ES2892033T3

ES2892033T3 - Troquel de un cabezal de impresión

Info

Publication number: ES2892033T3
Application number: ES19706166T
Authority: ES
Inventors: James Michael Gardner; Scott A Linn
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2039-02-06
Also published as: EP3710259A1; US11331911B2; ES2938242T3; AU2019428300B2; AU2019428300A1; EP3710259B1; CA3126598C; BR112021014530A2; MX2021008746A; CN113365837B; CN113365837A; EP3909773B1; CA3126598A1; PL3710259T3; EP3909773A1; US20210362494A1; WO2020162914A1

Abstract

Un troquel (1900) para un cabezal de impresión, el troquel (1900) comprende: un bus de detección (1330); un bit de memoria (1314); un regulador de voltaje de memoria (1326) dispuesto en el troquel (1900); el troquel (1900) se caracteriza porque un interruptor de protección de alto voltaje (1916) está dispuesto en el troquel (1900) en una trayectoria de una conexión conductora entre el regulador de voltaje de memoria (1326) y el bus de detección (1330), y porque el regulador de voltaje de memoria (1326) está configurado para generar un alto voltaje para programar el bit de memoria (1314).

Description

DESCRIPCIÓN

Troquel de un cabezal de impresión

Antecedentes

Un sistema de impresión, como un ejemplo de un sistema de eyección de fluidos, puede incluir un cabezal de impresión, un suministro de tinta que suministra tinta líquida al cabezal de impresión, y un controlador electrónico que controla el cabezal de impresión. El cabezal de impresión expulsa gotas de fluido de impresión a través de una pluralidad de actuadores fluídicos u orificios sobre un medio de impresión. Los cabezales de impresión pueden incluir cabezales de impresión térmicos o piezoeléctricos que se fabrican en placas o troqueles de circuitos integrados. La electrónica de accionamiento y las características de control se fabrican primero, luego se agregan las columnas de resistencias calefactoras, y finalmente, se agregan las capas estructurales, por ejemplo, formadas a partir de epoxi con foto imagen, y se procesan para formar eyectores de microfluídicos o generadores de gotas. En algunos ejemplos, los eyectores microfluídicos están dispuestos en al menos una columna o matriz de tal manera que la eyección de tinta de los orificios secuenciada adecuadamente hace que se impriman caracteres u otras imágenes en el medio de impresión a medida que el cabezal de impresión y el medio de impresión se mueven uno respecto al otro. Otros sistemas de expulsión de fluidos incluyen sistemas de impresión tridimensionales u otros sistemas de dispensación de fluidos de alta precisión, por ejemplo, para aplicaciones de ciencias biológicas, laboratorio, forenses o farmacéuticas. Los fluidos adecuados pueden incluir tintas, agentes de impresión o cualquier otro fluido usado por estos sistemas de expulsión de fluido. La patente US2007/236519 A1 divulga circuitos para su uso con dispositivos de expulsión de microfluidos, tales como los que tienen una matriz de memoria con transistores de compuerta flotante.

Breve descripción de los dibujos

Ciertos ejemplos son descritos en la siguiente descripción detallada y en referencia a los dibujos, en los que:

la Figura 1A es una vista de una parte de un troquel usado para un cabezal de impresión de chorro de tinta de la técnica anterior;

la Figura 1B es una vista ampliada de una parte del troquel;

la Figura 2A es una vista de un ejemplo de un troquel usado para un cabezal de impresión;

la Figura 2B es una vista ampliada de una parte del troquel;

la Figura 3A es un dibujo de un ejemplo de un cabezal de impresión que incluye un troquel negro que está montado en un compuesto de encapsulado;

la Figura 3B es un dibujo de un ejemplo de un cabezal de impresión que incluye tres troqueles, que pueden usarse para tres colores de tinta;

la Figura 3C muestra vistas en sección transversal de los cabezales de impresión que incluyen los troqueles montados a través de secciones sólidas y secciones pasantes que tienen agujeros de alimentación de fluido; la Figura 4 es un ejemplo de un cartucho de impresora que incorpora el cabezal de impresión descrito con respecto a la Figura 3B;

la Figura 5 es un diagrama esquemático de un ejemplo de un conjunto de cuatro primitivas, denominado primitiva cuádruple;

la Figura 6 es un dibujo de un ejemplo de una disposición de los circuitos del troquel, que muestra la simplificación que puede lograrse mediante un único conjunto de circuitos de actuadores fluídicos;

la Figura 7 es un dibujo de un ejemplo de un plano de un circuito que ilustra varias zonas de troquel para un troquel de color;

la Figura 8 es un diagrama esquemático de un ejemplo de decodificación de direcciones en un troquel; la Figura 9 es un diagrama esquemático de un ejemplo de otra implementación de decodificación de direcciones en un troquel;

la Figura 10 es un diagrama esquemático de un ejemplo de otra implementación de decodificación de direcciones en un troquel;

la Figura 11 es un dibujo de un ejemplo de un troquel negro que muestra la formación de vías desde las líneas de dirección hasta los circuitos lógicos;

la Figura 12 es un dibujo de un ejemplo de un troquel negro que muestra un desplazamiento en el orden de dirección de las primitivas entre las columnas del actuador fluídico a cada lado de la matriz de agujeros de alimentación de fluido, de acuerdo con el ejemplo;

la Figura 13 es un ejemplo de un diagrama de circuito de un troquel;

la Figura 14 es un dibujo de un ejemplo de un troquel que muestra los terminales de interfaz y las ubicaciones lógicas usadas para cargar datos y señales de control en el troquel;

la Figura 15 es un diagrama esquemático, un ejemplo de la carga en serie de datos en el almacén de datos; la Figura 16 es un diagrama de circuito, un ejemplo de una función lógica para disparar un solo actuador fluídico en una primitiva;

la Figura 17 es un ejemplo de un diagrama esquemático de bits de memoria que sombrean bloques primitivos en el almacén de datos;

la Figura 18 es un ejemplo de un diagrama de bloques del registro de configuración, el registro de configuración de memoria y el registro de estado;

la Figura 19 es un dibujo esquemático de un ejemplo de un troquel que muestra un bus de detección para leer y programar bits de memoria y acceder a sensores térmicos;

la Figura 20 es un diagrama de circuito de un ejemplo de un interruptor de protección de alto voltaje usado para proteger los circuitos MOS de voltaje más bajo contra daños por alto voltaje;

la Figura 21 es un diagrama de circuito de un ejemplo de un regulador de voltaje de memoria;

la Figura 22A es un diagrama de flujo del proceso de un ejemplo de un método para formar un componente de cabezal de impresión;

la Figura 22B es un diagrama de flujo del proceso de los componentes formados por las capas del bloque 2204 en el método;

la Figura 22C es un diagrama de flujo del proceso del método combinado que muestra las capas y estructuras que se forman;

la Figura 23 es un diagrama de flujo del proceso de un ejemplo de un método para cargar datos en un componente del cabezal de impresión; y

la Figura 24 es un diagrama de flujo del proceso de un ejemplo de un método para escribir un bit de memoria en un componente del cabezal de impresión.

Descripción detallada de ejemplos específicos

Los cabezales de impresión se forman usando actuadores fluídicos, como eyectores de microfluidos y bombas de microfluidos. Los actuadores fluídicos pueden basarse en resistencias térmicas o tecnologías piezoeléctricas, que pueden forzar la eyección de una gota de una boquilla o forzar una pequeña cantidad de fluido a salir de una cámara de bombeo. Los actuadores fluídicos se forman usando piezas largas y estrechas de silicio, denominadas troqueles o componentes de impresión en el presente documento. En los ejemplos descritos en el presente documento, se usa un eyector de microfluidos como eyector de una boquilla en un troquel, que se usa para imprimir y otras aplicaciones. Por ejemplo, los cabezales de impresión pueden usarse como dispositivos de eyección de fluidos en aplicaciones de impresión bidimensionales y tridimensionales y otros sistemas de dispensación de fluidos de alta precisión que incluyen aplicaciones farmacéuticas, de laboratorio, médicas, de ciencias biológicas y forenses. Si bien esta divulgación puede referirse a chorro de tinta y aplicaciones de tinta, los principios descritos en el presente documento deben asociarse con cualquier aplicación de propulsión o expulsión de fluidos, sin limitarse a la tinta. El costo de los cabezales de impresión a menudo se determina por la cantidad de silicio usado en los troqueles, ya que el costo del troquel y el proceso de fabricación aumentan con la cantidad total de silicio usado en un troquel. En consecuencia, pueden formarse cabezales de impresión de menor costo moviendo la funcionalidad del troquel a otros circuitos integrados, lo que permite troqueles más pequeños.

Muchos troqueles de corriente tienen una ranura de alimentación de tinta en el medio del troquel para llevar tinta a los actuadores fluídicos. La ranura de alimentación de tinta generalmente proporciona una barrera para transportar señales de un lado de un troquel a otro lado de un troquel, lo que a menudo requiere circuitos duplicados en cada lado del troquel, aumentando aún más el tamaño del troquel. En esta disposición, los actuadores fluídicos en un lado de la ranura, que puede denominarse izquierda u oeste, tienen circuitos de bus de potencia y direccionamiento independientes de los actuadores fluídicos en el lado opuesto de la ranura de alimentación de tinta, que puede denominarse derecha o este.

Los ejemplos descritos en el presente documento proporcionan un nuevo enfoque para proporcionar fluido a los actuadores fluídicos de los eyectores de gotas. En este enfoque, la ranura de alimentación de tinta se reemplaza con una matriz de agujeros de alimentación de fluido dispuestos a lo largo del troquel, cerca de actuadores fluídicos. La matriz de agujeros de alimentación de fluido dispuestos a lo largo del troquel puede denominarse en el presente documento zona de alimentación. Como resultado, las señales pueden enrutarse a través de la zona de alimentación, entre los agujeros de alimentación de fluido, por ejemplo, desde el circuito lógico ubicado en un lado de los agujeros de alimentación de fluido a los circuitos de alimentación de impresión, como los transistores de efecto de campo (FET), ubicado en el lado opuesto de los agujeros de alimentación de fluido. Esto se denomina en el presente documento enrutamiento entre ranuras. El circuito para enrutar las señales incluye trazas proporcionadas en capas entre los agujeros de alimentación de fluido o tinta adyacentes.

Como se usa en el presente documento, un primer lado del troquel y un segundo lado del troquel indican los bordes largos del troquel que están alineados con los agujeros de alimentación de fluido, que se colocan cerca o en el centro del troquel. Además, como se usa en el presente documento, los actuadores fluídicos están ubicados en una cara frontal del troquel, y la tinta o el fluido se alimentan a los agujeros de alimentación de fluido desde una ranura en la cara posterior del troquel. Por consiguiente, la anchura del troquel se mide desde el borde del primer lado del troquel hasta el borde del segundo lado del troquel. De manera similar, el grosor del troquel se mide desde la cara frontal del troquel hasta la cara posterior del troquel.

El enrutamiento de ranuras cruzadas permite la eliminación de circuitos duplicados en el troquel, lo que puede disminuir el ancho del troquel, por ejemplo, en 150 micrómetros (|_im) o más. En algunos ejemplos, esto puede proporcionar un troquel con una anchura de aproximadamente 450 |_im o aproximadamente 360 |_im o menos. En algunos ejemplos, la eliminación de circuitos duplicados mediante el enrutamiento entre ranuras puede usarse para aumentar el tamaño de los circuitos en el troquel, por ejemplo, para mejorar el rendimiento en aplicaciones de mayor valor. En estos ejemplos, los FET de potencia, las trazas de circuito, las trazas de potencia y similares pueden aumentar de tamaño. Esto puede proporcionar troqueles que sean capaces de obtener gotas de mayor peso. Por consiguiente, en algunos ejemplos, los troqueles pueden tener menos de aproximadamente 500 |_im, o menos de aproximadamente 750 |_im, o menos de aproximadamente 1000 |_im de ancho.

El grosor del troquel desde la cara delantera hasta la cara trasera también se reduce por las eficiencias obtenidas con el uso de los agujeros de alimentación de fluido. Los troqueles anteriores que usan ranuras de alimentación de tinta pueden ser mayores de aproximadamente 675 |_im, mientras que los troqueles que usan los agujeros de alimentación de fluido pueden tener un grosor inferior a aproximadamente 400 |_im. La longitud de los troqueles puede ser de aproximadamente 10 milímetros (mm), aproximadamente 20 mm o aproximadamente 20 mm, dependiendo del número de actuadores fluídicos usados para el diseño. La longitud de los troqueles incluye espacio en cada extremo del troquel para la circuitería, por lo que los actuadores fluídicos ocupan una parte de la longitud del troquel. Por ejemplo, para un troquel negro de aproximadamente 20 mm de longitud, los actuadores fluídicos pueden ocupar aproximadamente 13 mm, que es la longitud de la franja. Una longitud de franja es el ancho de la banda de impresión, o expulsión de fluido, formada cuando un cabezal de impresión se mueve a través de un medio de impresión.

Además, el enrutamiento entre ranuras permite la ubicación conjunta de dispositivos similares para aumentar la eficiencia y el diseño. El enrutamiento de ranuras cruzadas optimiza la entrega de energía al permitir que las columnas izquierda y derecha de actuadores fluídicos compartan los circuitos de enrutamiento de energía y tierra. Sin embargo, un troquel más estrecho puede ser más frágil que un troquel más ancho. Por consiguiente, el troquel puede montarse en un compuesto de relleno polimérico que tiene una ranura en el reverso para permitir que la tinta fluya a los agujeros de alimentación de fluido. En algunos ejemplos, el compuesto de relleno es un epoxi, aunque puede ser un acrílico, un policarbonato, un sulfuro de polifenileno y similares.

El enrutamiento entre ranuras también permite la optimización del diseño del circuito. Por ejemplo, los dominios de alto y bajo voltaje pueden aislarse en lados opuestos de los agujeros de alimentación de fluido, lo que permite mejoras en la confiabilidad y el factor de forma de los troqueles. La separación de los dominios de alto voltaje y bajo voltaje puede disminuir o eliminar voltajes parásitos, diafonía y otros problemas que afectan la confiabilidad del troquel. Además, una única instancia de datos de dirección se transmite a bloques lógicos que decodifican el valor de la dirección de forma única para cada lado de una matriz de agujeros de alimentación de fluido.

Para cumplir con las limitaciones de fluidos y minimizar los efectos del flujo de fluido a múltiples actuadores fluídicos, como la diafonía fluídica que puede afectar la calidad de la imagen, la decodificación de la dirección está compensada para los actuadores fluídicos en cada lado respectivo de la matriz de agujeros de alimentación de fluido. La decodificación de direcciones puede personalizarse para cada grupo de actuadores fluídicos, o primitivas, durante la fabricación del troquel, por ejemplo, como paso final durante el proceso de fabricación. Pueden usarse otras personalizaciones para determinar qué actuadores fluídicos deben dispararse a partir de los valores en las líneas de dirección.

El troquel usado para un cabezal de impresión, como se describe en el presente documento, usa resistencias para calentar fluidos en un eyector de microfluidos que provoca la expulsión de gotas por expansión térmica. Sin embargo, los troqueles no se limitan a actuadores fluídicos accionados térmicamente y pueden usar actuadores fluídicos piezoeléctricos que se alimentan desde agujeros de alimentación de fluido.

Además, el troquel puede usarse para formar actuadores fluídicos para otras aplicaciones además de un cabezal de impresión, como bombas de microfluidos, usadas en instrumentación analítica. En este ejemplo, los actuadores fluídicos pueden alimentarse con soluciones de prueba u otros fluidos, en lugar de tinta, desde los agujeros de alimentación de fluidos. Por consiguiente, en varios ejemplos, los agujeros de alimentación de fluido y las tintas pueden usarse para proporcionar materiales fluídicos que pueden ser eyectados o bombeados por la expulsión de gotitas por expansión térmica o activación piezoeléctrica.

Además de las eficiencias ganadas por el enrutamiento cruzado de las señales de un lado al otro, los troqueles descritos en el presente documento mueven circuitos lógicos desde el troquel a un chip externo u otro circuito de soporte. En varios ejemplos, el chip externo es un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) que está integrado en la impresora. Además, los colores individuales se separan en troqueles individuales en lugar de incorporar varios colores en un solo troquel, lo que permite colectores de fluidos de menor costo para suministrar tinta y otros fluidos a los troqueles. Mover el circuito de control térmico fuera del chip también permite un comportamiento del sistema térmico mucho más complejo, sin aumentar los costos, como la capacidad de tomar y promediar múltiples mediciones, usar puntos de ajuste relativos, permitir una detección de mayor resolución térmica y aumentar la cantidad de sensores o zonas de detección sobre los troqueles y colores individuales, entre otros. La asociación de los bits de memoria con la lógica de decodificación para direccionar los actuadores fluídicos permite la creación de grandes matrices de memoria a un bajo costo general.

En algunos ejemplos, los bits de memoria se leen usando un bus de sensor que también se usa para mediciones analógicas externas, como las mediciones térmicas, para reducir aún más el costo. Como el bus del sensor se comparte entre varios sensores, como los sensores térmicos, los sensores de detección de grietas y los bits de memoria, los circuitos de protección de alto voltaje en el troquel evitan daños a los dispositivos de bajo voltaje conectados al bus de detección durante una escritura en la memoria. En algunos ejemplos, se usa un generador de voltaje en el troquel, o un regulador de voltaje de memoria, para escribir bits de memoria sin la necesidad de una interfaz eléctrica adicional de circuitos externos.

La Figura 1A es una vista de una parte de un troquel 100 usado para un cabezal de impresión de chorro de tinta de la técnica anterior. El troquel 100 incluye todos los circuitos para operar los actuadores fluídicos 102 en ambos lados de una ranura 104 de alimentación de tinta. Por consiguiente, todas las conexiones eléctricas se llevan a cabo en las almohadillas 106 ubicadas en cada extremo del troquel 100. La Figura 1B es una vista ampliada de una parte del troquel 100. Como puede verse en esta vista ampliada, la ranura 104 de alimentación de tinta ocupa una cantidad sustancial de espacio en el centro del troquel 100, aumentando la anchura 108 del troquel 100.

La Figura 2A es una vista de un ejemplo de un troquel 200 usado para un cabezal de impresión. En comparación con el troquel 100 de la Figura 1A, tiene una disposición de circuito novedosa y eficiente en donde los bloques de circuito individuales pueden tener más funciones, lo que permite que el troquel 200 sea relativamente estrecho y/o eficiente, como se describe en el presente documento. En este diseño, un circuito externo proporciona algunas funciones al troquel, como un circuito integrado específico de aplicación (ASIC) 200.

En este ejemplo, el troquel 200 usa agujeros 204 de alimentación de fluido para proporcionar fluido, como tintas, a los actuadores fluídicos 206 para su expulsión mediante resistencias térmicas 208. Como se describe en el presente documento, el enrutamiento de ranuras cruzadas permite enrutar los circuitos a lo largo de los puentes de silicio 210 entre los agujeros de alimentación 204 de fluido y a través del eje longitudinal 212 del troquel 200. En un ejemplo, esto también permite que el ancho 214 del troquel 200 sea relativamente pequeño, por ejemplo, menor de aproximadamente 420 |_im, menor de aproximadamente 500 |_im, o menor de aproximadamente 750 |_im, o menor de aproximadamente 1000 |_im, por ejemplo, entre aproximadamente 330 |_im y aproximadamente 460 |_im. La estrecha anchura del troquel 200 puede reducir los costes, por ejemplo, al reducir la cantidad de silicio usada en el troquel 200.

Como se describe en el presente documento, el troquel 200 también incluye circuitos de sensores para operaciones y diagnósticos. En algunos ejemplos, el troquel 200 incluye sensores térmicos 216, por ejemplo, colocados a lo largo del eje longitudinal del troquel cerca de un extremo del troquel, en el medio del troquel y cerca del extremo opuesto del troquel. En algunos ejemplos, se usan más sensores térmicos 216 para mejorar el control térmico.

Las Figuras 3A a 3C son dibujos de cabezales de impresión formados mediante el montaje de los troqueles 302 y 304 en un soporte polimérico 310 formado a partir de un compuesto de encapsulado. En algunos ejemplos, los troqueles 302 y 304 son demasiado estrechos para unirlos directamente a los cuerpos de los bolígrafos o enrutar de manera fluida la tinta u otros fluidos desde los depósitos de fluidos. Por consiguiente, los troqueles 302 y 304 pueden montarse en un soporte polimérico 310 formado a partir de un compuesto de encapsulado, tal como un material epoxi, entre otros. El soporte polimérico 310 tiene ranuras 314 que proporcionan una región abierta para permitir que el fluido fluya desde el depósito de fluido a los agujeros 204 de alimentación de fluido en la cara posterior de los troqueles 302 y 304.

La Figura 3A es un dibujo de un ejemplo de un cabezal de impresión que incluye un troquel negro 302 que está montado en un compuesto de encapsulado. En el troquel negro 302 de la Figura 3A, son visibles dos líneas de actuadores fluídicos 320, en donde cada grupo de dos actuadores fluídicos alternos 320 se alimentan desde uno de los agujeros 204 de alimentación de fluido a lo largo del troquel negro 302. Cada uno de los actuadores fluídicos 320 es una abertura a una cámara de fluido por encima de una resistencia térmica. El accionamiento de la resistencia térmica fuerza al fluido a salir a través de los actuadores fluídicos 320, por lo tanto, cada combinación de cámara de fluido de la resistencia térmica y boquilla representa un actuador fluídico, específicamente, un eyector de microfluidos. Puede observarse que los agujeros 204 de alimentación de fluido no están aislados entre sí, lo que permite que la tinta fluya desde los agujeros 204 de alimentación de fluido a los agujeros 204 de alimentación de fluido cercanos, proporcionando un caudal más alto para los actuadores fluídicos activos.

La Figura 3B es un dibujo de un ejemplo de un cabezal de impresión que incluye tres troqueles 304, que pueden usarse para tres colores de tinta. Por ejemplo, puede usarse un troquel de color 304 para una tinta cian, puede usarse otro troquel de color 304 para una tinta magenta, y puede usarse un último troquel de color 304 para una tinta amarilla. Cada una de las tintas se alimenta a la ranura asociada 314 de los troqueles de color 304 desde un depósito de tinta de color independiente. Aunque este dibujo muestra sólo tres de los troqueles de color 304 en la montura, puede incluirse un cuarto troquel, tal como un troquel negro 302, para formar un troquel CMYK. De manera similar, pueden usarse otras configuraciones de troquel. Las líneas de comunicación 316 pueden incrustarse en un montaje polimérico 310 para interactuar con los troqueles de color 304. Como se describe en el presente documento, parte de la línea de comunicación 316, como las líneas de dirección, un bus de sensor y una línea de disparo, entre otras, pueden compartirse entre los troqueles de color 304. Las líneas de comunicación 316 también incluyen líneas de datos individuales para proporcionar señales de control individuales para la activación de matrices de actuadores fluídicos, o primitivas.

La Figura 3C muestra vistas en sección transversal de los cabezales de impresión que incluyen los troqueles montados 302 y 304 a través de las secciones sólidas 322 y las secciones pasantes 324 que tienen agujeros 204 de alimentación de fluido. Esto muestra que los agujeros 204 de alimentación de fluido están acoplados a las ranuras 314 para permitir que la tinta fluya desde las ranuras 314 a través de los troqueles montados 302 y 304. Como se describe en el presente documento, las estructuras de las Figuras 3A a 3C no se limitan a tintas, sino que pueden usarse para proporcionar un sistema de alimentación de fluido a los actuadores fluídicos en troqueles.

La Figura 4 es un ejemplo de un cartucho de impresora 400 que incorpora el cabezal de impresión descrito con respecto a la Figura 3B. Los troqueles de color 304 montados forman una almohadilla 402. Como se describe en el presente documento, la almohadilla 402 incluye los múltiples troqueles de silicio y el compuesto de montaje polimérico, tal como un compuesto de relleno epoxi. El alojamiento 404 contiene los depósitos de tinta usados para alimentar los troqueles de color 304 montados en la almohadilla 402. Una conexión flexible 406, como un circuito flexible, sostiene los contactos de la impresora, o almohadillas, 408 que se usan para interactuar con el cartucho de impresora 400. El diseño de circuito descrito en el presente documento permite que se usen menos almohadillas 408 en el cartucho de impresora 400 en comparación con los cartuchos de impresora anteriores. Por ejemplo, el uso del bus de sensor compartido que se multiplexa entre todos los troqueles de color 304 presentes en el cartucho de impresora 400 permite que se use una sola almohadilla 408 para una o más funciones de detección, incluida la detección térmica, la detección de grietas y también para lecturas de memoria. Además, las almohadillas individuales se comparten entre los troqueles para cada una de las señales de reloj, la señal de modo y la señal de disparo.

La Figura 5 es un diagrama esquemático 500 de un ejemplo de un conjunto de cuatro primitivas, denominado primitiva cuádruple. Como se describe en el presente documento, una primitiva es un grupo de actuadores fluídicos que comparten un conjunto de líneas de dirección. Para facilitar la explicación de las primitivas y el direccionamiento compartido, las primitivas a la derecha del diagrama esquemático 500 están etiquetadas como este, por ejemplo, noreste (NE) y sureste (SE). Las primitivas a la izquierda del diagrama esquemático 500 están etiquetadas al oeste, por ejemplo, noroeste (NW) y suroeste (SW). En este ejemplo, cada actuador fluídico 502 está habilitado por un FET que está etiquetado como Fx, donde x es de 1 a 32, y en donde el FET acopla una resistencia TIJ para el actuador fluídico 502 a una fuente de energía de alto voltaje (Vpp) y tierra. El diagrama esquemático 500 también muestra las resistencias TIJ, etiquetadas Rx, donde x también es de 1 a 32, que corresponden a cada actuador fluídico 502. Aunque los actuadores fluídicos se muestran a cada lado de la alimentación de tinta en el diagrama esquemático 500, esta es una disposición virtual. En algunos ejemplos, un troquel de color 304 formado usando las técnicas actuales haría que los actuadores fluídicos 502 estuvieran en el mismo lado de la alimentación de tinta.

En este ejemplo, si cada primitiva, NE, NO, SE y SO, se usan ocho direcciones, etiquetadas de 0 a 7, para seleccionar un actuador fluídico para el disparo. En otros ejemplos, hay 16 direcciones por primitiva y 64 actuadores fluídicos por primitiva cuádruple. Las direcciones son compartidas, en donde una dirección selecciona un actuador fluídico en cada grupo. En este ejemplo, si se proporciona la dirección cuatro, entonces los actuadores fluídicos 504, habilitados por los FET F9, F10, ^f25 y F26 se seleccionan para disparar. En algunos ejemplos, las órdenes de disparo pueden desviarse para minimizar la diafonía fluídica entre los actuadores fluídicos habilitados 504, como se describe adicionalmente con respecto a la Figura 12. Cuál, si alguno, de estos actuadores fluídicos 504 dispara, depende de selecciones primitivas separadas, que son valores de bit guardados en un bloque de datos que es único para cada primitiva. También se transmite una señal de disparo a cada primitiva. Un actuador fluídico dentro de una primitiva se dispara cuando los datos de dirección transmitidos a esa primitiva seleccionan un actuador fluídico para disparar, un valor de datos cargado en un bloque de datos para esa primitiva indica que debería producirse el disparo para esa primitiva, y se envía una señal de disparo.

En algunos ejemplos, un paquete de datos del actuador fluídico, denominado en el presente documento grupo de pulsos de disparo (FPG), incluye bits de inicio usados para identificar el inicio de un FPG, bits de dirección usados para seleccionar un actuador fluídico 502 en cada dato primitivo, datos de disparo para cada primitiva, datos usados para configurar los ajustes operativos y bits de parada de FPG usados para identificar el final de un FPG. En otros ejemplos, un FPG no tiene bits de inicio y parada, lo que mejora la eficiencia de la transferencia de datos. Esto se analiza con más detalle con respecto a la Figura 15.

Una vez que se ha cargado un FPG, se envía una señal de disparo a todos los grupos primitivos que dispararán todos los actuadores fluídicos direccionados. Por ejemplo, para disparar todos los actuadores fluídicos en el cabezal de impresión, se envía un FPG para cada valor de dirección, junto con una activación de todas las primitivas en el cabezal de impresión. Por lo tanto, se emitirán ocho FPG, cada uno asociado con una dirección única 0-7. Como se describe en el presente documento, el direccionamiento que se muestra en el diagrama esquemático 500 puede modificarse para abordar los problemas de diafonía fluídica, calidad de imagen y limitaciones de suministro de energía. El FPG también puede usarse para escribir un elemento de memoria asociado con cada actuador fluídico, por ejemplo, en lugar de disparar el actuador fluídico.

Una región central de alimentación de fluido 506 puede ser una ranura de alimentación de tinta o unos agujeros de alimentación de fluido. Sin embargo, si la región central de alimentación de fluido 506 es una ranura de alimentación de tinta, los circuitos lógicos y las líneas de direccionamiento, como las tres líneas de dirección en este ejemplo que se usan, proporcionan las direcciones 0-7 para seleccionar un actuador fluídico para disparar en cada primitiva, se duplican, ya que las trazas no pueden cruzar la región de alimentación de fluido central 506. Sin embargo, si la región central de alimentación de fluido 506 está formada por agujeros de alimentación de fluido, cada lado puede compartir circuitos, simplificando la lógica.

Aunque los actuadores fluídicos 502 en las primitivas descritas en la Figura 5 se muestran en dos columnas en lados opuestos del troquel, por ejemplo, a cada lado de la región central de alimentación de fluido 506, estas son columnas virtuales. La ubicación de los actuadores fluídicos 502 en relación con la región central de alimentación de fluido 506 depende del diseño del troquel, como se describe en las siguientes figuras. En un ejemplo, un troquel negro 302 tiene actuadores fluídicos escalonados a cada lado del agujero de alimentación de fluido, en donde los actuadores fluídicos escalonados son del mismo tamaño. En otro ejemplo, un troquel de color 304 tiene una línea de actuadores fluídicos a lo largo del troquel, en donde el tamaño de los actuadores fluídicos en la línea de actuadores fluídicos alterna entre actuadores fluídicos más grandes y actuadores fluídicos más pequeños.

La Figura 6 es un dibujo de un ejemplo de un diseño 600 del circuito del troquel, que muestra la simplificación que puede lograrse mediante un único conjunto de circuitos de actuador fluídico. En un ejemplo, el diseño 600 ilustrado está asociado con un troquel negro 302 donde el actuador fluídico y las matrices de actuadores están a cada lado de los agujeros 204 de alimentación de fluido. Sin embargo, el diseño 600 puede usarse para el troquel negro 302 o el troquel de color 304.

En el diseño 600, los dispositivos y la lógica de bajo voltaje se consolidan en un lado 602 de bajo voltaje de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604. Los dispositivos de alto voltaje, tales como los dispositivos de suministro de energía para actuadores fluídicos, se consolidan en un lado 606 de alto voltaje de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604. Como todos los decodificadores de dirección 608, incluidos los decodificadores usados por los FET de potencia 610 para los actuadores fluídicos derechos y los decodificadores usados por los FET de potencia 612 para los actuadores fluídicos izquierdos, están ubicados en el mismo lugar, una sola instancia de datos de dirección 614 puede enrutarse al lado 602 de bajo voltaje de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604. Los datos de dirección 614 incluyen una serie de líneas de dirección, cada una de las cuales lleva un bit de los datos de dirección 614. Las señales de control se enrutan luego a través de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604, incluyendo rutas cruzadas para señales de activación 616 para los FET de potencia 610 para los actuadores fluídicos derechos y rutas cruzadas para señales de activación 618 para los FET de potencia 612 para los actuadores fluídicos izquierdos.

Las líneas de alimentación 620 conectan a la matriz de actuadores fluídicos izquierdo 622 a los FET de potencia 612 para la activación de los actuadores fluídicos seleccionados. Las líneas de potencia enrutadas en forma transversal 624 se enrutan a través de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604 para conectar los FET de potencia 610 para los actuadores fluídicos derechos y los decodificadores a la matriz de actuadores fluídicos derechos 626 para la activación de los actuadores fluídicos seleccionados. Las rutas cruzadas transversales 616, 618, 624 pueden encaminarse entre los agujeros 202, 320 de alimentación de fluido o entre subconjuntos de agujeros 202, 320 de alimentación de fluido.

Además de los decodificadores de dirección 608, el lado de bajo voltaje 602 de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604 también tiene otra lógica de bajo voltaje 628, que incluye controles sin dirección, como señales de disparo, datos primitivos, elementos de memoria, detección térmica, y similares. A partir de esta lógica 628 de bajo voltaje, se proporcionan señales 630 a los decodificadores de dirección 608 para que se combinen con señales de dirección para la selección de primitivas a disparar. La lógica 628 de bajo voltaje también puede usar datos 632 de dirección para seleccionar elementos de memoria, sensores y similares.

La Figura 7 es un dibujo de un ejemplo de un plano de planta de circuito que ilustra una serie de zonas de troquel para un troquel de color 304. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 2, 6 y 7. En el troquel de color 304, un bus 702 lleva líneas de control, líneas de datos, líneas de dirección y líneas eléctricas para el circuito lógico primitivo 704, incluida una zona de potencia lógica que incluye una línea de potencia lógica común (Vdd) y una línea de tierra lógica común (Lgnd) para proporcionar un voltaje de suministro de aproximadamente 2,5 V a aproximadamente 15 V para circuitos lógicos. El bus 702 también incluye una zona de línea de dirección que incluye líneas de dirección usadas para proporcionar una dirección para un actuador fluídico en cada grupo primitivo de actuadores fluídicos. Como se describe en el presente documento, el grupo primitivo es un grupo o subconjunto de actuadores fluídicos de los actuadores fluídicos en el troquel de color 304.

Una zona lógica de direcciones incluye circuitos de línea de direcciones, tales como circuitos lógicos primitivos 704 y circuitos de decodificación 706. El circuito lógico primitivo 704 acopla las líneas de dirección al circuito de decodificación 706 para seleccionar un actuador fluídico en un grupo primitivo. El circuito lógico primitivo 704 también almacena bits de datos cargados en el primitivo sobre las líneas de datos. Los bits de datos incluyen los valores de dirección para las líneas de dirección y un bit asociado con cada primitiva que selecciona si esa primitiva dispara un actuador fluídico direccionado o guarda datos.

El circuito de decodificación 706 selecciona un actuador fluídico para disparar o selecciona un elemento de memoria en una zona de memoria 708 que incluye bits de memoria, o elementos, para recibir los datos. Cuando se recibe una señal de disparo a través de las líneas de datos en el bus 702, los datos se almacenan en un elemento de memoria en la zona de memoria 708 o se usan para activar un FET 710 o 712 en una zona de circuitos de potencia en el lado de alto voltaje 606 del troquel de color 304. La activación de un FET 710 o 712 acopla una resistencia TIJ correspondiente 716 o 718 a un bus de alimentación compartida (Vpp) 714. El bus Vpp 714 está entre aproximadamente 25 V y aproximadamente 35 V. En este ejemplo, las trazas incluyen circuitos de alimentación para alimentar las resistencias TIJ 716 o 718. Puede usarse otro bus 720 de alimentación compartido para proporcionar una conexión a tierra para las resistencias TIJ 716 o 718. En algunos ejemplos, el bus Vpp 714 y el segundo bus 720 de potencia compartida pueden invertirse.

Una zona de alimentación de fluido incluye los agujeros 204 de alimentación de fluido y las trazas entre los agujeros 204 de alimentación de fluido. Para el troquel de color 304, pueden usarse dos tamaños de gotas, cada una de las cuales es expulsada por resistencias térmicas asociadas con cada actuador fluídico. Puede expulsarse una gota de alto peso (HWD) usando una resistencia TIJ 716 más grande. Puede expulsarse una gota de bajo peso (LWD) usando una resistencia TIJ más pequeña 718. En algunos ejemplos, los FET pueden ser del mismo tamaño para los diferentes tamaños de resistencias TIJ, que el FET para las resistencias TIJ más pequeñas 718 transporta menos corriente. Eléctricamente, los actuadores fluídicos LWD están en la primera columna, por ejemplo, a la izquierda, como se describe con respecto a la Figura 6. Los actuadores fluídicos HWD están acoplados eléctricamente en una segunda columna, por ejemplo, a la derecha, como se describe con respecto a la Figura 6. En este ejemplo, los actuadores fluídicos físicos del troquel de color 304 son actuadores fluídicos LWD alternos interdigitados con actuadores fluídicos HWD.

La eficiencia del diseño puede mejorarse aún más cambiando el tamaño de los FET correspondientes 710 y 712 para que coincida con la demanda de potencia de las resistencias TIJ 716 y 718. Por consiguiente, en este ejemplo, el tamaño de los FET correspondientes 710 y 712 se basan en la alimentación de la resistencia TIJ 716 o 718. Una resistencia TIJ 716 más grande está habilitada por un FET 712 más grande, mientras que una resistencia 718 TIJ más pequeña está habilitada por un FET 710 más pequeño. En otros ejemplos, los FET 710 y 712 son del mismo tamaño, aunque la potencia extraída a través de los FET 710 que se usan para alimentar resistencias TIJ más pequeñas 718 es menor.

Puede usarse un plano de planta de circuito similar para un troquel negro 302. Sin embargo, como se describe en el presente documento para los ejemplos, los FET para un troquel negro pueden ser del mismo tamaño, ya que las resistencias TIJ y los actuadores fluídicos son del mismo tamaño.

La Figura 8 es un diagrama esquemático de un ejemplo de decodificación de direcciones en un troquel. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a la Figura 6. El propósito de la decodificación de direcciones es tomar los datos de dirección 614 y seleccionar un actuador fluídico en una primitiva para disparar. La decodificación de direcciones puede modificarse para modificar el orden en que se activan los actuadores en respuesta a una secuencia de datos de dirección enviados a una primitiva. En consecuencia, el orden de disparo se optimiza de acuerdo con las limitaciones del sistema fluídicas, eléctricas y de otro tipo para optimizar la calidad de la imagen. Como se describe en el presente documento, las primitivas de un troquel pueden agruparse en columnas o matrices. En algunos ejemplos, las primitivas de una columna o matriz usan el mismo orden de decodificación de direcciones.

La decodificación de direcciones puede modificarse usando conexiones de asignación de direcciones configurables 802 que seleccionan qué datos de dirección 614 son usados por la lógica de decodificación en los decodificadores de direcciones 608. Esto puede realizarse en una operación posterior a la fabricación o al procesamiento posterior, en la que se forman conexiones, o vías, entre las líneas de dirección y la lógica de decodificación después de que se completa la fabricación inicial del troquel. Esto se analiza más a fondo con respecto a la Figura 11. Además de los decodificadores 608 de dirección, se usan otras señales de control 804 de disparo para activar la lógica 806 del actuador fluídico para seleccionar y disparar un actuador fluídico en una primitiva.

En el ejemplo de la Figura 8, se forman otras conexiones durante la fabricación inicial del troquel, tales como las conexiones mapeadas entre los decodificadores de dirección 608 y la lógica del actuador fluídico 806, y la asignación de las conexiones 808 entre la lógica del actuador fluídico 806 y los FET. En este ejemplo, estas conexiones, formadas durante la fabricación inicial del troquel, no son configurables.

La Figura 9 es un diagrama esquemático de un ejemplo de otra implementación de decodificación de direcciones en un troquel. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 6 y 8. En este ejemplo, la asignación de direcciones 902 entre los datos de dirección 614 y los decodificadores de dirección 608 no es configurable. Además, la asignación de direcciones entre los decodificadores de direcciones 608 y la lógica del actuador fluídico 806 tampoco es configurable. Sin embargo, la asignación de direcciones 904 entre la lógica del actuador fluídico 806 y los FET es configurable. En algunos ejemplos, esto se realiza durante la etapa de fabricación inicial del troquel, por ejemplo, enrutando trazas desde la lógica del actuador fluídico de bajo voltaje a FET más distantes.

La asignación de conexiones después de los decodificadores de direcciones 608 puede realizarse usando otras técnicas. En un ejemplo, las conexiones entre los decodificadores de dirección 608 y la lógica del actuador fluídico 806 pueden configurarse, por ejemplo, enviando señales desde bloques de decodificación de direcciones individuales a bloques lógicos de actuador fluídico usados para activar FET más distantes. Además, en algunos ejemplos, los decodificadores de dirección 608 y la lógica del actuador fluídico 806 para una primitiva se consolidan en un solo bloque lógico, y las conexiones entre las salidas lógicas consolidadas y los FET del actuador se configuran para seleccionar el orden de disparo.

La Figura 10 es un diagrama esquemático de un ejemplo de otra implementación de decodificación de direcciones en un troquel. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 6, 8 y 9. En este ejemplo, la asignación de direcciones 902 de los datos de dirección 614 a los decodificadores de dirección 608 no es configurable. Además, la asignación de las conexiones 808 de la lógica del actuador fluídico 806 a los FET 1002 tampoco es configurable. Sin embargo, la asignación 1004 de los FET 1002 a los actuadores fluídicos 1006, por ejemplo, las resistencias térmicas, es configurable. En los ejemplos, la asignación 1004 se realiza durante la fabricación inicial para mapear los FET 1002 a los actuadores fluídicos 1006 ubicados a una distancia adicional, por ejemplo, sin pasar por los actuadores fluídicos 1006 más cercanos.

Aunque los ejemplos de las Figuras 8 a 10 muestran tres técnicas individuales de asignación, en las que las otras técnicas de asignación se indican como no configurables, las técnicas no se limitan a eso. Por ejemplo, pueden usarse múltiples técnicas de asignación durante el procesamiento. En algunos ejemplos, la asignación de direcciones 904 entre la lógica del actuador fluídico 806 y los FET es configurable, como se describe con respecto a la Figura 9 y el mapeo de las conexiones 802 que seleccionan qué datos de dirección 614 son usados por la lógica de decodificación en la dirección. Los decodificadores 608, como se describe con respecto a la Figura 8, también son configurables.

La Figura 11 es un dibujo de un ejemplo de un troquel negro 302 que muestra la formación de vías desde las líneas de dirección al circuito lógico. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 3 y 6. En este dibujo, una caja 1102 ilustra el acoplamiento entre los datos de dirección 614 y la decodificación de dirección 608. Como se describe con respecto a la Figura 8, después de la fabricación inicial, los datos de dirección 614 no se acoplan a la decodificación de dirección 608 ya que las configuraciones de máscara de las vías no se han completado, como se muestra en la vista ampliada del bloque 1104. Una vez completado el procesamiento secundario, la vista ampliada del bloque 1106 muestra las vías completadas entre la decodificación de dirección 608 y los datos de dirección 614. Aunque la Figura 11 está dirigida a un troquel negro 302, se realizarían conexiones similares entre los datos de dirección 614 y la decodificación de dirección 608 para el troquel de color 304.

La Figura 12 es un dibujo de un ejemplo de un troquel negro 302 que muestra un desplazamiento en el orden de dirección de primitivas entre las matrices de actuadores fluídicos 622 y 626 en cada lado de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604, de acuerdo con el ejemplo. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 3 y 6. La Figura 12 muestra primitivas, cada una con 16 actuadores fluídicos, con una primitiva a cada lado de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604. En este ejemplo, se ha implementado un desplazamiento de ocho en los órdenes de dirección entre la matriz de actuadores fluídicos izquierda 622 y la matriz de actuadores fluídicos derecha 624 mediante el uso de conexiones configurables por máscara entre el decodificador de direcciones 608 y los datos de direcciones 614. Esto permite que un sistema de impresión envíe un único conjunto de datos de dirección 614, que se decodifica para actuadores fluídicos en ambos lados de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604.

Por tanto, en base a la configuración de las conexiones entre los datos de dirección 614 y la decodificación de dirección 608, la dirección se desplaza en una cantidad deseada. Como resultado, las limitaciones de fluidos, por ejemplo, en un flujo de fluido a través de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604 a los actuadores a ambos lados de la matriz de agujeros de alimentación de fluido 604 son menos problemáticos.

La Figura 13 es un ejemplo de un diagrama de circuito 1300 de un troquel. En un ejemplo, los elementos de memoria y sensores, como los sensores térmicos, se incluyen en el troquel. Los elementos de memoria pueden incluir bloques de datos y bits de memoria. En un ejemplo, puede proporcionarse un sistema de control y medición térmica fuera del troquel, por ejemplo, en un dispositivo de impresión host ASIC. En consecuencia, la circuitería de control externo, por ejemplo, el ASIC, puede admitir múltiples troqueles en un bus de detección compartido. En un ejemplo, esto proporciona un diseño relativamente simple asociado con una cantidad relativamente pequeña de silicio en el troquel y costos relativamente bajos.

Las conexiones externas, o almohadillas, 1302 se usan para acceder a las funciones del troquel. Las almohadillas 1302 incluyen una almohadilla de reloj 1304 usada para proporcionar una señal de reloj para cargar datos. Como se describe más adelante en el presente documento, los datos en un panel de datos 1306 se cargan en una columna de actuador en un almacén de datos 1308, por ejemplo, la columna izquierda, en un flanco de reloj ascendente, y se cargan en una segunda columna de actuador en el almacén de datos 1308, por ejemplo, la columna de la derecha, en un flanco de reloj descendente. A medida que se carga cada nuevo conjunto de bits de datos en la primera y segunda columnas de actuador, el bit de datos anterior en esa ubicación se desplaza a una nueva ubicación, por ejemplo, actuando como un registro de desplazamiento grande. Esto se describe más detalladamente con respecto a la Figura15.

Se proporciona una señal de disparo a través de una almohadilla de disparo 1310 y se usa para activar un actuador fluídico en una matriz de actuadores 1312 que se ha seleccionado a través de bits de dirección en el flujo de datos, o para activar un acceso a la memoria a los bits de memoria 1314 que comparten una dirección con una resistencia TIJ correspondiente en la matriz de actuadores 1312.

El troquel tiene registros que pueden usarse para los parámetros de configuración. Cabe señalar que el término registro, como se usa en el presente documento, incluye cualquier número de configuraciones de almacenamiento, incluidos registros de desplazamiento, biestables y similares. Estos incluyen, por ejemplo, un registro de configuración 1316, un registro de configuración de memoria 1318 y un registro de estado 1320.

En algunos ejemplos, los registros de configuración 1316 y 1318 son de solo escritura. La confirmación de los bits que se escribieron se realiza mediante el comportamiento del troquel. La eliminación del acceso de lectura a los registros 1316 y 1318 reduce el recuento de circuitos y ahorra algo de área en el troquel. El registro de configuración de memoria 1318 es un registro de sombra, paralelo al registro de configuración 1316, pero solo se habilita para escritura cuando se cumplen ciertas condiciones complejas, como que los bits de datos del actuador fluídico y los bits de datos del registro de configuración se establezcan en un orden determinado, junto con estados específicos de la almohadilla de entrada. El registro de estado 1320 se usa para leer datos para identificar una falla en el troquel o un valor de revisión y también se usa con fines de prueba para pruebas de circuitos integrados durante la fabricación.

Además de los registros 1316, 1318 y 1320, el troquel tiene bloques analógicos, que incluyen, por ejemplo, un circuito temporizador 1322, un controlador de polarización de retardo 1324 y un regulador de voltaje de memoria 1326. Se usa una almohadilla de modo 1328 para seleccionar varios modos de funcionamiento, tales como cargar configuraciones desde el panel de datos 1306 en el registro de configuración 1316 o en el registro de configuración de memoria 1318. La almohadilla de modo 1328 también puede usarse para seleccionar qué sensores están conectados al bus de detección 1330 que se lee a través de la almohadilla de detección 1332, incluyendo, por ejemplo, sensores térmicos o bits de memoria 1314, entre otros. En algunos ejemplos, se usa una almohadilla NReset 1334 para aceptar una señal de reinicio a todos los bloques funcionales del troquel, obligándolos a volver a una configuración inicial. Esto puede realizarse, por ejemplo, si el circuito temporizador 1322 informa de un problema desde el troquel al ASIC externo, por ejemplo, desde una condición de tiempo de espera.

Además de las almohadillas de señalización 1304, 1306, 1310, 1328, 1332 y 1334, mencionadas anteriormente, se usan cuatro almohadillas de potencia 1336, 1338, 1340 y 1342 que proporcionan energía al troquel. Estos incluyen una almohadilla Vdd 1336 y una almohadilla Lgnd 1338 para proporcionar energía de bajo voltaje a los circuitos lógicos. Una almohadilla Vpp 1340 y una almohadilla Pgnd 1342 proporcionan energía de alto voltaje para activar las resistencias TIJ de la matriz de actuadores 1312 y proporcionar energía al regulador de voltaje de memoria 1326 usado para proporcionar un voltaje más alto para escribir bits de memoria 1314. El regulador de voltaje de memoria 1326 puede diseñarse para programar múltiples bits de memoria 1314 simultáneamente.

La Figura 14 es un dibujo de un ejemplo de un troquel 200 que muestra los terminales de interfaz y las ubicaciones lógicas usadas para cargar datos y señales de control en el troquel. Para aclarar el diseño, se incluye una roseta direccional 1400 para indicar la dirección de referencia en la cara frontal del troquel. Específicamente, la dimensión larga del troquel puede indicarse mediante un eje norte-sur, mientras que la dimensión estrecha del troquel puede indicarse mediante un eje oeste-este (o izquierda-derecha). Las 12 almohadillas de interfaz descritas con respecto a la Figura 13 están divididas y colocadas en cada extremo del troquel. Las almohadillas norte 1402 son seis almohadillas ubicadas en el extremo norte del troquel. Moviéndose desde el extremo superior o norte del troquel, un control digital norte 1404 incluye un circuito lógico para decodificar los datos cargados en serie y cargarlos en los registros de configuración o direcciones. Se usa una sección denominada configuración de dirección norte 1406 para mapear los datos de dirección con las líneas de dirección que se extienden a lo largo del troquel. La mayor parte del troquel está ocupado por una región 1408 que incluye primitivas de columna, actuadores fluídicos y FET de potencia. Los bits de memoria pueden estar ubicados en el norte de control digital 1404 o en las secciones de lógica digital de la región 1408.

Otro juego de almohadillas se encuentra al sur en la parte del troquel. Las plataformas sur 1410 proporcionan la parte restante de las 12 plataformas analizadas con respecto a la Figura 13. Estos son adyacentes a un control digital sur 1412 que, como para el control digital norte 1404, se usa para decodificar datos cargados en serie y cargar bits de dirección en registros de direcciones. La configuración de dirección sur 1414 asigna este conjunto de bits de dirección a otro conjunto de líneas de dirección que recorren la longitud del troquel.

La Figura 15 es un diagrama esquemático, un ejemplo de la carga en serie de datos en el almacén de datos 1308. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a la Figura 13. En el diagrama esquemático, se coloca un valor para un bit de datos (cero o uno) en la línea de datos 1502. Tras un flanco de reloj ascendente, el bit de datos se carga en el primer bloque de datos 1504 de la columna izquierda 1506 del almacén de datos 1308. Como se usa en el presente documento, un bloque de datos puede ser un elemento de memoria, un biestable u otros decodificadores o almacenamientos usados para guardar y/o cambiar un valor de bit. A continuación, se coloca otro valor de datos en la línea de datos 1502. Tras un flanco de reloj descendente, el nuevo bit de datos se carga en el primer bloque de datos 1508 de la columna derecha 1510 del almacén de datos 1308. A medida que se carga cada bit de datos sucesivo en las columnas 1506 y 1510 del almacén de datos 1308, el bit de datos anterior almacenado en los bloques de datos 1504 y 1508 se desplaza a los siguientes bloques de datos 1512 y 1514 del almacén de datos 1308. Esto continúa hasta que se carga un conjunto completo de datos en el almacén de datos 1308.

Como se describe en el presente documento, los datos cargados se denominan grupo de impulsos de disparo (FPG). Una vez que los datos se cargan completamente en el almacén de datos 1308, los datos iniciales, denominados en el presente documento datos de cabecera 1516, están en los bloques de datos finales del almacén de datos 1308. En algunos ejemplos, los datos de cabecera 1516 incluyen bits de dirección y bits de control. En otros ejemplos, el orden de los bits se reordena y los datos de cabecera 1516 solo incluyen bits de dirección. Los siguientes datos, denominados en el presente documento datos de actuador fluídico 1518, incluyen un valor de bit en cada bloque de datos para cada primitiva. El valor del bit indica si se va a disparar un actuador fluídico en esa primitiva. En este ejemplo, cada primitiva incluye 16 actuadores fluídicos, como se describe con respecto a la Figura 12. En algunos ejemplos, hay 256 primitivas, aunque el número de primitivas depende del diseño del troquel. Por ejemplo, algunos troqueles pueden incluir 128 primitivas, 512 primitivas, 1024 primitivas o más. Todo el número de primitivas se muestra como una potencia de dos en estos ejemplos, el número no se limita a potencias de dos y puede incluir alrededor de 100 primitivas, alrededor de 200 primitivas, alrededor de 500 primitivas y similares. El último conjunto de datos, denominado en el presente documento datos de cola 1520, puede incluir bits de dirección y otros bits de control, tales como bits de control de memoria, bits de control térmico y similares. En este ejemplo, solo se muestran 21 primitivas en cada lado. Sin embargo, como se describe en el presente documento, puede incluirse cualquier número de primitivas.

En los datos de FPG de ejemplo de la Tabla 1, los datos de dirección se dividen entre los datos de cabecera 1516 y los datos de cola 1520. Esto permite que los circuitos de direccionamiento se dividan entre el control digital norte 1404 y el control digital sur 1412, descrito con respecto a la Figura 14. Al incluir la información de control tanto en la cabeza como en la cola del FPG, los circuitos de troquel que leen la información de cabecera y la cola pueden segmentarse para permitir que los circuitos se extiendan, lo que, para ciertos ejemplos, puede ayudar a lograr una huella del troquel relativamente estrecha. Sin embargo, en algunos ejemplos, el direccionamiento, los bits de control térmico y otros bits de control pueden estar ubicados completamente en la cabeza o la cola del FPG, con el circuito de control completamente ubicado en un extremo del troquel.

Tabla 1: Datos de FPG ilustrativos

Por lo tanto, en un modo de funcionamiento normal, en el que la almohadilla de modo 1328 descrita con respecto a la Figura 13 tiene un valor de cero, los datos se desplazan a los bloques de datos del almacén de datos 1308 tanto en el borde positivo como en el borde negativo del pulso de reloj, como se describe en el presente documento. En algunos ejemplos, la plataforma de disparo 1310 se acciona de 0 a 1 a 0 a 1 a 0 como una señal de disparo para disparar un actuador fluídico. En este ejemplo, los dos pulsos positivos se usan para permitir que otras secuencias de pulsos controlen el calentamiento del troquel y el acceso a la memoria.

La Figura 16 es un diagrama de circuito, un ejemplo de una función lógica 1600 para disparar un solo actuador fluídico en una primitiva. Haciendo referencia también a las Figuras 8 a 12, la función lógica 1600 se muestra allí como lógica de actuador fluídico 806. Como se describe en el presente documento, las primitivas pueden incluir 16 actuadores fluídicos. Cada primitiva compartirá los primeros circuitos lógicos 1602, mientras que cada actuador fluídico tendrá los segundos circuitos lógicos 1604 asociados a la función lógica 1600.

Para el primer circuito lógico 1602, compartido por todos los actuadores fluídicos en una primitiva, se recibe una señal de disparo 1606 desde un bus de disparo compartido que está acoplado a todas las primitivas en un troquel. El bus de disparo compartido recibe la señal de disparo 1606 de la plataforma de disparo 1310, descrita con respecto a la Figura 13. La señal de disparo 1606 se genera en el ASIC externo. En este ejemplo, la señal de disparo 1606 se proporciona a un bloque de retardo analógico 1608, por ejemplo, para sintonizar el disparo de la primitiva para la sincronización con otras primitivas. Cada primitiva tiene un bloque de datos asociado 1610 como se describe para los datos del actuador fluídico 1518 de la Figura 15. El bloque de datos 1610 se carga desde una línea de datos 1612, que proviene de un bloque de datos para un valor de control o primitivo anterior. Como se describe en el presente documento, el bloque de datos 1610 se carga en un borde ascendente de un pulso de reloj 1614 para una primitiva ubicada en la columna izquierda, o en el siguiente borde de un pulso de reloj 1614 para una primitiva ubicada en la columna derecha. Los datos 1616 del bloque de datos 1610 se usan en una compuerta OR/AND 1618 para permitir el paso de un pulso caliente 1620 o la señal de disparo 1606 como pulso de activación 1622. Específicamente, si el dato 1616 es alto, entonces la señal de disparo 1606 o el pulso caliente 1620 se pasa como un pulso de activación 1622.

En los segundos circuitos lógicos 1604 asociados con cada actuador fluídico, una compuerta AND 1624 recibe el pulso de activación 1622, que se comparte con las compuertas AND para todos los actuadores fluídicos en la primitiva. Una línea de dirección 1626 proviene de la decodificación de dirección 608, descrita con respecto a la Figura 6. Cuando tanto el pulso de activación 1622 como la línea de dirección son altos, la compuerta AND 1624 pasa una señal de control 1628 a un FET 1630 de potencia. La potencia FET 163010 se enciende, permitiendo que la corriente fluya desde Vpp 1632 a Pgnd 1634 a través de una resistencia TIJ 1636. Una señal de disparo 1606 puede proporcionar una señal durante un tiempo suficiente para provocar el calentamiento del fluido en el actuador fluídico, lo que lleva a la expulsión de una gota. En contraste, un pulso caliente 1620 puede tener una duración más corta, lo que permite el uso de la resistencia TIJ 1636 para calentar el troquel próximo al actuador fluídico en la primitiva.

La Figura 17 es un ejemplo de un diagrama esquemático de bits de memoria 1314 que sombrean bloques primitivos en el almacén de datos 1308. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 13 y 15. En este ejemplo, los bits de memoria están asociados solo con la columna izquierda 1506 de datos del actuador fluídico, aunque otros ejemplos pueden tener bits de memoria asociados con ambas columnas 1506 y 1510 del almacén de datos 1308. Se accede a los bits de memoria 1314 con una combinación de datos de actuador fluídico, dirección de disparo y, en algunos ejemplos, bits de registro de configuración.

Los datos de cabecera 1516 y los datos de cola 1520 no están asociados con los bits de memoria 1314. Sin embargo, los bits de dirección pueden tener bits de memoria especiales 1702 asociados para la configuración del troquel. Los bits de memoria están asociados con los datos de entrada del flanco ascendente y del flanco descendente. Puede usarse un bit de bloqueo de memoria 1704 para evitar escribir en algunos, o en todos, los bits de memoria 1314. En algunos ejemplos, los bits 1702 de memoria especial se transfieren a pestillos 1706 no volátiles al salir de un estado de reinicio.

La Figura 18 es un ejemplo de un diagrama de bloques del registro de configuración 1316, el registro de configuración de memoria 1318 y el registro de estado 1320. Los elementos de números iguales son los descritos con respecto a la Figura 13. Como se describe en el presente documento, el registro de configuración 1316 es solo de escritura y usa una configuración especial para permitir la escritura. En un ejemplo, el registro de configuración 1316 se habilita para escribir cuando la almohadilla de modo 1328 es alta, los datos son altos y sobre el primer flanco positivo de la señal de reloj. Una vez que el registro de configuración 1316 está habilitado para escritura, más pulsos de reloj desplazarán los datos a través del registro de configuración 1316.

El registro de configuración de memoria 1318 está además protegido contra escritura a través de una secuencia especial de bits en el registro de configuración 1316, señales de control y los datos del paquete FPG. Por ejemplo, establecer un bit de configuración de memoria 1802 en el registro de configuración 1316 junto con un bit de los datos del actuador fluídico 1804 permite escribir en el registro de configuración de memoria 1318. El registro de configuración de memoria 1318 puede proporcionar entonces los bits de control de memoria 1806 al almacén de datos 1308 y los bits de memoria 1314, por ejemplo, para permitir el acceso a los bits de memoria 1314. En algunos ejemplos, los bits de memoria 1314 a los que se accede para escribir se proporcionan a partir de los correspondientes bloques de datos de los datos del actuador fluídico 1518, por ejemplo, de los bloques de datos que tienen las mismas direcciones que los bits de memoria seleccionados 1314.

En algunos ejemplos, la plataforma de disparo 1310 se mantiene alta para permitir el acceso a la memoria. Cuando la plataforma de disparo 1310 cae a bajo, se borran los bits en el registro de configuración de memoria 1318, así como el bit de configuración de memoria 1802 en el registro de configuración 1316. Además de este ejemplo, puede usarse cualquier número de otras técnicas para permitir el acceso al registro de configuración de memoria 1318 y a los bits de memoria 1314.

El registro de estado 1320 puede ser un registro de sólo lectura que registra información sobre el troquel. En un ejemplo, la lectura del registro de estado 1320 se habilita cuando la almohadilla de modo 1328 es alta, el valor de datos en el panel de datos 1306 es alto y se produce un flanco de reloj ascendente. En este ejemplo, la almohadilla de disparo 1310 se eleva entonces a alto, permitiendo que los datos en el registro de estado se desplacen y lean a través de la almohadilla de datos 1306, a medida que la señal en la almohadilla de reloj 1304 sube y baja. En algunos ejemplos, el registro de estado 1320 incluye un bit de fallo de vigilancia 1808 que se establece en alto para indicar una condición de error, como un tiempo de espera. Otros bits en este ejemplo pueden incluir bits de revisión 1810, por ejemplo, que indican el número de revisión del troquel. En otros ejemplos, se usan más bits en el registro de estado 1320, por ejemplo, para indicar otras condiciones, para añadir bits al número de revisión o para proporcionar otra información sobre el troquel.

La Figura 19 es un dibujo esquemático de un ejemplo de un troquel 1900 que muestra un bus de detección 1330 para leer y programar bits de memoria y acceder a sensores térmicos. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 2 y 13. En el dibujo esquemático, se ilustra la división de funciones entre el ASIC 202 de la impresora 1902 y el troquel 1900 del cabezal de impresión 1904.

En algunos ejemplos, los troqueles discutidos en el presente documento usan una arquitectura de memoria basada en bits de memoria no volátil (NVM) que son programables una vez (OTP). Los bits de memoria NVM se escriben usando una secuencia de acceso especial para habilitar el regulador de voltaje de memoria 1326. Este circuito regulador en el troquel genera el potencial de alto voltaje necesario para programar los bits de memoria, por ejemplo, a aproximadamente 11 V. Sin embargo, los semiconductores de óxido metálico tienen un voltaje de funcionamiento máximo de aproximadamente 2,5 V a aproximadamente 6 V. Si se excede este bajo voltaje, los dispositivos pueden dañarse. Por consiguiente, la arquitectura del troquel incluye dispositivos con capacidad de alto voltaje para proporcionar aislamiento de alto voltaje de dispositivos de bajo voltaje del voltaje de modo de escritura generado en el troquel.

Los diseños descritos en el presente documento pueden reducir las interconexiones del sistema al proporcionar generación de voltaje en el troquel en el regulador de voltaje de memoria 1326 para escribir bits de memoria sin terminales de interfaz eléctrica adicionales. Además, el circuito de protección de alto voltaje en el troquel puede evitar daños a los dispositivos de bajo voltaje conectados al bus de detección 1330 durante la escritura de memoria, permitiendo que los bits de memoria se lean a través de la almohadilla de detección 1332. El diseño del regulador puede ser de complejidad relativamente baja, lo que puede estar asociado con una huella de área de circuito relativamente pequeña.

En varios ejemplos, el bus de detección 1330 está conectado a los sensores de diodos térmicos 1906, 1908 y 1910, a través de un multiplexor 1912, bajo el control de las líneas de control 1914 establecidas por valores de bits cargados en la lógica de control del troquel 1913, que puede incluir el registro de configuración 1316 y el registro de control de memoria 1318, entre otros circuitos. El número de sensores de diodos térmicos no se limita a tres; en otros ejemplos, puede haber cinco, siete o más, como un sensor térmico por primitiva. Los sensores de diodos térmicos 1906, 1908 y 1910 se usan para medir la temperatura del troquel, por ejemplo, en el extremo norte, el extremo sur y en el medio. Las líneas de control 1914 de la lógica de control del troquel 1913 seleccionan cuál de los sensores de diodo térmico 1906, 1908 o 1910 está acoplado al bus de detección 1330. Las líneas de control 1914 también pueden usarse para deseleccionar o desconectar los tres sensores de diodos térmicos 1906, 1908 y 1910 del bus de detección 1330, por ejemplo, cuando la memoria, detectores de grietas u otros sensores están conectados. En este ejemplo, todas las líneas de control 1914 pueden establecerse en cero para deseleccionar los sensores de diodos térmicos 1906, 1908 y 1910.

Además de estar conectado a los sensores de diodos térmicos 1906, 1908 y 1910, el bus de detección 1330 se usa para leer bits de memoria programables a través de un interruptor de protección de alto voltaje 1916 acoplado a un bus de memoria 1918. Durante un procedimiento de lectura, el interruptor de protección de alto voltaje 1916 se activa para acoplar comunicativamente el bus de memoria 1918 al bus de detección 1330, por ejemplo, a través de una línea de control 1920 establecida por un valor de bit en la lógica de control del troquel 1913, como en el registro de configuración de memoria 1318. Los bits individuales 1922 se seleccionan a través de las líneas de habilitación de bits 1924 y se accede a ellos a través de combinaciones de valores impuestos en otras almohadillas, por ejemplo, una habilitación de bit puede activarse mediante una combinación de un bit de modo de memoria en el registro de configuración, datos de dirección primitiva y un pulso de disparo.

Una secuencia de escritura puede usar la lógica de habilitación de bits, combinada con una secuencia específica para deshabilitar el interruptor de protección de alto voltaje 1916, que desconecta el bus de memoria 1918 del bus de detección 1330. Puede usarse una línea de control 1926 de la lógica de control del troquel 1913 para activar el regulador de voltaje de memoria 1326. El regulador de voltaje de memoria 1326 recibe un voltaje de la almohadilla Vpp 1340 de aproximadamente 32 V. El regulador de voltaje de memoria 1326 luego convierte esto en un voltaje de aproximadamente 11 V y coloca los 11 V en el bus de memoria 1918 durante un procedimiento de escritura.

Una vez finalizado el procedimiento de escritura, el regulador de voltaje de memoria 1326 se desactiva, bajando el voltaje en el bus de memoria 1918, que luego puede llevarse a un potencial de tierra. Una vez que la secuencia de escritura no está activa, puede realizarse una lectura de memoria estableciendo un valor de bit en la lógica de control del troquel 1913, como en el registro de control de memoria 1318, para habilitar el interruptor de protección de alto voltaje 1916 y acoplar el bus de memoria 1918 al sensor del bus 1330. Como el bus de detección 1330 es un bus multiplexado compartido, durante los procedimientos de lectura de memoria, el multiplexor 1912 se desactiva, desconectando los sensores de diodo térmico 1906, 1908 y 1910 del bus de detección 1330. De manera similar, durante las operaciones de lectura térmica, el interruptor de protección de alto voltaje 1916 se desactiva, desconectando el bus de memoria 1918 del bus de detección 1330.

La Figura 20 es un diagrama de circuito de un ejemplo de un interruptor de protección de alto voltaje 1916 usado para proteger los circuitos MOS de voltaje más bajo contra daños por alto voltaje. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 13 y 19. En el ejemplo que se muestra en la Figura 20, el interruptor de protección de alto voltaje 1916 incluye dos MOSFET de alto voltaje espalda con espalda, cada uno con diodos de cuerpo posterior. Estos dos dispositivos con capacidad de alto voltaje brindan protección entre los 11 V del modo de programación y la lógica de voltaje más bajo, por ejemplo, menos de aproximadamente 3,6 V, conectados al bus de detección 1330. En algunos ejemplos, cuando se desactiva el regulador de voltaje de memoria 1326, puede usarse otro MOSFET 2002 para tirar el bus de memoria 1918 a tierra. Este MOSF^eT 2002 puede desactivarse durante una secuencia de lectura de memoria. Puede incluirse un resistor 2004 para protegerlo de las condiciones de enclavamiento.

La Figura 21 es un diagrama de circuito de un ejemplo de un regulador de voltaje de memoria 1326. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 13, 16 y 19. En este ejemplo, el regulador de voltaje de memoria 1326 incluye tres subcircuitos principales. Un desplazador de nivel de alto voltaje 2102 usa una matriz de MOSFET para traducir una señal de control de bajo voltaje en una señal de salida de alto voltaje para su uso por el divisor de resistencia de alto voltaje. Un divisor de resistencia de alto voltaje 2104 luego divide el voltaje para proporcionar la señal de salida de 11 V. La señal de salida de 11 V fluye a través de una protección de diodo de alto voltaje 2106 antes de colocarse en el bus de memoria 1918, por ejemplo, durante un ciclo de escritura.

La Figura 22A es un diagrama de flujo de proceso de un ejemplo de un método 2200 para formar un componente de cabezal de impresión. El método 2200 puede usarse para fabricar el troquel de color 304 usado como componente del cabezal de impresión para impresoras a color, así como el troquel negro 302 usado para tintas negras y otros tipos de troqueles que incluyen actuadores fluídicos. El método 2200 comienza en el bloque 2202 con el grabado de los agujeros de alimentación de fluido en el centro de un sustrato de silicio. En algunos ejemplos, las capas se depositan primero, luego se realiza el grabado de los agujeros de alimentación de fluido después de que se forman las capas.

En un ejemplo, se forma una capa de polímero fotorresistente, como SU-8, sobre una parte del troquel para proteger las áreas que no se van a grabar. El fotoprotector puede ser un fotoprotector negativo, que está reticulado por la luz, o un fotoprotector positivo, que se vuelve más soluble por la exposición a la luz. En un ejemplo, una máscara se expone a una fuente de luz ultravioleta para fijar partes de la capa protectora y las partes no expuestas a luz ultravioleta se eliminan, por ejemplo, con un lavado con disolvente. En este ejemplo, la máscara evita la reticulación de las partes de la capa protectora que cubren el área de los agujeros de alimentación de fluido.

En el bloque 2204, se forma una pluralidad de capas sobre el sustrato para formar el componente del cabezal de impresión. Las capas pueden incluir un polisilicio, un dieléctrico sobre el polisilicio, una primera capa de metal, un dieléctrico sobre la primera capa de metal, una segunda capa de metal, un dieléctrico sobre la segunda capa de metal y una capa de tántalo sobre la parte superior. A continuación, puede colocarse un SU-8 sobre la parte superior del troquel y modelar para implementar los canales de flujo y los actuadores fluídicos. La formación de las capas puede realizarse mediante deposición química de vapor para depositar las capas seguido de grabado para eliminar las porciones que no se necesitan. Las técnicas de fabricación pueden ser la fabricación estándar usada para formar semiconductores de óxido de metal complementarios (CMOS). Las capas que pueden formarse en el bloque 2204 y la ubicación de los componentes se comentan con más detalle con respecto a la Figura 22B.

La Figura 22B es un diagrama de flujo del proceso de los componentes formados por las capas del bloque 2204 en el método 2200. El método comienza en el bloque 2206 con la formación de una serie de matrices de actuadores fluídicos próximos a los agujeros de alimentación de fluido. En el bloque 2208, se forman varias líneas de dirección próximas a varios circuitos lógicos en una región de bajo voltaje dispuesta en un lado de la pluralidad de agujeros de alimentación de fluido. En el bloque 2210, se forma un circuito decodificador de direcciones en el troquel que se acopla a al menos una parte de las líneas de dirección para seleccionar un actuador fluídico en una matriz de actuadores fluídicos para disparar. En el bloque 2212, se forma un circuito lógico en el troquel que activa un circuito impulsor ubicado en una región de alto voltaje en un lado opuesto de los agujeros de alimentación de fluido, basado, al menos en parte, en un valor de bit asociado con el actuador fluídico.

Los bloques que se muestran en la Figura 22B no deben considerarse secuenciales. Como resultará evidente para un experto en la técnica, las diversas líneas y circuitos se forman a través del troquel al mismo tiempo que se forman las diversas capas. Además, los procesos descritos con respecto a la Figura 22B pueden usarse para formar componentes en un troquel de color o un troquel en blanco y negro.

La Figura 22C es un diagrama de flujo del proceso del método combinado 2200 que muestra las capas y estructuras que se forman. Los elementos numerados similares son los descritos con respecto a las Figuras 22A y 22B.

La Figura 23 es un diagrama de flujo del proceso de un ejemplo de un método 2300 para cargar datos en un componente del cabezal de impresión. El método 2300 comienza en el bloque 2302, cuando se coloca un valor de bit en un panel de datos en el componente del cabezal de impresión. En el bloque 2304, un valor de bit en una almohadilla de reloj en el componente del cabezal de impresión se eleva desde un nivel bajo a un nivel alto para cargar el valor de bit en un primer bloque de datos. En el bloque 2306, se coloca un segundo valor de bit en la plataforma de datos del componente del cabezal de impresión. En el bloque 2308, el valor de bit de la almohadilla de reloj se reduce desde el nivel alto al nivel bajo para cargar el segundo valor de bit en un segundo bloque de datos. La Figura 24 es un diagrama de flujo del proceso de un ejemplo de un método 2400 para escribir un bit de memoria en un componente del cabezal de impresión. En el bloque 2402, un bus de detección se aísla de un bus de memoria desactivando un interruptor de protección de alto voltaje. En el bloque 2404, se activa un regulador de voltaje de memoria para generar un alto voltaje en el bus de memoria para programar un bit de memoria. En el bloque 2406, se selecciona un bit de memoria de una pluralidad de bits de memoria, acoplados comunicativamente al bus de memoria. En el bloque 2408, se programa el bit de memoria. La programación puede tener lugar durante un período de tiempo preestablecido, tal como aproximadamente 0,1 milisegundos (ms), aproximadamente 0,5 (ms), aproximadamente 1 ms o más, por ejemplo, hasta aproximadamente 100 ms. Cuanto mayor sea el tiempo de programación, más fuertemente responderá el bit de memoria. Después de este período de tiempo preestablecido, el regulador de voltaje de la memoria puede desactivarse para finalizar la secuencia de programación.

Los presentes ejemplos pueden ser susceptibles de diversas modificaciones y formas alternativas y se han mostrado solo con fines ilustrativos. Además, debe entenderse que las presentes técnicas no pretenden limitarse a los ejemplos particulares descritos en el presente documento. La invención está definida por las reivindicaciones independientes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un troquel (1900) para un cabezal de impresión, el troquel (1900) comprende:

un bus de detección (1330);

un bit de memoria (1314);

un regulador de voltaje de memoria (1326) dispuesto en el troquel (1900); el troquel (1900) se caracteriza porque un interruptor de protección de alto voltaje (1916) está dispuesto en el troquel (1900) en una trayectoria de una conexión conductora entre el regulador de voltaje de memoria (1326) y el bus de detección (1330), y porque el regulador de voltaje de memoria (1326) está configurado para generar un alto voltaje para programar el bit de memoria (1314).

2. El troquel (1900) de la reivindicación 1, en donde el bus de detección (1330) está acoplado comunicativamente a circuitos de bajo voltaje dispuestos en el troquel (1900).

3. El troquel de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el regulador de voltaje de memoria (1326) está configurado para generar un alto voltaje para programar múltiples bits de memoria (1314) simultáneamente.

4. El troquel (1900) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la conexión conductora es un bus de memoria (1918).

5. El troquel (1900) de la reivindicación 4, en donde el regulador de voltaje de memoria (1326) está conectado a una pluralidad de bits de memoria (1314) a través del bus de memoria (1918).

6. El troquel (1900) de cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, en donde la pluralidad de bits de memoria (1314) comparten el bus de memoria (1918).

7. El troquel (1900) de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde la pluralidad de bits de memoria (1314) corresponde a una pluralidad de actuadores fluídicos en el cabezal de impresión.

8. El troquel (1900) de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en donde el interruptor de protección de alto voltaje (1916) está configurado para aislar el bus de memoria (1918) del bus de detección (1330).

9. El troquel (1900) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende:

una pluralidad de matrices de actuadores fluídicos, próximos a una pluralidad de agujeros de alimentación de fluido; y

una pluralidad de bloques de datos, en donde cada bloque de datos está asociado con una matriz de actuadores fluídicos y un bit de memoria (1314).

10. El troquel (1900) de la reivindicación 9, en donde un valor de un bloque de datos proporciona un valor a un bit de memoria (1314) para programación.

11. El troquel (1900) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende:

un multiplexor (1912) acoplado al bus de detección (1330); y

una pluralidad de sensores térmicos (1906, 1908, 1910) acoplados al multiplexor (1912), en donde el multiplexor (1912) está configurado para acoplar un sensor térmico (1906, 1908, 1910) al bus de detección (1330) o desacoplar todos los sensores térmicos (1906, 1908, 1910) del bus de detección (1330).

12. Un método para acceder a un bit de memoria (1314) en un troquel (1900), que comprende: aislar un bus de detección (1330) de un bus de memoria (1918), desactivando un interruptor de protección de alto voltaje (1916);

activar un regulador de voltaje de memoria (1326) para generar un alto voltaje en el bus de memoria (1918) para programar un bit de memoria (1314);

seleccionar un bit de memoria (1314) de una pluralidad de bits de memoria acoplados comunicativamente al bus de memoria (1918); y

programar el bit de memoria (1314).

13. El método de la reivindicación 12, que comprende:

desactivar el regulador de voltaje de memoria (1326) después de un tiempo preestablecido; y activar un interruptor para tirar el bus de memoria (1918) a tierra.

14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, que comprende:

activar el interruptor de protección de alto voltaje (1916) para conectar el bus de detección (1330) al bus de memoria;

seleccionar un bit de memoria (1314) de la pluralidad de bits de memoria; y

leer el bit de memoria (1314) a través del bus de detección (1330).

15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, que comprende:

aislar el bus de detección (1330) del bus de memoria (1918), desactivando el interruptor de protección de alto voltaje (1916); y

leer un sensor térmico (1906, 1908, 1910) acoplado al bus de detección (1330).