CN105764695A - 具有单侧热传感器的流体喷射装置 - Google Patents

具有单侧热传感器的流体喷射装置 Download PDF

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Abstract

一个示例提供了一种流体喷射装置，其包括：流体馈送槽，其用于向多个液滴喷射器供应流体；第一肋部，其位于流体馈送槽的第一侧，并支撑用于对流体的液滴从多个液滴喷射器的喷射进行控制的液滴喷射电路；以及第二肋部，其位于流体馈送槽的与第一侧相对的第二侧，并支撑用于有助于确定第一肋部和第二肋部的温度的热传感器。

Description

具有单侧热传感器的流体喷射装置
背景技术
一些喷墨打印系统和可替换的打印机部件(例如，一些喷墨打印头组件)可以包括热传感器，以允许打印机确定打印头组件的温度。在操作期间，打印系统可以监控热传感器并基于检测到的温度来控制打印系统的操作。例如，打印系统可以在打印头组件过热的情况下停止或调整打印，或者可以对低于期望操作温度的打印头组件进行加热。
附图说明
具体实施方式部分以举例方式参考了附图，在这些附图中可以实现各实施例。
图1是示例性流体喷射系统的框图。
图2是示例性流体喷射墨盒的透视图。
图3a是具有流体馈送槽和位于流体槽的单侧上的热传感器的示例性流体喷射装置的顶视图。
图3b是图3a中的流体喷射装置的剖视图。
图4是用于通过打印头进行单侧热感测的示例性方法的流程图。
在以上标识的附图中示出了某些示例，并且这些示例在下面进行了详细描述。附图并非必须要按比例缩放，并且为了清楚和/或简明起见，附图的各特征和视图可以被示出为在比例上或者在示意图中进行了放大。
具体实施方式
设备特征持续在尺寸上减小。随着喷嘴的数量增加，打印头例如可以实现提高的打印质量。并入微型和小型电气机械系统(本文中通常被称为“MEMS”)设备的设备按照定义是非常小型的并且可以持续在广泛范围的产业中进行广泛范围的应用。
然而，有成本效益地制造小型设备特征并具有高的性能和可靠性可能是一个挑战。继续打印头的示例，增加的喷嘴数量和/或减小的打印头尺寸。对于一些喷墨打印头，针对成本的主要的几何调整参数可以是打印头管芯的宽度，这是因为管芯的长度可以由于各种原因而是固定的。然而，打印头管芯的宽度可能受到接合焊盘、控制电路和流体路线的限制，但当已经解决这些约束之后，剩余的约束可以是将管芯安装到打印头的剩余部分所需要的宽度。
对于具有单个流体馈送槽的打印头管芯，管芯的狭窄性可能抑制将控制电路设置在管芯的端部，因此，电路可以替代地位于跨立流体馈送槽的两个肋部(rib)中的一个肋部上。然而，在后一种配置中，流体馈送槽可能被推动偏离中心，以使得肋部中的一个肋部比肋部中的另一个肋部窄。在一些情况下，较窄的肋部的狭窄性可能受到当经受组装过程的应力和应变、温度改变、以及机械震动时为避免断裂而需要的机械强度的约束。另外，可能需要最小面积来获得与打印头的剩余部分的密封，以防止墨水在压力瞬变期间漏出，并防止空气由于负的背压而被吸入墨盒中，该负的背压被保持以将墨水保留在墨盒中，直到打印头的动作喷射液滴。
对于包括温度监控的一些打印头组件，可以通过测量跨多个喷嘴的长度的管芯温度来增强性能，该长度可以沿着墨水馈送槽的长度延伸，并且在一些情况下，性能需求可以排除对用于检测温度的少量的点式传感器的使用。一些打印头组件可以包括在单槽管芯的两个肋部上规划的热感测电阻器(TSR)，以监控跨打印头的温度。在这些配置中的一些配置中，TSR可以感测沿着多个喷嘴的长度的温度，并且可以通过TSR的几何尺寸沿着多个喷嘴的长度来对热测量结果进行平均。然而，在两个肋部上规划TSR可能导致在肋部的宽度上的高差值。例如，一个较窄的肋部可以包括TSR，并且另一个较宽的肋部可以包括控制电路和TSR。
本文中描述的是被配置为从打印头管芯的流体馈送槽的单侧监控打印头管芯的温度的流体喷射装置的各个实施方式。在各个实施方式中，流体喷射装置可以包括：流体馈送槽，其用于向多个液滴喷射器供应流体；第一肋部，其位于流体馈送槽的第一侧，并支撑对流体的液滴从多个液滴喷射器的喷射进行控制的流体喷射电路；以及第二肋部，其位于流体馈送槽的与第一侧相对的第二侧，并支撑用于有助于确定第一肋部的温度的热传感器。在这些实施方式中的各实施方式中，第一肋部不具有热传感器。在各实施方式中，第一肋部比第二肋部宽，但是肋部的宽度之间的差值可以小于对于其中热传感器连同液滴喷射电路设置在第一肋部上的配置的差值。在各实施方式中，流体喷射装置可以包括控制器，该控制器用于至少部分地基于由热传感器在第二肋部处检测到的温度来确定第一肋部的温度并至少部分地基于所确定的温度来控制打印头的操作。
图1示出了适合于并入流体喷射装置的示例性流体喷射系统100，该流体喷射装置包括如本文中所描述的单侧热传感器。在各实施方式中，流体喷射系统100可以包括喷墨打印系统。流体喷射系统100可以包括打印头组件102、流体供应组件104、安装组件106、介质传输组件108、电子控制器110和至少一个电源112，该至少一个电源112可以向流体喷射系统100的各个电气部件提供电力。
打印头组件102可以包括至少一个打印头114，该至少一个打印头114包括具有第一肋部和第二肋部以及流体馈送槽的基底，其中，该第一肋部具有液滴喷射电路以控制液滴从多个液滴喷射器116(例如，孔口或喷嘴)的喷射，该第二肋部具有热传感器，并且流体馈送槽设置在第一肋部与第二肋部之间，以便向多个液滴喷射器116供应流体(如本文中更充分描述的)。多个液滴喷射器116可以朝向打印介质118喷射流体(例如，墨水)的液滴，以便打印到打印介质118上。打印介质118可以是任何类型的适当的片状或卷状材料，例如，纸、卡纸、透明胶片、聚酯纤维、胶合板、泡沫板、织物、帆布等等。可以以一个或多个列或阵列来布置液滴喷射器116，以使得来自液滴喷射器116的流体的正确排序的喷射可以使得当打印头组件102和打印介质118相对于彼此移动时，字符、符号和/或其它图形或图像被打印在打印介质118上。
流体供应组件104可以向打印头组件102供应流体，并且可以包括用于存储流体的储液器120。通常，流体可以从储液器120流动到打印头组件102，并且流体供应组件104和打印头组件102可以形成单向流体传送系统或再循环流体传送系统。在单向流体传送系统中，基本上所有被供应给打印头组件102的流体会在打印期间被消耗。然而，在再循环流体传送系统中，被供应给打印头组件102的流体中只有一部分会在打印期间被消耗。未在打印期间被消耗的流体可以返回到流体供应组件104。流体供应组件104的储液器120可以被移除、替换和/或再装满。
在一些实施方式中，流体供应组件104可以通过流体调节组件122经由接口连接件(例如，供应管道)在正压下向打印头组件102供应流体。流体调节组件122中的调节可以包括过滤、预加热、压力波动吸收和脱气。流体可以在负压下从打印头组件102被吸入流体供应组件104。打印头组件102的进口与出口之间的压力差可以被选择为实现液滴喷射器116处的恰当的背压，并可以通常是在H2O的负1”与负10”之间的负压。
安装组件106可以相对于介质传输组件108安置打印头组件102，并且介质传输组件108可以相对于打印头组件102安置打印介质118。在该配置中，打印区124可以被定义为在打印头组件102与打印介质118之间的区域中邻近于液滴喷射器116。在一些实施方式中，打印头组件102是扫描类型的打印头组件。因此，安装组件106可以包括用于相对于介质传输组件108移动打印头组件102以扫描打印介质118的墨盒。在其它实施方式中，打印头组件102是非扫描类型的打印头组件。因此，安装组件106可以将打印头组件102固定在相对于介质传输组件108的规定的位置处。因此，介质传输组件108可以相对于打印头组件102安置打印介质118。
电子控制器110可以包括处理器(CPU)126、存储器128、固件、软件、以及用于与打印头组件102、安装组件106和介质传输组件108通信并控制这些组件的其它电子设备。存储器128可以包括易失性(例如，RAM)和非易失性(例如，ROM、硬盘、软盘、CD-ROM等等)存储部件二者，所述存储部件包括提供用于存储计算机/处理器可执行编码指令、数据结构、程序模块和用于打印系统100的其它数据的计算机/处理器可读介质。电子控制器110可以从主机系统(例如，计算机)接收数据130并将数据130临时存储在存储器128中。通常，数据130可以沿着电子、红外、光学或其它信息传输路径被发送到打印系统100。数据130例如可以代表待打印的文档和/或文件。因此，数据130可以形成用于打印系统100的打印任务，并且可以包括一个或多个打印任务命令和/或命令参数。
在各实施方式中，电子控制器110可以针对流体液滴从液滴喷射器116的喷射来控制打印头组件102。因此，电子控制器110可以定义所喷射的流体液滴的模式，该流体液滴在打印介质118上形成字符、符号和/或其它图形或图像。所喷射的流体液滴的模式可以通过来自数据130的打印任务命令和/或命令参数来确定。在各实施方式中，电子控制器110可以至少部分地基于由热传感器在打印头114的流体馈送槽的与第一侧相对的第二侧处的第二肋部处检测到的温度，来确定设置在打印头114的流体馈送槽的第一侧的第一肋部的温度，并至少部分地基于所确定的温度来控制打印头114的操作。
在各实施方式中，打印系统100是具有适合于实现如本文中所描述的单侧热传感器的热喷墨(TIJ)打印头114的按需滴落式热喷墨打印系统。在一些实施方式中，打印头组件102可以包括单个TIJ打印头114。在其它实施方式中，打印头组件102可以包括大量TIJ打印头114。虽然与TIJ打印头相关联的制造工艺很好地适合于单侧热感测的集成，但诸如压电打印头之类的其它打印头类型也可以实现这样的单侧热感测。因此，所公开的单侧热传感器并不限于在TIJ打印头114中的实施方式。
在各实施方式中，打印头组件102、流体供应组件104和储液器120可以一起被容纳在可替换的设备(例如，集成打印头墨盒)中。图2是根据本公开内容的实施方式的示例性喷墨墨盒200的透视图，该示例性喷墨墨盒200可以包括打印头组件102、墨水供应组件104和储液器120。除了一个或多个打印头214以外，喷墨墨盒200可以包括电触头232和墨水(或其它流体)供应腔234。在一些实施方式中，墨盒200可以具有存储一种颜色的墨水的供应腔234，并且在其它实施方式中，其可以具有每个都存储不同颜色的墨水的多个腔234。电触头232可以从控制器(例如，本文中参照图1所描述的电子控制器110)携带电信号并将电信号携带到控制器，例如，以使得墨水液滴通过液滴喷射器216喷射并引起打印头214的单侧热感测。
图3a和图3b示出了示例性流体喷射装置300的视图，该示例性流体喷射装置300具有形成在打印头管芯/基底338中的单个流体馈送槽336。在各实施方式中，流体喷射装置300可以至少部分地包括打印头或打印头组件。在一些实施方式中，例如，流体喷射装置300可以是喷墨打印头或喷墨打印组件。
如图所示，流体喷射装置300具有形成在打印头管芯/基底338中的单个流体馈送槽336。流体喷射装置300的各个部件包括含有多个流体液滴喷射器316的液滴喷射器层340、位于流体馈送槽336的第一侧处的第一肋部342、以及位于流体馈送槽336的与第一侧相对的第二侧处的第二肋部344，以使得流体馈送槽336设置在第一肋部342与第二肋部344之间。在各实施方式中，多个液滴喷射器316可以包括位于第一肋部342上方的第一多个液滴喷射器316、以及位于第二肋部344上方的第二多个液滴喷射器316。在这些实施方式中的各实施方式中，多个液滴喷射器316可以包括多列液滴喷射器316，其中，至少一列液滴喷射器316设置在第一肋部342上方，并且第二列液滴喷射器316设置在第二肋部344上方。应当注意，尽管所示出的示例仅描绘了两列液滴喷射器316，但许多实施方式可以包括更多列和/或包括具有比示出的更多或更少的液滴喷射器316的列。
如在图3b中示出的，液滴喷射器层340可以关于基底338间隔开，其中，屏障层346位于液滴喷射器层340与基底338之间。在各实施方式中，流体喷射装置300可以包括位于基底338上的一个或多个绝缘层348。如图所示，液滴喷射器层340、屏障层346和绝缘层348/基底338至少部分地定义了喷发腔350。流体喷射装置300还可以包括邻近于每个喷发腔350的致动器352。致动器352可以被配置为使得流体通过液滴喷射器316中的相应的一个液滴喷射器316来喷射。在一些实施方式中，致动器352可以包括电阻性元件或加热元件。在一些实施方式中，致动器352包括分离的电阻器或单个矩形的电阻器。在其它实施方式中，其它类型的致动器(例如，压电致动器或其它致动器)可用于致动器352。
流体馈送槽336可以经由喷发腔350向液滴喷射器316提供对流体的供应。在许多实施方式中，流体喷射装置300可以包括多个喷发腔350，每个喷发腔350都流体地耦合到与所示出的液滴喷射器316类似的多个液滴喷射器316中的至少一个液滴喷射器，并且在这些实施方式中的至少一些实施方式中，流体馈送槽336可以经由喷发腔350中的相应的喷发腔来向多个液滴喷射器316中的全部液滴喷射器或大部分液滴喷射器提供流体。
继续参照图3a和图3b，第一肋部342可以支撑液滴喷射电路354，该液滴喷射电路354用于对流体的液滴从第一肋部342和第二肋部344上方的多个液滴喷射器316的喷射进行控制，并且第二肋部344可以支撑热传感器356。在各实施方式中，热传感器356可以有助于通过仅对第二肋部344的温度而不是对来自第一肋部342和第二肋部344二者的温度进行采样，来确定基底338的第一肋部342和第二肋部344的温度。因此，在这些实施方式中的各实施方式中，第一肋部342可以缺少热传感器。应当注意，为了说明的目的，以简化的形式示出了液滴喷射电路354和热传感器356，并且本领域技术人员将理解，在不偏离本公开内容的范围的情况下，液滴喷射电路354和/或热传感器356可以采用各种配置中的任何配置。
如图所示，流体馈送槽336在基底338中偏离中心，以使得第一肋部342比第二肋部344宽，这至少部分地因为与热传感器356相比，液滴喷射电路354消耗基底338的更大区域。在其它实施方式中，第一肋部342和第二肋部344可以具有相等的或者基本上类似的宽度。在任何情况下，与其中第二热传感器连同液滴喷射电路354设置在第一肋部342上的配置相比，肋部342、344的宽度的差值可以更小。在各实施方式中，该减小的差值可以允许打印头管芯比将以其他方式可能的打印头管芯更窄。在一些实施方式中，第二肋部344可以被配置为具有最小的宽度，以便赋予第二肋部344足够的机械强度，以承受对装置300的处理和操作。在这些实施方式中，在第二肋部344上设置热传感器356可以允许最小宽度有效地用于热感测，这与在第一肋部342上设置热传感器356相反，其与所描述的实施方式相比将增加装置300的总体宽度。
在各实施方式中，热传感器356可以包括热感测电阻器或其它适当的热感测设备。如图所示，对于其中热传感器356包括热感测电阻器的实施方式，热传感器356可以包括蛇形结构，该蛇形结构具有沿着第二肋部344的长度延伸的多个延长部分358和沿着接近于延长部分358的顶部和底部的第二肋部344的宽度延伸的多个过渡区360。在各实施方式中，电流可以通过端子362、364中的一个进入热传感器356，并可以通过端子362、364中的另一个离开。在本公开内容的范围内，许多其它配置是可能的。
图4是根据本文中所描述的各实施方式的涉及具有单侧热感测的流体喷射装置的操作的示例性方法400的流程图。方法400可以与本文中参照图1、图2、图3a和图3b所描述的各实施方式相关联，并且可以在对这些实施方式的相关论述中找到在方法400中示出的操作的细节。方法400的操作可以被体现为存储在计算机/处理器可读介质(例如，本文中参照图1所描述的存储器128)上的编程指令。在实施方式中，方法400的操作可以通过由处理器(例如，本文中参照图1所描述的处理器126)读取和执行这些编程指令来实现。应当注意，所论述的和/或所示出的各个操作可以总体上被称为多个分立的操作，这转而帮助理解各实施方式。除非明确说明，否则描述的顺序不应当被解释为暗示这些操作是依赖于顺序的。此外，一些实施方式可以包括比可以描述的实施方式更多或更少的操作。
现在转到图4，方法400可以在框402处由打印头管芯中的流体馈送槽向多个液滴喷射器提供流体开始或进行。方法400可以进行到框404，其中，由设置在打印头管芯的流体馈送槽的第一侧处的第一肋部上的液滴喷射电路来控制流体液滴从多个液滴喷射器的喷射。在各实施方式中，液滴喷射电路可以控制一个或多个致动器，例如，接近于喷发腔和液滴喷射器的电阻性元件、加热元件或压电元件，以使得流体通过液滴喷射器中的相应的液滴喷射器而被喷射。在各实施方式中，向多个液滴喷射器提供流体可以包括向位于打印头管芯的流体馈送槽的第一侧处的第一肋部上方的第一多个液滴喷射器和位于流体馈送槽的与第一侧相对的第二侧处的第二肋部上方的第二多个液滴喷射器提供流体。
方法400可以继续到框406，其中，由设置在打印头管芯的流体馈送槽的与第一侧相对的第二侧处的第二肋部上的热传感器来检测第一肋部的温度。在各实施方式中，热传感器包括热感测电阻。在各实施方式中，检测第一肋部的温度可以包括由热传感器检测第二肋部的温度并至少部分地基于第二肋部的温度来确定第一肋部的温度。在各实施方式中，控制液滴的喷射可以包括至少部分地基于第二肋部的温度来控制液滴从第一多个液滴喷射器的喷射。例如，在打印头管芯过热的情况下，可以停止液滴的喷射或者可以调节打印。在各实施方式中，流体喷射装置可以对低于期望操作温度的打印头组件进行加热。
尽管本文中已经示出和描述了某些实施方式，但本领域普通技术人员将意识到，在不脱离本公开内容的范围的情况下，目的在于实现相同目的的各种各样替代的和/或等同的实施方式可以代替所示出和描述的实施方式。本领域技术人员将容易意识到，可以以各种各样的方式来实现实施方式。本申请旨在覆盖本文中所论述的实施方式的任何适配和变型。因此，明显旨在实施方式仅由权利要求及其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种流体喷射打印头，包括：
流体馈送槽，其用于向多个液滴喷射器供应流体；
第一肋部，其位于所述流体馈送槽的第一侧，并支撑用于对所述流体的液滴从所述多个液滴喷射器的喷射进行控制的液滴喷射电路；以及
第二肋部，其位于所述流体馈送槽的与所述第一侧相对的第二侧，并支撑用于有助于确定所述第一肋部的温度的热传感器。
2.根据权利要求1所述的流体喷射打印头，其中，所述第一肋部比所述第二肋部宽。
3.根据权利要求1所述的流体喷射打印头，其中，所述流体馈送槽设置在所述第一肋部与所述第二肋部之间。
4.根据权利要求1所述的流体喷射打印头，其中，所述多个液滴喷射器包括位于所述第一肋部上方的第一多个液滴喷射器和位于所述第二肋部上方的第二多个液滴喷射器。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述液滴喷射电路用于对液滴从所述第一多个液滴喷射器和所述第二多个液滴喷射器的喷射进行控制。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个液滴喷射器包括多列所述液滴喷射器，并且其中，第一列所述液滴喷射器设置在所述第一肋部上方并且第二列液滴喷射器设置在所述第二肋部上方。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述热传感器包括热感测电阻器。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述热感测电阻器包括蛇形结构，所述蛇形结构具有沿着所述第二肋部的长度延伸的多个延长部分和沿着所述第二肋部的宽度延伸的多个过渡区。
9.一种流体喷射装置，包括：
打印头，其包括：
多个液滴喷射器；
基底，其包括第一肋部和第二肋部，其中，所述第一肋部具有用于对液滴从多个液滴喷射器的喷射进行控制的液滴喷射电路，并且所述第二肋部具有热传感器；以及
流体馈送槽，其设置在所述第一肋部与所述第二肋部之间，以便向所述多个液滴喷射器供应流体；以及
控制器，其用于至少部分地基于由所述热传感器在所述第二肋部处检测到的温度来确定所述第一肋部的温度，并至少部分地基于所检测到的温度来控制所述打印头的操作。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述流体馈送槽在所述基底中偏离中心。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述多个液滴喷射器包括位于所述第一肋部上方的第一多个液滴喷射器和位于所述第二肋部上方的第二多个液滴喷射器，并且其中，所述液滴喷射电路用于对液滴从所述第一多个液滴喷射器和所述第二多个液滴喷射器的喷射进行控制。
12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一肋部不具有热传感器。
13.一种方法，包括：
由打印头管芯中的流体馈送槽向多个液滴喷射器提供流体；
由液滴喷射电路对液滴从所述多个液滴喷射器的喷射进行控制，所述液滴喷射电路设置在所述打印头管芯的所述流体馈送槽的第一侧处的第一肋部上；以及
由热传感器检测所述第一肋部的温度，所述热传感器设置在所述打印头管芯的所述流体馈送槽的与所述第一侧相对的第二侧处的第二肋部上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述检测第一肋部的温度包括：由所述热传感器检测所述第二肋部的温度，并至少部分地基于所述第二肋部的所述温度来确定所述第一肋部的所述温度。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述向多个液滴喷射器提供所述流体包括：向所述第一肋部上方的第一多个液滴喷射器和所述第二肋部上方的第二多个液滴喷射器提供所述流体，并且其中，所述控制液滴的喷射包括：至少部分地基于所述第二肋部的所述温度来对液滴从所述第一多个液滴喷射器的喷射进行控制。
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