Устройство для эжекции текучей среды

Устройство для эжекции текучей среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Ссылки на родственные заявки

В основу данной заявки положены: патентная заявка № (не присвоен), «Устройство, выбрасывающее текучую среду»; патентная заявка № (не присвоен) «Устройство, выбрасывающее текучую среду», патентная заявка № (не присвоен) «Устройство с затворами, конфигурации которых являются кольцевыми структурами», патентная заявка № (не присвоен) «Устройство, выбрасывающее текучую среду» и патентная заявка № (не присвоен) «Устройство, выбрасывающее текучую среду, с идентификационными ячейками», каждая из указанных заявок переуступлена обладателю прав на данную заявку, и все они поданы в один день с ней.

Предпосылки создания изобретения

Система для струйной печати в качестве одного из вариантов осуществления системы эжекции текучей среды может включать в себя печатающую головку, источник чернил, который подает жидкие чернила в печатающую головку, и электронный контроллер, который управляет печатающей головкой. Печатающая головка в качестве одного варианта осуществления устройства эжекции текучей среды выбрасывает капли чернил через множество отверстий или сопел. Чернила эжектируются по направлению к носителю печатной информации, такому как лист бумаги, для печати изображения на печатную среду. Сопла, как правило, расположены в виде одной или нескольких матриц таким образом, что организованный в надлежащей последовательности выброс чернил из сопел вызывает печать знаков или других изображений на носителе печатной информации, когда печатающая головка и этот носитель печатной информации перемещаются друг относительно друга.

В типичной печатающей системе для термографической струйной печати печатающая головка выбрасывает капли чернил через сопла за счет быстрого нагревания малых объемов чернил, находящихся в испарительных камерах. Чернила нагреваются малыми электрическими нагревателями, такими как тонкопленочные резисторы, именуемые далее активизирующими резисторами. Нагревание чернил вызывает испарение чернил и их выброс через сопла.

Чтобы произошел выброс одной капли чернил, электронный контроллер, который управляет печатающей головкой, подключает электрический ток из источника питания снаружи печатающей головки. Электрический ток проходит через выбранный активизирующий резистор, нагревая чернила в соответствующей выбранной испарительной камере и обеспечивая выброс чернил через соответствующее сопло. Известные генераторы капель включают в себя активизирующий резистор, соответствующую испарительную камеру и соответствующее сопло.

По мере эволюции печатающих головок для струйной печати, возросло количество генераторов капель, чтобы увеличить скорость и/или качества печати. Увеличение количества генераторов капель, приходящихся на одну печатающую головку, привело к соответствующему увеличению количества входных контактных площадок, необходимых на бескорпусной печатающей головке для подвода энергии и возбуждения увеличенного количества активизирующих резисторов. В одном типе печатающих головок каждый активизирующий резистор соединен с соответствующей входной контактной площадкой для подвода энергии и возбуждения активизирующего резистора. С увеличением количества активизирующих резисторов становится непрактично иметь по одной входной контактной площадке на активизирующий резистор.

Количество генераторов капель, приходящихся на входную контактную площадку, значительно увеличивается в печатающей головке еще одного типа, имеющей базисные элементы. Единственный силовой провод обеспечивает возбуждение всех активизирующих резисторов в одном базисном элементе. Каждый активизирующий резистор соединен последовательно с силовым проводом и участком «сток-исток» соответствующего полевого транзистора (ПТ). Затвор каждого ПТ в базисном элементе соединен с отдельно возбуждаемым адресным проводником, который совместно используется несколькими базисными элементами.

Фирмы-изготовители продолжают уменьшать количество входных контактных площадок и увеличивать количество генераторов капель на бескорпусной печатающей головке. Печатающая головка с меньшим количеством входных контактных площадок, как правило, стоит меньше, чем печатающая головка, у которой количество входных контактных площадок больше. Кроме того, печатающая головка, у которой больше генераторов капель, как правило, позволяет осуществлять печать лучшего качества и/или с большей скоростью печати.

Краткое изложение существа изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства для эжекции текучей среды, которое позволит поддержать затраты на должном уровне и обеспечить конкретную высоту полосы печати, при этом незначительно изменив размеры бескорпусной печатающей головки при увеличенном количестве генераторов капель. По мере увеличения плотностей генераторов капель и уменьшения количества входных контактных площадок может нарастать сложность компоновок бескорпусных печатающих головок.

Поставленная задача решена путем создания устройства для эжекции текучей среды, которое содержит множество активизирующих ячеек, шину активизации, выполненную с возможностью приема сигнала энергии, содержащего импульсы энергии, и генератор адреса, предназначенный для формирования последовательности сигналов адреса с возможностью разрешения работы активизирующих ячеек из упомянутого множества активизирующих ячеек в последовательности адресных временных слотов, при этом генератор адреса содержит регистр сдвига, предназначенный для формирования выходного сигнала во время каждого адресного временного слота и имеющий двухступенчатые ячейки, предназначенные для приема входного сигнала и хранения входного сигнала в ответ на последовательность полученных импульсных сигналов, при этом каждая двух ступеней предназначена для приема двух импульсных сигналов из последовательности импульсных сигналов, логические элементы, предназначенные для приема выходных сигналов во время каждого адресного временного слота и формирования последовательности адресных сигналов в ответ на принятые выходные сигналы, при этом упомянутый сигнал энергии представляет, по меньшей мере, один импульс энергии в течение каждого из адресного временного слота в последовательности адресных временных слотов для возбуждения выбранных разрешенных активизирующих ячеек.

Предпочтительно генератор адреса дополнительно содержит элементы памяти, обеспечивающие выдачу указанных выходных сигналов, при этом логические элементы предназначены для формирования последовательности сигналов адреса первой последовательности в ответ на выдачу элементами памяти последовательности сигналов в первой последовательности выходных сигналов, а также для формирования последовательности сигналов адреса второй последовательности в ответ на выдачу элементами памяти выходных сигналов во второй последовательности выходных сигналов.

Предпочтительно генератор адреса дополнительно содержит первые элементы памяти, предназначенные для формирования первых выходных сигналов, вторые элементы памяти, предназначенные для формирования вторых выходных сигналов, первые логические элементы, предназначенные для приема первых выходных сигналов и формирования последовательности сигналов адреса первой последовательности в ответ на первые выходные сигналы, и вторые логические элементы, предназначенные для приема вторых выходных сигналов и формирования последовательности сигналов адреса второй последовательности в ответ на вторые выходные сигналы.

Целесообразно генератор адреса дополнительно содержит элементы памяти, предназначенные для формирования выходных сигналов, первые логические элементы, предназначенные для приема выходных сигналов и формирования последовательности сигналов адреса первой последовательности в ответ на выходные сигналы, и вторые логические элементы, предназначенные для приема выходных сигналов и формирования последовательности сигналов адреса второй последовательности в ответ на выходные сигналы.

Предпочтительно генератор адреса предназначен для выдачи двух активирующих сигналов адреса в наборе сигналов адреса в течение каждого из адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов.

Целесообразно, чтобы устройство дополнительно содержало сигнальные шины для приема последовательности импульсов, при этом логические элементы обеспечивали прием трех последовательных импульсных сигналов из последовательности импульсных сигналов.

Предпочтительно логические элементы предназначены для формирования верных сигналов адреса для трех последовательных импульсных сигналов в последовательности импульсных сигналов.

Предпочтительно логические элементы предназначены для формирования неверных сигналов адреса в течение трех последовательных импульсов в последовательности импульсных сигналов.

Поставленная задача решена также путем создания блока печатающей головки, содержащего контроллер для генерирования набора сигналов в заданной конфигурации, причем заданная конфигурация содержит последовательную подачу, по меньшей мере, двух сигналов из последовательности сигналов в течение любого периода времени, первую шину для проведения первых импульсов, вторую шину для проведения вторых импульсов, первую группу резисторов, соединенных с возможностью проводить на основе упомянутого набора сигналов и первых импульсных сигналов, и вторую группу резисторов,соединенных с возможностью проводить наосновеупомянутогонаборасигналовивторыхимпульсных сигналов.

Предпочтительно контроллер содержит регистр сдвига, включающий в себя множество ячеек регистра сдвига, конфигурация каждой из которых обеспечивает формирование, по меньшей мере, одного выходного сигнала, множество выходов, предназначенных для выдачи одного из упомянутого набора сигналов, множество переключателей, конфигурация которых такова, что, по меньшей мере, два переключателя из упомянутого множества переключателей соединены с возможностью приема выходного сигнала одной из ячеек регистра сдвига, и при этом один из упомянутого множества переключателей соединен с одним из упомянутого множества выходов.

Предпочтительно контроллер содержит регистр сдвига, предназначенный для формирования выходных сигналов, и логические элементы, предназначенные для приема выходных сигналов и формирования последовательности сигналов в ответ на выходные сигналы.

Предпочтительно упомянутый набор сигналов предусматривает, по меньшей мере, первое состояние и второе состояние, при этом, когда сигналы в наборе находятся в первом состоянии, только первая группа резисторов соединена возможностью проведения сигналов, а когда сигналы в упомянутом наборе находятся во втором состоянии, только вторая группа резисторов соединена возможностью проведения сигналов.

Предпочтительно набор сигналов предусматривает множество состояний, при этом упомянутые состояния формируются контроллером последовательно, как и набор сигналов.

Целесообрано генератор адреса предназначен для генерирования последовательности сигналов адреса первой последовательности сигналов адреса и второй последовательности сигналов адреса.

Предпочтительно первая последовательность сигналов адреса представляет собой обратно преобразованную вторую последовательность сигналов адреса.

Предпочтительно генератор адреса предназначен для формирования сигналов семи адресов в качестве набора сигналов адреса в течение каждого из адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов.

Предпочтительно генератор адреса предназначен для формирования двух активных сигналов адреса в наборе сигналов адреса в течение каждого из адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов.

Предпочтительно генератор адреса предназначен для формирования тринадцати наборов сигналов адреса в течение тринадцати адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов.

Предпочтительно генератор адреса предназначен для формирования четырнадцати наборов сигналов адреса в течение четырнадцати адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов.

Предпочтительно логические элементы предназначены для активного выталкивания из стека (извлечения) по меньшей мере одного адресного сигнала, сформированного в течение каждого адресноговременногослотавпоследовательностиадресных временных слотов.

Предпочтительно выходные сигналы содержат тринадцать выходных сигналов, при этом регистр сдвига предназначен для формирования различных активных выходных сигналов в выходных сигналах в течение каждого из тринадцати адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов, а логические элементы предназначены для формирования различных активных сигналов адреса в ответ на различные активные выходные сигналы в течение каждого из тринадцати адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов.

Предпочтительно выходные сигналы содержат четырнадцать выходных сигналов, при этом регистр сдвига предназначен для формирования различных активных выходных сигналов в выходных сигналах в течение каждого из четырнадцати адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов, а логические элементы предназначены для формирования различных активных сигналов адреса в ответ на различные активные выходные сигналы в течение каждого из четырнадцати адресных временных слотов в последовательности адресных временных слотов.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает один вариант осуществления печатающей системы для струйной печати согласно изобретению;

фиг.2 - часть одного варианта осуществления бескорпусной печатающей головки согласно изобретению;

фиг.3 - схему размещения генераторов капель, расположенных вдоль питающей прорези для чернил в одном варианте осуществления бескорпусной печатающей головки, согласно изобретению;

фиг.4 - схему активизирующей ячейки бескорпусной печатающей головки согласно изобретению;

фиг.5 - матрицу активизирующих ячеек печатающей головки для струйной печати согласно изобретению;

фиг.6 - схему предварительно заряжаемой активизирующей ячейки согласно изобретению;

фиг.7 - схему матрицы активизирующих ячеек печатающей головки для струйной печати согласно изобретению;

фиг.8 - диаграмму, иллюстрирующую работу матрицы активизирующих ячеек, согласно изобретению;

фиг.9 - схему генератора адресов в бескорпусной печатающей головке согласно изобретению;

фиг. 10А - электрическую схему ячейки регистра сдвига согласно изобретению;

фиг. 10В - схему задания направления согласно изобретению;

фиг. 11 - временную диаграмму, иллюстрирующую работу генератора адресов в прямом направлении, согласно изобретению;

фиг. 12 - временную диаграмму, иллюстрирующую работу генератора адресов в обратном направлении, согласно изобретению;

фиг. 13 - блок-схему двух генераторов адресов и шести групп активизации в бескорпусной печатающей головке согласно изобретению;

фиг. 14 - временную диаграмму, иллюстрирующую работу генераторов адресов в бескорпусной печатающей головке в прямом и обратном направлениях, согласно изобретению;

фиг. 15 - блок-схему генератора адресов, схемы-защелки и шести групп активизации в бескорпусной печатающей головке согласно изобретению;

фиг. 16 - электрическую схему регистра-фиксатора согласно изобретению;

фиг. 17 - временную диаграмму, иллюстрирующую возможную работу регистра-фиксатора, согласно изобретению;

фиг. 18 - электрическую схему ячейки регистра сдвига в единственном направлении согласно изобретению;

фиг. 19 - схему, иллюстрирующую генератор адресов, в котором для выдачи адресов в прямом и обратном направлениях используется ячейка регистра сдвига в единственном направлении, согласно изобретению;

фиг. 20 - схему, иллюстрирующую генератор адресов, в котором для выдачи адресов в прямом и обратном направлениях используется ячейка регистра сдвига в единственном направлении, находящаяся в одном регистре сдвига, согласно изобретению;

фиг. 21 - схему, иллюстрирующую возможную компоновку бескорпусной печатающей головки, согласно изобретению;

фиг. 22 - схему, иллюстрирующую другой аспект возможной компоновки бескорпусной печатающей головки, согласно изобретению;

фиг. 23 - вид в плане секции бескорпусной печатающей головки согласно изобретению;

фиг. 24 - схему, иллюстрирующую другую возможную компоновку бескорпусной печатающей головки в другом варианте ее осуществления, согласно изобретению;

фиг. 25А и 25В - области контакта гибкой схемы, которую можно использовать для соединения внешних схем с бескорпусной печатающей головкой, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантоввоплощения изобретения

В нижеследующем описании терминология, касающаяся направлений, «вверх», «вниз», «вперед», «назад», «передний(яя, ее)», «задний(яя, ее)», употребляется применительно к ориентации, показанной на чертеже. Поскольку элементы можно располагать во множестве различных ориентаций, терминология, касающаяся направлений, употребляется для иллюстрации и ни в коей мере не носит ограничительный характер. Возможно использование других вариантов осуществления, и в рамках объема притязаний настоящего изобретения возможно внесение структурных или логических изменений. Поэтому нижеследующее подробное описание не носит ограничительный характер, а объем притязаний настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

На фиг. 1 изображен один вариант осуществления печатающей системы 20 для струйной печати. Печатающая система 20 для струйной печати является одним вариантом осуществления печатающей системы, эжектирующей текучую среду, которая содержит устройство для эжекции текучей среды, например узел 22 печатающих головок для струйной печати, и узел источника текучей среды, такой как узел 24 источника чернил. Печатающая система 20 для струйной печати также содержит установочный узел 26, узел 28 транспортировки носителей и электронный контроллер 30. По меньшей мере один источник 32 электропитания подает электропитание на различные электрические элементы печатающей системы 20 для струйной печати.

В одном варианте осуществления узел 22 печатающих головок для струйной печати содержит по меньшей мере одну печатающую головку или бескорпусную печатающую головку 40, которая выбрасывает капли чернил через множество отверстий или сопел 34 по направлению к среде 36 для печати для осуществления печати на эту среду 36 для печати. Печатающая головка 40 является одним вариантом осуществления устройства для эжекции текучей среды. Среда 36 для печати может быть любым типом листового материала, таким как бумага, стопка карточек, диапозитивы, майлар, ткань и т.п. Как правило, сопла 34 расположены в виде одного или нескольких столбцов либо одной или нескольких матриц таким образом, что организованный в надлежащей последовательности выброс чернил из сопел вызывает печать знаков, символов и/или других графических данных либо изображений на среде 36 для печати, когда узел 22 печатающих головок для струйной печати и среда 36 для печати перемещаются друг относительно друга. Хотя нижеследующее описание относится к эжекции чернил из узла 22 печатающих головок, понятно, что из узла 22 печатающих головок возможен выброс других жидкостей, текучих сред или текучих веществ, включая прозрачную текучую среду.

Узел 24 источника чернил в качестве одного варианта осуществления источника текучей среды подает чернила в узел 22 печатающих головок и включает в себя резервуар 38 для хранения чернил. Чернила текут из резервуара 38 в узел 22 печатающих головок для струйной печати. Узел 24 источника чернил и узел 22 печатающих головок для струйной печати могут образовывать либо систему односторонней подачи чернил, либо систему рециркуляционной подачи чернил. В системе односторонней подачи чернил, по существу, все чернила, подаваемые в узел 22 печатающих головок для струйной печати, расходуются во время печати. В системе рециркуляционной подачи чернил только часть чернил, подаваемых в узел 22 печатающих головок для струйной печати, расходуется во время печати. В этом случае чернила, не расходуемые во время печати, возвращаются в узел 24 источника чернил.

В одном варианте осуществления узел 22 печатающих головок для струйной печати и узел 24 источника чернил заключены в картридж или перо для струйной печати. Картридж или перо для струйной печати является одним вариантом осуществления устройства для эжекции текучей среды. В еще одном варианте осуществления узел 24 источника чернил отделен от узла 22 печатающих головок для струйной печати и подает чернила в узел 22 печатающих головок для струйной печати посредством сопрягающей соединительной детали, такой как подводящая трубка (не показана). В любом варианте осуществления резервуар 38 узла 24 источника чернил можно извлекать, заменять и/или повторно заполнять. В варианте осуществления, в котором узел 22 печатающих головок для струйной печати и узел 24 источника чернил заключены в картридж для струйной печати, резервуар 38 содержит локальный резервуар, расположенный внутри картриджа, а также может включать в себя больший резервуар, расположенный отдельно от картриджа. Отдельный больший резервуар служит для повторного заполнения локального резервуара. Соответственно, отдельный больший резервуар и/или локальный резервуар можно извлекать, заменять и/или повторно заполнять.

Установочный узел 26 обеспечивает расположение узла 22 печатающих головок для струйной печати относительно узла 28 транспортировки носителей, а узел 28 транспортировки носителей обеспечивает расположение среды 36 для печати относительно узла 22 печатающих головок для струйной печати. Таким образом, рядом с соплами 34 в области между узлом 22 печатающих головок для струйной печати и средой 36 для печати находится зона 37 печати. Установочный узел 26 содержит каретку (не показана) для перемещения узла 22 печатающих головок для струйной печати относительно узла 28 транспортировки носителей для сканирования среды 36 для печати. В еще одном варианте осуществления узел 22 печатающих головок для струйной печати является узлом печатающих головок не сканирующего типа. Установочный узел 26 фиксирует узел 22 печатающих головок для струйной печати в заданном положении относительно узла 28 транспортировки носителей. Поэтому узел 28 транспортировки носителей обеспечивает расположение среды 36 для печати относительно узла 22 печатающих головок для струйной печати.

Электронный контроллер или контроллер 30 принтера, как правило, содержит процессор, программно-аппаратные средства и другую электронику, либо их комбинацию, для осуществления связи с узлом 22 печатающих головок для струйной печати, установочным узлом 26 и узлом 28 транспортировки носителей, а также для управления этими узлами. Электронный контроллер 30 принимает данные 39 из главной системы, такой как компьютер, и обычно содержит память для временного хранения данных 39. Как правило, данные 39 направляются в печатающую систему 20 для струйной печати по электронному, инфракрасному, оптическому или другому каналу передачи информации. Данные 39 представляют собой, например, документ и/или файл, который надо напечатать. Применительно к печатающей системе 20 для струйной печати данные 39 составляют задание на печать и включают в себя одну или более команд задания на печать и/или один или более параметров команд.

В одном варианте осуществления электронный контроллер 30 управляет узлом 22 печатающих головок для струйной печати, обеспечивая выброс капель чернил из сопел 34. Электронный контроллер 30 определяет рисунок выбрасываемых капель чернил, которые образуют знаки, символы и/или другие графические данные либо изображения на среде 36 для печати. Рисунок из выбрасываемых капель чернил определяется командами задания на печать и/или параметрами команд.

В одном варианте осуществления узел 22 печатающих головок для струйной печати содержит одну печатающую головку 40 для струйной печати. В еще одном варианте осуществления узел 22 печатающих головок для струйной печати является широкоматричным или агрегатным узлом печатающих головок. В одном широкоматричном варианте узел 22 печатающих головок для струйной печати содержит каретку, которая несет бескорпусные печатающие головки 40, обеспечивает электрическую связь между бескорпусными печатающими головками 40 и электронным контроллером 30 и обеспечивает гидравлическую связь между бескорпусными печатающими головками 40 и узлом 24 источника чернил.

На фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая часть бескорпусной печатающей головки 40. Бескорпусная печатающая головка 40 содержит матрицу печатающих или выбрасывающих текучую среду элементов 42. Печатающие элементы 42 выполнены на подложке 44, которая имеет сформированную в ней прорезь 46 для подачи чернил. Прорезь 46 для подачи чернил обеспечивает подачу жидких чернил к печатающим элементам 42. Прорезь 46 для подачи чернил является одним вариантом осуществления источника текучей среды. Другие варианты осуществления источника текучей среды включают в себя - но не в ограничительном смысле - отдельные питающие отверстия для подачи чернил, обеспечивающие питание соответствующих испарительных камер, и многочисленные укороченные питающие канавки для подачи чернил, каждая из которых питает соответствующие группы эжектирующих текучую среду элементов. Тонкопленочная структура 48 имеет выполненный в ней питающий канал 54 чернил, который сообщается с прорезью 46 для подачи чернил, выполненной в подложке 44. Дросселирующий слой 50 имеет переднюю поверхность 50а и сопловое отверстие 34, выполненное на передней поверхности 50а. Дросселирующий слой 50 также имеет выполненную в нем сопловую камеру или испарительную камеру 56, которая сообщается с сопловым отверстием 34 и каналом 54 для подачи чернил тонкопленочной структуры 48. Внутри испарительной камеры 56 расположен активизирующий резистор 52, а проводники 58 электрически соединяют активизирующий резистор 52 со схемами, управляющими приложением электрического тока через выбранные активизирующие резисторы. В том смысле, в каком термин «генератор 60 капель» употребляется в данном описании, этот генератор содержит активизирующий резистор 52, сопловую камеру или испарительную камеру 56 и сопловое отверстие 34.

Во время печати чернила текут из прорези 46 для подачи чернил в испарительную камеру 56 по каналу 54 для подачи чернил. Сопловое отверстие 34 оперативно связано с активизирующим резистором 52 таким образом, что капли чернил, находящиеся внутри испарительной камеры 56, выбрасываются через сопловое отверстие 34 (например, по существу, вдоль нормали к плоскости активизирующего резистора 52) по направлению к среде 36 для печати после возбуждения активизирующего резистора 52.

Возможные варианты осуществления бескорпусных печатающих головок 40 включают в себя печатающую головку для термопечати, пьезоэлектрическую печатающую головку, электростатическую печатающую головку или устройство для эжекции текучей среды любого другого типа, которое известно в данной области техники и может быть встроено в многослойную структуру. Подложка 44 выполнена, например, из кремния, стекла, керамики или стабильного полимера, а тонкослойная структура 48 сформирована из одного или более слоев пассивации или изоляции из диоксида кремния, карбида кремния, нитрида кремния, тантала, стекла из поликристаллического кремния, или другого подходящего материала. Тонкослойная структура 48 также содержит по меньшей мере один электропроводный слой, который определяет активизирующий резистор 52 и проводники 58. В одном варианте осуществления электропроводный слой содержит, например, алюминий, золото, тантал, тантал-алюминий, либо другой метал или сплав металла. В подложке и слоях тонкопленочной структуры, например в подложке 44 и тонкопленочной структуре 48, воплощены схемы активизирующих ячеек, как подробно описаны ниже.

Дросселирующий слой 50 содержит эпоксидную смолу для фотоизображений, например эпоксидную смолу марки SU8, поставляемую на рынок фирмой Micro-Chem, Ньютон, штат Массачусетс, США. Элементарные методы изготовления дросселирующего слоя 50 с использованием смолы SU8 или других полимеров подробно описаны в патенте США № 6162589. Дросселирующий слой 50 сформирован из двух отдельных слоев, именуемых запирающим слоем (например, запирающим слоем сухого пленочного фоторезиста) и дросселирующим слоем металла (например, слоем никеля, меди, железоникелевых сплавов, палладия, золота или родия), сформированным поверх запирающего слоя. Для формирования дросселирующего слоя 50 можно применять и другие подходящие материалы.

На фиг. 3 представлена схема, иллюстрирующая компоновку генераторов 60 капель, расположенных вдоль прорези 46 для подачи чернил в одном варианте осуществления бескорпусной печатающей головки 40. Прорезь 46 для подачи чернил имеет противоположные стороны 46а и 46b. Генераторы 60 капель расположены вдоль каждой из противоположных сторон 46а и 46b прорези для подачи чернил. Всего вдоль прорези 46 для подачи чернил расположены n генераторов 60 капель, при этом m генераторов 60 капель расположены вдоль стороны 46а прорези для чернил, а m-n генераторов 60 капель расположены вдоль стороны 46b прорези для чернил. В одном варианте осуществления n равно 200 генераторам 60 капель, расположенных вдоль прорези 46 для подачи чернил, а m равно 100 генераторам 60 капель, расположенных вдоль каждой из сторон 46а и 46b прорези 46 для подачи чернил. В других вариантах осуществления вдоль прорези 46 для подачи чернил может быть расположено любое подходящее количество генераторов 60 капель.

Прорезь 46 для подачи чернил обеспечивает подачу чернил в каждый из n генераторов 60 капель, расположенных вдоль прорези 46 для подачи чернил. Каждый из n генераторов 60 капель содержит активизирующий резистор 52, испарительную камеру 56 и сопловое отверстие 34. Каждый из n генераторов 60 капель гидравлически сообщается с прорезью 46 для подачи чернил посредством, по меньшей мере, одного канала 54 для подачи чернил. Возбуждение активизирующих резисторов 52 генераторов 60 капель осуществляется в управляемой последовательности для выброса текучей среды из испарительных камер 56 через сопла 34 для печати изображения на среду 36 для печати.

На фиг. 4 представлена схема активизирующей ячейки 70, применяемой в бескорпусной печатающей головке 40. Активизирующая ячейка 70 содержит активизирующий резистор 52, переключатель 72 возбуждения резистора и запоминающую схему 74. Активизирующий резистор 52 является частью генератора 60 капель. Переключатель 72 возбуждения и запоминающая схема 74 являются частью схем, которые управляют приложением электрического тока через активизирующий резистор 52. Активизирующая ячейка 70 выполнена в тонкопленочной структуре 48 и на подложке 44.

В одном варианте осуществления активизирующий резистор 52 представляет собой тонкопленочный резистор, а переключатель 72 возбуждения представляет собой полевой транзистор (ПТ). Активизирующий резистор 52 электрически соединен с шиной 76 активизации и участком «сток-исток» переключателя 72 возбуждения. Участок «сток-исток» переключателя 72 возбуждения также электрически подключен к опорному напряжению, например к «земле». Затвор переключателя 72 возбуждения электрически соединен с запоминающей схемой 74, которая управляет состоянием переключателя 72 возбуждения.

Запоминающая схема 74 электрически соединена с информационной шиной 80 и разрешающими шинами 82. Информационная шина 80 принимает информационный сигнал, который представляет собой часть изображения, а разрешающие шины 82 принимают разрешающие сигналы для управления работой запоминающей схемы 74. Запоминающая схема 74 сохраняет один бит данных, когда это разрешено разрешающими сигналами. Логический уровень сохраняемого бита данных задает состояние (например, включения или выключения, проводящее или непроводящее) переключателя 72 возбуждения. Разрешающие сигналы включают в себя один или более сигналов выбора и один или более сигналов адресации.

Шина 76 активизации принимает сигнал энергии, содержащий импульсы энергии, и выдает импульс энергии в активизирующий резистор 52. В одном варианте осуществления импульсы энергии выдаются электронным контроллером 30, имея синхронизированные моменты начала и синхронизированную длительность, для подвода надлежащего количества энергии для нагрева и испарения текучей среды в испарительной камере 56 генератора 60 капель. Если переключатель 72 возбуждения включен (проводит), то импульс энергии нагревает активизирующий резистор 52 для нагрева и выброса текучей среды из генератора 60 капель. Если переключатель 72 возбуждения выключен (не проводит), то импульс энергии не нагревает активизирующий резистор 52, а текучая среда остается в генераторе 60 капель.

На фиг. 5 представлена схема матрицы 100 активизирующих ячеек печатающей головки для струйной печати. Матрица 100 активизирующих ячеек содержит множество активизирующих ячеек 70, скомпонованных в n групп 102а-102n активизации. В одном варианте осуществления активизирующие ячейки 70 могут быть скомпонованы в 6 групп 102а-102n активизации. В других вариантах осуществления активизирующие ячейки 70 могут быть скомпонованы в любое подходящее количество групп 102а-102n активизации, например в четыре или более групп 102а-102n активизации.

Активизирующие ячейки 70 в матрице 100 условно скомпонованы в L строк и m столбцов. L строк активизирующих ячеек 70 электрически соединены с разрешающими шинами 104, которые принимают разрешающие сигналы. Каждая строка активизирующих ячеек 70, именуемая далее строчной подгруппой или подгруппой активизирующих ячеек 70, электрически соединена с одним набором разрешающих шин 106а-106L подгрупп. Разрешающие шины 106а-106L подгрупп принимают разрешающие сигналы ПГ1, ПГ2, ..., ПГL, которые разрешают работу соответствующей подгруппы активизирующих ячеек 70.

Указанные m столбцов электрически соединены с m информационными шинами 108а-108m, которые принимают информационные сигналы Д1, Д2, ... Дm соответственно. Каждый из m столбцов включает в себя активизирующие ячейки 70 в каждой из n групп 102а-102n активизации, и каждый столбец активизирующих ячеек 70, именуемый далее группой информационных шин или информационной группой, электрически соединен с одной из информационных шин 108а-108m. Иными словами, каждая из информационных шин 108а-108m электрически соединена с каждой из активизирующих ячеек 70 в одном столбце, включая активизирующие ячейки 70 в каждой из групп 102а-102n активизации. Например, информационная шина 108а электрически соединена с каждой из активизирующих ячеек 70 в крайнем левом столбце, включая активизирующие ячейки 70 в каждой из групп 102а-102n активизации. Информационная шина 108b электрически соединена с каждой из активизирующих ячеек 70 в соседнем столбце и т.д. вплоть до информационной шины 108m включительно, которая электрически соединена с каждой из активизирующих ячеек 70 в крайнем правом столбце, включая активизирующие ячейки 70 в каждой из групп 102а-102n активизации.

Матрица 100 скомпонована в шесть групп 102а-102n активизации, а каждая из шести групп 102а-102n активизации включает в себя 13 подгрупп и восемь групп информационных шин. В других вариантах осуществления матрица 100 может быть скомпонована в любое подходящее количество групп 102а-102n активизации и в любое подходящее количество подгрупп и групп информационных шин. В любом варианте осуществления группы 102а-102n активизации не обязательно должны иметь одинаковое количество подгрупп и групп информационных шин. Наоборот, каждая из групп 102а-102n активизации может иметь отличающееся количество подгрупп и/или групп информационных шин по сравн