JP6845941B2

JP6845941B2 - 歪みゲージセンサを含む流体吐出ダイ

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Publication number: JP6845941B2
Application number: JP2019544028A
Authority: JP
Inventors: ガードナー，ジェイムス; フィッシャー，バークレイ; コール，アンドリュー
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2037-04-24
Also published as: EP3558681A4; CN110446612A; EP3558681B1; US11135840B2; US20200031127A1; WO2018199891A1; CN110446612B; EP3558681A1; JP2020508235A

Description

インクジェット印刷システムは、流体吐出システムの１つの例として、プリントヘッドと、プリントヘッドに液体インクを供給するインク供給部と、そしてプリントヘッドを制御する電子的コントローラとを含んでいてよい。プリントヘッドは、流体吐出デバイスの１つの例として、インクの液滴を複数のノズルまたはオリフィスを介して、用紙のような印刷媒体に向けて吐出し、印刷媒体上に印刷を行う。幾つかの例では、オリフィスは少なくとも１つの列またはアレイに配列されており、プリントヘッドおよび印刷媒体が相互に相対的に移動されるにつれて、オリフィスからの適切に順序付けられたインクの吐出が、文字または他のイメージを印刷媒体上に印刷するようにされる。

図１Ａは、流体吐出システムの１つの例を示すブロック図である。

図１Ｂは、流体吐出システムの別の例を示すブロック図である。

図２は、流体吐出ダイの１つの例の正面図を示す。

図３は、流体吐出ダイの別の例の正面図を示す。

図４Ａは、歪みゲージセンサの１つの例を示している。

図４Ｂは、歪みゲージセンサの別の例を示している。

図５Ａは、複数の歪みゲージセンサからの信号を処理するための回路の１つの例を示すブロック図である。

図５Ｂは、複数の歪みゲージセンサからの信号を処理するための回路の別の例を示すブロック図である。

図６は、流体吐出システムを維持するための方法の１つの例を示している流れ図である。

以下の詳細な説明においては、本願の一部をなす添付図面に対して参照が行われ、添付図面においては例示として、本開示が実施されてよい具体例が示されている。理解されるように、他の例も用いられてよく、本願の開示の範囲から逸脱することなしに、構造的または論理的な変更が行われてよい。したがって以下の詳細な説明は、限定的な意味に理解されるものではなく、本願の開示の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。理解されるように、本願に記載の種々の例の特徴は、特に別様に注記しない限り、部分的にまたは全体的に、相互に組み合わせてよい。

ダイの脆弱性および流体吐出ダイの故障に対する原因要素は、モニターするのが困難である。そこで本願に開示の流体吐出システムが含む流体吐出ダイは、流体液滴を吐出する複数のノズル、および歪みを検出する複数の歪みゲージセンサを含んである。歪みゲージセンサは、流体吐出ダイ内部の種々の位置において歪みを検出して、流体吐出ダイの状態を決定する。１つの例では、各々の歪みゲージセンサは、バイアス回路およびアナログデジタルコンバータに結合されており、かくして各々の歪みゲージセンサからの歪みは同時に検出されてよい。別の例では、各々の歪みゲージセンサはアナログマルチプレクサに結合されており、これがバイアス回路およびアナログデジタルコンバータに結合されていて、かくして選択された歪みゲージセンサからの歪みが検出されてよい。

図１Ａは、流体吐出システム１０の１つの例を示すブロック図である。流体吐出システム１０は、流体吐出ダイ１２およびコントローラ１８を含んでいる。流体吐出ダイ１２は、流体液滴を吐出する複数のノズル１４および流体吐出ダイ１２内部の歪みを検出する複数の歪みゲージセンサ１６を含んでいる。コントローラ１８は各々の歪みゲージセンサ１６から検出された歪みを受信して、流体吐出ダイ１２の状態を決定する。流体吐出ダイ１２の状態には、流体吐出ダイの平坦性および／または脆弱性を示す、流体吐出ダイ１２の歪みプロファイルまたは応力シグネチャーが含まれてよい。

図１Ｂは、流体吐出システム１００の別の例を示すブロック図である。流体吐出システム１００は、プリントヘッドアセンブリ１０２のような流体吐出アセンブリ、およびインク供給アセンブリ１１０のような流体供給アセンブリを含んでいる。図示の例においては、流体吐出システム１００はまた、サービスステーションアセンブリ１０４、キャリッジアセンブリ１１６、印刷媒体搬送アセンブリ１１８、および電子的コントローラ１２０を含んでいる。以下の説明においては、流体の取り扱いについてのシステムおよびアセンブリの例がインクに関して提示されるが、開示されるシステムおよびアセンブリはまた、インク以外の流体の取り扱いにも適用可能なものである。

プリントヘッドアセンブリ１０２は、インクまたは流体の液滴を複数のオリフィスまたはノズル１０８を介して吐出する、少なくとも１つのプリントヘッドまたは流体吐出ダイ１０６を含んでいる。１つの例では、液滴は印刷媒体１２４のような媒体に差し向けられ、かくして印刷媒体１２４上に印刷が行われる。１つの例では、印刷媒体１２４は、紙、板紙、透明シート、Ｍｙｌａｒ、布帛、およびその他といった、任意の種類の適切なシート状材料を含んでいる。別の例では印刷媒体１２４は、粉体ベッドのような３次元（３Ｄ）印刷のための媒体、またはリザーバまたはコンテナのようなバイオプリンティングおよび／または薬剤開発試験のための媒体を含んでいる。１つの例では、ノズル１０８は少なくとも１つの列またはアレイに配列されて、プリントヘッドアセンブリ１０２および印刷媒体１２４が相互に相対的に移動されるにつれ、ノズル１０８からの適切に順序付けられたインクの吐出が、印刷媒体１２４上に文字、記号、および／または他のグラフィックスまたはイメージの印刷を生じさせるようになっている。

流体吐出ダイ１０６はまた、複数の歪みゲージセンサ１０７を含んでいる。歪みゲージセンサ１０７は、流体吐出ダイ１０６内部の歪みを検出する。１つの例では、歪みゲージセンサ１０７は、流体吐出システム１００が、流体吐出ダイ１０６が経験する応力をモニターすることを可能にする。各々の歪みゲージセンサ１０７は、流体吐出ダイ１０６の対応する領域が応力を受けた場合に、電気的伝導性における変化を示す。応力の量は、導電性の変化を測定することによって定量される。流体吐出ダイ１０６の対応する領域の各々における応力を分析することによって、数多くの診断が行われてよい。

インク供給アセンブリ１１０インクをプリントヘッドアセンブリ１０２に供給するものであり、そしてインクを貯蔵するためのリザーバ１１２を含んでいる。かくして１つの例では、インクはリザーバ１１２からプリントヘッドアセンブリ１０２へと流れる。１つの例では、プリントヘッドアセンブリ１０２およびインク供給アセンブリ１１０は、インクジェットまたは流体ジェット印刷カートリッジまたはペンの中に、一緒に収容されている。別の例では、インク供給アセンブリ１１０はプリントヘッドアセンブリ１０２から分離されており、供給チューブおよび／またはバルブといったインタフェース接続１１３を介して、インクをプリントヘッドアセンブリ１０２に供給する。

キャリッジアセンブリ１１６は印刷媒体搬送アセンブリ１１８に対してプリントヘッドアセンブリ１０２を位置決めし、そして印刷媒体搬送アセンブリ１１８はプリントヘッドアセンブリ１０２に対して印刷媒体１２４を位置決めする。かくしてプリントヘッドアセンブリ１０２および印刷媒体１２４の間の領域において、印刷ゾーン１２６がノズル１０８に隣接して画定される。１つの例では、プリントヘッドアセンブリ１０２は走査型のプリントヘッドアセンブリであり、キャリッジアセンブリ１１６がプリントヘッドアセンブリ１０２を印刷媒体搬送アセンブリ１１８に対して移動させる。別の例では、プリントヘッドアセンブリ１０２は非走査型のプリントヘッドアセンブリであり、キャリッジアセンブリ１１６はプリントヘッドアセンブリ１０２を、印刷媒体搬送アセンブリ１１８に対して所定の位置に固定する。

サービスステーションアセンブリ１０４は、プリントヘッドアセンブリ１０２のスピッティング、ワイピング、キャッピング、および／またはプライミングを行ってプリントヘッドアセンブリ１０２、そしてより特定的には、ノズル１０８の機能性を維持する。例えばサービスステーションアセンブリ１０４は、ゴム製のブレードまたはワイパーを含んでいてよく、これは周期的にプリントヘッドアセンブリ１０２上を通過されて、ノズル１０８から余剰のインクを拭き取って清浄にする。加えて、サービスステーションアセンブリ１０４はプリントヘッドアセンブリ１０２を覆うキャップを含んでいてよく、使用しない期間の間にノズル１０８が乾燥しないように保護する。さらに、サービスステーションアセンブリ１０４はスピットンを含んでいてよく、プリントヘッドアセンブリ１０２は吐き出し期間にその中へとインクを吐出して、リザーバ１１２が適切な圧力レベルと流動性を維持しすることを確保し、そしてノズル１０８が閉塞または漏れを生じないことを確保する。サービスステーションアセンブリ１０４の機能には、サービスステーションアセンブリ１０４およびプリントヘッドアセンブリ１０２の間での相対移動が含まれてよい。

電子的コントローラ１２０は、通信経路１０３を通じてプリントヘッドアセンブリ１０２と、通信経路１０５を通じてサービスステーションアセンブリ１０４と、通信経路１１７を通じてキャリッジアセンブリ１１６と、そして通信経路１１９を通じて印刷媒体搬送アセンブリ１１８と通信する。１つの例では、プリントヘッドアセンブリ１０２がキャリッジアセンブリ１１６に設けられている場合には、電子的コントローラ１２０およびプリントヘッドアセンブリ１０２は通信経路１０１を通じて、キャリッジアセンブリ１１６を経由して通信してよい。電子的コントローラ１２０はまたインク供給アセンブリ１１０と通信してよく、かくして１つの実施形態においては、新たな（または使用済みの）インク供給を検出してよい。

電子的コントローラ１２０はコンピュータのようなホストシステムからデータ１２８を受信し、そしてデータ１２８を一時的に記憶するためのメモリを含んでいてよい。データ１２８は流体吐出システム１００へと、電子的、赤外線的、光学的、または他の情報伝達経路に沿って送信されてよい。データ１２８は例えば、印刷される文書および／またはファイルを表している。かくして、データ１２８は流体吐出システム１００のための印刷ジョブを形成し、そして少なくとも１つの印刷ジョブコマンドおよび／またはコマンドパラメータを含んでいる。

１つの例では、電子的コントローラ１２０はプリントヘッドアセンブリ１０２の制御をもたらし、これはノズル１０８からのインク液滴の吐出のためのタイミング制御を含んでいる。かくして、電子的コントローラ１２０は吐出されるインク液滴のパターンを規定し、これは印刷媒体１２４上に、文字、記号、および／または他のグラフィックスまたはイメージを形成する。タイミング制御、およびそれによる吐出インク液滴のパターンは、印刷ジョブコマンドおよび／またはコマンドパラメータによって決定される。１つの例では、電子的コントローラ１２０の一部を形成しているロジックおよび駆動回路は、プリントヘッドアセンブリ１０２上に配置されている。別の例では、電子的コントローラ１２０の一部を形成しているロジックおよび駆動回路は、プリントヘッドアセンブリ１０２から離れて配置されている。

電子的コントローラ１２０はまた、検出された歪みを複数の歪みゲージセンサ１０７の各々から受信して、流体吐出ダイ１０６の状態を決定する。流体吐出ダイ１０６の状態には、流体吐出ダイの平坦性および／または脆弱性を示す、流体吐出ダイ１０６の歪みプロファイルまたは応力シグネチャーが含まれていてよい。電子的コントローラ１２０は複数の歪みゲージセンサ１０７の各々からの検出された歪みを、流体吐出システム１００の動作を制御し、または流体吐出ダイ１０６の状態に関して流体吐出システム１００のユーザーに警告を行うといった、数多くの目的に使用してよい。

図２は、流体吐出ダイ２００の１つの例の正面図を示している。１つの例では、流体吐出ダイ２００は、図１Ａを参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ１２、または図１Ｂを参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ１０６を提供している。流体吐出ダイ２００は、複数のノズル２０２および複数の歪みゲージセンサ２０４を含んでいる。１つの例では、流体吐出ダイ２００はシリコンダイであり、そして複数の歪みゲージセンサ２０４の各々は、ダイ内部に一体化されている。各々の歪みゲージセンサ２０４は、流体吐出ダイ２００内部の固有の位置において、流体吐出ダイ２００内部の歪みを検出する。

流体吐出ダイ２００はこの例においては長方形状を含んでいるが、他の例においては流体吐出ダイ２００は、正方形状のような別の適切な形状を有していてよい。流体吐出ダイ２００は、任意の適切な数のノズル２０２、および任意の適切な数の歪みゲージセンサ２０４を含んでいてよい。流体吐出ダイ２００は、２つの列に配列されたノズル２０２、およびこのノズルの２つの列に平行な２つの列に配列された歪みゲージセンサ２０４を含んでいるが、他の例においてはノズル２０２および歪みゲージセンサ２０４は、１つの列のノズルおよび／または１つの列の歪みゲージセンサ、または２つより多い列のノズルおよび／または２つより多い列の歪みゲージセンサといった、他の適切な配列を有していてよい。また、流体吐出ダイ２００は相互に整列された歪みゲージセンサ２０４を含んでいるが、他の例においては、歪みゲージセンサ２０４は相互に互い違いにされていてよい。他の例においては、流体吐出ダイ２００はノズル２０２の２つの列の間に歪みゲージセンサ２０４を含んでいてよい。

図３は、流体吐出ダイ３００の別の例の正面図を示している。１つの例では、流体吐出ダイ３００は、図１Ａを参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ１２、または図１Ｂを参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ１０６を提供している。流体吐出ダイ３００は、複数の歪みゲージセンサ３０４、複数のボンドパッド３０６、および複数のスロット３０８を含んでいる。各々のスロット３０８は、各々のスロット３０８に隣接する複数の対応するノズル（図示せず）へと流体を配送する。１つの例では、流体吐出ダイ３００はシリコンダイであり、そして複数の歪みゲージセンサ３０４の各々は、ダイ内部に一体化されている。各々の歪みゲージセンサ３０４は、流体吐出ダイ３００内部の固有の位置において、流体吐出ダイ３００内部の歪みを検出する。

複数の歪みゲージセンサ３０４は、スロット３０８に平行な少なくとも１つの列（例えばこの例では３つ）に配列されていてよい。この例においては、歪みゲージセンサ３０４の１つの列は流体吐出ダイ３００の中央においてスロット３０８の間に配列されており、そして歪みゲージセンサ３０４の２つの列は、流体吐出ダイ３００の両側に配列されている。流体吐出ダイ３００にわたる歪みプロファイルまたは応力シグネチャーを決定するために、流体吐出ダイ３００全体にわたって分散された歪みゲージセンサ３０４を使用してよい。

スロット３０８はボンドパッド３０６の間において、流体吐出ダイ３００の長さに沿って配列されている。第１の複数の歪みゲージセンサ３０４が各々のスロット３０８の第１の端部を囲んでおり、そして第２の複数の歪みゲージセンサ３０４が各々のスロット３０８の第２の端部を囲んでいる。この例においては、５つの歪みゲージセンサ３０４が、各々のスロット３０８の端部の各々を囲んでいる。スロットを形成するために使用されるシリコンスロット形成プロセスに起因して、スロット３０８の端部は、流体吐出ダイ３００内部における高応力領域となっている。各々のスロット３０８の端部を囲んでいる歪みゲージセンサ３０４はこれらの領域をモニターして、流体吐出ダイ３００の状態を決定する。

ボンドパッド３０６は、流体吐出ダイ３００の第１の端部、および第１の端部と反対側の、流体吐出ダイ３００の第２の端部に配列されている。別の例では、ボンドパッド３０６はまた、流体吐出ダイ３００の上部に代えて、またはそれに加えて、流体吐出ダイ３００の側部上にも配列される。ボンドパッド３０６は、流体吐出ダイ３００がシステムに装着される場合に、流体吐出ダイ３００を流体吐出システムに対して電気的に結合する。複数の歪みゲージセンサ３０４がボンドパッド３０６に近接している。この例においては、６つの歪みゲージセンサ３０４がボンドパッド３０６に近接している（すなわち、３つの歪みゲージセンサ３０４が流体吐出ダイ３００の第１の端部上のボンドパッド３００に近接しており、そして３つの歪みゲージセンサ３０４が流体吐出ダイ３００の第２の端部上のボンドパッド３００に近接している）。電気的相互接続、ボンドパッドの封止剤、およびボンドパッドの接着剤に起因して、ボンドパッド３０６は流体吐出ダイ３００内部の高応力領域となっている。ボンドパッド３０６に近接する歪みゲージセンサ３０４はこれらの領域をモニターして、流体吐出ダイ３００の状態を決定する。他の例においては、歪みゲージセンサ３０４流体吐出ダイ３００内部の種々の他の位置に配列してよい。

図４Ａは、歪みゲージセンサ４００の１つの例を示している。１つの例では、歪みゲージセンサ４００は、図２を参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ２００の歪みゲージセンサ２０４の各々、または図３を参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ３００の歪みゲージセンサ３０４の各々を提供してよい。歪みゲージセンサ４００は、第１の電極４０２、第２の電極４０４、および第１の電極４０２および第２の電極４０４の間に電気的に結合された圧電センサ要素４０６を含んでいる。圧電センサ要素４０６は、１つの軸における応力に応答して抵抗値の変化を示す。したがって、歪みゲージセンサ４００を定電流でバイアスし、そして圧電センサ要素４０６両端の電圧を測定することにより、または歪みゲージセンサ４００を定電圧でバイアスし、そして圧電センサ要素４０６を流れる電流を測定することにより、圧電センサ要素４０６の歪みが検出されてよい。

図４Ｂは、歪みゲージセンサ４１０の別の例を示している。１つの例では、歪みゲージセンサ４１０は、図２を参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ２００の歪みゲージセンサ２０４の各々、または図３を参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ３００の歪みゲージセンサ３０４の各々を提供してよい。歪みゲージセンサ４１０は、第１の電極４１２、第２の電極４１４、第３の電極４１６、第４の電極４１８、第１の圧電センサ要素４２０、第２の圧電センサ要素４２１、第３の圧電センサ要素４２２、および第４の圧電センサ要素４２３を含んでいる。第１の圧電センサ要素４２０は、第１の電極４１２および第２の電極４１４の間に電気的に結合されている。第２の圧電センサ要素４２１は、第２の電極４１４および第３の電極４１６の間に電気的に結合されている。第３の圧電センサ要素４２２は、第３の電極４１６および第４の電極４１８の間に電気的に結合されている。第４の圧電センサ要素４２３は、第４の電極４１８および第１の電極４１２の間に電気的に結合されている。

歪みゲージセンサ４１０は、２つの軸における応力に応答して抵抗値の変化を示す。歪みゲージセンサ４１０はホイートストンブリッジ構成で構成されており、そこでは外部のバイアス電圧が２つの対抗する電極（例えば、第１の電極４１２および第３の電極４１６）の両端に印加され、その間に電圧が、他の２つの対抗する電極（例えば、第２の電極４１４および第４の電極４１８）の両端で測定される。したがって、歪みゲージセンサ４１０を外部電圧でバイアスし、そして圧電センサ要素４２０〜４２３の両端の電圧を測定することによって、歪みゲージセンサ４１０上の歪みが検出されてよい。

図５Ａは、複数の歪みゲージセンサからの信号を処理するための回路５００の１つの例を示すブロック図である。回路５００はバイアス回路５０２_１から５０２_Ｎ、歪みゲージセンサ５０６_１から５０６_Ｎ、およびアナログデジタルコンバータ５１０_１から５１０_Ｎを含んでおり、ここで「Ｎ」は流体吐出ダイ上にある歪みゲージセンサの任意の適切な数である。各々の歪みゲージセンサからの信号は、図１Ａを参照して先に記載し説明したコントローラ１８、または図１Ｂを参照して先に記載し説明した電子的コントローラ１２０のような、コントローラに渡される。歪みゲージセンサ５０６_１から５０６_Ｎは、図２を参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ２００、または図３を参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ３００のような、流体吐出ダイ上に一体化されている。バイアス回路５０２_１から５０２_Ｎおよびアナログデジタルコンバータ５１０_１から５１０_Ｎは、流体吐出ダイ、プリントヘッドアセンブリ、流体吐出システムの他の部品、またはこれらの組み合わせにおいて一体化されてよい。

各々のバイアス回路５０２_１から５０２_Ｎは信号経路５０４_１から５０４_Ｎのそれぞれを介して、歪みゲージセンサ５０６_１から５０６_Ｎへと電気的に結合されている。各々の歪みゲージセンサ５０６_１から５０６_Ｎは信号経路５０８_１から５０８_Ｎのそれぞれを介して、アナログデジタルコンバータ５１０_１から５１０_Ｎへと電気的に結合されている。各々のアナログデジタルコンバータ５１０_１から５１０_Ｎは信号経路５１２_１から５１２_Ｎのそれぞれを介して、コントローラへと電気的に結合されている。

各々のバイアス回路５０２_１から５０２_Ｎは、対応する歪みゲージセンサ５０６_１から５０６_Ｎへと、バイアス電圧またはバイアス電流を提供する。各々の歪みゲージセンサ５０６_１から５０６_Ｎは、図４Ａを参照して先に記載し説明した歪みゲージセンサ４００、または図４Ｂを参照して先に記載し説明した歪みゲージセンサ４１０によって提供されてよい。各々の歪みゲージセンサ５０６_１から５０６_Ｎからの電圧信号（すなわちアナログ出力）は、対応するアナログデジタルコンバータ５１０_１から５１０_Ｎによって、デジタル信号に変換される。各々の歪みゲージセンサ５０６_１から５０６_Ｎの検出した歪みに対応するこのデジタル信号は次いで、コントローラに渡される。このようにして、各々の歪みゲージセンサの歪みは、同時に検出されてよい。

図５Ｂは、複数の歪みゲージセンサからの信号を処理するための回路５２０の別の例を示すブロック図である。回路５２０は、バイアス回路５２２、アナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍを含むマルチプレクサ、歪みゲージセンサ５３２_１から５３２_Ｍ、およびアナログデジタルコンバータ５３８を含んでおり、ここで「Ｍ」は流体吐出ダイ上にある任意の適切な歪みゲージセンサの数である。各々の歪みゲージセンサからの信号は、図１Ａを参照して先に記載し説明したコントローラ１８、または図１Ｂを参照して先に記載し説明した電子的コントローラ１２０のような、コントローラへと渡される。歪みゲージセンサ５３２_１から５３２_Ｍは、図２を参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ２００、または図３を参照して先に記載し説明した流体吐出ダイ３００のような、流体吐出ダイ上に一体化される。バイアス回路５２２、アナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍ、およびアナログデジタルコンバータ５３８は、流体吐出ダイ、プリントヘッドアセンブリ、流体吐出システムの他の部品、またはこれらの組み合わせにおいて一体化されてよい。

バイアス回路５２２は信号経路５２４を介して、各々のアナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍへと電気的に結合されている。各々のアナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍはまた、信号経路５２６を介して選択信号を受信する。各々のアナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍは信号経路５３０_１から５３０_Ｍのそれぞれを介して、歪みゲージセンサ５３２_１から５３２_Ｍへと電気的に結合されている。各々の歪みゲージセンサ５３２_１から５３２_Ｍは信号経路５３４_１から５３４_Ｍのそれぞれを介して、アナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍへと電気的に結合されている。各々のアナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍは信号経路５３６を介して、アナログデジタルコンバータ５３８へと電気的に結合されている。アナログデジタルコンバータ５３８は信号経路５４０を介して、コントローラへと電気的に結合されている。

バイアス回路５２２はバイアス電圧またはバイアス電流を、各々のアナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍに対して提供する。アナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍに対応する信号経路５２６上の選択信号に応答して、選択されたアナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍは対応する信号経路５３０_１から５３０_Ｍを介して、バイアス電圧またはバイアス電流を対応する歪みゲージセンサ５３２_１から５３２_Ｍに渡す。各々の歪みゲージセンサ５３２_１から５３２_Ｍは、図４Ａを参照して先に記載し説明した歪みゲージセンサ４００、または図４Ｂを参照して先に記載し説明した歪みゲージセンサ４１０によって提供されてよい。選択された歪みゲージセンサ５３２_１から５３２_Ｍからの電圧信号（すなわちアナログ出力）は、対応する信号経路５３４_１から５３４_Ｍを介して、選択されたアナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍに渡される。選択されたアナログスイッチ５２８_１から５２８_Ｍは次いで、この電圧信号をアナログデジタルコンバータ５３８に渡す。アナログデジタルコンバータ５３８は、電圧信号をデジタル信号へと変換する。選択された歪みゲージセンサ５３２_１から５３２_Ｍの検出した歪みに対応するデジタル信号は次いで、コントローラへと渡される。このようにして、一度に１つの歪みゲージセンサの歪みを検出することによって、多数の歪みゲージセンサの歪みを検出するために、単一のバイアス回路および単一のアナログデジタルコンバータを使用してよい。

図６は、流体吐出システムを維持するための方法６００の１つの例を示す流れ図である。方法６００は６０２において、流体吐出ダイ内部に一体化された歪みゲージセンサを経由して、流体吐出ダイ内部の複数の位置において歪みを検出することを含む。方法６００は６０４において、流体吐出ダイ内部の各々の位置からの検出された歪みを分析して、流体吐出ダイの状態を決定することを含む。１つの例では、歪みを検出することは、流体吐出ダイ内部の複数の位置において、同時に歪みを検出することを含む。別の例では、歪みを検出することは、流体吐出ダイ内部の各々の位置において、一度に１つずつ歪みを検出することを含む。歪みを検出することはまた、流体吐出ダイ内部で流体を配送するスロットの両端の周囲で歪みを検出することを含んでよい。さらに、歪みを検出することは、流体吐出ダイのボンドパッドに近接して歪みを検出することを含んでよい。

本願においては特定の例が説明され記述されてきたが、本願の開示の範囲から逸脱することなしに、図示され記載された特定の例について、種々の代替的および／または等価な実施形態による置換を行ってよい。この出願は、ここで説明した特定の例の任意の改変または変形を包含することを意図している。したがって、本願の開示は特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることが意図されている。

Claims

流体吐出システムであって：
流体液滴を吐出する複数のノズルおよび流体吐出ダイ内部の歪みを検出する複数の歪みゲージセンサを含む流体吐出ダイ；および
検出された歪みを各々の歪みゲージセンサから受信して流体吐出ダイの状態を決定するコントローラを含み、
複数のノズルは少なくとも２つの列に配列され、そして
複数の歪みゲージセンサはノズルの少なくとも２つの列の間において平行な少なくとも１つの列に配列されている、流体吐出システム。
流体吐出ダイは流体を複数のノズルに配送するスロットを含み、
複数の歪みゲージセンサはスロットの第１の端部を囲む第１の複数の歪みゲージセンサおよびスロットの第２の端部を囲む第２の複数の歪みゲージセンサを含む、請求項１の流体吐出システム。
流体吐出ダイは複数のボンドパッドを含み、
複数の歪みゲージセンサは複数のボンドパッドに近接している歪みゲージセンサを含む、請求項１の流体吐出システム。
流体吐出システムであって：
流体液滴を吐出する複数のノズルおよび流体吐出ダイ内部の種々の位置において歪みを検出する複数の歪みゲージセンサを含む流体吐出ダイ；および
検出された歪みを各々の歪みゲージセンサから受信して流体吐出ダイの歪みプロファイルを決定するコントローラを含み、
複数のノズルは少なくとも２つの列に配列され、そして
複数の歪みゲージセンサはノズルの少なくとも２つの列の間において平行な少なくとも１つの列に配列されている、流体吐出システム。
さらに：
複数のバイアス回路と、各々のバイアス回路は歪みゲージセンサをバイアスすること；および
複数のアナログデジタルコンバータと、各々のアナログデジタルコンバータは歪みゲージセンサのアナログ出力をデジタル値に変換することをさらに含む、請求項４の流体吐出システム。
さらに：
複数のアナログスイッチと、各々のアナログスイッチは対応する歪みゲージセンサを選択すること；
選択された歪みゲージセンサをバイアスするバイアス回路と；および
選択された歪みゲージセンサのアナログ出力をデジタル値に変換するアナログデジタルコンバータを含む、請求項４の流体吐出システム。
流体吐出ダイはシリコンダイを含み、そして
各々の歪みゲージセンサは圧電センサ要素を含む、請求項４〜６の何れか１項の流体吐出システム。
各々の歪みゲージセンサは４つの圧電センサ要素をホイートストンブリッジ構成で含む、請求項４〜７の何れか１項の流体吐出システム。
流体吐出システムの維持方法であって：
流体吐出ダイ内部に一体化された歪みゲージセンサを介して流体吐出ダイ内部の複数の位置における歪みを検出し；そして
流体吐出ダイ内部の各々の位置からの検出された歪みを分析して流体吐出ダイの状態を決定することを含み、
複数のノズルは少なくとも２つの列に配列され、そして
複数の歪みゲージセンサはノズルの少なくとも２つの列の間において平行な少なくとも１つの列に配列されている、方法。
歪みを検出することは、流体吐出ダイ内部の複数の位置において同時に歪みを検出することを含む、請求項９の方法。
歪みを検出することは、流体吐出ダイ内部の各々の位置において一度に１つずつ歪みを検出することを含む、請求項９又は１０の方法。
歪みを検出することは、流体吐出ダイ内部で流体を配送するスロットの両端の周囲で歪みを検出することを含む、請求項９〜１１の何れか１項の方法。
歪みを検出することは、流体吐出ダイのボンドパッドに近接して歪みを検出することを含む、請求項９〜１２の何れか１項の方法。