JP6890185B2 - 流体アクチュエータレジスタ - Google Patents

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Description

流体ダイは、流体の移動および吐出を制御してよい。そうした流体ダイは流体アクチュエータを含んでよく、流体アクチュエータは作動されてよく、それによって流体の移動を生じさせる。幾つかの例示的な流体ダイはプリントヘッドであってよく、そこでは流体はインクに相当してよい。
図１は、例示的な流体ダイの幾つかの部材を示すブロック図である。
図２は、例示的な流体ダイの幾つかの部材を示すブロック図である。
図３は、例示的な流体ダイの幾つかの部材を示すブロック図である。
図４は、例示的な流体ダイの幾つかの部材を示すブロック図である。
図５は、例示的な流体ダイの幾つかの部材を示すブロック図である。
図６Ａから図６Ｃは、例示的な流体ダイの幾つかの部材の例示的な動作を示すブロック図を提示している。
図７Ａから図７Ｃは、例示的な流体ダイの幾つかの部材の例示的な動作を示すブロック図を提示している。
図８は、例示的な流体ダイの幾つかの部材の例示的な動作を示すブロック図を提示している。
図９は、例示的な流体ダイの幾つかの部材の例示的な動作を示すブロック図を提示している。
図１０は、例示的な流体ダイによって行われてよい動作の例示的なシーケンスを示すフローチャートを提示している。
図面全体を通して、同一の参照番号は、必ずしも同一ではないが類似している要素を指している。図面は必ずしも縮尺通りではなく、幾つかの部品の大きさは、図示の例をより明確に示すために誇張されていてよい。さらにまた、図面には説明と合致する例および／または実施形態が提示されている；しかしながら、説明は図面に提示された例および／または実施形態に限定されるものではない。
流体ダイの例は、流体アクチュエータを含んでよい。流体アクチュエータは、圧電膜に基づくアクチュエータ、熱抵抗に基づくアクチュエータ、静電膜に基づくアクチュエータ、機械的／衝撃駆動膜アクチュエータ、磁気歪み駆動アクチュエータ、または電気的な作動に応答して流体の移動を生じさせてよい他の要素を含んでよい。本願に記載する流体ダイは、複数の流体アクチュエータを含んでよく、これらは流体アクチュエータのアレイとして参照されてよい。さらにまた、作動イベントとは、本願で使用するところでは、流体ダイの流体アクチュエータの同時的作動であって、それによって流体の移動を生じさせるところのものを指してよい。流体ダイとは、本願で使用するところでは、小容積の液体の給送、混合、分析、吐出、等々に用いられる多様な種類の集積デバイスに対応していてよい。こうした流体ダイは、プリントヘッド、付加製造分配器部材、デジタル滴定部材、および／または所定容積の流体を選択的および制御可能に吐出するために使用してよいデバイスのような、流体吐出ダイを含んでいてよい。流体ダイの他の例には、流体検知デバイス、ラボオンチップデバイス、および／または流体の分析および／または処理が内部で行われてよい他のそうしたデバイスが含まれる。
例示的な流体ダイでは、流体アクチュエータのアレイは、流体アクチュエータの個別の組に配列されていてよく、そこでは各々のそうした流体アクチュエータの組は、「プリミティブ」または「発射プリミティブ」として参照されてよい。プリミティブは一般に流体アクチュエータのグループを含み、その各々は固有の作動アドレスを有する。幾つかの例では、流体ダイの電気的および流体的な制約により、所与の作動イベントについて各々のプリミティブのどの流体アクチュエータが同時的に作動されてよいかは、限定されうる。したがってプリミティブは、所与の作動イベントについて同時的に作動されてよい流体吐出器の部分組のアドレス指定およびその後の作動を容易にする。個々のプリミティブに対応する流体吐出器の数は、プリミティブのサイズとして参照されてよい。
例を用いて説明すると、流体ダイが４つのプリミティブを含み、ここで各々のプリミティブが個々に８つの個別の流体アクチュエータを含み（８つの流体アクチュエータグループの各々は０から７のアドレスを有する）、そして電気的および流体的な制約が作動をプリミティブ当たり１つの流体アクチュエータに制限したとすると、所与の作動イベントについては合計で４つの流体アクチュエータ（各々のプリミティブから１つ）が同時的に作動されてよい。例えば、第１作動イベントについて、各々のプリミティブでアドレス０を有する個別の流体アクチュエータが作動されてよい。第２作動イベントについては、各々のプリミティブでアドレス１を有する個別の流体アクチュエータが作動されてよい。理解されるように、この例は単に説明目的で提示されているだけである。本願で考慮されている流体ダイは、プリミティブ当たりにより多くのまたは少ない流体アクチュエータを含んでよく、またダイ当たりにより多くのまたは少ないプリミティブを含んでよい。
本願で記載する例においては、流体ダイは作動データレジスタおよびマスクレジスタを含んでよい。作動データレジスタは作動データを記憶してよく、これは作動イベントの組について作動される各々のアクチュエータを指示する。マスクレジスタはマスクデータを記憶してよく、これは作動イベントの組の個々の作動イベントについて作動のためにイネーブルされる、流体アクチュエータのアレイの中の流体アクチュエータの部分組を指示する。したがって、本願で考慮されている例は、マスクレジスタのマスクデータに基づいて流体アクチュエータの異なる配列の同時的な作動を容易にしてよいことが理解されよう。幾つかの例では、マスクデータは流体アクチュエータをプリミティブにグループ化してよく、ここでプリミティブはマスクデータを介して識別されてよい。したがって、本願で記載される例は、プリミティブサイズを可変にすることを容易にする。例えば第１作動イベントについて、流体アクチュエータは、マスクレジスタに記憶された第１マスクデータによって定義されたところにより、第１プリミティブサイズのプリミティブに配列されてよく、そして第２作動イベントについては、第２マスクデータがマスクレジスタへとロードされてよく、かくして流体アクチュエータは第２プリミティブサイズのプリミティブに配列されてよい。
幾つかの例では、流体アクチュエータはノズル内に配置されてよく、ここでノズルは流体アクチュエータに加えて、流体チャンバおよびノズルオリフィスを含んでいてよい。流体アクチュエータは、流体チャンバ内での流体の移動が、ノズルオリフィスを介しての流体の液滴の吐出を生じさせうるように作動されてよい。したがって、ノズルに配置された流体アクチュエータは、流体吐出器として参照されてよい。
幾つかの例示的な流体ダイは、マイクロ流体チャネルを含んでいる。マイクロ流体チャネルは、流体ダイの基板に、エッチング、微細加工（例えばフォトリソグラフィ）、マイクロマシニングプロセス、またはこれらの任意の組み合わせを施すことによって形成されてよい。幾つかの例示的な基板には、シリコン系基板、ガラス系基板、ガリウム砒素系基板、および／または微細加工デバイスおよび構造のために好適な種類の他の基板が含まれてよい。したがって、マイクロ流体チャネル、チャンバ、オリフィス、および／または他のそうした特徴は、流体ダイの基板に作りこまれた表面によって定義されてよい。さらにまた、本願で用いるところでは、マイクロ流体チャネルは、小容積の流体（例えばピコリットル規模、ナノリットル規模、マイクロリットル規模、ミリメートル規模、その他）の搬送を容易にするための、十分に小さな寸法（例えばナノメートル寸法規模、マイクロメートル寸法規模、ミリメートル寸法規模、その他）を有するチャネルに相当してよい。本願で記載される例示的な流体ダイは、マイクロ流体チャネルを含んでよく、その中に流体アクチュエータが配置されてよい。そうした実施形態では、マイクロ流体チャネルに配置された流体アクチュエータの作動は、マイクロ流体チャネル中での流体移動を生じさせてよい。したがって、マイクロ流体チャネル内に配置された流体アクチュエータは、流体ポンプとして参照されてよい。
さて図面、特に図１に転ずると、この図面は例示的な流体ダイ１０の幾つかの部材を説明するブロック図を提示している。図示のように、流体ダイ１０は複数の流体アクチュエータ１２を含んでいてよい。上述したように、これら複数のアクチュエータ１２は、流体アクチュエータのアレイ１４として参照されてよい。この例において、流体ダイ１０はさらに作動データレジスタ１６およびマスクレジスタ１８を含んでいる。前述したように、作動データレジスタ１６は作動データを記憶してよく、それは作動イベントの組について作動される流体アクチュエータの各々を示す。マスクレジスタ１８はマスクデータを記憶してよく、それは作動イベントの組の個々の作動イベントについて作動のためにイネーブルされるアレイ中の流体アクチュエータを指示する。
各々の流体アクチュエータ１２は、作動ロジック２０に接続されていてよい。加えて、作動ロジックは作動データレジスタおよびマスクレジスタに接続されていてよい。したがって、作動イベントの組の個々の作動イベントについて、作動ロジック２０は作動データおよびマスクデータに少なくとも部分的に基づいて、流体アクチュエータの部分組１２を電気的に作動させてよい。図１に示されているように、流体アクチュエータのアレイ１４は種々の数の流体アクチュエータ１２を含んでいてよい。
図２においては、例示的な流体ダイ５０の幾つかの部材を説明するブロック図が提示されている。この例では、流体ダイ５０は複数のノズル５２を含み、それはノズルのアレイ５３として参照されてよい。さらにまた、各々のノズル５２は個々に、流体吐出器５４の形で流体アクチュエータを含んでいる。
さらにまたこの例において、流体ダイ５０はマスクレジスタ１８に結合されたマスク制御ロジック５６を含んでいる。本願に記載される幾つかの例では、マスク制御ロジック５６は作動イベントの組の中の作動イベントの実行に応答して、マスクレジスタに記憶されたマスクデータをシフトしてよい。そうした例では、マスクデータをシフトすることにより、流体アクチュエータのアレイ中の異なる流体アクチュエータが、作動イベントの組の中の次の作動イベントについて作動されるよう、順次イネーブルされてよい。この例においては、各々のノズル５２は１つの流体吐出器５４を含むものとして示されているが、他の例では１つより多い流体吐出器５４を含んでいてよく、かくして所与の作動イベントについて同時的に作動される流体吐出器の数に基づいて、異なる容積の流体がノズルを介して吐出されてよい。理解されるように、マスクレジスタ１８のマスクデータは、所与の作動イベントについて同時的に作動されるノズル当たりの流体吐出器の数を制御してよい。
図３は、例示的な流体ダイ７０の幾つかの部材を示すブロック図を提示している。この例において、流体ダイは複数のマイクロ流体チャネル７２を含んでよく、これらはマイクロ流体チャネルのアレイとして参照されてよい。さらにまたこの例において、流体ポンプ７４の形の流体アクチュエータが、各々のマイクロ流体チャネル７２に配置されてよい。したがってこの例において、個々の流体ポンプ７４の作動は、個別のマイクロ流体チャネル７２における流体の移動（すなわち、流れ）を生じさせてよい。図３の例はマイクロ流体チャネル７２当たりに１つの流体ポンプ７４を示しているが、本願で考慮されている他の例はそのように限定されるものではない。特に、幾つかの例示的な流体ダイは、各々のマイクロ流体チャネルに配置された少なくとも二つの流体ポンプを含んでいてよい。理解されるように、所与の作動イベントについて１つの流体ポンプが作動されると、第１容積の流体の移動が生じてよく、これに対して少なくとも二つの流体ポンプの同時的な作動は、第１容積の流体とは異なる第２容積の流体の移動を生じさせてよい。他の例では、１つの流体アクチュエータは少なくとも２つのノズルに位置していてよく、かくして流体はその流体アクチュエータの作動によって、少なくとも２つのノズルから吐出されてよい。同様に、１つの流体アクチュエータは少なくとも２つのマイクロ流体チャネルに位置していてよく、かくして流体はその流体アクチュエータの作動によって、少なくとも２つのマイクロ流体チャネルに同時的に給送されてよい。
さて図４に転ずると、この図面は例示的な流体ダイ１００の幾つかの部材を示すブロック図を提示している。この例において、流体吐出ダイは複数のノズル１０２を含んでいてよく、ここで各々のノズル１０２は、吐出チャンバ１０４、ノズルオリフィス１０６、および流体吐出器１０８の形の流体アクチュエータを含んでいる。図示されているように、各々のノズル１０２は流体入力１１２を介して、流体供給部１１０に流体接続されていてよい。加えて各々のノズル１０２は、流体ポンプ１１６の形の流体アクチュエータが配置されていてよいマイクロ流体チャネル１１４を介して、流体供給部１１０に流体接続されていてよい。
図４の例示的な流体ダイ１００に類似の例においては、流体は個々の流体入力１１２を介して、各々のノズル１０２の吐出チャンバ１０４へと運ばれてよい。各々のノズル１０２の流体吐出器１０８の作動は、ノズルのオリフィス１０６を介して吐出される流体液滴の形において、吐出チャンバ１０４にある流体を移動させてよい。さらにまた、流体はマイクロ流体チャネル１１４内に配置された流体ポンプ１１６を動作させることによって、吐出チャンバ１０４からマイクロ流体チャネル１１４を介して流体供給部１１０に戻るように循環されてよい。したがってこうした例においては、作動ロジック２０による流体アクチュエータ（例えば、流体吐出器１０８および流体ポンプ１１６）の作動は、流体の吐出または流体の再循環を生じさせてよい。先の例の場合のように、流体吐出器１０８および流体ポンプ１１６の作動は、流体ダイ１００の作動データレジスタ１６に記憶された作動データおよびマスクレジスタ１８に記憶されたマスクデータに少なくとも部分的に基づいていてよい。
図５は、例示的な流体ダイ１５０の幾つかの部材を示すブロック図を提示している。この例において、ダイ１５０は、作動データレジスタ１６、マスクレジスタ１８、および作動ロジック２０を含んでいる。作動ロジック２０は、流体アクチュエータのアレイ１２ａ〜１２ｌの各々に接続されている。さらにまた、作動データレジスタ１６は作動データを記憶するためのビット１５２ａ〜１５２ｌの組を含んでおり、ここで作動データレジスタ１６のビット１５２ａ〜１５２ｌの各々は個々に、個別の流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌに対応している。マスクレジスタはマスクデータを記憶するためのビット１５４ａ〜１５４ｌの組を含んでおり、ここでマスクレジスタのビット１５４ａ〜１５４ｌの各々は個々に、個別の流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌに対応している。図示されているように、作動データロードロジック１６０が作動データレジスタ１６およびマスクレジスタ１８に結合されていてよい。作動データロードロジック１６０は、実行される作動イベントに対応する制御データを受信してよく、そして作動データロードロジックは受信した制御データに基づいて、作動データおよび／またはマスクデータを対応するレジスタ内へとロードしてよい。流体ダイがプリントヘッドのような流体吐出ダイに対応している例では、作動データロードロジック１６０は、流体ダイが実施されるような流体吐出システムとインタフェースしてよく、かくして制御データが、流体ダイが実施されるようなシステムから作動データロードロジックへと送信されるようにしてよいことが理解されよう。
さらにまたこの例においては、流体ダイ１５０は、シフトカウントレジスタ１６２およびシフト状態マシン１６４を含むマスク制御ロジック５６を含んでいる。シフトカウントレジスタ１６２はシフトパターンを記憶してよく、これはマスクレジスタのマスクデータのシフト（移動）を生じさせるために、作動イベントの実行に応答してマスクレジスタ１８へと入力されてよいシフトの数を示す。シフト状態マシン１６４はシフトクロックをマスクレジスタへと入力してよく、シフトカウントレジスタに示されたシフトを生じさせる。この例においては、マスクレジスタ１８は循環シフトレジスタとして示されており、そこではレジスタのビットをシフトさせると、終端ビットがレジスタの一方の端から他方へとシフトするようにされてよい（すなわち、最初のマスクビット１５４ａの値は最後のマスクビット１５４ｌへとシフトされてよく、または最後のマスクビット１５４ｌの値は最初のマスクビット１５４ａへとシフトされてよい）。他の例では、より多くのまたはより少ないマスクビットを含む他の種類のシフトレジスタが含まれてよい。幾つかの例では、マスクレジスタは流体アクチュエータよりも多くのビットを含んでいてよく、かくして幾つかのマスクビットは、流体アクチュエータを仮想プリミティブへと配列する際に使用されなくてよい。他の例では、種々の他の機能を実施するために、この付加的なマスクビットを使用してよい。
図１から図５に提示した例に示されているように、流体ダイは、本願に記載するようにしてデータを処理し動作を実行するのに使用されてよい、種々の部材を含んでよい。作動ロジック、マスク制御ロジック、および／または作動データロードロジックのような、そうした部材は、本願に記載の動作を実行するために、ロジック部材の種々の配列を含んでよい。例えばそこにおいては、トランジスタ、スイッチ、状態マシン、レジスタ、カウンタ、マルチプレクサ、ロジックゲート、および／または他のこうしたロジック部材の配列が実施されてよい。さらにまた理解されるように、部材はさらに、コントローラ、処理ユニット、および／またはデータ処理のために実施されてよいこうした種類の他の回路配置といった、データ処理のための回路を含んでよい。
本願において提示する例は、流体ダイの流体アクチュエータのアレイについて、プリミティブサイズを可変にすることを容易にしてよい。図６Ａから図６Ｃは、１２個の流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを有する流体アクチュエータのアレイを含む流体ダイ２００について実施されてよい、例示的なプリミティブサイズを示している。この例において流体ダイ２００は、各々の流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌの個々のための作動ビット２０２ａ〜２０２ｌを含む、作動データレジスタ１６を含んでいる。個々の作動ビット２０２ａ〜２０２ｌは、作動イベントの組について、関連する流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌが作動されるかどうかを示す。図６Ａから図６Ｃの例については、作動イベントの組について、流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌのそれぞれが作動される。すなわち作動ビット２０２ａ〜２０２ｌの各々は、ビット値「１」を含んでいる。
さらにまた流体ダイ２００は、各々の流体アクチュエータの個々のための個別のマスクビット２０４ａ〜２０４ｌを含む、マスクレジスタ１８を含んでいる。先に記載したように、流体ダイ２００の作動ロジック２０は、個別の作動データビット２０２ａ〜２０２ｌおよび個別のマスクビット２０４ａ〜２０４ｌに少なくとも部分的に基づいて、個々の流体アクチュエータを選択的に作動させてよい。図６Ａから図６Ｃの例については、流体ダイ２００は第１流体アクチュエータ１２ａについて第１作動データビット２０２ａおよび第１マスクビット２０４ａを含み、そして流体ダイ２００は流体アクチュエータのアレイの１２番目の流体アクチュエータ１２ｌについての１２番目の作動データビット２０２ｌおよび１２番目のマスクビット２０４ｌに至るまで、各々の流体アクチュエータの個々について、個別の作動データビットおよび個別のマスクビットを含んでいる。
図６Ａにおいては、マスクレジスタ１８のマスクデータは流体ダイ２００を構成して、プリミティブ当たり３アクチュエータというプリミティブサイズでもって、流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを作動するようにし、かくして流体アクチュエータは４つのプリミティブへと配列される。具体的には、第１プリミティブは第１流体アクチュエータ１２ａ、第２流体アクチュエータ１２ｂ、および第３流体アクチュエータ１２ｃを含んでよく；第２プリミティブは第４流体アクチュエータ１２ｄ、第５流体アクチュエータ１２ｅ、および第６流体アクチュエータ１２ｆを含んでよく；第３プリミティブは第７流体アクチュエータ１２ｇ、第８流体アクチュエータ１２ｈ、および第９流体アクチュエータ１２ｉを含んでよく；第４プリミティブは第１０流体アクチュエータ１２ｊ、第１１流体アクチュエータ１２ｋ、および第１２流体アクチュエータ１２ｌを含んでよい。
この例では、個別の作動イベントについて、各々のプリミティブの個々の流体アクチュエータの１つが作動されてよい。マスクデータ１８は流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを、３流体アクチュエータのプリミティブサイズを有する４つのプリミティブで動作させることから、作動データレジスタ１６に示された作動を実行するための作動イベントの組は、３作動イベントであってよい。
図６Ａにおいて、作動イベントの組の第１作動イベントは、マスクデータビット２０４ａ〜２０４ｌによって示されている。具体的には、第１作動イベントについて、マスクレジスタ１８のマスクデータは、作動のためにイネーブルされる流体アクチュエータの組を識別している。この例において、第１プリミティブについては、第１マスクビット２０４ａによって示されているように、第１流体アクチュエータ１２ａが作動のためにイネーブルされ；第２プリミティブについては、第４マスクビット２０４ｄによって示されているように、第４流体アクチュエータ１２ｄが作動のためにイネーブルされ；第３プリミティブについては、第７マスクビット２０４ｇによって示されているように、第７流体アクチュエータ１２ｇが作動のためにイネーブルされ；そして第４プリミティブについては、第１０マスクビット２０４ｊによって示されているように、第１０流体アクチュエータ２０２ｊが作動のためにイネーブルされる。第１作動イベントの実行の後に、マスクレジスタ１８のマスクデータはシフトされてよく、かくして第２作動イベントについて作動のためにイネーブルされる流体アクチュエータの組は、各々のプリミティブに異なる流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを含むようになる。第２作動イベントの実行の後に、マスクレジスタ１８のマスクデータはシフトされてよく、かくして第３作動イベントについて作動のためにイネーブルされる流体アクチュエータの組は、各々のプリミティブに異なる流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを含むようになる。
図６Ｂの例では、マスクレジスタ１８のマスクデータは流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを３つのプリミティブに配列し、各々のプリミティブは４流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌのプリミティブサイズを有している。具体的には、第１プリミティブは第１から第４流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｄを含んでよく；第２プリミティブは第５から第８流体アクチュエータ１２ｅ〜１２ｈを含んでよく；そして第３プリミティブは第９から第１２流体アクチュエータ１２ｉ〜１２ｌを含んでよい。各々のプリミティブサイズは４流体アクチュエータであるから、マスクレジスタ１８のマスクデータによって配列されるプリミティブサイズに対応する作動イベントの組は、４つの作動イベントを含んでよい。この例では、マスクレジスタ１８のマスクビット２０４ａ〜２０４ｌは、作動イベントの組の第１作動イベントのためのマスクデータを記憶する。具体的にはこの例において、各々のプリミティブの１つの流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌが、作動イベント当たりに作動されてよい。図６Ｂの例に示されているマスクデータは第１作動イベントに対応しており、そこでは：第１マスクビット２０４ａによって示されているように、第１流体アクチュエータ１２ａが作動のためにイネーブルされ；第５マスクビット２０４ｅによって示されているように、第５流体アクチュエータ１２ｅが作動のためにイネーブルされ；そして第９マスクビット２０４ｉによって示されているように、第９流体アクチュエータ１２ｉが作動のためにイネーブルされる。図６Ａの例と同様に、各々の作動イベントの組の個々の作動イベントの動作後に、マスクレジスタのマスクデータはシフトされてよく、かくして各々のプリミティブの異なる流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌが、後続の作動イベントについて作動のためにイネーブルされる。作動イベントの組が動作された後に、幾つかの例では、流体アクチュエータの異なる配列に対応する新たなマスクデータがロードされてよい。他の例では、作動イベントの組の動作の後に、マスクデータはシフトされることによりリセットされてよく、かくしてそのプリミティブ配列が、作動イベントの別の組について実施されるようにされてよい。
図６Ｃでは、マスクレジスタ１８のマスクデータは流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを２つのプリミティブに配列し、各々のプリミティブは６流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌのプリミティブサイズを有している。具体的には、第１プリミティブは第１から第６流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｆを含んでよく；そして第２プリミティブは第７から第１２流体アクチュエータ１２ｇ〜１２ｌを含んでよい。各々のプリミティブサイズは６流体アクチュエータであるから、マスクレジスタ１８のマスクデータによって配列されるプリミティブサイズに対応する作動イベントの組は、６つの作動イベントを含んでよい。この例では、マスクレジスタ１８のマスクビット２０４ａ〜２０４ｌは、作動イベントの組の第１作動イベントのためのマスクデータを記憶する。具体的にはこの例において、各々のプリミティブの１つの流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌが、作動イベント当たりに作動されてよい。図６Ｃの例に示されているマスクデータは第１作動イベントに対応しており、そこでは：第１マスクビット２０４ａによって示されているように、第１流体アクチュエータ１２ａが作動のためにイネーブルされ；そして第７マスクビット２０４ｇによって示されているように、第７流体アクチュエータ１２ｇが作動のためにイネーブルされる。図６Ａおよび図６Ｂの例と同様に、各々の作動イベントの組の個々の作動イベントの動作後に、マスクレジスタのマスクデータはシフトされてよく、かくして各々のプリミティブの異なる流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌが、後続の作動イベントについて作動のためにイネーブルされる。
図７Ａから図７Ｃは、図６Ｂの例の続きである。図６Ｂに関して先に説明したように、マスクレジスタ１８のマスクデータは、流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを、各々に４流体アクチュエータのプリミティブサイズを有するプリミティブに配列してよく、かくして作動イベントの組は、４つの個別の作動イベントを含んでよい。図６Ｂは、組の第１作動イベントについての、マスクレジスタ１８のマスクデータを示している。図７Ａにおいて、マスクレジスタ１８のマスクデータは２回シフトアップされており（図６Ｂの例から）、組の第２作動イベントについて、各々のプリミティブの異なる流体アクチュエータが作動のためにイネーブルされるようにしている。具体的にはこの例において、第３マスクビット２０４ｃによって示されているように、第３流体アクチュエータ１２ｃが作動のためにイネーブルされ；第７マスクビット２０４ｇによって示されているように、第７流体アクチュエータ１２ｇが作動のためにイネーブルされ；そして第１１マスクビット２０４ｋによって示されているように、第１１流体アクチュエータ１２ｋが作動のためにイネーブルされる。
図７Ｂでは、マスクレジスタ１８のマスクデータは１回シフトアップされており（図７Ａの例から）、組の第３作動イベントについて、各々のプリミティブの異なる流体アクチュエータが作動のためにイネーブルされるようにしている。具体的にはこの例において、第２マスクビット２０４ｂによって示されているように、第２流体アクチュエータ１２ｂが作動のためにイネーブルされ；第６マスクビット２０４ｆによって示されているように、第６流体アクチュエータ１２ｆが作動のためにイネーブルされ；そして第１０マスクビット２０４ｊによって示されているように、第１０流体アクチュエータ１２ｊが作動のためにイネーブルされる。
図７Ｃでは、マスクレジスタのマスクデータは２回シフトアップされており（図７Ｂの例から）、組の第４作動イベントについて、各々のプリミティブの異なる流体アクチュエータが作動のためにイネーブルされるようにしている。具体的にはこの例において、第４マスクビット２０４ｄによって示されているように、第４流体アクチュエータ１２ｄが作動のためにイネーブルされ；第８マスクビット２０４ｈによって示されているように、第８流体アクチュエータ１２ｈが作動のためにイネーブルされ；そして第１２マスクビット２０４ｌによって示されているように、第１２流体アクチュエータ１２ｌが作動のためにイネーブルされる。
このように、図６Ｂおよび図７Ａから図７Ｃによって提示された例は、作動イベントの組について各々の作動イベントの個々の動作に応答して、マスクレジスタ１８のマスクデータをシフトすることを説明している。記載してきたように、こうした例においてはマスクデータをシフトすることにより、各々のプリミティブの各々の流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌが、作動イベントの組について作動のためにイネーブルされてよい。図６Ｂおよび図７Ａから図７Ｃの例のような幾つかの例では、各々のプリミティブの各々の流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌは個別に、作動イベントの組の中の異なる作動イベントについて、作動のためにイネーブルされる。
他の例においては、所与の作動イベントについて、プリミティブの１個より多い流体アクチュエータがイネーブルされてよい。例えば図８を参照すると、この例においては、所与の作動イベントについて、プリミティブ当たり２個の流体アクチュエータが作動のためにイネーブルされてよい。この例においては、より大きな容積の液体の移動を容易にするために、作動イベントについて、少なくとも２つの隣り合う流体アクチュエータが同時的に作動されてよい。具体的には、第１マスクビット２０４ａおよび第２マスクビット２０４ｂによって示されているように、第１流体アクチュエータ１２ａおよび第２流体アクチュエータ１２ｂが作動のためにイネーブルされ；第５および第６マスクビット２０４ｅ、２０４ｆによって示されているように、第５および第６流体アクチュエータ１２ｅ、１２ｆが作動のためにイネーブルされ；そして第９および第１０マスクビットｓ２０４ｉ、２０４ｊによって示されているように、第９および第１０流体アクチュエータ１２ｉ、１２ｊが作動のためにイネーブルされる。
流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌがノズル中に流体吐出器として実施される例においては、図８の例示的な配列に類似した配列が、より大きな容積を有する流体液滴の吐出を容易にしてよいが、それは隣り合うノズルからの流体液滴が合体してよいからである。比較のために説明すると、図６Ｂの例においては、第１液滴容積（第１液滴サイズとしても参照されてよい）が吐出されてよいが、これはマスクレジスタ１８のマスクデータ（例示の目的で、第１マスクデータとする）が、プリミティブ当たりに１つの流体アクチュエータの作動を実行するためである。対照的に図８の配列は、第２容積（第２液滴サイズとしても参照されてよい）の流体液滴の吐出を生じさせてよいが、これはマスクレジスタ１８のマスクデータ（例示の目的で、第２マスクデータとする）が、プリミティブ当たりに２つの流体アクチュエータの作動を実行するためである。他の例においては、マイクロ流体チャネルまたは流体ダイ全体における流体の移動は、プリミティブ当たりに１つの流体アクチュエータを作動させることによって、またはプリミティブ当たりに１つより多い流体アクチュエータを同時的に作動させることによって、選択的に制御してよい。したがって、流体アクチュエータについてのプリミティブの異なる配列を容易にする異なるマスクデータをロードすることにより、本願に記載された例は、流体容積の移動（液滴吐出またはチャネル給送のいずれにおいても）を選択的に変化させてよい。
本願に記載の他の例では、アレイの各々の流体アクチュエータが作動イベントの組について作動される動作を説明してきたが、記載はそのように限定されるものではない。本願に記載のように、マスクレジスタのマスクデータは、所与の作動イベントについて、流体アクチュエータを作動のためにイネーブルする。しかしながら、作動イベントの組についてその流体アクチュエータが作動されるべきことを作動データレジスタの作動データが指示していない場合には、流体アクチュエータはその所与の作動イベントについて作動されなくてよい。図９は例を提示しており、そこではマスクデータが流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌを、各々に３流体アクチュエータ１２ａ〜１２ｌのプリミティブサイズを有する４つのプリミティブへと配列している。この例では、第１流体アクチュエータ１２ａは個々の作動イベントについて作動されるが、なぜならば：作動イベントの組についてそれが作動されることを第１作動データビット２０２ａが示しており（この例では、そのビットは論理値「１」に設定されている）；そして第１流体アクチュエータ１２ａが個別の作動イベントについて作動のためにイネーブルされることを第１マスクビット２０４ａが示しているからである。逆の場合について説明すると、第４流体アクチュエータ１２ｄは個別の作動イベントについて作動のためにイネーブルされるが（すなわち第４マスクビット２０４ｄは論理値「１」に設定されている）、第４流体アクチュエータは個別の作動イベントについて作動されることはない。なぜなら第４作動データビット２０２ｄは、第４流体アクチュエータ１２ｄが作動イベントの組について作動されないことを指示しているからである（例えば第４作動データビット２０２ｄは論理的「０」に設定されている）。したがって理解されるように、個々の流体アクチュエータが作動ロジック２０によって作動されるかどうかは、少なくとも部分的に、作動データレジスタ１６の作動データおよびマスクレジスタ１８のマスクデータの両者に基づいている。幾つかの例では、作動ロジック２０は、個別の流体アクチュエータについて、個々の作動データビットおよび個々のマスクビットのロジック「ＡＮＤ」動作を行う少なくとも幾つかのロジック部材を含んでいてよい。
図１０は、例示的な流体ダイによって実行されてよい、例示的な動作シーケンスを説明するフローチャート３００を提示している。図９の例において説明した動作は、マスク制御ロジック、作動ロジック、作動データロードロジック、流体アクチュエータ、または他のそうした部材といった、流体ダイの部材によって実行されてよい。この例においては、作動データレジスタおよびマスクレジスタは、作動イベントの組について初期化されてよい（ブロック３０２）。幾つかの例では、マスクレジスタを初期化することは、マスクデータをマスクレジスタへとロードすることを含んでよい。幾つかの例では、マスクレジスタを初期化することは、マスクレジスタをシフトさせて、マスクデータを作動イベントの組の個々の作動イベントに対応させることを含んでよい。さらにまた、作動レジスタを初期化することは、作動イベントの組について、流体ダイの作動データレジスタへと作動データをロードすることを含んでよい。先に説明したように、作動データレジスタの作動データは、作動イベントの組について作動される流体ダイの流体アクチュエータを指示してよく、そしてマスクレジスタのマスクデータは、作動イベントの組の個々の作動イベントについて作動のためにイネーブルされる、流体ダイの流体アクチュエータの組を指示する。
このようにして、流体ダイの流体アクチュエータは個別の作動イベントについて作動されてよく、そこにおいて作動は少なくとも部分的に、作動データおよびマスクデータに基づいている（ブロック３０６）。個々の作動イベントの動作に応答して、そして作動イベントの組のうち他の作動イベントがまだ動作されていない場合には（ブロック３０８の「Ｎ」分岐）、マスクレジスタのマスクデータはシフトされてよく、かくして作動イベントの組の次の作動イベントについて、流体ダイの異なる流体アクチュエータが作動のためにイネーブルされ（ブロック３１０）、そしてこの動作シーケンスは、作動イベントの組の全ての作動イベントが動作されるまで繰り返されてよい（ブロック３０６〜３１０）。作動イベントの組の完了に応答して（ブロック３０８の「Ｙ」分岐）、作動レジスタおよび／またはマスクレジスタは、作動イベントの次の組のために初期化されてよい（ブロック３１２）。上記で説明したように、マスクレジスタを初期化することは、作動イベントの次の組の個々の作動イベントについて、マスクデータをマスクレジスタへとロードすることを含んでよい。加えて、マスクレジスタを初期化することは、マスクレジスタをシフトさせることを含んでよく、かくしてマスクデータは作動イベントの次の組の個々の作動イベントに対応するようにされる。さらにまた、作動レジスタを初期化することは、作動イベントの次の組の作動データを作動データレジスタにロードすることを含んでよい。この動作は、作動イベントの次の組について繰り返されてよい（ブロック３０６〜３１４）。
かくして、本願に提示された例は、流体ダイの流体アクチュエータの作動を制御するために使用されてよい作動データレジスタおよびマスクレジスタを含む、流体ダイを提供するものであってよい。本願で提示した種々の例において説明されているように、マスクレジスタは流体アクチュエータを可変のプリミティブに配列するように使用されてよく、かくしてその流体アクチュエータの作動は、マスクレジスタのマスクデータを調整することによって調整されてよい。種々の例を通じて説明されているように、流体ダイの流体アクチュエータの調整可能なプリミティブ配列は、作動イベントの組のパラメータに基づいて、そうした流体アクチュエータの配列を変更することを容易にしてよい。
以上の説明は、記載された原理の例を図示し記述するために提示されている。この説明は、徹底的であることを意図したものではなく、またこれらの原理を開示された任意の正確な形態に限定するものでもない。説明に照らして、多くの修正および変形が可能である。加えて、本願において種々の例が説明されているが、要素および／または要素の組み合わせは、ここで考察されている種々の例について組み合わせてよく、および／または取り除いてよい。例えば、図１０のフローチャートにおいて本願で提示した例示的な動作は、順次的に、同時的に、または異なる順序で実行されてよい。さらにまた、このフローチャートの幾つかの例示的な動作を他のフローチャートに加えてもよく、および／または幾つかの例示的な動作をフローチャートから取り除いてもよい。付加的に、図１から図９の例において説明した部材を、他の任意の図面に追加し、および／または除去してよい。したがって、図面に提示され、本願で説明された以上の例は、特許請求の範囲に規定された本開示の範囲を限定するものとして解釈してはならない。

Claims (15)

  1. 流体ダイであって：
    流体アクチュエータのアレイと；
    作動イベントの組について作動される各々の流体アクチュエータを示す作動データを記憶する作動データレジスタと；
    作動イベントの組の作動イベントの個々について作動のためにイネーブルされるアレイ内の流体アクチュエータの組を示すマスクデータを記憶するマスクレジスタと、マスクデータが流体アクチュエータを可変サイズのプリミティブにグループ化すること；そして
    作動データレジスタ、マスクレジスタ、および個々の流体アクチュエータに結合された作動ロジックとを含み、作動ロジックは作動イベントの個々について作動データレジスタおよびマスクレジスタに少なくとも部分的に基づいて流体アクチュエータの部分組を電気的に作動する、流体アクチュエータのアレイ、作動データレジスタ、マスクレジスタ、および作動ロジックを含む流体ダイ。
  2. ノズルのアレイをさらに含み：
    アレイの各々のノズルは個々に、流体アクチュエータのアレイの個々の流体アクチュエータを個々の流体吐出器として含み、そして各々の流体吐出器は個々に作動されることによってノズルのアレイのノズルの個々を介して流体液滴を吐出する、請求項１の流体ダイ。
  3. マイクロ流体チャネルのアレイをさらに含み：
    アレイの各々のマイクロ流体チャネルは個々に、その中に配置された流体アクチュエータのアレイの個々の流体アクチュエータを個々の流体ポンプとして含み、そして各々の流体ポンプは個々に作動されることによって個々のマイクロ流体チャネルに流体の移動を生じさせる、請求項１または２の流体ダイ。
  4. ノズルのアレイをさらに含み：
    アレイの各々のノズルは個々に、流体アクチュエータのアレイの個々の第１流体アクチュエータを個々の流体吐出器として含み、そして各々の流体吐出器は個々に作動されることによってノズルのアレイの各々のノズルの個々を介して流体の液滴を吐出し；そして
    マイクロ流体チャネルのアレイをさらに含み：
    アレイの各々のマイクロ流体チャネルは個々に、その中に配置された流体アクチュエータのアレイの個々の第２流体アクチュエータを個々の流体ポンプとして含み、各々のマイクロ流体チャネルは個々に個々のノズルの少なくとも１つに流体接続され、そして各々の流体ポンプは個々に作動されることによって個々のマイクロ流体チャネルに流体の移動を生じさせ、個々のノズルの少なくとも１つに接続されている、請求項１の流体ダイ。
  5. 個々の作動イベントに応答してマスクレジスタに記憶されたマスクデータをシフトさせ、それによって別の作動イベントの組の個々の作動イベントについて作動のためイネーブルされる流体アクチュエータの別の部分組を示すマスク制御ロジックをさらに含む、請求項１から４のいずれかの流体ダイ。
  6. マスク制御ロジックはシフトカウントレジスタおよびシフト状態マシンを含み、シフト状態マシンはマスクレジスタに接続されており、そしてシフト状態マシンはマスクレジスタにシフトクロックを入力してマスクレジスタに記憶されたマスクデータをシフトさせる、請求項５の流体ダイ。
  7. マスクデータは第１マスクデータであり、そして第１マスクデータは第１プリミティブサイズに対応し、
    マスクレジスタは、別の作動イベントの組の別の作動イベントの個々について作動のためにイネーブルされる流体アクチュエータのアレイの流体アクチュエータの別の部分組を示す第２マスクデータを記憶し、そして第２マスクデータは第１プリミティブサイズと異なる第２プリミティブサイズに対応する、請求項１から６のいずれかの流体ダイ。
  8. マスクデータは第１マスクデータであり、そして第１マスクデータは第１流体液滴サイズに対応し、
    マスクレジスタは、別の作動イベントの組の別の作動イベントの個々について作動のためにイネーブルされる流体アクチュエータのアレイの流体アクチュエータの別の部分組を示す第２マスクデータを記憶し、そして第２マスクデータは第１流体液滴サイズと異なる第２流体液滴サイズに対応する、請求項１から６のいずれかの流体ダイ。
  9. マスクデータは第１マスクデータであり、そして第１流体吐出ダイはさらに：
    マスクレジスタに結合されたマスク制御ロジックを含み、マスク制御ロジックは作動イベントの組の完了に応答して第２マスクデータをマスクレジスタにロードする、請求項１から４のいずれかの流体ダイ。
  10. 作動データレジスタは各々の流体アクチュエータの個々について個別のビットを含み、そしてマスクレジスタは各々の流体アクチュエータの個々について個別のビットを含み、そして、
    個々の流体アクチュエータの部分組を電気的に作動させる作動ロジックは、作動データレジスタの個別のビットおよびマスクレジスタの個別のビットに少なくとも部分的に基づいて、個々の流体アクチュエータを電気的に作動させる作動ロジックを含む、請求項１から９のいずれかの流体ダイ。
  11. 流体ダイであって：
    流体アクチュエータのアレイと；
    アレイの各々の流体アクチュエータの個々について個別の作動ビットを含む作動データレジスタであって、個別の作動ビットは個々の流体アクチュエータを作動イベントの組について作動させるかどうかを示す、作動データレジスタと；
    マスクデータを記憶するマスクレジスタであって、マスクレジスタはアレイの各々の流体アクチュエータの個々について個別のマスクビットを含み、個別のマスクビットは作動イベントの組の個々の作動イベントについて個々の流体アクチュエータを作動のためにイネーブルするかどうかを示す、マスクレジスタと、マスクデータが流体アクチュエータを可変サイズのプリミティブにグループ化すること；そして
    作動データレジスタ、マスクレジスタ、および流体アクチュエータのアレイに結合された作動ロジックとを含み、作動ロジックは作動イベントの個々について各々の流体アクチュエータの個々のために個別の作動ビットおよび個別のマスクビットに少なくとも部分的に基づいて、アレイの流体アクチュエータを作動させる、流体アクチュエータのアレイ、作動データレジスタ、マスクレジスタ、および作動ロジックを含む流体ダイ。
  12. マスクデータは流体アクチュエータを第１のプリミティブサイズのプリミティブにグループ化する第１マスクデータであり、そして作動イベントの組は第１マスクデータに対応する作動イベントの第１組であり、流体ダイはさらに：
    マスク制御ロジックであって：
    作動イベントの第１組の各々の作動イベントの個々の動作に応答してマスクレジスタの第１マスクデータをシフトさせ、そして
    作動イベントの第１組の個々の作動イベントの動作に応答して作動イベントの第２組に対応する第２マスクデータをロードするマスク制御ロジックを含み、第２マスクデータは流体アクチュエータを第１プリミティブサイズと異なる第２プリミティブサイズのプリミティブにグループ化する、請求項１１の流体ダイ。
  13. 流体ダイのための方法であって：
    流体ダイの作動レジスタに記憶された作動データに少なくとも部分的に基づいて、そして流体ダイのマスクレジスタに記憶されたマスクデータに少なくとも部分的に基づいて、作動イベントの組の第１作動イベントについて流体アクチュエータのアレイの流体アクチュエータを作動させ、作動データは作動イベントの組について作動されるアレイの各々の流体アクチュエータの個々を示し、そしてマスクデータは流体アクチュエータを可変サイズのプリミティブにグループ化し第１作動イベントについて作動のためにイネーブルされるアレイの個々の流体アクチュエータの第１部分組を示し；そして
    第１作動イベントについての流体アクチュエータの作動に応答して、マスクレジスタのマスクデータをシフトし、作動イベントの組の第２作動イベントについて作動のためにイネーブルされるアレイの個々の流体アクチュエータの第２部分組を示すことを含み、流体ダイが流体アクチュエータのアレイ、作動データレジスタ、マスクレジスタ、および作動ロジックを含む、方法。
  14. 作動イベントの組は第１プリミティブサイズに対応する第１マスクデータに対応する作動イベントの第１組であり、方法がさらに：
    作動イベントの第１組のすべての作動イベントが動作されたことに応答して、第１プリミティブサイズと異なる第２プリミティブサイズに対応する第２マスクデータに対応する作動イベントの第２組の第１作動イベントのためにマスクレジスタをロードすることを含む、請求項１３の方法。
  15. 流体ダイはノズルのアレイを含み、そして流体アクチュエータのアレイの各々の流体アクチュエータは個々にノズルのアレイの個々のノズルに配置されている、請求項１３または１４の方法。
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