專利名稱：流體噴射設(shè)備的制作方法
流體噴射設(shè)備相關(guān)申請的交叉引用本申請是2005年10月31提交的序列號No. 11/263，733的申請的部分繼續(xù)申請， 該申請通過引用合并于此。
背景技術(shù)：
噴墨打印系統(tǒng)可以包括通過多個孔口或噴嘴噴射墨滴的一個或多個打印頭。這些 噴嘴典型地布置成一個或多個陣列，使得來自這些噴嘴的墨的適當(dāng)順序的噴射使得字符或 其他圖像被打印在打印介質(zhì)上。在熱噴墨打印系統(tǒng)中，打印頭通過快速地加熱位于汽化室中的小體積的墨而經(jīng)由 噴嘴噴射墨滴。所述墨利用小的電加熱器來加熱，所述電加熱器例如是薄膜電阻器，其也稱 為激發(fā)(fire)電阻器。加熱墨使得墨汽化并且通過噴嘴噴射。在噴墨打印頭中提高打印速度和質(zhì)量的一種方式是增加每打印頭的噴嘴。然而， 隨著每打印頭的噴嘴數(shù)的增加，高效地提供電子信號以便在適當(dāng)?shù)臅r間適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)噴嘴的 激發(fā)是個挑戰(zhàn)。


圖1為噴墨打印機的實施例的簡化框圖。圖2為示出諸如打印頭的流體噴射設(shè)備的實施例的簡化圖示，該流體噴射設(shè)備包 括多個噴嘴單元塊(cell block)。圖3為與共享鎖存數(shù)據(jù)節(jié)點的多個噴嘴單元關(guān)聯(lián)的激發(fā)電子器件的實施例的示 意圖。
具體實施例方式圖1為噴墨打印機10的簡化框圖。噴墨打印機10包括例如控制器32，該控制器 經(jīng)由接口單元30接收來自計算機系統(tǒng)或者諸如掃描儀或傳真機的其他某個設(shè)備的打印輸 入31。接口單元30促進將數(shù)據(jù)和命令信號傳輸?shù)娇刂破?2以用于打印目的。接口單元 30也使得噴墨打印機10能夠下載要在打印介質(zhì)35上打印的打印圖像信息。為了至少臨時地存儲數(shù)據(jù)，噴墨打印機10包括存儲器單元34。例如，存儲器單元 34被分成促進打印機操作的多個存儲區(qū)域。這些存儲區(qū)域包括數(shù)據(jù)存儲區(qū)域44、驅(qū)動程序 例程存儲區(qū)46以及保存算法的算法存儲區(qū)域48，所述算法促進噴墨打印機10的各種機械 機構(gòu)的機械控制實現(xiàn)。數(shù)據(jù)區(qū)域44接收限定單獨的像素值的數(shù)據(jù)文件，這些像素值要被打印以便在介 質(zhì)35上形成希望的對象或文本圖像。驅(qū)動程序例程46包含打印機驅(qū)動程序例程。算法48 包括控制片材(sheet)饋送堆疊機構(gòu)以便將介質(zhì)從供應(yīng)或饋送托盤通過打印機移動到輸 出托盤的例程以及控制托架(carriage)機構(gòu)的例程，所述托架機構(gòu)使得打印頭托架單元 在導(dǎo)桿上橫跨打印介質(zhì)移動。可替換地，在其中打印頭位置固定的打印機中，例如在使用頁寬打印頭陣列的打印機中，不需要托架機構(gòu)。操作中，噴墨打印機10通過在打印介質(zhì)35上打印全彩色或黑色打印圖像來對命 令做出響應(yīng)。除了與存儲器單元34交互之外，控制器32還控制片材饋送堆疊機構(gòu)36和托 架機構(gòu)38?？刂破?2也將激發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到在圖1中由流體噴射設(shè)備40表示的一個或多個 流體噴射設(shè)備。例如，流體噴射設(shè)備為打印頭或者其他某種能夠噴射諸如墨的流體的實體。 接口 30處接收的輸入數(shù)據(jù)31包括例如用于打印的描述所打印的字符和/或圖像的信息。 例如，輸入數(shù)據(jù)可以以打印機格式語言存在，所述打印機格式語言例如PoStSCript、PCL 3、 PCL 5、HPGL、HPGL 2或者這些語言的某種相關(guān)版本?？商鎿Q地，該輸入數(shù)據(jù)可以被格式化 成柵格數(shù)據(jù)或者以其他某種打印機語言格式化。發(fā)送到流體噴射設(shè)備40的激發(fā)數(shù)據(jù)用來 控制與噴墨打印機的噴嘴關(guān)聯(lián)的噴射元件，所述噴墨打印機例如是熱噴墨打印機、壓電噴 墨打印機或者其他類型的噴墨打印機。這在圖1中由從噴嘴41噴射的墨42表示。圖2為不按照比例的簡化框圖，其示出具有許多噴嘴單元塊(NCB)21的流體噴射 設(shè)備40。每個噴嘴單元塊21包括多個噴嘴和關(guān)聯(lián)的支持實體，例如汽化室、墨饋送槽存儲 器單元以及用來促進通過每個噴嘴發(fā)射(fire)墨 的電子器件。每流體噴射設(shè)備的噴嘴單 元塊的數(shù)量以及每噴嘴單元塊的噴嘴的數(shù)量根據(jù)特定流體噴射設(shè)備的設(shè)計約束而變化。例 如，包括1248個噴嘴的流體噴射設(shè)備可以包含84個噴嘴單元塊，每個噴嘴單元塊具有平均 14或15個噴嘴。欲知噴嘴以及關(guān)聯(lián)的支持實體(例如汽化室、墨饋送槽存儲器單元以及用 來促進通過每個噴嘴發(fā)射墨的電子器件)的更多信息，請參見例如Benjamin等人的2007 年 5 月 3 日公布的 USPAP 號 2007/0097178A1，F(xiàn)LUID EJECTION DEVICE WITHDATA SIGNAL LATCH CIRCUITRY。圖3為與共享鎖存數(shù)據(jù)節(jié)點的多個噴嘴單元關(guān)聯(lián)的電子器件的示意圖。激發(fā)單元 50是流體噴射設(shè)備40上第一噴嘴單元的一部分，而激發(fā)單元60是流體噴射設(shè)備40上第二 噴嘴單元的一部分。在到達激發(fā)單元50和激發(fā)單元60之前，由數(shù)據(jù)時鐘線路72上的數(shù)據(jù)時鐘信號通 過鐘控鎖存開關(guān)(clocked latch switch)81對線路71上的數(shù)據(jù)輸入信號進行時鐘控制 (clock)。數(shù)據(jù)線路76上所得到的鎖存數(shù)據(jù)信號附加地被數(shù)據(jù)鎖存晶體管82鎖存，該數(shù)據(jù) 鎖存晶體管包括電耦合在數(shù)據(jù)線路76與共享的數(shù)據(jù)線路77之間的漏極-源極路徑。共享 的數(shù)據(jù)線路77用作用于激發(fā)單元50和激發(fā)單元60兩者的共享的鎖存數(shù)據(jù)節(jié)點。在一些 實施例中，所述數(shù)據(jù)中的一些或全部可以繞過(bypass)鐘控鎖存開關(guān)81。例如，一半數(shù)據(jù) 可以行經(jīng)鐘控鎖存開關(guān)81，而另一半數(shù)據(jù)可以繞過鐘控鎖存開關(guān)81而被直接置于數(shù)據(jù)線 路76 (或者其等效物)上。盡管圖3僅僅示出了附接到共享的數(shù)據(jù)線路77的激發(fā)單元50和激發(fā)單元60，但 是共享的數(shù)據(jù)線路77可以用作用于附加的激發(fā)單元的共享的鎖存數(shù)據(jù)節(jié)點，如圖3底部的 箭頭所示。類似地，數(shù)據(jù)線路76也連接到附加的激發(fā)單元和單元塊。數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)82的柵極電耦合到控制線路78?？刂凭€路78可以電連接到預(yù)充 電線路74 (即與預(yù)充電線路74接收相同的信號)。預(yù)充電線路74接收用于預(yù)充電單元50 的預(yù)充電信號。在另一個實施例中，控制線路78連接到與預(yù)充電線路74不同的信號線路。 例如，控制線路78可以連接到用來激發(fā)其他激發(fā)單元的預(yù)充電線路或者連接到流體噴射 設(shè)備40上提供適當(dāng)定時的脈沖信號的另一可用信號線路。
數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)82通過控制線路78上的高電平預(yù)充電信號將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)線路76 傳遞到共享的數(shù)據(jù)線路77。當(dāng)預(yù)充電信號從高電平轉(zhuǎn)變到低電平時，該數(shù)據(jù)被鎖存到鎖存 數(shù)據(jù)線路76上。線路71上的數(shù)據(jù)輸入信號以及數(shù)據(jù)線路76上的鎖存的數(shù)據(jù)信號當(dāng)為低 時是有效(active)的。在一個實施例中，數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)82為最小尺寸的晶體管，以便當(dāng)控制線路78上的 預(yù)充電信號(或者其他脈沖信號)從高電壓電平轉(zhuǎn)變到低電壓電平時，最小化共享的數(shù)據(jù) 線路77與數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)82的柵極到源極節(jié)點之間的電荷共享。該電荷共享減少了高電壓 電平鎖存的數(shù)據(jù)。此外，在一個實施例中，當(dāng)預(yù)充電信號處于低電壓電平時，數(shù)據(jù)鎖存開關(guān) 82的漏極確定在數(shù)據(jù)線路76處看到的電容并且最小尺寸的晶體管將該電容保持得很低。如圖3中所示，多個激發(fā)單元使用相同的數(shù)據(jù)并且共享相同的數(shù)據(jù)鎖存開 關(guān)82和 共享的數(shù)據(jù)線路77上的鎖存的數(shù)據(jù)信號。共享的數(shù)據(jù)線路77上的鎖存的數(shù)據(jù)信號被鎖存 一次并且由所述多個激發(fā)單元使用。這增大了任何單獨的共享的數(shù)據(jù)線路77上的電容，使 得該共享的數(shù)據(jù)線路77不那么容易受到因開關(guān)而引起的電氣干擾的影響，并且降低了經(jīng) 由數(shù)據(jù)線路76驅(qū)動的總電容。例如，典型地不使用置于用來存儲鎖存的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線路77處的分離的電容，因 為數(shù)據(jù)線路77連接到多個激發(fā)單元。所述多個激發(fā)單元提供所需的電容以存儲鎖存的數(shù) 據(jù)并且保護性能不受電氣干擾的影響。因此，將多個激發(fā)單元連接到數(shù)據(jù)線路77降低了用 來實現(xiàn)這些激發(fā)單元的空間的大小。激發(fā)單元50包括如圖所示彼此連接并且連接到地線70的驅(qū)動開關(guān)54、激發(fā)電阻 器57、預(yù)充電晶體管52、選擇晶體管53、第一地址晶體管55、第二地址晶體管56和數(shù)據(jù)開 關(guān)51。地址線路58和59用來確定激發(fā)單元50要在什么地址循環(huán)被激發(fā)。類似地，激發(fā)單元50包括如圖所示彼此連接并且連接到地線70的驅(qū)動開關(guān)64、激 發(fā)電阻器67、預(yù)充電晶體管62、選擇晶體管63、第一地址晶體管65、第二地址晶體管66和 數(shù)據(jù)晶體管61。地址線路68和69用來確定激發(fā)單元60要在什么地址循環(huán)被激發(fā)。數(shù)據(jù)開關(guān)51和數(shù)據(jù)晶體管61大得足以在置于激發(fā)線路75上的激發(fā)信號中的能 量脈沖開始之前分別完全地對驅(qū)動開關(guān)54和驅(qū)動開關(guān)64的柵極放電。激發(fā)單元50和激發(fā)單元60的操作類似。因此，出于示例性目的，僅描述激發(fā)單元 50的操作。對于激發(fā)單元50，數(shù)據(jù)輸入信號首先鎖存到數(shù)據(jù)線路76并且通過在控制線路78 上提供高電平電壓脈沖而經(jīng)由數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)82傳遞到共享的數(shù)據(jù)線路77。例如，所述高電 平電壓脈沖為大約14到16伏特。這比得上大約為12到16伏特的用于數(shù)據(jù)時鐘72的最 大電壓。此外，經(jīng)由預(yù)充電線路74上的高電平電壓脈沖通過預(yù)充電晶體管52對驅(qū)動開關(guān) 54的柵極處的存儲節(jié)點電容預(yù)充電。當(dāng)預(yù)充電線路74連接到控制線路78時，隨著控制線 路78上的電壓脈沖從高電壓電平轉(zhuǎn)變到低電平電壓，數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)82關(guān)斷以提供鎖存的 數(shù)據(jù)信號。要鎖存到數(shù)據(jù)線路77中的數(shù)據(jù)在預(yù)充電信號處于高電壓電平的同時被提供，并 且保持到該預(yù)充電信號轉(zhuǎn)變到低電壓電平之后。用于數(shù)據(jù)線路76的數(shù)據(jù)被保持到數(shù)據(jù)時 鐘72轉(zhuǎn)變到低電平為止，數(shù)據(jù)時鐘72轉(zhuǎn)變到低電平發(fā)生在控制線路78上的高電壓脈沖轉(zhuǎn) 變到低電平之前。當(dāng)預(yù)充電線路74不連接到控制線路78時，通過在控制線路78上提供高電平電壓脈沖，將數(shù)據(jù)線路76接收的數(shù)據(jù)輸入信號經(jīng)由數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)82傳遞到共享的數(shù)據(jù)線路77。 當(dāng)控制線路78上的電壓脈沖從高電壓電平轉(zhuǎn)變到低電平電壓時，數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)82關(guān)斷以 提供鎖存的數(shù)據(jù)信號。驅(qū)動開關(guān)54的柵極經(jīng)由預(yù)充電線路74上的高電平電壓脈沖通過預(yù) 充電晶體管52而被預(yù)充電。預(yù)充電線路74上的高電壓脈沖出現(xiàn)在控制線路78從高電壓 電平轉(zhuǎn)變到低電壓電平之后。在預(yù)充電激發(fā)單元50的一個實施例中，在預(yù)充電線路74上的高電平電壓脈沖之 后，地址線路58和59上的地址信號用來設(shè)置第一地址晶體管55和第二地址晶體管56的 狀態(tài)。在選擇線路73上提供高電平電壓脈沖以接通選擇晶體管53，并且如果數(shù)據(jù)開關(guān)51、 第一地址晶體管55和/或第二地址晶體管56導(dǎo)通，則驅(qū)動開關(guān)54的柵極處的電容放電。 可替換地，如果數(shù)據(jù)開關(guān)51、第一地址晶體管55和第二地址晶體管56全部關(guān)斷，則驅(qū)動開 關(guān)54的柵極處的電容保持充電。通過這種方式，數(shù)據(jù)開關(guān)51、第一地址晶體管55和第二地 址晶體管56充當(dāng)保存控制值(充電信號或未充電信號)的存儲器單元，所述控制值在選擇 晶體管53接通時用來控制驅(qū)動開關(guān)54。驅(qū)動開關(guān)54上的值在選擇晶體管53接通時被設(shè) 置，并且然后在選擇晶體管53關(guān)斷時保持，直到再次預(yù)充電。當(dāng)?shù)谝坏刂肪w管55和第二 地址晶體管56關(guān)斷時，數(shù)據(jù)開關(guān)51基于共享的數(shù)據(jù)線路77上的鎖存的數(shù)據(jù)信號確定所述 存儲器單元中存儲的控制值。如果第一地址晶體管55和第二地址晶體管56上的地址信號都為低，那么激發(fā)單 元50是被尋址的激發(fā)單元，并且驅(qū)動開關(guān)54的柵極處的電容在共享的數(shù)據(jù)線路77處的鎖 存的數(shù)據(jù)信號為高的情況下放電，或者在鎖存的數(shù)據(jù)線路7處的鎖存的數(shù)據(jù)信號為低的情 況下保持充電。如果第一地址晶體管55或第二地址晶體管56上的地址信號中的至少一個 為高，那么激發(fā)單元50不是被尋址的激發(fā)單元，并且不管共享的數(shù)據(jù)線路77處的鎖存的數(shù) 據(jù)信號的電壓電平如何，驅(qū)動開關(guān)54的柵極處的電容都放電。第一和第二地址晶體管55 和56包括地址解碼器，并且如果激發(fā)單元50被尋址，那么數(shù)據(jù)開關(guān)51控制驅(qū)動開關(guān)54的 柵極處的電容上的電壓電平。在激發(fā)循環(huán)期間，當(dāng)激發(fā)單元50被尋址并且驅(qū)動開關(guān)54接通時，將激發(fā)脈沖施加 到激發(fā)電阻器57，激發(fā)電阻器57于是充當(dāng)在汽化室中將墨汽化并且通過噴嘴朝介質(zhì)35 (圖 1中所示)噴射墨的加熱器。前面的討論公開和描述了僅僅示例性的方法和實施例。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解的是，所公開的主題可以體現(xiàn)為其他的特定形式而不脫離其精神或特性。因此，本公 開意在說明而不是限制在以下權(quán)利要求中闡明的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種流體噴射設(shè)備，包括多個激發(fā)單元(50，60)，每個激發(fā)單元(50，60)包括加熱器(57，67)，用來通過噴嘴(41)發(fā)射墨(42)，驅(qū)動開關(guān)(54，64)，其連接到所述加熱器(57，67)，以及存儲器單元(51，55，56，61，66)，用來存儲控制值，該控制值用來控制所述驅(qū)動開關(guān)(54，64)，所述存儲器單元(51，55，56，61，66)包括數(shù)據(jù)開關(guān)；鐘控鎖存開關(guān)(81)，該鐘控鎖存開關(guān)(81)接收數(shù)據(jù)輸入信號(71)并且鎖存該數(shù)據(jù)輸入信號(71)，其中所述多個激發(fā)單元(50，60)中的所有激發(fā)單元(50，60)使用由所述鐘控鎖存開關(guān)(81)鎖存的所述數(shù)據(jù)輸入信號(71)；以及數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)(82)，該數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)(82)將所述數(shù)據(jù)輸入信號(71)鎖存到所述多個激發(fā)單元(50，60)中的至少兩個但不是全部激發(fā)單元(50，60)的數(shù)據(jù)開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1的流體噴射設(shè)備，其中對于所述多個激發(fā)單元(50，60)中的每個激發(fā) 單元(50，60)，所述存儲器單元(51，55，56，61，66)附加地包括連接到地址線路(58，59，68， 69)的多個地址晶體管(55，56，65，66)，所述地址線路(58，59，68，69)用來確定該激發(fā)單元 (50,60)要在什么地址循環(huán)被激發(fā)。
3.如權(quán)利要求1的流體噴射設(shè)備，其中所述多個激發(fā)單元(50，60)中的每個激發(fā)單元 (50,60)附加地包括用來選擇該激發(fā)單元(50，60)的選擇開關(guān)(53，63)，其中當(dāng)該選擇開關(guān) (53,63)接通時，所述控制值用來控制所述驅(qū)動開關(guān)(54，64)。
4.如權(quán)利要求1的流體噴射設(shè)備，其中所述鐘控鎖存開關(guān)(81)具有連接到時鐘信號 (72)的柵極，該鐘控鎖存開關(guān)(81)響應(yīng)于所述時鐘信號(72)而接收所述數(shù)據(jù)輸入信號 (71)并且鎖存該數(shù)據(jù)輸入信號(71)。
5.如權(quán)利要求1的流體噴射設(shè)備，其中對于所述多個激發(fā)單元(50，60)中的每個激發(fā) 單元(50，60)，所述驅(qū)動開關(guān)(54，64)在接通時允許電流流經(jīng)所述加熱器(57，67)。
6.如權(quán)利要求1的流體噴射設(shè)備，其中對于所述多個激發(fā)單元(50，60)中的每個激發(fā) 單元(50，60)，所述加熱器(57，67)是驅(qū)動電阻器。
7.如權(quán)利要求1的流體噴射設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)開關(guān)具有柵極并且所述數(shù)據(jù)鎖存開關(guān) (82)將所述數(shù)據(jù)輸入信號(71)鎖存到所述多個激發(fā)單元(50，60)中的所述至少兩個但不 是全部激發(fā)單元(50，60)中的每個激發(fā)單元(50，60)的數(shù)據(jù)開關(guān)的柵極。
8.如權(quán)利要求1的流體噴射設(shè)備其中所述鐘控鎖存開關(guān)(81)具有連接到時鐘信號(72)的柵極，該鐘控鎖存開關(guān)(81) 響應(yīng)于該時鐘信號(72)而接收所述數(shù)據(jù)輸入信號(71)并且鎖存該數(shù)據(jù)輸入信號(71)；其中所述數(shù)據(jù)開關(guān)具有柵極并且所述數(shù)據(jù)鎖存開關(guān)(82)將數(shù)據(jù)輸入信號(71)鎖存到 所述多個激發(fā)單元(50，60)中的所述至少兩個但不是全部激發(fā)單元(50，60)中的每個激發(fā) 單元(50，60)的數(shù)據(jù)開關(guān)的柵極；其中所述多個激發(fā)單元(50，60)中的每個激發(fā)單元(50，60)附加地包括用來選擇該激 發(fā)單元(50，60)的選擇開關(guān)(53，63)，其中當(dāng)該選擇開關(guān)(53，63)接通時，所述控制值用來 控制所述驅(qū)動開關(guān)(54，64)；并且其中對于所述多個激發(fā)單元(50，60)中的每個激發(fā)單元(50，60)，所述存儲器單元 (51，55，56，61，66)附加地包括連接到地址線路(58，59，68，69)的多個地址晶體管(55，56，`65，66)，所述地址線路(58，59，68，69)用來確定該激發(fā)單元(50，60)要在什么地址循環(huán)被激發(fā)。
9. 一種用于提供控制值給流體噴射設(shè)備的多個激發(fā)單元(50，60)內(nèi)的存儲器單元 (51,55,56,61,66)的方法，包括通過鐘控鎖存開關(guān)(81)接收并且鎖存數(shù)據(jù)輸入信號(71)，其中所述多個激發(fā)單元 (50,60)中的所有激發(fā)單元(50，60)接收由該鐘控鎖存開關(guān)(81)鎖存的所述數(shù)據(jù)輸入信號 (71)；將所述數(shù)據(jù)輸入信號(71)鎖存到所述多個激發(fā)單元(50，60)中的至少兩個但不是全 部激發(fā)單元(50，60)內(nèi)的數(shù)據(jù)開關(guān)；以及使用鎖存到所述數(shù)據(jù)開關(guān)的數(shù)據(jù)輸入信號(71)控制從所述流體噴射設(shè)備中的噴嘴 (41)發(fā)射墨(42)。
全文摘要
公開了流體噴射設(shè)備的實施例。
文檔編號B41J29/38GK101835620SQ200880112828
公開日2010年9月15日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者K·布魯斯, T·本杰明 申請人:惠普開發(fā)有限公司