發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】方法和設(shè)備跨越在源極跟隨器布置中的高側(cè)開(kāi)關(guān)晶體管將電流供應(yīng)給打印頭模的發(fā)射致動(dòng)器，以及將不大于在所述HSS晶體管的漏極處的并發(fā)電壓的調(diào)節(jié)電壓供應(yīng)給高側(cè)開(kāi)關(guān)晶體管的柵極。
【專(zhuān)利說(shuō)明】發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]噴墨打印機(jī)在打印頭上可以利用諸如電阻器致動(dòng)器或壓電致動(dòng)器的發(fā)射致動(dòng)器，以選擇性地噴射打印液。電力到發(fā)射致動(dòng)器的輸送有時(shí)候?qū)е录纳妷簱p耗，其導(dǎo)致在發(fā)射致動(dòng)器處輸送的電壓中的顯著變化，其可能引起不可靠的墨滴噴射。雖然向發(fā)射致動(dòng)器施加過(guò)量的能量可以解決在發(fā)射致動(dòng)器處輸送的電壓中的這樣的變化，然而過(guò)量的能量可能減小打印機(jī)可靠性，可能產(chǎn)生性能限制，并且可能減小打印機(jī)設(shè)計(jì)靈活性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0002]圖1是包括噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)的示例打印機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0003]圖2是圖1的噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)的示意圖。
[0004]圖3是用于向噴墨發(fā)射致動(dòng)器供電的示例方法的流程圖。
[0005]圖4是圖2的噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)的示例電壓調(diào)節(jié)器的電路圖。
[0006]圖5是包括噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)的另一個(gè)示例的圖1的打印系統(tǒng)的另一個(gè)示例的電路圖。
[0007]圖6是包括噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)的另一個(gè)示例的圖1的打印系統(tǒng)的另一個(gè)示例的電路圖。
[0008]圖7是包括噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)的另一個(gè)示例的圖1的打印系統(tǒng)的另一個(gè)示例的電路圖。
[0009]
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1示意性地圖示了示例打印系統(tǒng)20。打印系統(tǒng)20被配置為將選擇性地將流體或液體的墨滴22輸送到打印介質(zhì)24上。打印系統(tǒng)20利用按需滴墨噴墨技術(shù)。如下文中將描述的，打印系統(tǒng)20包括噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)60 (圖2所示)，其在較小電壓變化的情況下將電力供應(yīng)給噴墨發(fā)射致動(dòng)器以增強(qiáng)打印機(jī)可靠性、性能和設(shè)計(jì)靈活性。
[0011]打印系統(tǒng)20包括介質(zhì)輸送裝置30、打印頭組件或打印單元32、流體供應(yīng)裝置34、滑架36、控制器38、存儲(chǔ)器40和噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)42。介質(zhì)輸送裝置30包括配置為相對(duì)于打印單元32輸送或移動(dòng)打印介質(zhì)24的機(jī)構(gòu)。在一個(gè)示例中，打印介質(zhì)24可以包括織物。在另一個(gè)示例中，打印介質(zhì)24可以包括個(gè)別的薄片。在一個(gè)示例中，打印介質(zhì)24可以包括基于纖維素的材料(諸如紙張)。在另一個(gè)示例中，打印介質(zhì)24可以包括將墨水或其它液體沉積在其上的其它材料。在一個(gè)示例中，介質(zhì)輸送裝置30可以包括配置為在將液體沉積在打印介質(zhì)24上時(shí)支撐介質(zhì)24的一系列輥和滾筒。在另一個(gè)示例中，介質(zhì)輸送裝置30可以包括在將液體沉積在介質(zhì)24上時(shí)在其上支撐介質(zhì)24的鼓。
[0012]打印單元32將墨滴22噴射到介質(zhì)24上。雖然為了圖示方便圖示了一個(gè)單元32，但是打印系統(tǒng)20可以包括許多打印單元32。每一個(gè)打印單元32包括打印頭44和流體供應(yīng)裝置46。打印頭44包括一個(gè)或多個(gè)空腔50、一個(gè)或多個(gè)噴嘴52和噴墨發(fā)射致動(dòng)器54。每一個(gè)空腔50包括連接到供應(yīng)裝置46的流體的容積以從供應(yīng)裝置46接收流體。每一個(gè)空腔50位于一個(gè)或多個(gè)噴嘴52與致動(dòng)器54之間，并且與一個(gè)或多個(gè)噴嘴52和致動(dòng)器54相關(guān)聯(lián)。一個(gè)或多個(gè)噴嘴52均包括小開(kāi)口，流體或液體通過(guò)所述小開(kāi)口被噴射到打印介質(zhì)24上。
[0013]致動(dòng)器54包括在空腔50對(duì)面的發(fā)射致動(dòng)器，其使墨水或其它液體響應(yīng)橫穿致動(dòng)器54的電流而被強(qiáng)有力地噴射或噴出。打印頭44的每一個(gè)空腔50具有指定的致動(dòng)器54。每一個(gè)致動(dòng)器54連接到由導(dǎo)電跡線提供的電極。向?qū)щ娵E線和向每一個(gè)電阻器的電力供應(yīng)由發(fā)射噴墨電阻器電源系統(tǒng)60 (圖2所示)提供，其中，與個(gè)別的噴嘴52相關(guān)聯(lián)的個(gè)別的致動(dòng)器54響應(yīng)來(lái)自控制器38的控制信號(hào)而被選擇性地激發(fā)。在一個(gè)示例中，控制器38致動(dòng)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)(諸如薄膜晶體管)以選擇性地控制跨越每一個(gè)致動(dòng)器54的電力傳輸。
[0014]在圖示的示例中，致動(dòng)器54包括熱噴墨(TIJ)發(fā)射電阻器。跨越致動(dòng)器54的電力傳輸將致動(dòng)器54加熱到足夠高的溫度，使得致動(dòng)器54蒸發(fā)空腔50內(nèi)的流體，創(chuàng)建快速擴(kuò)張汽泡，其迫使墨滴22到噴嘴52的外部。在另一個(gè)示例中，致動(dòng)器54可以包括壓電電容發(fā)射致動(dòng)器，其中在壓電致動(dòng)器兩端施加電壓導(dǎo)致柔性薄膜改變形狀或彎曲以通過(guò)噴嘴52強(qiáng)制地噴出墨水或液體。如下文將描述的，噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)60在較小電壓變化的情況下將電力供應(yīng)給致動(dòng)器54 (示出了其中之一)中的每一個(gè)致動(dòng)器，解決了電壓變化，否則該電壓變化由于寄生電壓損耗而出現(xiàn)。
[0015]流體供應(yīng)裝置46包括在打印頭44附近的板載容積、容器或者包含流體的儲(chǔ)存器。流體供應(yīng)裝置34包括遠(yuǎn)程或軸外的容積、容器或者流體的儲(chǔ)存器，其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流體管道應(yīng)用于流體供應(yīng)裝置46。在一些示例中，可以省略流體供應(yīng)裝置34，其中，用于打印頭44的整個(gè)液體或流體的供應(yīng)由流體儲(chǔ)存器46提供。例如，在一些示例中，打印單元32可以包括打印墨盒，當(dāng)來(lái)自供應(yīng)裝置46的流體已經(jīng)被耗盡時(shí)，所述打印墨盒是可更換或可重新填充的。
[0016]滑架36包括配置為相對(duì)于打印媒介24和介質(zhì)輸送裝置30線性地平移或掃描打印單元32的機(jī)構(gòu)。在打印單元32 (諸如在具有頁(yè)寬陣列打印機(jī)的情況下)橫越介質(zhì)輸送裝置30和介質(zhì)24的一些示例中，可以省略滑架36。
[0017]控制器38包括配置為生成控制信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)處理單元，所述控制信號(hào)指示介質(zhì)輸送裝置30、流體供應(yīng)裝置34、滑架36以及打印頭44的致動(dòng)器54的操作。為了該應(yīng)用的目的，術(shù)語(yǔ)“處理單元”將意指執(zhí)行包含在存儲(chǔ)器中的指令序列的目前開(kāi)發(fā)的或未來(lái)開(kāi)發(fā)的處理單元。指令序列的執(zhí)行引起處理單元執(zhí)行諸如生成控制信號(hào)的步驟。可以將指令從只讀存儲(chǔ)器(ROM)、海量存儲(chǔ)裝置或一些其它永久存儲(chǔ)裝置加載在隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)中以供處理單元執(zhí)行。在其它示例中，可以使用硬布線電路來(lái)代替軟件指令或與軟件指令相組合以實(shí)現(xiàn)所描述的功能。例如，控制器38可以體現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)用集成電路(ASIC)的一部分。除非另有具體說(shuō)明，控制器不限于硬件電路和軟件的任何特定的組合，也不限于用于由處理單元執(zhí)行的指令的任何特別的源。
[0018]在圖示的示例中，控制器38執(zhí)行或跟隨包含在存儲(chǔ)器40中的指令55。在操作中，控制器38生成對(duì)流體供應(yīng)裝置34的控制信號(hào)以確保流體供應(yīng)裝置46具有充足的流體供打印。在省略了流體供應(yīng)裝置34的那些示例中，也省略這樣的控制步驟。為了基于至少臨時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器40中的圖像數(shù)據(jù)57完成打印，控制器38生成指示介質(zhì)輸送裝置30相對(duì)于打印單元32放置介質(zhì)24的控制信號(hào)?？刂破?8也生成引起滑架36跨越打印介質(zhì)24向后且向前掃描打印單元32的控制信號(hào)。在打印單元32 (諸如在具有頁(yè)寬陣列的情況下)充分橫越介質(zhì)24的那些示例中，可以省略由控制器38對(duì)滑架36的控制。為了將流體沉積到媒介24上，控制器38生成選擇性地加熱在選定的噴嘴52對(duì)面的致動(dòng)器54的控制信號(hào)，以便噴出或發(fā)射液體到媒介24上以根據(jù)圖像數(shù)據(jù)57形成圖像。
[0019]圖2更詳細(xì)地示意性地圖示了發(fā)射噴墨電源系統(tǒng)42。發(fā)射噴墨電源系統(tǒng)60將電力供應(yīng)給打印頭模44的每一個(gè)致動(dòng)器54。如上所述，響應(yīng)于來(lái)自(圖1所示的)控制器38的控制信號(hào)而由(未在圖2示出的)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)或晶體管選擇性地控制到每一個(gè)致動(dòng)器54的電力供應(yīng)。噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)60在較小電壓變化的情況下將電力供應(yīng)給致動(dòng)器54 (示出了其中之一)中的每一個(gè)致動(dòng)器，解決了電壓變化，否則該電壓變化由于寄生電壓損耗而出現(xiàn)。系統(tǒng)60包括電源60、內(nèi)部電源通路62、高側(cè)開(kāi)關(guān)晶體管64和電壓調(diào)節(jié)器70。
[0020]電源60包括用于致動(dòng)器54的電力源。電源20可以附加地向打印系統(tǒng)20的其它部件供應(yīng)電力。內(nèi)部電源通路62包括用于將電力從電源60電傳導(dǎo)或傳輸?shù)街聞?dòng)器54的導(dǎo)電布線、跡線等等。內(nèi)部電源通路62可以沿著電纜、印刷電路板、柔性電纜和/或集成電路電力跡線延伸，因?yàn)樗鼘㈦娏碾娫?0路由到致動(dòng)器54。在這樣的傳輸期間，內(nèi)部電源通路62以及其它結(jié)構(gòu)可能引入寄生電壓損耗。如上所述，這樣的寄生電壓損耗可能引起沿著內(nèi)部電源通路62的電壓變化。
[0021]高側(cè)開(kāi)關(guān)(HSS)晶體管64包括在源極跟隨器布置中的晶體管。特別是，如圖2所示，晶體管64具有電連接到致動(dòng)器54的源極72、電連接到內(nèi)部電源通路62的漏極74以及電連接到電壓調(diào)節(jié)器70的柵極76。換句話說(shuō)，源極72在電學(xué)上更緊密地接近于致動(dòng)器54或者漏極74在電學(xué)上更緊密地接近于通路62。在“源極跟隨器布置”中，在源極72處看到的電壓跟隨在柵極76處的電壓。
[0022]根據(jù)一個(gè)示例，晶體管64包括功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管,諸如MOSFET晶體管。根據(jù)一個(gè)示例，晶體管64包括LDMOS晶體管。在其它示例中，晶體管64可以包括其它形式的晶體管，其類(lèi)似地選擇性地將電壓傳輸?shù)街聞?dòng)器54，其跟隨在柵極76處呈現(xiàn)的電壓。
[0023]電壓調(diào)節(jié)器70包括電路或其它電壓調(diào)節(jié)裝置，其被配置為或構(gòu)建為向晶體管64的柵極76提供有受控電壓，所述受控電壓不大于在漏極74處的并發(fā)電壓。結(jié)果，晶體管64吸收包括通路62的電壓波動(dòng)的在主電源系統(tǒng)軌道(rail)上的電壓波動(dòng)。結(jié)果，晶體管64和電壓調(diào)節(jié)器70合作將恒定的能量輸送到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器54。通過(guò)將更穩(wěn)定或一致的電壓輸送到噴墨發(fā)射致動(dòng)器54，電源60提供了更一致的發(fā)射能量并減小了在致動(dòng)器54處看到的任何過(guò)量的能量范圍以增加可靠性和性能。
[0024]此外，在馬達(dá)和任何其它各種機(jī)械系統(tǒng)利用不同于期望的噴墨電阻器發(fā)射電壓的電壓的打印系統(tǒng)中，電壓調(diào)節(jié)器70和晶體管64的合作也允許電阻器發(fā)射電壓與用來(lái)驅(qū)動(dòng)這樣的打印系統(tǒng)20的馬達(dá)和機(jī)械系統(tǒng)的打印系統(tǒng)20的那些電壓隔離。用跨越所有負(fù)載條件的在每一個(gè)致動(dòng)器54處的可預(yù)測(cè)穩(wěn)定電壓，打印機(jī)可以利用增加噴嘴壽命和性能的適當(dāng)?shù)哪芰吭O(shè)定。通過(guò)使電阻器發(fā)射電壓與驅(qū)動(dòng)其它打印系統(tǒng)部件的那些電壓隔離，電源60促進(jìn)了不同于目標(biāo)電阻器發(fā)射電壓的機(jī)械系統(tǒng)電壓的使用，從而增強(qiáng)了打印機(jī)設(shè)計(jì)靈活性。[0025]在圖示的示例中，電壓調(diào)節(jié)器70提供了在最大負(fù)載下小于最小系統(tǒng)電源電壓的受控電壓。在圖示的示例中，電壓調(diào)節(jié)器70提供了比主電源(電源60)的電壓小幾伏特的單獨(dú)的調(diào)節(jié)電壓。在其它示例中，電壓調(diào)節(jié)器70可以將其它電壓提供給柵極76。在圖示的示例中，電壓調(diào)節(jié)器70被實(shí)現(xiàn)為在打印單元32處的打印頭組件的一部分。在其它示例中，電壓調(diào)節(jié)器都可以被直接實(shí)現(xiàn)在打印頭44上或在其它位置處。
[0026]圖3是圖示了由(圖1所示的)打印系統(tǒng)20用來(lái)將電力輸送到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器54的過(guò)程或方法100的流程圖。如由步驟102指示的，跨越在源極跟隨器(SF)布置中的HSS晶體管將電力供應(yīng)給致動(dòng)器54。在圖2所示的示例中，跨越在源極跟隨器布置中的晶體管64將電力供應(yīng)給致動(dòng)器54。如由步驟104指示的，進(jìn)一步將受控電壓或調(diào)節(jié)電壓供應(yīng)給高側(cè)開(kāi)關(guān)晶體管柵極，其中，受控電壓或調(diào)節(jié)電壓不大于高側(cè)開(kāi)關(guān)晶體管漏極經(jīng)歷的并發(fā)電壓。在圖2所示的示例中，電壓調(diào)節(jié)器70將控制器調(diào)節(jié)的電壓供應(yīng)給晶體管64的柵極76，其中，調(diào)節(jié)器控制的電壓不大于晶體管64的漏極74看到的并發(fā)電壓。
[0027]圖4是電壓調(diào)節(jié)器170(可以在發(fā)射噴墨電阻器電源系統(tǒng)42中采用的電壓調(diào)節(jié)器70的一個(gè)示例)的電路圖，如同電壓調(diào)節(jié)器70，電壓調(diào)節(jié)器170包括用來(lái)向(圖2所示的)晶體管64的柵極76提供受控電壓的電路，所述受控電壓不大于在漏極74處的并發(fā)電壓。電壓調(diào)節(jié)器170包括線性調(diào)節(jié)器172、旁路調(diào)節(jié)器173和反饋電阻器174。反饋電阻器174連接到線性調(diào)節(jié)器172，并且與線性調(diào)節(jié)器172和旁路調(diào)節(jié)器173合作，使得提供給(圖2所示的)柵極76的調(diào)節(jié)器172的輸出電壓在最大負(fù)載下小于最小系統(tǒng)供應(yīng)電壓。在圖示的示例中，線性調(diào)節(jié)器172包括來(lái)自德州儀器(Texas Instruments)的商業(yè)可得的LM317調(diào)節(jié)器。旁路調(diào)節(jié)器173包括從德州儀器(Texas Instruments)部分可得的TL431旁路調(diào)節(jié)器。在其它示例中，電壓調(diào)節(jié)器170可以具有不同于圖4所示的其它配置。
[0028]圖5示例性地圖示了打印系統(tǒng)220 (打印系統(tǒng)20的示例)。打印系統(tǒng)220包括(圖1所示的)介質(zhì)輸送裝置30、打印頭組件或打印單元232、(圖1所示的)流體供應(yīng)裝置34、(圖1所示的)滑架36、包括數(shù)字邏輯222的控制器38、(圖1所示的)存儲(chǔ)器40和發(fā)射噴墨電阻器電源系統(tǒng)242。打印單元232類(lèi)似于(相對(duì)于圖1示出并描述的)打印單元32，其中，打印單元232包括(圖1所示的)流體供應(yīng)裝置46和打印頭模244。如由圖5所示,打印頭模244包括(示意性地示出的)許多噴嘴52 (N1-Nn)以及相關(guān)聯(lián)的發(fā)射致動(dòng)器54，其特別地被圖示為發(fā)射電阻器R。發(fā)射致動(dòng)器54中的每一個(gè)發(fā)射致動(dòng)器從發(fā)射噴墨電阻器電源系統(tǒng)242接收電力。
[0029]發(fā)射噴墨電阻器電源系統(tǒng)242類(lèi)似于系統(tǒng)42。盡管沿著內(nèi)部電源通路62的(由電阻器符號(hào)功能性地表示的)電阻245可能引入寄生電壓損耗，電阻器電源系統(tǒng)242在具有較小變化的情況下將電力供應(yīng)給致動(dòng)器54中的每一個(gè)致動(dòng)器。電阻器電源系統(tǒng)242包括電源60、內(nèi)部電源通路62、高側(cè)開(kāi)關(guān)(HSS)晶體管64、電壓調(diào)節(jié)器70、電平移動(dòng)器280和箝位電路282。電源60、通路62、晶體管64和電壓調(diào)節(jié)器70均在上面相對(duì)于圖2進(jìn)行了描述。
[0030]在模244上提供了電平移動(dòng)器280，并且將其用作電壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，通過(guò)其，控制器38的低電壓數(shù)字邏輯222選擇性地將更高的柵極電壓施加至晶體管64的柵極76以選擇性地激發(fā)相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器54和相關(guān)聯(lián)的噴嘴52。特別是，響應(yīng)于從數(shù)字邏輯222接收低電壓數(shù)字信號(hào)，電平移動(dòng)器280向柵極64 (和箝位電路282)供應(yīng)由調(diào)節(jié)器70建立的更高的受控電壓或調(diào)節(jié)電壓(VPP1()gi。)。因?yàn)榫w管64在源極跟隨器布置中，所以在致動(dòng)器54處看到的電壓對(duì)應(yīng)于響應(yīng)電平移動(dòng)器280的致動(dòng)或切換而在柵極64處提供的調(diào)節(jié)器控制的VPPlogic。
[0031]在模244上為每一個(gè)HSS晶體管64提供箝位電路282。每一個(gè)箝位電路282包括二極管連接的器件，在源極電壓拉起以匹配柵極電壓(在柵極76處的電壓)(減去一些二極管電壓降)時(shí)，所述二極管連接的器件響應(yīng)柵極到源極電壓變得太高而導(dǎo)通。在其它示例中，箝位電路282可以具有其它配置或可以被省略。
[0032]如圖5所示，在模244上的每一個(gè)發(fā)射致動(dòng)器54具有指定的HSS晶體管64、指定的電平移動(dòng)器280和指定的箝位電路282。圖6是圖示了打印系統(tǒng)320 (打印系統(tǒng)20的另一個(gè)示例)的電路圖。與采用有時(shí)被稱(chēng)作全HSS系統(tǒng)的系統(tǒng)的打印系統(tǒng)220不同，打印系統(tǒng)320采用被稱(chēng)作混合HSS系統(tǒng)的系統(tǒng)。打印系統(tǒng)320的混合HSS系統(tǒng)通過(guò)促進(jìn)用于多個(gè)發(fā)射致動(dòng)器54和噴嘴22的單個(gè)HSS晶體管的使用來(lái)保存有價(jià)值的?？臻g。
[0033]圖6示意性地圖示了打印系統(tǒng)320 (打印系統(tǒng)20的另一個(gè)示例)。打印系統(tǒng)320包括(圖1所示的)介質(zhì)輸送裝置30、打印頭組件或打印單元332、(圖1所示的)流體供應(yīng)裝置34、(圖1所示的)滑架36、包括數(shù)字邏輯222的控制器38、(圖1所示的)存儲(chǔ)器40以及發(fā)射噴墨電阻器電源系統(tǒng)342。打印單元或打印頭組件332類(lèi)似于(相對(duì)于圖1示出并描述的)打印單元32，其中，打印單元232包括(圖1所示的)流體供應(yīng)裝置46和打印頭模344。如圖6所示，打印頭模344包括沿著墨水槽345布置的(示意性地示出的)許多噴嘴22和(示出為發(fā)射電阻器的)相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器54，所述墨水槽345將墨水或其它液體供應(yīng)給致動(dòng)器54和噴嘴22。發(fā)射致動(dòng)器54中的每一個(gè)發(fā)射致動(dòng)器從噴墨電阻器電源系統(tǒng)342接收電力。
[0034]發(fā)射噴墨電阻器電源系統(tǒng)342類(lèi)似于系統(tǒng)42。盡管沿著內(nèi)部電源通路62的電阻345A、345B、345C和34?可能引入寄生電壓損耗，電阻器電源系統(tǒng)342在具有較小變化的情況下將電力供應(yīng)給致動(dòng)器54中的每一個(gè)致動(dòng)器。特別是，電阻器345A表示通過(guò)電纜到印刷電路板的電阻。電阻器345B表不在印刷電路板上的通路62的電阻。電阻器345C表不在將印刷電路板連接到模344的柔性電路上的通路62的電阻。電阻器34?表示在從柔性電路到晶體管64的模344上的定線(跡線)的電阻。在模344上的定線或跡線的電阻可以根據(jù)特別的噴嘴52和相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器54的位置而變化。例如，位于打印槽345的中部附近的致動(dòng)器54可以經(jīng)歷比位于槽345的端部附近的致動(dòng)器54更高的寄生電壓降。這樣的打印頭或模感應(yīng)的變化在打印頭變得更小且包括更少的金屬層來(lái)路由電力時(shí)可能惡化。
[0035]噴墨發(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)342包括電源60、內(nèi)部電源通路62、高側(cè)開(kāi)關(guān)(HSS)晶體管64、電壓調(diào)節(jié)器70和低側(cè)開(kāi)關(guān)(LSS)晶體管380。電源60、通路62、晶體管64和電壓調(diào)節(jié)器70均在上面相對(duì)于圖2進(jìn)行了描述。LSS晶體管380均包括功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(諸如LDMOS晶體管)，其具有連接到地的源極382、電連接到致動(dòng)器54的端部的漏極384以及電連接到噴嘴驅(qū)動(dòng)邏輯和電路(數(shù)字邏輯222)的柵極386。為了圖示方便，圖6僅圖示了在數(shù)字邏輯222與幾個(gè)LSS晶體管380的幾個(gè)柵極386之間的一些電連接。
[0036]如圖6所不,每一個(gè)噴嘴52和相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器54具有指定的LSS晶體管380。每一個(gè)LSS晶體管380用作用來(lái)響應(yīng)來(lái)自數(shù)字邏輯222的控制信號(hào)選擇性地激發(fā)其相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器54和噴嘴52的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)。因?yàn)閲娔l(fā)射致動(dòng)器電源系統(tǒng)342包括用于選擇性地致動(dòng)個(gè)別的致動(dòng)器54的LSS晶體管380(圖示為發(fā)射電阻器)和噴嘴22，所以可以在多個(gè)噴嘴22和致動(dòng)器54之中共享HSS晶體管54。根據(jù)一個(gè)示例，在高達(dá)12個(gè)噴嘴22與致動(dòng)器54(用于共享HSS晶體管的噴嘴22和發(fā)射致動(dòng)器54的集合，有時(shí)被稱(chēng)作初級(jí)部分(primary))之中共享單個(gè)HSS晶體管。因?yàn)榕cHSS晶體管54相比，LSS晶體管380可以是較少空間消耗且較不昂貴的，所以減小了成本和模空間消耗。
[0037]圖7是打印系統(tǒng)420 (圖1所示的打印系統(tǒng)20的示例)的電路圖。打印系統(tǒng)420類(lèi)似于打印系統(tǒng)320，除了打印系統(tǒng)420被附加地圖示為包括示例電平移動(dòng)器480和示例箝位電路482。電平移動(dòng)器480類(lèi)似于上面描述的電平移動(dòng)器280。電平移動(dòng)器480用作開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，當(dāng)共享晶體管64的致動(dòng)器54中的一個(gè)致動(dòng)器以及其相關(guān)聯(lián)的噴嘴52將被激發(fā)時(shí)，(圖6所示的)控制器38的數(shù)字邏輯222通過(guò)所述開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)選擇性地將柵極電壓施加至每一個(gè)晶體管64的柵極76。特別是，響應(yīng)于從數(shù)字邏輯222接收低電壓數(shù)字信號(hào)，電平移動(dòng)器280向柵極76 (以及箝位電路482)供應(yīng)由調(diào)節(jié)器70建立的更高的受控電壓或調(diào)節(jié)電壓(VPP1()gi。)。因?yàn)榫w管64在源極跟隨器布置中，所以在致動(dòng)器54處看到的電壓對(duì)應(yīng)于響應(yīng)電平移動(dòng)器280的致動(dòng)或切換而在柵極76處提供的調(diào)節(jié)器控制的VPP1()gi。。注意的是，在圖7所示的布置中，在電平移動(dòng)器480的致動(dòng)時(shí)到柵極76的電壓供應(yīng)將不導(dǎo)致(圖6所示的)致動(dòng)器54和噴嘴52的激發(fā)直到致動(dòng)或?qū)↙SS晶體管380。進(jìn)一步注意的是，雖然電平移動(dòng)器480用在圖示的示例中的單個(gè)晶體管483 (作為高電壓PMOS器件)功能性地表示，但是電平移動(dòng)器480包括多個(gè)高電壓晶體管，即，兩個(gè)高電壓PMOS器件、兩個(gè)LDMOS晶體管和數(shù)字CMOS柵極。
[0038]對(duì)于每一個(gè)HSS晶體管64在模244上提供箝位電路482。每一個(gè)箝位電路282包括二極管連接的器件，在電壓被拉起以匹配柵極電壓(在柵極76處的電壓)(減去一些二極管電壓降)時(shí)，所述二極管連接的器件響應(yīng)柵極到源極電壓變得太高而導(dǎo)通以限制柵極源極電壓。在其它示例中，箝位電路282可以具有其它配置或可以被省略。
[0039]因?yàn)榇蛴∠到y(tǒng)420米用用于每一個(gè)發(fā)射致動(dòng)器54和相關(guān)聯(lián)的噴嘴52的LSS晶體管384，多個(gè)噴嘴22或者初級(jí)部分可以共享單個(gè)HSS晶體管64。結(jié)果，這樣的初級(jí)部分的噴嘴22也可以共享單個(gè)電平移動(dòng)器480和單個(gè)箝位電路482。因此，保存了附加的成本和空間。
[0040]雖然本公開(kāi)內(nèi)容已經(jīng)參考示例實(shí)施例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)的是，在不脫離所要求保護(hù)的主題的精神或范圍下可以在形式和細(xì)節(jié)中做改變。例如，雖然不同的示例實(shí)施例已經(jīng)被描述為包括提供一個(gè)或多個(gè)權(quán)益的一個(gè)或多個(gè)特征，但是，預(yù)期的是，所描述的特征在所描述的示例實(shí)施例或在其它替換實(shí)施例中可以彼此互換或可替換地與彼此相組合。因?yàn)楸竟_(kāi)內(nèi)容的技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，所以不是所有在技術(shù)中的改變是可預(yù)見(jiàn)到的。參考示例實(shí)施例描述并在下面的權(quán)利要求中敘述的本公開(kāi)內(nèi)容顯然意在盡可能地寬。例如，除非另有特別說(shuō)明，記載單個(gè)特別的元素的權(quán)利要求也涵蓋多個(gè)這樣的特別的元素。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，包括: 第一噴嘴； 與所述第一噴嘴相關(guān)聯(lián)的第一發(fā)射致動(dòng)器；以及 第一致動(dòng)器電源系統(tǒng)，包括: 內(nèi)部電源通路； 在源極跟隨器布置中的第一高側(cè)開(kāi)關(guān)(HSS)晶體管，所述第一 HSS晶體管具有電連接到所述內(nèi)部電源通路的漏極以及電連接到所述第一發(fā)射致動(dòng)器的第一端部的源極；以及電壓調(diào)節(jié)器，其具有電連接到所述內(nèi)部電源通路的輸入端以及電連接到所述第一 HSS晶體管的柵極的輸出端，電壓調(diào)節(jié)器向所述第一 HSS晶體管的所述柵極提供不大于在所述漏極處的并發(fā)電壓的受控電壓。
2.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 第二噴嘴； 與所述第二噴嘴相關(guān)聯(lián)的第二發(fā)射致動(dòng)器； 在源極跟隨器布置中的第二 HSS晶體管，第二 HSS晶體管具有電連接到所述內(nèi)部電源通路的漏極以及電連接到所述第二發(fā)射致動(dòng)器的源極，其中所述電壓調(diào)節(jié)器的所述輸出端電連接到所述第二 HSS晶體管的柵極，所述第二調(diào)節(jié)器用來(lái)向所述第二晶體管的所述柵極提供不大于在所述第二 HSS晶體管的所述漏極處的第二并發(fā)電壓的第二受控電壓。
3.權(quán)利要求2所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 噴嘴驅(qū)動(dòng)邏輯和電路；以及 電平移動(dòng)器，用來(lái)在所述噴嘴驅(qū)動(dòng)邏輯和電路的控制下將所述調(diào)節(jié)器的所述輸出端電連接到所述第一 HSS晶體管的所述柵極。
4.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 噴嘴驅(qū)動(dòng)邏輯和電路； 第一低供應(yīng)側(cè)(LSS)晶體管，其具有電連接到所述第一發(fā)射致動(dòng)器的漏極、連接到地的源極以及電連接到噴嘴驅(qū)動(dòng)邏輯和電路的柵極。
5.權(quán)利要求4所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 第二噴嘴； 與所述第二噴嘴相關(guān)聯(lián)的第二發(fā)射致動(dòng)器，所述第二發(fā)射致動(dòng)器具有電連接到所述第一 HSS晶體管的所述源極的第一端部；以及 第二 LSS晶體管，其具有電連接到所述第二發(fā)射致動(dòng)器的第二端部的漏極、連接到地的源極以及電連接到所述噴嘴驅(qū)動(dòng)邏輯和電路的柵極。
6.權(quán)利要求5所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 第三噴嘴； 與所述第三噴嘴相關(guān)聯(lián)的第三發(fā)射致動(dòng)器； 第四噴嘴； 與所述第四噴嘴相關(guān)聯(lián)的第四發(fā)射致動(dòng)器； 在源極跟隨器布置中的第二 HSS晶體管，所述第二 HSS晶體管具有電連接到所述內(nèi)部電源通路的漏極、電連接到所述第三發(fā)射致動(dòng)器的第一端部和所述第四發(fā)射致動(dòng)器的第一端部的源極以及電連接到所述電壓調(diào)節(jié)器的所述輸出端的柵極，所述電壓調(diào)節(jié)器用來(lái)向所述第二 HSS晶體管提供不大于在所述第二 HSS晶體管的所述漏極處的并發(fā)電壓的受控電壓； 第三LSS晶體管，其具有電連接到所述第三發(fā)射致動(dòng)器的第二端部的漏極、連接的地的源極以及電連接到所述噴嘴驅(qū)動(dòng)邏輯和電路的柵極；以及 第四LSS晶體管，其具有電連接到所述第四發(fā)射致動(dòng)器的第二端部的漏極、連接到地的源極以及電連接到所述噴嘴驅(qū)動(dòng)邏輯和電路的柵極。
7.權(quán)利要求6所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括打印頭模，其具有槽，其中所述第一發(fā)射致動(dòng)器和第二發(fā)射致動(dòng)器在所述槽的第一端部處，并且其中所述第三發(fā)射致動(dòng)器和所述第四發(fā)射致動(dòng)器在所述第一端部的對(duì)面的所述槽的第二端部處。
8.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括箝位電路，其具有電連接到所述第一晶體管的所述柵極和源極的輸入端，所述箝位電路用來(lái)限制在所述第一晶體管的所述柵極與所述源極之間的電壓差。
9.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括打印頭模，其攜帶所述第一調(diào)節(jié)器。
10.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一晶體管包括功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
11.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中由所述調(diào)節(jié)器提供的所述受控電壓包括在最大負(fù)載下小于最小系統(tǒng)電源電壓的輸出電壓。
12.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一調(diào)節(jié)器包括: 線性調(diào)節(jié)器，提供所述電壓調(diào)節(jié)器的所述輸入和所述輸出；以及 反饋電阻器，連接到所述線性調(diào)節(jié)器并且被配置為產(chǎn)生在最大負(fù)載下小于最小系統(tǒng)供應(yīng)電壓的輸出電壓。
13.—種方法,包括: 跨越在源極跟隨器布置中的高側(cè)開(kāi)關(guān)晶體管將電流供應(yīng)給打印頭模的發(fā)射致動(dòng)器；以及 將不大于在所述HSS晶體管的漏極處的并發(fā)電壓的調(diào)節(jié)電壓供應(yīng)給所述高側(cè)開(kāi)關(guān)晶體管的柵極。
14.權(quán)利要求13所述的方法，包括: 跨越所述高側(cè)開(kāi)關(guān)晶體管將電流供應(yīng)給打印頭模的多個(gè)發(fā)射致動(dòng)器；以及 通過(guò)使用低供應(yīng)側(cè)晶體管來(lái)選擇性地激發(fā)所述多個(gè)發(fā)射致動(dòng)器。
15.一種用于液體發(fā)射致動(dòng)器的電源系統(tǒng)，所述電源系統(tǒng)包括: 內(nèi)部電源通路； 在源極跟隨器布置中的高側(cè)開(kāi)關(guān)(HSS)晶體管，所述HSS晶體管包括功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其具有電連接到所述內(nèi)部電源通路的漏極以及將電連接到所述液體發(fā)射致動(dòng)器的端部的源極；以及 電壓調(diào)節(jié)器，其具 有電連接到所述內(nèi)部電源通路的輸入端以及電連接到所述HSS晶體管的柵極的輸出端，所述電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生在最大負(fù)載下小于最小系統(tǒng)供應(yīng)電壓的輸出電壓。
【文檔編號(hào)】B41J2/06GK103857530SQ201180074153
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月14日
【發(fā)明者】J.M.加納, P.J.弗里克, M.A.亨特 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)