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具有微機(jī)電芯片和專用集成電路的打印頭的制作方法

文檔序號:11527220閱讀:355來源:國知局
具有微機(jī)電芯片和專用集成電路的打印頭的制造方法與工藝

打印頭中容納用于噴射流體的一組噴射器。各噴射器包括帶噴嘴的室。該室接納來自流體供給裝置的流體。當(dāng)噴射器被啟動時,意味著流體的液滴要被噴射出,存在用于啟動噴射器的不同的可能機(jī)構(gòu)。在一些實例中,電阻器加熱,從而使室中的一部分流體蒸發(fā)。由此將流體從噴嘴排出到靶區(qū)。一旦蒸氣泡將流體從噴嘴中推出,它將更多的流體從開口吸入室中。可替代地,可致動壓電元件以啟動噴射器,從而排出流體。由于技術(shù)進(jìn)步因而在打印頭上的噴射器的數(shù)量已有增加,從而允許對于沉積圖案更多的控制。打印頭及其部件的復(fù)雜性繼續(xù)增加。

附圖說明

附圖中圖解說明了本文中所描述原理的各種實例,并且是本說明書的一部分。圖解說明的實例并不限制權(quán)利要求的范圍。

圖1是根據(jù)本文中所描述原理的一個實例的、打印盒及用于使流體沉積到表面上的打印頭的示意圖。

圖2是根據(jù)本文中所描述原理的一個實例的、用于使流體沉積到表面上的打印頭的示意圖。

圖3是圖示說明本文中所描述原理的一個實例的mems(微機(jī)電系統(tǒng))芯片的示意圖。

圖4是顯示mems芯片的多個存儲體的打印頭的示意圖,用于圖解說明本文中所描述原理的一個實例。

圖5是圖示說明根據(jù)本文中所描述原理的打印頭及相關(guān)通信線的一個配置的示意圖。

圖6是根據(jù)本文中所描述原理的用于打印的過程的流程圖。

在所有附圖中,用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)示相似但未必相同的元件。

具體實施方式

包括熱噴墨打印機(jī)和壓電噴墨打印機(jī)的打印機(jī)在每英寸點數(shù)、復(fù)雜性、和性能中已有了顯著進(jìn)步。然而,總體的技術(shù)進(jìn)步已推動打印機(jī)功能的提高,從而能夠跟上越來越快速且復(fù)雜的計算系統(tǒng)。

本說明書描述了一種用于使流體沉積到表面上的打印頭。該打印頭包括:專用集成電路(asic)和若干微機(jī)電系統(tǒng)(mems)芯片。各mems芯片包括若干流體噴射器。各噴射器具有一個噴嘴、用于容納一定量流體的啟動室、和(在熱噴墨打印機(jī)中)用于經(jīng)過噴嘴噴射一定量流體的啟動電阻器。在壓電噴墨器中,壓電致動器元件代替啟動電阻器來排出流體。一部分的對mems芯片的控制是由asic所提供。

在本說明書和所附權(quán)利要求所使用的術(shù)語“打印盒”可指代用于將墨或其它流體噴射到打印介質(zhì)上的裝置。一般來說,打印盒可以是分配例如墨、蠟、聚合物或其它流體的流體的流體噴射裝置。打印盒可包括打印頭。在一些實例中,打印頭可使用于打印機(jī)、圖像繪圖機(jī)、復(fù)印機(jī)和傳真機(jī)。在這些實例中,打印頭可將墨或另一種流體噴射到例如紙的介質(zhì)上以形成期望的圖像。

進(jìn)而,在本說明書和所附權(quán)利要求中所使用的術(shù)語“若干”或者相似的用語可包括任何正數(shù)。

在下面的描述中,為了說明的目的而陳述了許多具體細(xì)節(jié),從而提供對本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的詳盡理解。然而,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將清楚的是本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實施。在本說明書對“一個實例”或相似用語的引述意味著所描述的一個特定的特征、結(jié)構(gòu)、或特點包括在至少該一個實例中,但未必包括在其它實例中。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖,圖1是根據(jù)本文中所描述原理的一個實例的、帶打印頭(140)的打印機(jī)(100)的總體布置。打印機(jī)(100)接收來自電源(120)的功率。打印機(jī)(100)也接收采用從計算裝置(110)(也稱為客戶)中所打印的打印工作的形式的信息。

打印機(jī)(100)將功率(120)提供至打印盒(130),該打印盒相應(yīng)地為打印頭(140)提供功率。在一些實例中,打印機(jī)將功率直接地提供至打印頭(140)。打印頭(140)包括:打印頭組件(pha)專用集成電路(asic)(150)、和多個mems芯片(160)。打印頭(140)將功率提供至phaasic(150)和mems芯片(160)。phaasic(150)將數(shù)據(jù)提供至mems芯片(160)以控制噴射器(170)的啟動。噴射器(170)位于開口(180)附近,該開口(180)為噴射器(170)提供流體,如下面更詳細(xì)地描述。

圖2是根據(jù)本文中所描述原理的一個實例的、用于使流體沉積在表面上的打印頭組件(140)的示意圖。將打印頭組件(140)裝配在基板(210)上,該基板(210)將功率分配(240)和信號分配提供至安裝的部件。基板(210)可接收來自離板電源(120)的功率。在其它實例中,基板(210)接收來自打印盒(130)的功率。在另一個實例中,基板接收來自打印機(jī)(100)的功率(120)。

安裝在基板(210)上的是phaasic(150)、和在本文中共同地被稱為(160)的多個mems芯片(160a、160b、160c、160d、160e、160f)。mems是微機(jī)電系統(tǒng),有時被寫為微電子機(jī)械、微機(jī)電、或者微電子和微機(jī)電系統(tǒng)。mems是包括電氣元件和機(jī)械元件兩者的器件。這些元件是小的,并且可利用基于半導(dǎo)體工業(yè)的工藝和技術(shù)而制造。因此,許多mems是被制作在硅上,這也便于將電子部件并入mems。在mems表面上使用電子部件提供一些優(yōu)點,例如一體化設(shè)計和較短的通信距離。然而,此方法也導(dǎo)致若干缺點,這些缺點可包括:芯片上的更大的復(fù)雜性、專用于不能用于mems的電子器件的更大表面積、更高的材料成本、更高的生產(chǎn)工藝復(fù)雜性、較低的產(chǎn)量、和不同的電連接要求。

用于將phaasic(150)與mems芯片(160)連接的是若干電連接件,圖中未示出全部的電連接件。這些連接件包括若干條傳輸線(270)以及啟動控制線(280)。在一些實例中,這些線從phaasic(150)直接地延續(xù)至mems芯片(160)。在一些實例中,這些線延續(xù)經(jīng)過基板(210)。在一些實例中,這些線延續(xù)經(jīng)過另一個mems芯片(160)。在此實例中,允許信號經(jīng)由另一個mems芯片(160)傳輸,使mems芯片之間的更好的協(xié)調(diào)成為可能,并且允許相同的設(shè)計在打印頭組件的不同位置工作。例如,圖中示出了關(guān)于圖2的mems芯片(160a-d)的上存儲體的一個實例,其中傳輸線(270)從一個芯片級聯(lián)到下一個芯片,允許正在被傳遞的信息到達(dá)正確的mems芯片(160)。類似地,啟動控制線(280)以類似方式的擴(kuò)展可降低來自mems芯片(160)的存儲體的峰值功率需求。在一些實例中,電連接件還可包括時鐘線(圖5,590)。

phaasic(150)可代表單個元件或多個元件。phaasic(150)可執(zhí)行多種功能。在一些實例中,phaasic(150)準(zhǔn)備用于傳輸至mems芯片(160)的數(shù)據(jù)。在一些實例中,phaasic(150)將啟動控制信號經(jīng)由啟動控制線(280)提供至mems芯片(160)。

phaasic(150)可連接到離板通信線路(230)。phaasic(150)將時鐘信號(圖5,590)提供至mems芯片(160),正如將在下面結(jié)合圖5更詳細(xì)地描述。此外,在一些實例中,phaasic(150)利用錯誤糾正電路(圖5,540)來執(zhí)行錯誤糾正,正如將在下面結(jié)合圖5更詳細(xì)地描述。

圖3是圖解說明本文中所描述原理的一個實例的、mems芯片(160)的示意圖。該mems芯片(160)包括若干部件,這些部件包括開口(180)、若干噴射器(170)、和提供多個電連接(340)的墊(330)。電連接件(340)便于在mems芯片(160)和phaasic(150)的部件之間的通信。在一些實例中,mems芯片(160)包括熱傳感器(390)。在一些實例中,mems芯片(160)包括加熱器。在一些實例中,利用位于mems芯片(160)的若干啟動室的每個啟動室內(nèi)部的若干電阻器而提供加熱。

在一個實例中,熱傳感器(390)是由phaasic(150)所控制。在另一個實例中,熱傳感器(390)被控制在mems芯片(160)上。在一些實例中,噴射器(170)沿開口(180)形成列。在其它實例中,噴射器(170)在開口(180)的兩端上形成列。mems芯片(160)可具有在mems芯片(160)的一端上的單個墊(330)。在另一個實例中,mems芯片(160)具有在mems芯片(160)的兩端上的墊(330)。在又一個實例中,mems芯片(160)具有位于側(cè)部上和/或mems芯片(160)的主體中的墊(330),從而便于更多的連接。

打印頭(140)包括具有與多個平行開口(180)相聯(lián)的噴射器組(170)的mems芯片(160),從而允許多種組分或顏色的墨被分配。圖4示出了具有這種設(shè)計的打印頭(140)。這種設(shè)計的一種方式是如下的打印頭,在該打印頭中在共有基板中制作打印頭的開口并且將部分或全部的伴隨的控件并入基板中。在這種情況下,產(chǎn)量可取決于設(shè)計的所有特征。另外,這種設(shè)計使用較大占用面積的硅來制造。在另一個方式中,各mems芯片(160)包括單個開口,并且將多個mems芯片(160)加以組裝以形成打印頭(140)。

硅晶片是由硅晶錠制造,該硅晶錠往往具有有限的尺寸;常常具有6或8英寸的直徑。較大的晶錠和較大的晶片與較小的晶錠和晶片相比就單位面積而言成本更高,這部分地是由于制造較大的高純度硅的難度增加。此外,因為極少有大芯片可安裝在晶片上,所以它們的成本相應(yīng)地高于較小芯片,由此能夠更高效地使用該區(qū)域的晶片。因此,制作在硅基板上的器件的成本增加快于這些區(qū)域的器件,其中較大mems芯片(160)的成本不相稱地大于較小mems芯片(160)。

此外,增加復(fù)雜性和尺寸可降低器件的產(chǎn)量。考慮具有單個開口和伴隨的噴射器的mems芯片(160)。假設(shè)此單開口芯片具有x的缺陷率,其中缺陷被定義為將會致使mems芯片不可接收的某物。如果芯片被擴(kuò)展到包括四個平行的器件并且沒有復(fù)雜性的增加,集成的四開口芯片的預(yù)計缺陷率可近似計算為大約4*x。它可更好地近似計算為1-(1-x)^4,但就小值的x而言,在單個mems中出現(xiàn)多個缺陷的可能性是非常低的并且可以大致是缺陷率的平方。當(dāng)四開口器件在一個開口中具有缺陷時,整個器件被認(rèn)為是有缺陷的并且被廢棄。

相反,如果一組的四單開口器件在器件中的一個中有缺陷,那么該一個有缺陷的器件被廢棄并且可使用剩余的三個器件。假設(shè)將單開口器件附接到機(jī)械結(jié)構(gòu)則具有y的缺陷率。四個這種器件的附接將具有大約4*y的總?cè)毕萋?。相反,四開口器件的附接將具有大約為y的附接缺陷率(為了簡單起見)。如果y<x,那么從若干單開口器件來組裝打印頭將提供與集成四開口設(shè)計相比更好的產(chǎn)量。由于成本與尺寸之間的非線性關(guān)系,因而即使y>x,也可存在采用單開口芯片更便宜的情況。

mems芯片(160)或集成電路器件中的缺陷率取決于該器件的復(fù)雜性。關(guān)于單開口組件所使用的相同論述適用于mems的其它部件。因此,所有其它因素都是相等的,較簡單的器件更有可能具有更好的基于半導(dǎo)體或mems制造工藝的產(chǎn)量。因此,可減少元件數(shù)量的設(shè)計可提高產(chǎn)量。通常,僅將復(fù)雜性從設(shè)計的一個部分轉(zhuǎn)移到設(shè)計的另一個部分可能不引起總產(chǎn)量增加。然而,將復(fù)雜性從高成本部件轉(zhuǎn)移到較低成本部件可導(dǎo)致節(jié)約。此外,將復(fù)雜性從利用具有較高缺陷率的工藝所制造的部件轉(zhuǎn)移到利用具有較低缺陷率的工藝所制造的部件可導(dǎo)致顯著的產(chǎn)量和成本節(jié)約。

一些設(shè)計能夠減小在其它設(shè)計中將會是缺陷的不規(guī)則性。例如,一些電路陣列能夠關(guān)閉具有不規(guī)則性的部分,并且仍然允許該器件的剩余部分被使用。如果將附加的性能制作入該設(shè)計中,那么結(jié)果是盡管有不規(guī)則性但卻不是有缺陷的。類似地,設(shè)計中的冗余可致使制造不規(guī)則性不顯得重要。如果該冗余是合理地便宜,那么這可以是減小報廢成本的有效策略,特別是在高度并行的器件中。例如,與被并入單獨的mems芯片(160)時相比,phaasic(150)的功能可以是更小并且更加低成本地制造。

基于上述,圖4示出了包括mems芯片(160)的多個存儲體的打印頭(140),并且圖解說明本文中所描述原理的一個實例。打印頭(140)包括基板(210)和便于數(shù)據(jù)和功率傳輸?shù)亩鄠€連接件(420)。在一些實例中,打印頭被聚合物覆蓋。該聚合物使電接觸件絕緣,并且防止它們與打印頭(140)中所使用的流體或墨接觸。在圖4中,將mems芯片(160)布置成四個的組,以便于使用三種顏色墨和黑色墨的全色打印。將各組交錯從而允許在mems芯片(160)上的噴射器的各列之間發(fā)生重疊。phaasic(150)可位于器件上在mems芯片(160)的各組之間的間隙中。

在一些實例中,mems芯片(160)是可互換的。采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的優(yōu)點包括:減小的部件數(shù)量、較簡單的組件(較不需要使采用不同類型連接件的連接復(fù)雜化)、提高生產(chǎn)效率、較少的部件數(shù)量、及較低的庫存量和成本。在一些實例中,打印頭中所使用的mems芯片(160)包括多于一個的設(shè)計。例如,黑色墨芯片可具有與彩色墨芯片相比更高或更低的噴嘴密度,或者彩色墨芯片可以是三開口芯片同時黑色墨芯片是單開口芯片。

在另一個實例中,沿左邊緣的頁寬打印頭(140)的高利用部分可具有不同的設(shè)計,以適應(yīng)不同的使用率。在一些實例中,mems芯片(160)是模塊化的,以便可以將它們置于相同的位置但包括不同的功能,從而允許使用一些常用部件而制造多種配置的打印頭(140)。

在另一個實例中,在某些工藝中可采用不同的層厚度來最佳地設(shè)計含有某些墨的mems芯片(160),從而形成與用于其它墨的幾何形狀所不同的幾何形狀。例如,就黑色和彩色墨而言,較大液滴重量的黑色墨可具有在其芯片上的較大高度噴射室,而較小液滴重量的彩色墨可具有在其芯片上的較小高度噴射室。即使如此,與具有較高液滴重量的黑色墨相比,通過在用于其芯片的工藝中使用更薄的聚合物層,可將這些彩色墨mems芯片(160)相同地制作在一個芯片上。若需要,被噴射的各流體或單獨顏色的墨可具有其自身的優(yōu)化mems工藝,以便最佳地噴射流體。這樣,各類型的mems芯片(160)可針對其墨被優(yōu)化到這種程度,即設(shè)計不能在單個芯片上同時對全部或大部分的mems進(jìn)行加工。

在一些實例中,打印頭(140)被設(shè)計成使得它可打印整個頁寬,從而排除了使打印頭(140)在被打印表面上方來回地掃描的需要。盡管頁寬陣列打印頭的設(shè)計可導(dǎo)致大量的mems芯片(160)被并入打印頭(140)中,但將phaasic提供在打印頭(140)上可減少在打印頭(140)與打印機(jī)(100)之間的數(shù)據(jù)通道的數(shù)量。在一些實例中,phaasic(150)可將以前在每個多開口mems芯片(160)上所執(zhí)行的操作合并。在一些實例中,phaasic(150)控制四十或更多的單開口mems芯片(160)。在一些實例中,phaasic(150)提供對在mems芯片(160)上的溫度調(diào)節(jié)的控制。

位于在熱噴墨打印頭上的噴射器的室中的啟動電阻器可采用高于使用于芯片或打印頭(140)上的邏輯電路的電壓。在一些實例中,phaasic(150)提供交錯的啟動控制信號,以減小從單mems芯片(160)中所取出的峰值高電壓功率。在一些實例中,phaasic(150)提供交錯的啟動控制,以在整體上降低從打印頭(140)中所取出的峰值高電壓功率。這可降低將會需要能夠提供較大電流的打印機(jī)(100)中的物理構(gòu)件的成本。在一些實例中,此原理可擴(kuò)展至由共用高電壓電力線所提供的噴射器(170)列的部分。

在一些實例中,phaasic(150)是以如圖4中所示方式而定位的單個器件。在另一個實例中,phaasic(150)是安裝到基板(210)的若干器件,這些器件控制并協(xié)調(diào)在打印頭(140)上的mems芯片(160)的操作。在此實例中,這些器件位于在mems芯片(160)的各組之間的間隙中。在另一個實例中,phaasic(150)是位于打印頭的中心附近的單個器件。在一些實例中,打印頭(140)具有位于打印頭(140)上的更多的存儲器或?qū)S脽峥刂破鳌?/p>

圖5是圖解說明根據(jù)本文中所描述原理的一個配置的phaasic(150)和相關(guān)通信線的示意圖。在一個實例中,將要被打印的圖像數(shù)據(jù)(510)提供至打印機(jī)asic(520)。這可以任意數(shù)量的方式而實現(xiàn)。打印機(jī)asic(520)可進(jìn)行存儲、成批處理、處理、操縱,或者執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)(510)的其它處理。打印機(jī)asic可將信號提供至打印機(jī)(100)的不同部件,從而使打印機(jī)(100)準(zhǔn)備打印。

打印機(jī)asic(520)將原始的或修改形式的圖像數(shù)據(jù)(510)提供至打印頭組件專用集成電路(phaasic)(150)。這可利用通信線路(230)而實現(xiàn)。通信線路(230)可以是光學(xué)、電學(xué)、電磁、或數(shù)據(jù)傳輸中所采用的任何合適的裝置及相關(guān)的通信技術(shù)。在一些實例中,通信線路(230)是無線局域網(wǎng)(wlan)信號,例如由wi-fialliance所開發(fā)的wi-fi信號標(biāo)準(zhǔn)、由specialinterest集團(tuán)所開發(fā)的通信技術(shù)、紅外信號、射頻信號、低電壓差分信號(lvds)、最小過渡差分信號(tmds)、低擺幅差分信號(rsds)、總線低電壓差分信號(blvds)、差分線腳系列終端邏輯(sstl)、差分高速收發(fā)器邏輯(hstl)和/或類似的通信技術(shù)及它們各自的通信裝置。在一個實例中,通信線路(230)包括低電壓差分信號(lvds)雙電纜。在另一個實例中,通信線路(230)是多條高速數(shù)據(jù)線。在一個實例中,通信線路(230)包括離散時鐘信號。在另一個實例中,通信線路(230)具有由phaasic(150)所提取的嵌入式時鐘信號。

在一些實例中,phaasic(150)以比經(jīng)由時鐘線(590)提供至mems芯片(160)的時鐘更快的時鐘而操作。例如,phaasic(150)可在140mhz時鐘下操作,同時將10mhz時鐘提供至mems芯片(160)。在另一個實例中,phaasic(150)可在200mhz時鐘下操作,同時將20mhz時鐘提供至mems芯片(160)。phaasic(150)在比mems芯片(160)更快的時鐘下操作具有若干優(yōu)點,這些優(yōu)點包括:減小在打印機(jī)asic(520)與phaasic(230)之間的數(shù)據(jù)線的數(shù)量、利用通信線路(530)中的錯誤糾正電路(540)來提供錯誤糾正、和使phaasic(150)與mems芯片(160)的通信對于噪聲較不敏感。

在一些實例中,由錯誤糾正電路(540)所執(zhí)行的錯誤糾正可包括周期性地在打印機(jī)asic(520)與phaasic(150)之間的通信線路(230)中包含奇偶檢驗位或者和數(shù)位。在其它實例中,錯誤糾正電路(540)可包含更復(fù)雜的錯誤糾正方法,包括與對數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮的控制和驗證相關(guān)的那些錯誤糾正方法。

在phaasic(150)已接收圖像數(shù)據(jù)(510)之后,phaasic(150)還可對圖像數(shù)據(jù)(510)進(jìn)行處理。在一些實例中,由phaasic(150)建立形成圖像的啟動模式。在其它實例中,由打印機(jī)asic(520)建立用于形成圖像的啟動模式。在其它實例中,作為圖像信號(510)的一部分而提供啟動模式,或者可在準(zhǔn)備打印格式中發(fā)送圖像數(shù)據(jù)(510)。phaasic(150)可將圖像數(shù)據(jù)(510)分離成提供至單獨mems芯片(160)的信號??衫脗鬏斁€(270)將這些信號提供至mems芯片(160)。由于在mems芯片(160)上有大量的噴射器(170),因而可在傳輸線(270)上順序地提供數(shù)據(jù)。

可將此信息裝入mems芯片(160)中,使得在mems芯片(160)上的各噴射器(170)具有提供至各噴射器的啟動位/不啟動位。當(dāng)接收到啟動信號時,該位可調(diào)節(jié)在mems芯片(160)上的噴射器(170)的啟動。在一些實例中,針對與用于噴射器(170)的啟動電阻器相聯(lián)的晶體管存儲該位。如果晶體管是斷開的,那么啟動信號的接收將不啟用啟動電阻器。如果晶體管被閉合,那么啟動信號的接收導(dǎo)致啟動電阻器加熱。該熱量導(dǎo)致暴露于電阻器的一部分流體蒸發(fā),從而形成氣泡。該氣泡膨脹,從而導(dǎo)致墨的液滴從噴射器(170)的噴嘴朝向打印介質(zhì)被排出。然后氣泡塌陷,從而允許更多的流體進(jìn)入噴射器(170)從而使它們準(zhǔn)備下一次啟動。在打印用途中,流體可以是墨、色粉或者一些其它標(biāo)記流體。

在一些實例中,phaasic(150)將時鐘信號經(jīng)由時鐘線(590)提供至mems芯片(160)。這是為了便于裝載按順序提供的啟動/不啟動信號并協(xié)調(diào)該裝載。

在一些實例中,phaasic(150)具有小于由mems芯片(160)所采用的最小元件尺寸。因為phaasic(150)可起處理器/控制器的作用,所以phaasic(150)可利用半導(dǎo)體制造技術(shù)而制造。這些技術(shù)已實現(xiàn)大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和低缺陷率,從而允許制造較高速度器件以便實現(xiàn)較低的成本和較小的封裝。

相反,mems芯片可利用被更好地被設(shè)計的工藝和技術(shù)而制造,用于容納mems芯片的機(jī)械元件,特別是開口(180)和噴射器(170)。由于mems的機(jī)械元件具有相對較大的尺寸,因而可選擇采用具有較少精細(xì)控制的較慢工藝,以便經(jīng)濟(jì)地制造mems芯片(160)。通過將控制部分從mems芯片(160)轉(zhuǎn)移至phaasic(150),設(shè)計可通過采用不同工藝而制造phaasic(150)和mems芯片(160)。相反,將控件和mems元件兩者放置在mems芯片(160)上犧牲了獲得用于任一元件的最優(yōu)設(shè)計的能力。在一些實例中,當(dāng)邏輯被降級到具有較小的最小特征尺寸的phaasic(150)并且在mems芯片(160)上的mems使用較少邏輯時可形成更高效的設(shè)計,該邏輯可容易地利用用于制作mems元件的較大的最小特征尺寸工藝而制造。

啟動控制線(280)提供用于啟動噴射器(170)的信號。如上所述,噴射器(170)可具備決定制造模式的啟動位/不啟動位。啟動控制線(280)確保噴射器(170)的啟動不發(fā)生,直到正確模式已被完全裝載。盡管被圖示為單線,但啟動控制線(280)可包括被連續(xù)地啟動的若干條平行線。信號可經(jīng)歷在mems芯片(160)上的額外的分裂或延遲。在一個實例中,可將啟動控制信號嵌入另一個信號中。

圖6示出了根據(jù)本文中所描述原理的用于打印(600)的過程的流程圖。這可包括以下過程:將數(shù)據(jù)接收到打印頭組件(pha)專用集成電路(asic)(150)(方框610);將數(shù)據(jù)處理成多個數(shù)據(jù)信號(方框620);將數(shù)據(jù)信號經(jīng)過共用基板(210)從phaasic(150)傳輸至多個微機(jī)電系統(tǒng)(mems)芯片(160)(方框630);和啟動位于mems芯片(160)上的多個墨噴射器(170)(方框640)。

在方框610,phaasic(150)接收數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)可包括用于打印圖像的多種信息??蓪?shù)據(jù)格式化以便打印,或者數(shù)據(jù)可由phaasic(150)經(jīng)歷額外處理。

在方框620,phaasic(150)將數(shù)據(jù)處理成多個數(shù)據(jù)信號。在一些實例中,這是用于打印的各主動mems芯片(160)的數(shù)據(jù)信號。如上所述,在一些實例中,phaasic采用較高速度時鐘并且將較低速度時鐘提供至mems芯片(160),這可減小進(jìn)入phaasic(150)的通信線路的數(shù)量。然后,將由phaasic所接收的信號劃分至mems芯片(160)以調(diào)節(jié)噴射器(170)的啟動??蓪⒔?jīng)處理的數(shù)據(jù)信號存儲于在phaasic(150)上的存儲器中,或者可在不存儲于phaasic(150)上的情況下提供至mems芯片(160)。

在方框630,phaasic(150)將數(shù)據(jù)信號經(jīng)過共用基板傳輸至多個微機(jī)電系統(tǒng)(mems)芯片。該共用基板可提供在mems芯片(160)與phaasic(150)之間的若干電連接,這些電連接可用于發(fā)送多種信號。例如,可將數(shù)據(jù)線、時鐘線、和/或啟動控制線提供至各mems芯片,并且傳輸從所接收的數(shù)據(jù)中提取的信號。在一些實例中,所接收的數(shù)據(jù)包含獨立的時鐘信號。在其它實例中,所接收的數(shù)據(jù)包含由phaasic(150)所提取的嵌入式時鐘信號。在一些實例中,相同的時鐘信號是由phaasic(150)和mems芯片(160)所使用,而在其它實例中phaasic(150)接收、提取、和/或生成提供至mems芯片(160)的較低時鐘信號。在一些實例中,除了經(jīng)由共用基板外,在mems芯片(160)與phaasic(150)之間存在用于傳輸信號的其它連接。在一個實例中,共用基板是印刷電路板(pcb)和/或集成電路板。在另一個實例中,共用基板是芯片。

在方框640,將在mems芯片(160)上的多個墨噴射器(170)啟動。在一些實例中,將啟動控制信號提供至mems芯片(160)、單mems芯片(160)、一部分的單mems芯片(160)、或者其組合。啟動控制信號可包含適用于噴射器(170)中的多個啟動電阻器的電壓曲線和/或電流曲線。在其它實例中,信號可以是開關(guān)信號或者可由脈沖長度組成。在其它實例中,將啟動控制信號引導(dǎo)至壓電元件。啟動控制信號的接收導(dǎo)致多個噴射器(170)啟動,從而朝向打印表面排出一部分的流體??梢匀舾煞绞絹砜刂茖δ膫€噴射器(170)啟動的選擇。例如,可將啟動控制信號僅引導(dǎo)至應(yīng)啟動的那些噴射器(170)。在另一個實例中,將啟動/不啟動信號加載入在啟動控制線(280)與噴射器(170)之間的存儲元件中,使得僅具有加載進(jìn)入存儲元件中的啟動信號的那些噴射器(170)接收啟動控制信號。在另一個實例中,將抑制信號提供至不應(yīng)啟動的噴射器(170),該抑制信號阻止這些噴射器(170)工作。

在此方法(600)中所描述的過程(610-640)可同時地并且/或者以任意順序?qū)嵤?。在一些實例中,這些過程是在長時間段中發(fā)生,以便于大量材料的打印。在其它實例中,這些過程是在短時間范圍中發(fā)生并且產(chǎn)生少量流體的沉積,例如當(dāng)把活性成分施加到基板上時。因此,所描述的方法可適用于多種條件以提供多種的有用結(jié)果。

具有一體的板載控制器的打印頭(例如phaasic)可具有若干優(yōu)點,這些優(yōu)點包括:提高的產(chǎn)量、降低的制造成本、更大的設(shè)計靈活性、使芯片在多種打印頭之間標(biāo)準(zhǔn)化以實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的能力、降低的連接成本、更快的板載時鐘速度和數(shù)據(jù)處理。

前面所給出的描述是用于說明并描述本文中所描述原理的實例。該描述并非意圖是詳盡無遺的或者將這些原理局限于任何所公開的明確形式。根據(jù)以上教示的許多修改和變型是可行的。

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