专利名称：热流体喷射装置管芯的制作方法
热流体喷射装置管芯
背景技术：
热按需滴落(drop-on-demand)流体喷射装置通过使得电流通过对应的热激发 (firing)电阻器而导致流体微滴从流体喷射喷嘴被喷射。通过电阻器的电流导致该电阻器温度升高，其进而升高邻近该电阻器的流体的温度。作为流体温度升高的结果，从流体喷射喷嘴喷射流体微滴。电介质或其他材料将电阻器与流体绝缘。如果电阻器持续连接到电源，即便电阻器没有持续连接至地使得电流不会持续通过电阻器，电介质内的任何破裂或制造缺陷能够导致快速的侵蚀。该侵蚀能够扩展到电阻器作为其部分的管芯和/或打印头，导致整个管芯和/或打印头发生故障。
图1是根据本公开的实施例的热按需滴落流体喷射装置管芯的图示。图2是根据本公开的实施例的图1的管芯的一部分的图示。图3是根据本公开的实施例的使用图1和图2的管芯来喷射流体微滴的方法的流程图。图4是根据本公开的实施例的代表性热按需滴落流体喷射装置的图示。图5是示出根据本公开的实施例的以固定页宽阵列配置组织的许多管芯的图示。图6是根据本公开的实施例的以扫描打印头配置定位的管芯的图示。
具体实施例方式图1示出根据本公开的实施例的热按需滴落流体喷射装置管芯100。也就是说， 该管芯100用于热按需滴落流体喷射装置，诸如喷墨打印装置。该管芯100据称包括基板 102。此处以宽泛且全包含的意义使用术语“基板”，因为各种装置和/或构件据称在管芯 100的基板102内(也就是其上)制造或形成。管芯100的基板102包括许多电阻器组104A、 104B、. . . 104N，总称为电阻器组104。电阻器组104也可以称为基元(primitive)。在一个实施例中，在管芯100上可以有44个电阻器组104。图2更详细示出根据本公开的实施例的、热按需滴落流体喷射装置管芯100的一部分。在图2中示例性地将电阻器组104A图示为所有电阻器组104的代表。该电阻器组 104A包括许多热激发电阻器202A、202B、202C、. . . 202M，总称为热激发电阻器202。热激发电阻器202在管芯100的基板102内(也就是其上)形成。当使得电流通过给定的热激发电阻器时，该电阻器导致在按需滴落的基础上从所讨论的流体喷射装置的对应流体喷射喷嘴热喷射流体微滴。如下使得电流通过热激发电阻器202。首先，存在对应于热激发电阻器202的低侧 (low-side)开关204A、204B、204C、. · · 204M,总称为低侧开关204。该低侧开关204可以是晶体管或其他类型的开关。因此，对于每个热激发电阻器来说存在对应的低侧开关。每个低侧开关将对应热激发电阻器的一端连接到低电压206。因此，如果给定的热激发电阻器要
4使得电流从其通过，则闭合(也就是接通)对应的低侧开关。第二，对于电阻器组104A中的所有热激发电阻器202来说，存在一个高侧开关 208。该高侧开关208可以是晶体管或另一类型的开关。该高侧开关208将每个热激发电阻器202的另一端连接到电源210，其可以是在15到30伏特之间的电压源。因此，如果给定的热激发电阻器要使得电流从其通过，则除了闭合(也就是接通)对应于该电阻器的低侧开关之外，还要闭合(也就是接通)用于该给定热激发电阻器所位于其中的电阻器组的高侧开关。闭合这两个开关导致电流在电阻器内流动，以从对应于所讨论的热激发电阻器的流体喷射喷嘴喷射流体微滴。除了当给定的热激发电阻器要被激发时，所有低侧和高侧开关保持打开(也就是断开)。低侧开关204连接到的低电压206是低电压，因为该电压206小于由电源210提供的电压。换句话说，电源210提供大于低电压206的电压。在一个实施例中，如在附图中具体图示的，低电压206是地。在另一实施例中，低电压206自身是电压源，但是提供小于电源210所提供的电压的电压。在一个实施例中，在每个电阻器组内可以存在8或12个热激发电阻器。虽然低侧开关的数量等于热激发电阻器的数量一因为对于每个电阻器均存在低侧开关，但是高侧开关的数量等于电阻器组104的数量。这是因为对于每个电阻器组均存在高侧开关。注意到， 每个电阻器位于仅仅一个电阻器组104内，并且电阻器组104的数量小于热激发电阻器的数量。本公开的实施例的优点如下。首先，假设其中对于每个热激发电阻器均存在低侧开关，但是没有高侧开关的替代场景。也就是说，热激发电阻器的顶端总连接到电源210，但是电阻器的底端通过它们相应的低侧开关连接到低电压206。照此，为了使得电流流过给定的热激发电阻器，闭合(也就是接通)用于该电阻器的低侧开关。但是，此替代场景是不利的，因为电源210总在它们的顶端连接到热激发电阻器。 结果是，如果将给定的热激发电阻器与流体分离开的电介质或其他材料具有制造缺陷或遭受破裂，电流将通过电阻器持续流到流体，其能够充当地或小于电源210所提供的电压的另一低电压。该持续的电流流能够导致侵蚀逐渐遍及管芯100以及管芯100作为其一部分的热按需滴落流体喷射打印头，最终导致整个管芯100和/或打印头发生故障。第二，假设不同的替代场景，其中，对于每个热激发电阻器均存在高侧开关，但没有低侧开关。也就是说，热激发电阻器的底端总连接到低电压206，但是电阻器的顶端通过它们相应的高侧开关连接到电源210。照此，为了使得电流流过给定的热激发电阻器，闭合 (也就是接通)用于该电阻器的高侧开关。该替代场景相较先前描述的替代场景是有利的，因为电源210不是持续连接到热激发电阻器。结果是，如果将给定热激发电阻器与流体分离开的电介质或其他材料具有制造缺陷或经受破裂，电流不会通过电阻器持续流到流体，因为电源210没有持续连接到电阻器。照此，防止了侵蚀逐渐遍及管芯100以及管芯100作为其部分的热按需滴落流体喷射打印头，至少基本上防止了整个管芯100和/或打印头的故障。但是，此替代场景自身也是不利的。这是因为高侧开关以及它们相关的驱动电路， 会占用管芯100上的大量空间。但是，管芯100越大，制造管芯100就越昂贵。换句话说， 在管芯100上的空间非常珍贵，以及将管芯100上那么多的空间归于用于热激发电阻器的单独的高侧开关可能是不利的。为了克服此问题，一种趋势是每个热激发电阻器依然具有一个高侧开关，但是将高侧开关设置在管芯之外，使得它们不在管芯100的基板102内(也就是其上)形成。这种方式解决了高侧开关占用管芯100上太多空间的问题，因为高侧开关不再位于管芯100上。 但是，这种方式引入了其他问题，也就是，必须添加复杂的互连以将每个高侧开关单独连接到对应的热激发电阻器。照此，最终结果是依然添加了不当成本和复杂性。因此，发明人创造性地确定为管芯100上的每个热激发电阻器保持低侧开关，如在上述的第一替代场景中那样，同时还对许多热激发电阻器(也就是为每个电阻器组104) 添加高侧开关，解决了上面提及的所有问题。例如，考虑其中存在5 个热激发电阻器的情况。一个实施例将这5 个热激发电阻器组织成44个电阻器组104，每个电阻器组12个电阻器。于是，在该实施例中，恰有44个高侧开关一每个电阻器组一个一而不是在上述第二替代场景中的5 个高侧开关。因此，专用于高侧开关的管芯100上的空间量显著减少，
减少了近92%(也就是
权利要求
1.一种用于热按需滴落流体喷射装置的管芯，所述管芯包括基板；在所述基板上形成的多个热激发电阻器，所述热激发电阻器被组织成多个电阻器组， 以便每个热激发电阻器位于仅仅一个电阻器组内，所述电阻器组在数量上少于热激发电阻器，每个热激发电阻器具有第一端和第二端；在所述基板中形成的且在数量上等于热激发电阻器的多个低侧开关，每个低侧开关将对应热激发电阻器的所述第二端连接到低电压；以及在所述基板上形成的且在数量上等于电阻器组的多个高侧开关，每个高侧开关将对应电阻器组的热激发电阻器的所述第一端连接到电源，所述电源提供大于所述低电压的电压。
2.根据权利要求1所述的管芯，其中，在使得电流通过给定的热激发电阻器之后，所述给定的热激发电阻器要使得流体微滴从流体喷射装置的对应的流体喷射喷嘴热喷射。
3.根据权利要求1所述的管芯，其中，为了使得电流通过给定的热激发电阻器，闭合对应于所述给定的热激发电阻器的低侧开关，以及闭合对应于所述给定的热激发电阻器所位于的电阻器组的高侧开关。
4.根据权利要求1所述的管芯，其中，除了当流体微滴要从流体喷射装置热喷射时， 所述低侧开关和所述高侧开关每个均保持打开。
5.根据权利要求1所述的管芯，其中，热激发电阻器与电阻器组的比率至少基本上为 12 比 1。
6.一种热按需滴落流体喷射装置，包括一个或多个流体供应件；以及一个或多个管芯，用以使得所述流体供应件的流体微滴从流体喷射装置喷射，每个管芯包括多个热激发电阻器，所述热激发电阻器组织成多个电阻器组以便每个热激发电阻器位于仅仅一个电阻器组内，所述电阻器组在数量上少于热激发电阻器，每个热激发电阻器具有第一端和第二端；在数量上等于热激发电阻器的多个低侧开关，每个低侧开关将对应的热激发电阻器的所述第二端连接到低电压；以及在数量上等于电阻器组的多个高侧开关，每个高侧开关将对应电阻器组的热激发电阻器的所述第一端连接到电源，所述电源提供大于所述低电压的电压。
7.根据权利要求6所述的流体喷射装置，其中，在使得电流通过给定的热激发电阻器之后，所述给定的热激发电阻器要使得流体微滴从所述流体喷射装置的对应的流体喷射喷嘴热喷射。
8.根据权利要求6所述的流体喷射装置，其中，为了使得电流通过给定的热激发电阻器，闭合对应于所述给定的热激发电阻器的低侧开关，以及闭合对应于所述给定的热激发电阻器所位于的电阻器组的高侧开关。
9.根据权利要求6所述的流体喷射装置，其中，除了当流体微滴要从所述流体喷射装置热喷射时，所述低侧开关和所述高侧开关每个均保持打开。
10.根据权利要求6所述的流体喷射装置，其中，所述管芯被固定不动地设置在阵列内，该阵列横向定位在介质片的宽度上，所述介质片纵向行进通过所述流体喷射装置。
11.根据权利要求6所述的流体喷射装置，还包括扫描打印头，用以在所述介质片纵向行进通过所述流体喷射装置的时候跨介质片横向移动，所述管芯设置在所述扫描打印头内。
12.一种方法，包括响应于确定热按需滴落流体喷射装置的流体喷射喷嘴要在介质片上喷射流体微滴，(a)闭合对应于流体喷射装置的管芯的特定热激发电阻器的低侧开关，所述特定热激发电阻器对应于所述流体喷射喷嘴，所述低侧开关将所述特定热激发电阻器单独地连接到低电压；(b)闭合对应于所述管芯的包括所述特定热激发电阻器的热激发电阻器的特定电阻器组的高侧开关，所述高侧开关将所述特定电阻器组的所有热激发电阻器连接到电源，所述特定热激发电阻器不位于除了所述特定电阻器组之外的任何电阻器组内，所述电源提供大于所述低电压的电压，其中，(a)和(b)以包括下述次序之一的次序来执行(a)在(b)之前执行，(b)在(a) 之前执行，以及(a)和(b)至少基本上同时地执行；以及在闭合了低侧开关和高侧开关之后，以包括下述次序之一的次序打开所述低侧开关和所述高侧开关在打开高侧开关之前打开低侧开关，在打开低侧开关之前打开高侧开关，以及至少基本上同时地打开所述低侧开关和高侧开关。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在打开高侧开关之后的一段时间后打开低侧开关，以至少基本上完全地对任何剩余电荷放电。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，闭合低侧开关和高侧开关导致电流通过仅仅所述特定热激发电阻器而不通过其他热激发电阻器，以便通过所述特定热激发电阻器的电流导致流体微滴从流体喷射喷嘴热喷射。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括最初打开低侧开关和高侧开关，以便在闭合了所述低侧开关和高侧开关之后，再打开所述低侧开关和所述高侧开关。
全文摘要
一种用于热按需滴落流体喷射装置的管芯包括热激发电阻器、低侧开关和高侧开关。所述热激发电阻器组织成电阻器组，以便每个热激发电阻器位于仅仅一个电阻器组内。该电阻器组在数量上少于热激发电阻器。每个热激发电阻器具有第一端和第二端。低侧开关在数量上等于热激发电阻器。每个低侧开关将对应热激发电阻器的第二端连接到低电压。高侧开关在数量上等于电阻器组。每个高侧开关将对应电阻器组的热激发电阻器的第一端连接到电源，该电源提供大于所述低电压的电压。
文档编号B41J2/01GK102202897SQ200880131796
公开日2011年9月28日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者布罗克林 A·L·范, C·巴克, E·马丁, M·亨特 申请人:惠普开发有限公司