeno una fila secondo una prima direzione verticale; una seconda molteplicità di componenti elettronici integrati su detto substrato mediante una tecnologia C-MOS per selezionare e pilotare detta prima molteplicità di elementi di emissione, caratterizzata dal fatto che comprende inoltre una colonna (50) composta da una pluralità di fototransistori integrati (51 -i) su detto substrato mediante detta tecnologia C-MOS.
24. Testina di stampa secondo la rivendicazione 23, caratterizzata dal fatto che detti fototransistori integrati (51 -i) hanno basi aperte (52-i) e collettori (53-i) connessi ad un nodo comune (54), ed hanno ciascuno un emettitore (56-1) indipendente.
25. Testina di stampa secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che dette basi aperte (52-i) presentano ciascuna una superficie fotosensibile a forma di rettangolo con un lato verticale parallelo a detta prima direzione verticale e con un lato orizzontale parallelo ad una seconda direzione orizzontale perpendicolare a detta prima direzione verticale.
26. Testina di stampa secondo la rivendicazione 25, caratterizzata dal fatto che detto lato verticale ha dimensione (A) compresa tra 10 e 50 μm e che detto lato orizzontale ha dimensione (B) compresa tra 10 e 200 μm .
27. Testina di stampa secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che in conrispondenza di detti emettitori (56-i) indipendenti sono presenti correnti (l-i) che vengono scandite in sequenza (K) volte, in modo da generare un unico segnale (V-i) su un’uscita video (57).
28. Testina di stampa secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che la colonna (50) è sostituita da una colonna (150) composta da una pluralità di fotodiodi integrati (151 -i) aventi catodi (153-i) connessi ad un nodo comune (54), e aventi ciascuno un anodo (152-i) indipendente.
29. Testina di stampa secondo la rivendicazione 28, caratterizzata dal fatto che in corrispondenza degli anodi (152-i) di detti fotodiodi integrati (151-i) sono presenti correnti (l-i) che vengono scandite in sequenza (K) volte, in modo da generare un unico segnale (V-i) su un'uscita video (57).
30. Testina di stampa a matrice di punti a getto di inchiostro comprendente: un substrato a semiconduttore; una prima molteplicità di elementi di emissione integrati su detto substrato, per la generazione di gocce di inchiostro attraverso una corrispondente molteplicità di ugelli, disposti a passo costante su almeno una fila secondo una prima direzione verticale; una seconda molteplicità di componenti elettronici integrati su detto substrato mediante una tecnologia C-MOS per selezionare e pilotare detta prima molteplicità di elementi di emissione; caratterizzata dal fatto che comprende inoltre un rilevatore di posizione (PSD) lineare integrato su detto substrato mediante detta tecnologia C-MOS.
31. Testina di stampa secondo la rivendicazione 30, caraterizzata dal fatto che detto rilevatore di posizione (PSD) comprende una finestra fototosensibile (83) avente forma rettangolare con un lato verticale parallelo a detta seconda direzione verticale e con un lato orizzontale parallelo a detta prima direzione orizzontale.
32. Testina di stampa secondo la rivendicazione 31, caratterizzata dal fatto che detto lato verticale ha dimensione (F) compresa tra 300 e 2000 μτη e die detto lato orizzontale ha dimensione (G) compresa tra 50 e 200 μm .
33 Testina di stampa secondo la rivendicazione 32, caratterizzata dal fatto che detta finestra fototosensibile (83) di detto rilevatore di posizione (PSD) è atta a generare una prima corrente (l-ph1) ed una seconda corrente (l-ph2).
34. Stampante a matrice di punti a getto di inchiostro comprendente una struttura fìssa (41) ; un carrello di scansione (42) per supportare una pluralità di testine di stampa (40), mobile rispetto a detta struttura fìssa (41 ) secondo una prima direzione orizzontale; un dispositivo di illuminazione (43) solidale con detta struttura fìssa (41) per generare un fascio luminoso (66); un governo elettronico atto alla temporizzazione dell'emissione di gocce di inchiostro da parte di dette testine (40); dette testine (40) essendo provviste di mezzi optoelettronici integrati atti a generare segnali elettrici quando, durante il movimento di detto carrello (42) lungo detta prima direzione orizzontale, attraversano detto fascio luminoso (66), ed essendo provviste di una molteplicità di ugelli disposti a passo costante su almeno una fila parallela a una seconda direzione verticale, sostanzialmente perpendicolare rispetto a detta prima direzione orizzontale, detta stampante essendo caratterizzata dal fatto che comprende: mezzi di calcolo, appartenenti a detto governo elettronico, atti ad elaborare detti segnali elettrici per calcolare un primo disallineamento di dette testine (40) secondo detta prima direzione orizzontale ed un secondo disallineamento di dette testine (40) secondo detta seconda direzione verticale; mezzi atti a compensare detto primo disallineamento di dette testine (40) secondo detta prima direzione orizzontale, mediante una variazione di detta temporizzazione di detta emissione di gocce di inchiostro; e mezzi atti a compensare detto secondo disallineamento di dette testine (40) secondo detta seconda direzione verticale mediante uno scalamento di posizione dei comandi inviati a detti ugelli.
35. Stampante secondo la rivendicazione 34, caratterizzata dal fatto che detti mezzi optoelettronid integrati sono costituiti da una colonna (50) composta da una pluralità di fototransistori integrati (51 -i).
36. Stampante secondo la rivendicazione 35, caratterizzata dal fatto che detti fototransistori integrati (51 -i) hanno basi aperte (52-i) e collettori (53-i) connessi ad un nodo comune (54), ed hanno ciascuno un emettitore (56-i) indipendente.
37. Stampante secondo la rivendicazione 35, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette testine (40) comprende una colonna (150) composta da una pluralità di fotodiodi integrati (151 -i) aventi catodi (153-i) connessi ad un nodo comune (54), e aventi ciascuno un anodo (152-i) indipendente.
38. Stampante secondo la rivendicazione 34, caratterizzata dal fatto che detti mezzi optoelettronid integrati sono costituiti da un rilevatore di posizione (PSD) lineare.
39. Stampante secondo la rivendicazione 34, caratterizzata dal fatto che dette testine multiple di stampa (40) sono in numero di quattro e contengono rispettivamente un inchiostro nero, un inchiostro dano, un inchiostro giallo ed un inchiostro magenta.
40. Testina di stampa secondo la rivendicazione 23, caratterizzata dal fatto che detti fototransistori integrati (51 -i) sono realizzati mediante le stesse maschere necessarie per la produzione dei circuiti integrati a bordo della stessa testina.
41. Testina di stampa secondo la rivendicazione 28, caratterizzata dal fatto che detti fotodiodi integrati (151-i) sono realizzati mediante le stesse maschere necessarie per la produzione dei circuiti integrati a bordo della stessa testina.
42. Testina di stampa secondo la rivendicazione 30, caratterizzata dal fatto che detto rilevatore di posizione (PSD) lineare è realizzato mediante le stesse maschere necessarie per la produzione dei circuiti integrati a bordo della stessa testina.