KR102261254B1 - 유체 다이 - Google Patents

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도널드 제이. 밀리건
에릭 티 마틴
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Abstract

유체 다이는 유체 액츄에이터 어드레스 라인을 지지하는 기판 및 유체 액츄에이터 어드레스 라인에 연결된 액츄에이터의 제 1 및 제 2 그룹을 포함할 수 있다. 유체 액츄에이터의 제 1 그룹은 상이한 동작 특성을 가지는 제 1 및 제 2 타입의 유체 액츄에이터를 포함할 수 있다. 유체 액츄에이터의 제 2 그룹은 제 1 및 제 2 타입의 유체 액츄에이터를 포함할 수 있다. 유체 액츄에이터의 제 1 및 제 2 그룹은, 제 1 그룹 내의 제 1 타입의 유체 액츄에이터 및 제 2 그룹 내의 제 2 타입의 유체 액츄에이터 양자 모두가 유체 액츄에이터 어드레스 라인 상의 단일 이네이블링 이벤트에 응답하여 이네이블되기 위한 어드레스를 가진다.

Description

유체 다이
유체 다이는 유체의 이동 및 분사를 제어할 수 있다. 이러한 유체 다이는 유체가 배수(displacement)될 수 있도록 작동될 수 있는 유체 액츄에이터를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 유체 다이는 프린트 헤드인데, 여기에서 유체는 잉크에 대응할 수 있다.
도 1은 예시적인 유체 다이의 일부의 개략도이다.
도 2는 다른 예시적인 유체 다이의 일부의 개략도이다.
도 3은 다른 예시적인 유체 다이의 일부의 개략도이다.
도 4는 예시적인 유체 다이를 가지는 예시적인 유체 분사 시스템의 일부의 개략도이다.
도 5는 도 4의 유체 분사 시스템의 예시적인 트리거링 로직의 개략도이다.
도 6은 유체 다이 상의 상이한 타입의 유체 액츄에이터를 이네이블하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 7은 다른 예시적인 유체 다이의 개략도이다.
도 8은 다른 예시적인 유체 다이의 개략도이고, 어드레스된 유체 분사기 및 유체 펌프를 이네이블하기 위한 예시적인 유체 액츄에이터 어드레스 라인을 예시한다.
도면 전체에서, 동일한 참조 번호는 유사하지만 반드시 동일한 것은 아닌 구성 요소를 지칭한다. 도면은 반드시 척도에 맞는 것은 아니고, 일부 부분의 크기는 도시된 예를 더 명확하게 설명하기 위하여 과장될 수 있다. 더욱이, 도면은 상세한 설명과 일관되는 예 및/또는 구현형태를 제공한다; 그러나, 상세한 설명은 도면에 제공된 예 및/또는 구현형태로 한정되지 않는다.
유체 다이의 예는 유체 액츄에이터를 포함할 수 있다. 유체 액츄에이터는 압전 멤브레인 기반 액츄에이터, 열 저항 기반 액츄에이터, 정전기 멤브레인 액츄에이터, 기계적/충격 구동식 멤브레인 액츄에이터, 자기변형(magneto-strictive) 구동 액츄에이터, 또는 전기적 작동에 응답하여 유체의 배수를 야기할 수 있는 것과 같은 다른 구성 요소를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 유체 다이는 복수 개의 유체 액츄에이터를 포함할 수 있고, 이들은 유체 액츄에이터의 어레이라고 불릴 수 있다. 더욱이, 본 명세서에서 사용될 때 작동 이벤트(actuation event)는 유체 배수를 야기하기 위한 유체 다이의 유체 액츄에이터의 동시적(concurrent) 작동을 가리킬 수 있다. 단일 작동 이벤트에 응답하여 발생함에도 불구하고, 본 명세서에서 사용될 때 유체 액츄에이터의 동시적 작동은, 유체 액츄에이터들이 동시에(simultaneously) 작동되지 않아서 피크 전압 수요를 감소시키도록, 동시적으로 작동되는 개별적인 액츄에이터들 각각에 그리고 이들 사이에 다소의 시간 지연을 포함할 수 있다.
예시적인 유체 다이에서, 유체 액츄에이터의 어레이는 유체 액츄에이터의 각각의 세트 내에 배치될 수 있는데, 여기에서 유체 액츄에이터의 각각의 이러한 세트는 "프리미티브(primitive)" 또는 "점화 프리미티브(firing primitive)"라고 불릴 수 있다. 프리미티브는 일반적으로, 고유한 작동 어드레스를 각각 가지는 유체 액츄에이터들의 그룹 또는 세트를 포함한다. 일부 예들에서, 유체 다이의 전기적 및 유체적 제약은, 각각의 프리미티브 중 어떤 유체 액츄에이터가 주어진 작동 이벤트에 대해서 동시적으로 작동될 수 있는지를 제한할 수 있다. 그러므로, 프리미티브는 주어진 작동 이벤트에 대하여 동시적으로 작동될 수 있는 유체 분사기 서브세트의 어드레싱 및 후속 작동을 가능하게 한다. 각각의 프리미티브에 대응하는 유체 분사기의 수는 프리미티브의 크기라고 불릴 수 있다.
예를 들어서 설명하자면, 유체 다이가 네 개의 프리미티브를 포함하고, 각각의 개별 프리미티브가 여덟 개의 개별 유체 액츄에이터(각각의 여덟 개의 유체 액츄에이터 그룹은 0 내지 7의 어드레스를 가짐)를 포함하고, 전기적 및 유체적 제약이 프리미티브 당 하나의 유체 액츄에이터로만 작동을 제한한다면, 총 네 개의 유체 액츄에이터(각각의 프리미티브로부터 하나씩)가 주어진 작동 이벤트에 대하여 동시적으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 제 1 작동 이벤트에 대하여, 어드레스 0을 가지는 각각의 프리미티브의 개별 유체 액츄에이터가 작동될 수 있다. 제 2 작동 이벤트에 대하여, 어드레스 1을 가지는 각각의 프리미티브의 개별 유체 액츄에이터가 작동될 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 이러한 예는 오직 예시를 위해서 제공된다. 본 명세서에서 고찰되는 유체 다이는 프리미티브 당 더 많거나 적은 유체 액츄에이터를 그리고 다이 당 더 많거나 적은 프리미티브를 포함할 수 있다.
예시적인 유체 다이에서, 유체 액츄에이터는 유체 액츄에이터 어드레스 라인을 따라 송신된 전기적 신호에 의해 야기된 단일 어드레스 이네이블링 이벤트에 의해서 동시적으로 이네이블될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 어드레스 이네이블링 이벤트란, 다른 이네이블링 신호를 수신하는 것에 응답하여 동일한 어드레스를 가지는 상이한 프리미티브의 유체 액츄에이터를 후속 작동에 대비시키기 위한, 이러한 유체 액츄에이터의 동시적 이네이블화(enablement)를 가리킬 수 있다. 예를 들어, 유체 액츄에이터의 작동은 유체 액츄에이터가 적어도 유체 액츄에이터 어드레스 라인에 걸쳐서 송신된 어드레스 이네이블링 신호를 수신하는 것 및 프리미티브 이네이블링 신호가 데이터 또는 프리미티브 선택 라인에 걸쳐서 수신되는 것에 응답하여 일어날 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 유체 액츄에이터 어드레스 라인은 와이어 또는 트레이스와 같은 단일 전도성 라인, 또는 어드레스 이네이블링 이벤트를 형성하도록 전기 신호들의 세트를 송신하기 위해 협동하는 전도성 라인의 세트를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 유체 액츄에이터는 노즐 내에 배치될 수 있고, 노즐은 유체 액츄에이터에 추가하여 유체 챔버 및 노즐 오리피스를 포함할 수 있다. 유체 액츄에이터는, 유체 챔버 내에서 유체가 배수되면 유체 방울(drop)이 노즐 오리피스(nozzle orifice)를 통해 분사되게 할 수 있도록 작동될 수 있다. 따라서, 노즐 내에 배치된 유체 액츄에이터는 유체 분사기라고 불릴 수 있다.
일부 예시적인 유체 다이는 미세유체 채널을 포함한다. 미세유체 채널은 에칭, 미세제조(예를 들어, 포토리소그래피), 미세공작(micromachining) 프로세스, 또는 이들의 임의의 조합을 유체 다이의 기판에 수행함으로써 형성될 수 있다. 일부 예시적인 기판은 실리콘 기반 기판, 유리 기반 기판, 갈륨 비소 기반 기판, 및/또는 미세제조된 디바이스 및 구조체를 위해 적합한 이러한 그 외의 타입의 기판을 포함할 수 있다. 따라서, 미세유체 채널, 챔버, 오리피스, 및/또는 이러한 그 외의 피쳐는 유체 다이의 기판 내의 가공된 표면에 의해서 규정될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에서 사용될 때 미세유체 채널은 작은 부피(예를 들어, 피코리터 스케일, 나노리터 스케일, 마이크로리터 스케일, 밀리리터 스케일 등)의 유체의 이송을 가능하게 하기 위한 충분히 작은 크기(예를 들어, 나노미터 크기 스케일, 마이크로미터 크기 스케일, 밀리미터 크기 스케일 등)의 채널에 대응할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 예시적인 유체 다이는 그 안에 유체 액츄에이터가 배치될 수 있는 미세유체 채널을 포함할 수 있다. 이러한 구현형태에서, 미세유체 채널 내에 배치된 유체 액츄에이터의 작동은 미세유체 채널 내에서의 유체 배수를 생성할 수 있다. 따라서, 미세유체 채널 내에 배치된 유체 액츄에이터는 유체 펌프라고 불릴 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 일부 예들에서, 유체 다이는 유체 액츄에이터 어드레스 라인을 지지하는 기판 및 유체 액츄에이터 어드레스 라인에 연결된 액츄에이터의 제 1 및 제 2 프리미티브 또는 세트를 포함할 수 있다. 유체 액츄에이터들의 제 1 프리미티브 또는 세트는 상이한 동작 특성을 가지는 제 1 및 제 2 타입의 유체 액츄에이터를 포함할 수 있다. 유체 액츄에이터들의 제 2 프리미티브 또는 세트는 제 1 및 제 2 타입의 유체 액츄에이터를 포함할 수 있다. 유체 액츄에이터의 제 1 및 제 2 세트는, 제 1 세트 내의 제 1 타입의 유체 액츄에이터 및 제 2 세트 내의 제 2 타입의 유체 액츄에이터 양자 모두가 유체 액츄에이터 어드레스 라인 상의 단일 이네이블링 이벤트에 응답하여 동시적으로 이네이블되기 위한 어드레스를 가진다.
본 명세서에서 설명되는 일부 예들에서, 제 1 세트 내의 제 1 타입의 유체 액츄에이터 및 제 2 세트 내의 제 2의 상이한 타입의 유체 액츄에이터는 제 1 세트의 어드레스를 각각 가지는 반면에, 제 1 세트 내의 제 2 타입의 유체 액츄에이터 및 제 2 세트 내의 제 1 타입의 유체 액츄에이터는 제 2 세트의 어드레스를 각각 가진다. 일부 예들에서, 제 1 세트의 어드레스는 짝수 어드레스인 반면에, 제 2 세트의 어드레스는 홀수 어드레스이다.
본 명세서에서 설명되는 일부 예들에서, 제 1 타입의 유체 액츄에이터는 제 1 작동 에너지 수요를 가지고, 제 2 타입의 유체 액츄에이터는 제 1 작동 에너지 수요와 상이한 제 2 작동 에너지 수요를 가진다. 일부 예들에서, 제 1 타입의 유체 액츄에이터는 유체를 대응하는 노즐을 통해 분사시키기 위한 것이고, 제 2 타입의 유체 액츄에이터는 유체를 점화 챔버로 순환시키기 위한 것이다. 일부 예들에서, 유체 액츄에이터의 제 1 및 제 2 세트 내에서 제 1 타입의 유체 액츄에이터는 제 2 타입의 유체 액츄에이터와 교번한다.
본 명세서에는, 단일 어드레스 이네이블링 이벤트가 유체 다이의 유체 액츄에이터 어드레스 라인 상에서 유체 액츄에이터의 제 1 세트 및 유체 액츄에이터의 제 2 세트 각각으로 송신되는 예시적인 방법이 개시된다. 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는 제 1 세트 및 제 2 세트 각각 내의 단일 유체 액츄에이터를 작동을 위해 이네이블하기 위한 것이다. 예시적인 방법은, 유체 액츄에이터의 제 1 세트 내의 제 1 타입의 유체 액츄에이터 중 제 1 유체 액츄에이터를 단일 어드레스 이네이블링 이벤트에 응답하여 이네이블하는 것 및 유체 액츄에이터의 제 2 세트 내의 제 2 타입의 유체 액츄에이터 중 제 2 유체 액츄에이터를 단일 어드레스 이네이블링 이벤트에 응답하여 이네이블하는 것을 포함할 수 있다. 제 2 타입의 유체 액츄에이터들은 제 1 타입의 유체 액츄에이터의 동작 특성과 상이한 동작 특성을 각각 가진다. 이러한 방법은 유체 액츄에이터 이네이블링 이벤트를 유체 액츄에이터의 제 1 세트 및 유체 액츄에이터의 제 2 세트에 송신하는 것을 더 포함할 수 있다. 제 1 유체 액츄에이터는 제 1 유체 액츄에이터가 단일 어드레스 이네이블링 이벤트에 의해 이네이블되는 것 및 제 1 유체 액츄에이터가 유체 액츄에이터 이네이블링 이벤트를 수신하는 것의 조합에 응답하여 작동될 수 있다. 제 2 유체 액츄에이터는 제 2 유체 액츄에이터가 단일 어드레스 이네이블링 이벤트에 의해 이네이블되는 것 및 제 2 유체 액츄에이터가 유체 액츄에이터 이네이블링 이벤트를 수신하는 것의 조합에 응답하여 작동될 수 있다.
도 1은 예시적인 유체 다이(20)의 일부를 예시하는 개략도이다. 유체 다이(20)는 기판(22), 유체 액츄에이터 어드레스 라인(24) 및 유체 액츄에이터(32A, 32B)(총괄하여 유체 액츄에이터(32)라고 불림) 및 유체 액츄에이터(34A, 34B)(총괄하여 유체 액츄에이터(34)라고 불림)를 포함한다. 유체 액츄에이터 어드레스 라인(24)은, 액츄에이터(32, 34)를 작동 이벤트 중의 가능한 후속 작동을 위해서 이네이블하기 위하여 전기 신호가 유체 액츄에이터들(32, 34) 각각과 연관된 로직에 거쳐서 송신되는 적어도 하나의 전도성 배선 또는 트레이스를 포함한다. 일 구현형태에서, 유체 액츄에이터 어드레스 라인(24)은 여러 전도성 와이어 또는 트레이스를 포함한다. 예를 들어, 유체 액츄에이터 어드레스 라인(24)은 적어도 세 개의 비트 또는 세 개의 개체 비트 라인을 포함할 수 있다.
유체 액츄에이터(32 및 34)는 전기적 작동에 응답하여 유체의 배수를 야기하는 디바이스 또는 소자를 포함한다. 유체 액츄에이터(32, 34)는 압전 멤브레인 기반 액츄에이터, 열저항 기반 액츄에이터, 정전기 멤브레인 액츄에이터, 기계적/충격 구동식 멤브레인 액츄에이터, 자기변형(magneto-strictive) 구동 액츄에이터, 또는 그 외의 이러한 구성 요소를 포함할 수 있다.
유체 액츄에이터(32)는 유체 액츄에이터(34)와 비교할 때 상이한 동작 특성을 가진다. 일 구현형태에서, 유체 액츄에이터(32)는 상이한 에너지 수요를 가지거나, 작동 중에 유체 액츄에이터(34)의 전압 레벨, 전류 또는 에너지와는 다른 상이한 전압 레벨, 전류 또는 에너지를 활용한다. 일 구현형태에서, 유체 액츄에이터(32)는 유체 분사기의 형태인 반면에 유체 액츄에이터(34)는 유체 펌프의 형태이다. 유체 분사기는 분사 챔버 내의 유체를 오리피스를 통해 배수하는 액츄에이터를 포함할 수 있다. 유체 펌프는 미세유체 채널 내의 유체를 배수하는 액츄에이터를 포함할 수 있다. 일 구현형태에서, 유체 액츄에이터(32 및 34) 양자 모두는 유체 분사기를 포함할 수 있지만, 그러한 경우 유체 액츄에이터(32 및 34)는 상이한 방울 무게 또는 다른 상이한 동작 특성을 가진다. 일 구현형태에서, 유체 액츄에이터(32 및 34) 양자 모두는 유체 펌프를 포함할 수 있지만, 그러한 경우 유체 액츄에이터(32 및 34)는 상이한 에너지 전압 수요를 가진다.
도 1에서 파선으로 표시된 바와 같이, 유체 액츄에이터(32A 및 34A)는 총괄하여 유체 액츄에이터의 제 1 세트(40A)를 형성하는 반면에, 유체 액츄에이터(32B 및 34B)는 총괄하여 유체 액츄에이터의 제 2 세트(40B)를 형성한다. 세트(40A 및 40B)(총괄하여 세트(40)라고 불림)는 기판(22) 상에서 서로 인접하고 연속적으로 연장된다. 세트들(40) 각각은 유체 액츄에이터(32)의 서브세트(42) 및 유체 액츄에이터(34)의 서브세트(44)를 포함한다. 비록 도 1 이 물리적으로 열로 배열된 이러한 액츄에이터(32, 34)를 도시하지만, 다른 구현형태들에서는 액츄에이터(32, 34)가 행, 어레이 또는 다른 물리적 배열일 수 있다.
세트(40)는 유체 다이(20)의 프리미티브(primitive)라고 불릴 수 있는 것을 형성하고, 각각의 세트는 어드레스의 동일한 세트를 가진다. 다르게 말하면, 세트(40A) 내의 각각의 유체 액츄에이터는 세트(40B) 내의 유체 액츄에이터의 어드레스와 동일한 어드레스를 가진다. 비록 세트(40) 각각이 어드레스의 동일한 세트를 가지지만, 세트(40A 및 40B)의 어드레스들은 상이한 타입의 유체 액츄에이터들 사이에서 반대로 할당된다. 도시된 예에서 , 세트들(40) 각각의 유체 액츄에이터는 어드레스 A1,1 내지 A1,n 및 어드레스 A2,1 내지 A2,n을 포함하는 어드레스의 세트를 가진다. 그러나, 세트(40A) 내에서 유체 액츄에이터(32A)는 어드레스 A1,1 내지 A1,n을 가지는 반면에, 세트(40B) 내에서 유체 액츄에이터(32B)는 어드레스 A2,1 내지 A2,n을 가진다. 이와 유사하게, 세트(40A) 내에서 유체 액츄에이터(34A)는 어드레스 A2,1 내지 A2,n을 가지는 반면에, 세트(40B) 내에서 유체 액츄에이터(34B)는 어드레스 A1,1 내지 A1,n을 가진다.
세트(40) 내의 어드레스들의 동일한 세트가 각각의 세트(40) 내의 상이한 타입의 유체 액츄에이터들(32, 34) 사이에서 반대로 할당되기 때문에, 어드레스 라인(24) 상의 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는 상이한 세트(40) 내의 상이한 타입의 유체 액츄에이터들을 동시적으로 이네이블한다. 예를 들어, 어드레스 A1,1을 이네이블하기 위하여 어드레스 라인(24)을 통해 어드레스 이네이블링 신호가 송신되게 하는 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는, 세트(40A)의 유체 액츄에이터(32A)(제 1 타입(T1))가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하는 것과 동시에, 유체 액츄에이터(34B)(제 2 타입(T2))가 동일한 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 할 수 있다. 다른 예를 들자면, 어드레스 A2,1을 이네이블하기 위하여 어드레스 라인(24)을 통해 어드레스 이네이블링 신호가 송신되게 하는 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는, 세트(40A)의 유체 액츄에이터(34A)(제 2 타입(T2))가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하는 것과 동시에, 유체 액츄에이터(32B)(제 1 타입(T1))가 동일한 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 할 수 있다.
유체 다이(20)의 예시적인 어드레싱 스킴은 유체 액츄에이터(32, 34)의 작동 순서가 더 유연하게 되도록 할 수 있다. 유체 액츄에이터(32, 34)가 상이한 에너지 수요를 가지는 예들에서, 유체 다이(20)의 예시적인 어드레싱 스킴은 피크 전류가 감소되게 할 수 있다. 예를 들어, 유체 액츄에이터(32)가 더 높은 에너지 수요를 가질 수 있는 유체 분사기를 포함하고 유체 액츄에이터(34)가 더 낮은 에너지 수요 또는 피크 전류를 가질 수 있는 유체 펌프를 포함하는 일 구현형태에서, 유체 분사기의 개수는 각각의 세트(40) 내의 어드레스들의 총 수에 걸쳐서 확산되어, 결과적으로 유체 분사기의 총 수의 전부가 아니라 절반이 후속 작동 이벤트 중에 작동할 수 있도록 이네이블되게 한다. 다르게 말하면, 유체 분사기의 제 1 절반은 제 1 작동 이벤트 중에 작동될 수 있도록 이네이블될 수 있는 반면에, 유체 액츄에이터의 제 2 절반은 제 2 작동 이벤트 중에 작동될 수 있도록 이네이블될 수 있다.
비록 유체 액츄에이터들(32 및 34)이 세트들(40) 각각 내에 클러스터링되거나 그루핑되는 유체 액츄에이터를 포함하고 있는 것으로 각각의 개략적으로 예시되지만, 각각의 세트(40) 내에서 상이한 유체 액츄에이터들(32, 34)이 서로 사이에 산재될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 일 구현형태에서, 유체 액츄에이터(32 및 34)는 각각의 세트(40) 내에서 서로 교번할 수 있다. 유체 액츄에이터(32)는 짝수 어드레스를 가질 수 있는 반면에 유체 액츄에이터(34)는 홀수 어드레스를 가질 수 있고, 또는 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 다이(20) 상의 위치 또는 상대 위치와 무관하게, 주어진 어드레스를 가진, 세트(40A) 내의 제 1 타입의 각각의 유체 액츄에이터는 동일한 주어진 어드레스를 가진, 세트(40B) 내의 제 2 타입의 대응하는 유체 액츄에이터를 가진다.
도 2는 유체 다이(120)의 일부의 개략도이다. 유체 다이(120)는, 유체 다이(120)가 유체 액츄에이터(32, 34)의 적어도 네 개의 연속 프리미티브 또는 세트(40)를 포함하는 것으로 예시된다는 것을 제외하고는 유체 다이(20)와 유사하다. 유체 다이(20)의 컴포넌트에 대응하는 유체 다이(120)의 컴포넌트들은 유사하게 넘버링된다. 비록 도 2가 이러한 액츄에이터(32, 34)가 물리적으로 열로 배열되는 것을 예시하지만, 다른 구현형태들에서 액츄에이터(32, 34)는 행, 어레이 또는 다른 물리적 배열일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유체 다이(120)는 유체 액츄에이터(32C, 34C, 32D, 34D) 각각의 세트(40C 및 40D)를 더 포함한다. 유체 액츄에이터(32C, 32D)는 각각 유체 액츄에이터(32A 및 32B)와 유사할 수 있다. 이와 유사하게, 유체 액츄에이터(34C, 34D)는 각각 유체 액츄에이터(34A 및 34B)에 유사할 수 있다. 유체 다이(120)에 대해서 살펴보면, 유체 액츄에이터(32A-32C) 및 유체 액츄에이터(34A-34D)는 총괄하여 유체 액츄에이터(32) 및 유체 액츄에이터(34)라고 각각 불린다. 유체 액츄에이터(32 및 34)는 모두, 후속 작동 이벤트 중에 후속 작동이 가능하도록 선택된 어드레스 라인(24)을 이네이블하기 위하여 어드레스 이네이블링 이벤트의 일부로서 어드레스 이네이블링 신호를 송신하는 액츄에이터 어드레스 라인(24)에 연결된다.
유체 다이(20)의 경우와 유사하게, 세트들(40) 각각 내의 어드레스들의 동일한 세트가 각각의 세트(40) 내의 상이한 타입의 유체 액츄에이터들(32, 34) 사이에서 반대로 할당되기 때문에, 어드레스 라인(24) 상의 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는 상이한 세트(40) 내의 상이한 타입의 유체 액츄에이터들을 동시적으로 이네이블한다. 예를 들어, 어드레스 A1,1을 이네이블하기 위하여 어드레스 라인(24)을 통해 어드레스 이네이블링 신호가 송신되게 하는 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는, 세트(40A)의 유체 액츄에이터(32A)(제 1 타입(T1))가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하고, 유체 액츄에이터(34B)(제 2 타입(T2))가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하며, 세트(40C)의 유체 액츄에이터(32C)(제 1 타입(T1))가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하고, 유체 액츄에이터(34D)(제 2 타입(T2))가 동일한 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 할 수 있다. 다른 예로서, 어드레스 A2,1을 이네이블하기 위하여 어드레스 라인(24)을 통해 어드레스 이네이블링 신호가 송신되게 하는 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는, 세트(40A)의 유체 액츄에이터(34A)(제 2 타입(T2))가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하고, 유체 액츄에이터(32B)(제 1 타입(T1))가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하며, 세트(40C)의 유체 액츄에이터(34C)(제 2 타입(T2))가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하고, 유체 액츄에이터(32D)(제 1 타입(T1))가 동일한 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 할 수 있다.
도 3은 예시적인 정렬 시스템(220)의 일부를 나타내는 개략도이다. 유체 다이(220)는, 유체 다이(220)가 어드레스 라인(24)을 따라서 서로 교번하는 유체 분사기 및 유체 펌프의 상이한 타입의 유체 액츄에이터를 가지고 있는 것으로 구체적으로 예시된다는 점을 제외하고 유체 다이(20 및 120)와 유사하다. 일 구현형태에서, 유체 분사기는 유체 펌프와 비교할 때 상이한 에너지 전압 수요를 가진다. 유체 다이(20 및 120)의 컴포넌트에 대응하는 유체 다이(220)의 컴포넌트들은 유사하게 넘버링된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 유체 다이(220)는 유체 분사기(232A, 232B)(총괄하여 유체 분사기(232)라고 불림)의 형태인 유체 액츄에이터 및 유체 펌프(234A, 234B)(총괄하여 유체 펌프(234)라고 불림)의 형태인 유체 액츄에이터를 포함한다. 각각의 유체 분사기(232)는 더 큰 노즐(250)의 일부이고, 여기에서 각각의 노즐(250)은 연관된 유체 분사기(232)에 의해 야기된 배수를 통해 유체가 통과하여 분사되는 오리피스를 가진다. 도시된 예에서, 유체 분사기(232)/노즐(250) 및 유체 펌프(234)는 어드레스 라인(24)을 따라 교번하고, 유체 분사기(232) 및 유체 펌프(234)는 쌍을 이루며, 유체 펌프(234)는 쌍을 이루거나 연관된 유체 분사기(232)/노즐(250) 안팎으로 유체를 순환시킨다. 다른 구현형태들에서, 산재된 노즐(250) 및 유체 펌프(234)는 다른 배열 또는 패턴을 가질 수 있다.
파선으로 표시된 바와 같이, 유체 분사기(232) 및 유체 펌프(234)는 유체 액츄에이터의 두 개의 세트(240A 및 240B)(총괄하여 세트(240)라고 불림)를 형성한다. 세트들(240) 각각은 유체 분사기(232)의 서브세트(242) 및 유체 펌프(234)의 서브세트(244)를 포함한다. 세트(240)는 유체 다이(220)의 프리미티브라고 불릴 수 있는 것을 형성하고, 각각의 세트는 어드레스의 동일한 세트를 가진다. 다르게 말하면, 세트(240A) 내의 각각의 유체 액츄에이터는 세트(240B) 내의 유체 액츄에이터의 어드레스와 동일한 어드레스를 가진다. 비록 세트(240) 각각이 어드레스의 동일한 세트를 가지지만, 세트(240A 및 240B)의 어드레스들은 상이한 타입 유체 액츄에이터들 사이에서 반대로 할당된다. 도시된 예에서, 세트들(40) 각각의 유체 액츄에이터는 어드레스 A1 내지 An을 포함하는 어드레스들의 세트를 가진다. 도시된 예에서, 세트(240A)의 유체 분사기(232A)는 짝수 어드레스(예를 들어, 0, 2, 4 …n-1)를 가지는 반면에, 세트(240A)의 유체 펌프(234)는 홀수 어드레스(예를 들어, 1,3,5 …n)를 가진다. 반대로, 세트(240B)의 유체 분사기(232B)는 홀수 어드레스(예를 들어, 1, 3,5 …n)를 가지는 반면에, 유체 펌프(234B)는 짝수 어드레스(예를 들어, 0, 2, 4 …n-1)를 가진다.
세트(240) 내의 어드레스들의 동일한 세트가 각각의 세트(240) 내의 유체 분사기(232) 및 유체 펌프(234) 사이에서 반대로 할당되기 때문에, 어드레스 라인(24) 상의 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는 상이한 세트(240) 내의 상이한 타입의 유체 액츄에이터들을 동시적으로 이네이블한다. 예를 들어, 어드레스 A3을 이네이블하기 위하여 어드레스 라인(24)을 통해 어드레스 이네이블링 신호가 송신되게 하는 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는, 세트(240A) 중 어드레스 A3에 있는 유체 분사기(232A)가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하는 것과 동시에, 세트(240B) 중 어드레스 A3에 있는 유체 펌프(234B)도 동일한 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 할 수 있다. 다른 예로서, 예를 들어, 어드레스 A4를 이네이블하기 위하여 어드레스 라인(24)을 통해 어드레스 이네이블링 신호가 송신되게 하는 단일 어드레스 이네이블링 이벤트는, 세트(40A) 중 어드레스 A4에 있는 유체 펌프(234A)가 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 하는 것과 동시에, 세트(240B) 중 어드레스 A4에 있는 분사기(232B)도 동일한 후속 작동 이벤트를 위하여 이네이블되게 할 수 있다.
유체 다이(220)의 예시적인 어드레싱 스킴은 유체 분사기(232) 및 유체 펌프(234)의 작동 순서가 더 유연하게 되도록 할 수 있다. 유체 분사기(232) 및 유체 펌프(234)가 상이한 에너지 수요를 가지는 예들에서, 유체 다이(220)의 예시적인 어드레싱 스킴은 피크 전류가 감소되게 할 수 있다. 예를 들어, 유체 분사기(232)가 더 높은 에너지 수요를 가지고 유체 펌프(34)가 더 낮은 에너지 수요 또는 피크 전류를 가지는 일 구현형태에서, 유체 분사기의 개수는 세트들(240) 각각 내의 어드레스들의 총 수에 걸쳐서 확산되어, 결과적으로 유체 분사기의 총 수의 전부가 아니라 절반이 후속 작동 이벤트 중에 작동할 수 있도록 이네이블되게 한다. 다르게 말하면, 유체 분사기의 제 1 절반은 제 1 작동 이벤트 중에 작동될 수 있도록 이네이블될 수 있는 반면에, 유체 액츄에이터의 제 2 절반은 제 2 작동 이벤트 중에 작동될 수 있도록 이네이블될 수 있다.
도 4 및 도 5 유체 분사 제어기(310) 및 유체 다이(220)에 대해서 전술된 바와 동일한 어드레스 스킴을 가지는 유체 다이(320)를 포함하는 예시적인 유체 분사 시스템(300)의 일부를 개략적으로 예시한다. 유체 다이(220)의 경우와 같이, 유체 다이(320)는 유체 액츄에이터 어드레스 라인(24)에 연결된 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)의 형태인 유체 액츄에이터의 어레이를 포함한다. 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)는 어드레스 라인(24)을 따라서 쌍을 이루고, 유체 펌프(334) 각각은 유체를 연관된 유체 분사기(332) 안팎으로 순환시킨다. 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)는 유체 분사기/유체 펌프의 프리미티브 또는 세트(340A, 340B) 내에 배치된다. 비록 예시의 용이성을 위하여 도 4가 세트(340A, 340B) 각각에 대해서 유체 분사기(332) 및 연관된 펌프(334)의 단일 쌍을 도시하지만, 세트(340A, 340B)는 어드레스 라인(24)을 따라서 유체 분사기(332)/유체 펌프(334) 쌍의 어레이를 각각 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 4에 의해서 더 자세히 도시되는 것처럼, 각각의 유체 분사기(332)는 오리피스(354)를 포함하며 그 안에 유체 분사기(332)가 위치되는 분사 챔버(352)를 가지는 노즐(350)의 부품이다. 각각의 분사 챔버(352)는 유체 입력(358) 및 미세유체 채널(360)에 의해서 유체 서플라이(356)에 유체 연결된다(fluidly connected). 도시된 예에서, 각각의 유체 입력(358) 및 미세유체 채널(360)은, 유체가 분사 챔버(350)로 들어가서 분사 챔버(352)를 통과하여 분사 챔버(352) 밖으로 나와 다시 유체 서플라이(356)로 순환하게 한다. 도시된 예에서, 이러한 순환은 미세유체 채널(360) 내의 유체 펌프(334)에 의해 가능해진다.
일 구현형태에서, 유체 서플라이(356)는 유체를 다이(320)의 세트들(340) 각각 내의 유체 분사기(332) 각각에 공급하는 기다란 슬롯을 포함한다. 다른 구현형태에서, 유체 서플라이(356)는 잉크 공급 홀의 어레이를 포함할 수 있다. 일 구현형태에서, 유체 서플라이(356)는 유체 서플라이(356)의 반대측에 위치된 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)의 프리미티브 또는 세트(340)에 유체를 더욱 공급한다. 일부 구현형태들에서, 유체 다이(320)는 유체 다이(120) 상에 도시된 배열과 유사한 다수의 프리미티브 또는 세트를 포함할 수 있다.
도시된 예에서, 각각의 유체 분사기(332) 및 각각의 유체 펌프(334)는, 유체 분사기(332)의 형태 또는 유체 펌프(334)의 형태인 유체 액츄에이터의 점화(firing) 또는 작동을 제어하는 트리거링 로직(L)(370)을 포함한다. 도 5는 유체 다이(320) 상에 있으며 유체 분사기(332) 또는 유체 펌프(334)의 형태인 유체 액츄에이터와 연관된 트리거링 로직(370)의 일 예를 개략적으로 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 트리거링 로직(370)은 트랜지스터(372) 및 논리 소자(logic element; LE)(374)를 포함한다. 트랜지스터(372)는 논리 소자(374)로부터 수신된 신호에 응답하여 유체 분사기(332) 또는 유체 펌프(334)에 전압 Vpp를 선택적으로 송신하는 스위치이다.
논리 소자(374)는, 프리미티브 이네이블링 라인 또는 어드레스 라인(378) 및 어드레스 라인(24) 양자 모두가 액티브인 것에 응답하여 트랜지스터(372)에 활성화 또는 점화(fire) 신호를 통과시키는 전자 회로 및 컴포넌트를 포함한다. 일 구현형태에서, 논리 소자(374)는, 어드레스 라인(24)으로부터 어드레스 신호를 수신하고 데이터, 프리미티브 선택 또는 프리미티브 이네이블링 라인(378)으로부터 프리미티브 이네이블링 데이터 신호를 수신하는 것에 응답하여, 점화 펄스 라인(376)으로부터 수신된 제어 신호 또는 점화 펄스 신호를 트랜지스터(372)의 게이트로 송신하는 게이트 또는 다른 AND 논리 회로(개략적으로 도시됨)를 포함한다. 예시의 용이성을 위하여 도 4에는 도시되지 않지만, 점화 펄스 라인(376) 및 프리미티브 이네이블링 라인(378)도 유체 다이(320)의 기판(22) 상에 존재한다. 다른 구현형태들에서, 논리 소자(374)는 다른 형태의 전기 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 구현형태들에서, 프리미티브 이네이블링 데이터 신호 및 점화 펄스 신호는 업스트림에서 결합될 수 있고(프리미티브 레벨에서와 같이) 또는 반전될 수 있다.
일부 구현형태들에서, 상이한 타입의 유체 액츄에이터, 예컨대 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)는 상이한 특성을 가지는 점화 펄스, 예컨대 상이한 주파수, 진폭 및/또는 지속기간을 가지는 점화 펄스를 송신하는 별도이거나 전용인 점화 펄스 라인(376)을 가질 수 있다. 예를 들어, 유체 분사기(332) 각각은 제 1 점화 펄스 라인(376)에 연결될 수 있는 반면에, 유체 펌프(334) 각각은 별개이고 상이한 점화 펄스 라인(376)에 연결될 수 있다.
프리미티브 이네이블링 라인(378)은, 유체 분사기(332), 유체 펌프(334)가 속하는 특정한 프리미티브 또는 세트(340)가 점화를 위해 이네이블되어야 할 때의 데이터 신호를 수신한다. 도시된 예에서, 어드레스 라인(24) 상의 어드레스 이네이블링 신호 및 프리미티브 이네이블링 라인(378) 상의 프리미티브 이네이블링 신호 또는 데이터 신호의 조합을 수신하는 것에 응답하여, 유체 분사기(332), 유체 액츄에이터(334)는 라인(376) 상에서 수신된 점화 펄스에 따라서 작동된다.
유체 분사 제어기(310)는 정보의 패킷을 유체 다이(320)에 송신하는데, 다이(320) 상의 로직이, 특정 작동 이벤트에 대해서 어떤 어드레스가 이네이블되어야 하는지 및 어드레스 이네이블링 신호 및 프리미티브 이네이블링 신호 양자 모두를 수신하는 상이한 세트(340)의 그러한 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)가 라인(376) 상에서 수신된 점화 펄스 신호에 따라서 작동되도록, 어떤 프린터 또는 세트(340)가 또한 이네이블되어야 하는지에 대한 명령을 파싱한다(parse out). 도 6은 상이한 동작 특성을 가지고 유체 다이 상의 상이한 프리미티브 또는 세트에 배치된 유체 액츄에이터를 작동시키기 위한 예시적인 방법(400)의 흐름도이다. 비록 방법(400)이, 유체 분사기 및 유체 펌프의 형태인 상이한 유체 액츄에이터를 가지는 예시적인 유체 분사 시스템(300)에 의해서 수행되는 것으로 기술되지만, 방법(400)은 상이한 동작 특성을 가지는 상이한 유체 액츄에이터의 임의의 세트로도 수행될 수 있다. 예를 들어, 방법(400)은, 각각의 세트가 상이한 방울 무게 또는 다른 상이한 동작 특성을 가지는 상이한 타입의 유체 분사기와 같은 적어도 두 개의 타입의 유체 분사기를 가지는, 상이한 유체 분사기의 세트로도 유사하게 수행될 수 있다. 방법(400)은, 각각의 세트가 상이한 에너지 수요를 가지는 유체 펌프의 적어도 두 개의 타입을 가지는, 상이한 유체 펌프의 세트로도 유사하게 수행될 수 있다.
블록 404로 표시되는 바와 같이, 어드레스 라인(24)은 어드레스 이네이블링 신호를 유체 액츄에이터(332, 334)의 제 1 세트(340A) 및 제 2 세트(340B) 각각에 송신한다. 어드레스 이네이블링 신호는 다이(20)의 유체 액츄에이터 라인 상의 단일 어드레스(24)를 이네이블한다.
블록 406으로 표시되는 바와 같이, 블록 404에서 송신된 어드레스 이네이블링 신호에 응답하여, 유체 액츄에이터의 제 1 세트(340A) 내의 제 1 타입의 유체 액츄에이터 중에 있으며 어드레스 이네이블링 신호에 의해 이네이블되는 어드레스를 가지는 제 1 액츄에이터는 후속 작동 이벤트 중에 작동되도록 이네이블된다. 도 5를 참조하면, 어드레스 이네이블링 신호는 제 1 유체 액츄에이터의 논리 소자(374)에 의해 수신된다.
블록 408에 의해 표시되는 바와 같이, 블록 404에서 송신된 어드레스 이네이블링 신호에 응답하여, 유체 액츄에이터의 제 2 세트(340B) 내의 제 2 타입의 유체 액츄에이터 중에 있으며 어드레스 이네이블링 신호에 의해 이네이블되는 어드레스를 가지는 제 2 액츄에이터는 후속 작동 이벤트 중에 작동되도록 이네이블된다. 도 5를 참조하면, 어드레스 이네이블링 신호는 제 2 유체 액츄에이터의 논리 소자(374)에 의해 수신된다. 제 1 유체 액츄에이터 및 제 2 유체 액츄에이터는 상이한 타입의 유체 액츄에이터이다. 예시적인 유체 다이(320)의 경우, 제 1 액츄에이터는 유체 분사기(332)의 형태일 수 있는 반면에, 제 2 액츄에이터는 유체 펌프(334)의 형태일 수 있고, 또는 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
블록 410에 의해 표시되는 바와 같이, 프리미티브 이네이블링 신호(가끔 데이터 신호라고도 불림)는 유체 액츄에이터의 제 1 세트(340A) 및 유체 액츄에이터의 제 2 세트(340B)의 각각의 유체 액츄에이터, 각각의 유체 분사기(332) 및 각각의 유체 펌프(334)에 송신된다. 도 5를 참조하면, 프리미티브 이네이블링 신호는, 유체 액츄에이터의 제 1 세트(340A) 및 유체 액츄에이터의 제 2 세트(340B)의 각각의 유체 분사기(332) 및 각각의 유체 펌프(334)의 라인(378)을 거쳐 논리 소자(374)에 의해 수신된다. 블록(406 및 408)이 블록(410) 이전에 일어나는 것으로 예시되지만, 블록(406, 408 및 410)이 임의의 순서로 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
블록 412에 의해 표시되는 바와 같이, 점화 펄스 신호는 유체 액츄에이터의 제 1 세트 및 유체 액츄에이터의 제 2 세트로 송신된다. 점화 펄스 신호는 작동 시에 유체 액츄에이터에 송신되는 각각의 논리 펄스의 타이밍, 주파수 및 지속기간을 제어한다. 위에서 표시된 바와 같이, 일부 구현형태들에서, 점화 펄스 신호는 프리미티브 이네이블 및 어드레스 신호와 독립적으로 송신될 수 있다. 다른 구현형태들에서, 점화 펄스 신호는 프리미티브 이네이블링/데이터 신호와 업스트림에서 결합될 수 있다.
블록 414에 의해 표시되는 바와 같이, 제 1 유체 액츄에이터가 어드레스 라인(24) 상의 어드레스 이네이블링 신호 및 프리미티브 이네이블링 라인(378) 상의 프리미티브 이네이블링 신호의 조합을 수신하는 것에 응답하여, 유체 액츄에이터의 제 1 세트(340A) 내의 제 1 타입의 제 1 액츄에이터는 연관된 점화 펄스 라인(376)에서 수신된 점화 펄스에 따라서 작동된다. 블록 416에 의해 표시되는 바와 같이, 제 1 유체 액츄에이터가 어드레스 라인(24) 상의 어드레스 이네이블링 신호 및 프리미티브 이네이블링 라인(378) 상의 프리미티브 이네이블링 신호의 조합을 수신하는 것에 응답하여, 유체 액츄에이터의 제 2 세트(340B) 내의 제 2 타입의 제 2 액츄에이터는 연관된 점화 펄스 라인(376)에서 수신되는 점화 펄스에 따라서 작동된다. 일부 실례들에서, 제 1 액츄에이터는 프리미티브 이네이블링 라인(378) 상에서 프리미티브 이네이블링 신호를 수신하지 않는 동안에 어드레스 라인(24) 상에서 어드레스 이네이블링 신호를 수신할 수 있고, 결과적으로 제 1 액츄에이터가 작동되거나 점화되지 않게 된다. 이와 유사하게, 일부 실례들에서, 제 1 액츄에이터는 어드레스 라인(24) 상에서 어드레스 이네이블링 신호를 수신하지 않는 동안에 프리미티브 이네이블링 라인(378) 상에서 프리미티브 이네이블링 신호를 수신할 수 있고, 결과적으로 제 1 액츄에이터가 점화되지 않는다. 동일한 논리가 제 2 액츄에이터에 대해서도 적용된다.
도 7은 다른 예시적인 유체 다이(520)의 개략도이다. 미세유체 다이(520)는, 미세유체 다이(520)가 유체 펌프 및 유체 분사기가 교번하고 슬롯(556) 양측에 있으며 프리미티브 또는 세트(540(1-391)) 내에 배치된 3136 개의 유체 액츄에이터에 유체를 공급하는 유체 슬롯(556)의 형태인 유체 서플라이를 포함하는 것으로 도시되는 것을 제외하면 미세유체 다이(320)와 유사한데, 각각의 세트는 여덟 개의 유체 액츄에이터, 네 개의 유체 분사기 및 네 개의 유체 펌프를 포함한다. 도 7에서 개략적으로 도시되는 바와 같이, 분사기는 노즐 오리피스(354)와 연관되는 반면에, 펌프는 미세유체 채널(360) 내에 포함되고 연관된다.
도 7은 유체 다이(20, 120 및 320)에 대해서 전술된 어드레스 스킴을 더 큰 규모로 사용하는 것을 예시한다. 도 7에서 그리고 슬롯(556)의 일측에 있는 인접하거나 연속인 프리미티브들의 각각의 쌍에 의해 표시되는 바와 같이, 세트들 내의 어드레스의 세트는 분사기(332) 및 펌프(334)에 반대로 할당되는 프리미티브(540)이다. 예를 들어, 프리미티브 2에서, 분사기는 짝수 어드레스(0,2,4,6)를 가지는 반면에, 펌프는 홀수 어드레스(1,3,5,7)를 가진다. 반대로, 인접하거나 연속인 프리미티브 4에서, 분사기는 홀수 어드레스(1,3,5,7)를 가지는 반면에 펌프는 짝수 어드레스(0,2,4,61,3,5,7)를 가지고, 동일한 스키마가 프리미티브 1, 3, 프리미티브 390, 392, 프리미티브 389, 391 등에 적용된다.
전술된 유체 다이(220)와 같이, 유체 다이(520)의 예시적인 어드레싱 스킴은 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)의 작동 순서가 더 유연하게 되도록 할 수 있다. 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)가 상이한 에너지 수요를 가지는 예들에서, 유체 다이(520)의 예시적인 어드레싱 스킴은 피크 전류가 감소되게 할 수 있다. 예를 들어, 유체 분사기(332)가 더 높은 에너지 수요를 가지고 유체 펌프(334)가 더 낮은 에너지 수요 또는 피크 전류를 가지는 일 구현형태에서, 유체 분사기의 개수는 세트들(540) 각각 내의 어드레스들의 총 수에 걸쳐서 확산되어, 결과적으로 유체 분사기의 총 수의 전부가 아니라 절반이 후속 작동 이벤트 중에 작동할 수 있도록 이네이블되게 한다. 다르게 말하면, 유체 분사기의 제 1 절반은 제 1 작동 이벤트 중에 작동될 수 있도록 이네이블될 수 있는 반면에, 유체 액츄에이터의 제 2 절반은 제 2 작동 이벤트 중에 작동될 수 있도록 이네이블될 수 있다.
도 8은 데이터 패드(621), 데이터 파서(622) 및 어드레스 라인(624)을 가지는 다른 예시적인 유체 다이(620)의 일부의 개략도이다. 유체 다이(620)는, 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)의 형태인 상이한 유체 분사기의 프리미티브 또는 세트(340)와 같이 도 4 및 도 5에서 예시되고 전술된 컴포넌트 및 유체 입력(358), 미세유체 채널(360) 및 분사 챔버(352) 및 오리피스(354)와 같은 노즐(350)의 컴포넌트 각각을 더 포함한다. 도시된 예에서, 각각의 세트(340)는 여덟 개의 유체 액츄에이터, 네 개의 유체 분사기(332) 및 네 개의 유체 펌프(334)를 포함한다. 이해될 수 있는 것처럼, 다른 구현형태들에서는, 예컨대 프리미티브 또는 세트가 더 많거나 적은 수의 이러한 유체 액츄에이터를 포함할 수 있다. 각각의 유체 분사기(332), 유체 펌프(334)는 도시되고 전술된 바와 같은 트리거링 로직(370)을 포함할 수 있지만, 유체 액츄에이터 어드레스 라인(24)은 도 8에 도시된 바와 같이 유체 액츄에이터 어드레스 라인(624)으로 교체된다.
데이터 패드(621)는 데이터 패킷이 유체 분사 제어기(310)(도 5에 도시됨)로부터 수신되는 통로인 전기적 연결을 포함하고, 데이터 파서(622)는 데이터 패킷을 파싱하여 특정 작동 이벤트에 대하여 이네이블되도록 지정된 유체 액츄에이터 어드레스를 식별하는 전자회로 또는 로직을 포함한다. 데이터 파서(622)는 지정된 유체 액츄에이터 어드레스에 기초하여 어드레스 라인(624)을 따라 신호를 송신할 수 있다.
도 8은 유체 액츄에이터 어드레스 라인(624) 및 이것이 세트(340A 및 340B)의 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)에 연결되는 것을 예시한다. 유체 액츄에이터 어드레스 라인(624)은 어드레스 비트 라인(680), 상보적 어드레스 비트 라인(682) 및 어드레스 디코딩 논리 소자(682)를 포함한다. 어드레스 비트 라인(680)은, 세 개의 비트(Addr(0), Addr(1) 및 Addr(2))를 나타내고 각각의 어드레스 디코딩 논리 소자(682)에 연결된 유체 액츄에이터(332, 334)의 이진 어드레스에 기초하여 각각의 어드레스 디코딩 논리 소자(682)에 연결되거나 연결되지 않는, 기판(22) 상의 전도성 배선 또는 트레이스를 포함한다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 세트(340A) 중 어드레스 "0"을 가지는 최상위 유체 분사기(332)는, Addr(2)에 연결되지 않고(비트 값 0), Addr(1)에 연결되지 않으며(비트 값 0) Addr(0)에 연결되지 않아서(비트 값 0), 이진 값 000 또는 0을 형성하는 연관된 논리 소자(682)를 가진다. 이와 유사하게, 세트(340A) 중 어드레스 "1"을 가지는 최상위 유체 펌프(334)는, Addr(2)에 연결되지 않고(비트 값 0), Addr(1)에 연결되지 않으며(비트 값 0) Addr(0)에 연결되어(비트 값 1), 이진 값 001 또는 1을 형성하는 연관된 논리 소자(682)를 가진다. 형태의 유체 분사기의 형태이고 어드레스 "2"를 가지는 다음 액츄에이터는, Addr(2)에 연결되지 않고(비트 값 0), Addr(1)에 연결되며(비트 값 1) Addr(0)에 연결되지 않아서(비트 값 0), 이진 어드레스 값 010 또는 2를 형성하는 연관된 논리 소자(682)를 가진다. 이러한 이진 접속 스킴이 세트(340A)의 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)의 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)의 잔여 어드레스 3-7에 대해서 계속된다.
세트(340A)에 대해서 전술된 것과 같은 이진 연결이 세트(340B)(및 유체 다이(620)의 임의의 다른 프리미티브 또는 세트)에 적용된다. 그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 세트(340B) 내의 어드레스 0-7의 세트는 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)에 반대로 할당된다. 유체 분사기(332)에 짝수 어드레스가 할당되고 유체 펌프(334)에 홀수 어드레스가 할당되는 대신에, 유체 펌프에는 짝수 어드레스가 할당되는 반면에 유체 분사기에는 홀수 어드레스가 할당된다. 세트(340A)와 같이, 유체 액츄에이터 어드레스 라인(624)의 어드레스 비트 라인(680)은 유체 분사기(332) 또는 유체 펌프(334)의 어드레스에 기초하여 각각의 유체 분사기(332) 또는 유체 펌프(334)의 논리 소자(682)에 연결된다. 예를 들어, 어드레스 "7"을 가지는 유체 분사기(332)는 Addr(2)에 연결되고(비트 값 1), Addr(1)에 연결되며(비트 값 1), Addr(0)에 연결되어(비트 값 1), 이진 어드레스 값 111 또는 7을 형성하는 어드레스 디코딩 논리 소자(682)를 가진다.
상보적 어드레스 비트 라인(682)이 어드레스 비트 라인(680)과 협력하여 신호를 송신함으로써, 개별적인 유체 분사기(332) 또는 유체 펌프(334)가 라인(624)에 의해 어드레싱되는 것에 응답하여 개별적인 어드레스 디코딩 논리 소자(682)가 자신의 각각의 유체 분사기(332) 또는 유체 펌프(334)에 어드레스 이네이블링 신호를 송신하게 한다. 상보적 어드레스 비트 라인(682)은, 각각의 유체 분사기(332), 유체 펌프(334)의 어드레스에 기초하여 상이한 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)의 논리 소자(682)에 연결되거나 연결되지 않는, 기판(22) 상의 전도성 와이어 또는 트레이스를 포함한다. 특정 유체 분사기(332) 또는 유체 펌프(334)에 대한 특정 논리 소자(682) 에 대한 상보적 어드레스 비트 라인(682)은, 각각의 어드레스 비트 라인(680)이 동일한 특정 유체 분사기(332) 또는 유체 펌프(334)에 연결되는 것과 반대인 연결을 가진다. 예를 들어, 세트(340A) 내에서, 어드레스 "4"의 유체 분사기(332)는 어드레스 비트 라인 Addr(2)에 연결되지만 잔여 어드레스 비트 라인 Addr(1) 및 Addr(2)에 연결되지 않아서 4의 값을 가지는 이진 어드레스 100을 형성하는 논리 소자(682)를 가진다. 따라서, 어드레스 "4"를 가지는 유체 분사기(332)에 대한 동일한 어드레스 디코딩 논리 소자(682)는 상보적이거나 반대 방식으로 어드레스 비트 라인(682)에 연결되고, Addr(1) 및 Addr(0)에 연결되는 반면에 Addr(2)에는 연결되지 않는다. 일 구현형태에서, 논리 소자(682) 각각과 어드레스 비트 라인(680) 및 상보적 어드레스 비트 라인(682) 사이의 연결은 기판(22) 상에서 금속 2 층 점퍼로써 이루어진다.
도 8에 도시된 예에서, 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)의 세트들(340) 각각 내에서 이네이블될 어드레스는, 상이한 어드레스 비트 라인(680) 및 상보적 어드레스 비트 라인(682)을 하이인 "1" 또는 로우인 "0"의 전압 레벨에 선택적으로 연결함으로써 실행된다. 이러한 선택적 연결은 트랜지스터 또는 다른 스위치를 활용하는 작동 로직에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 세트(340A) 내에서 어드레스 "5"를 가지는 유체 펌프(334) 및 세트(340B) 내에서 어드레스 "5"를 가지는 유체 분사기(332)를 동시적으로 이네이블하기 위하여 어드레스 "5"를 라인(624)을 따라 송신하려면, 어드레스 비트 라인(680)의 어드레스 비트 라인 Addr(2) 및 Addr(0) 및 상보적 어드레스 비트 라인 N Addr(1)이 하이인 "1" 전압 레벨에 연결된다. 동시에, 어드레스 비트 라인(680) 중 어드레스 비트 라인 Addr(1) 및 상보적 어드레스 비트 라인(682) 중 어드레스 비트 라인 N Addr(2) 및 N Addr(0)는 널 또는 제로 전압 또는 음의 전압인 로우 "0" 전압에 연결된다. 다른 유체 분사기(332) 및 유체 펌프(334)는 유체 액츄에이터 어드레스 라인(624)을 통해 유사한 방식으로 이네이블링 신호를 수신할 수 있다.
도시된 예에서, 어드레스 디코딩 논리 소자(682)는 AND 로직을 제공하는 게이트 또는 다른 전자 회로와 같은 AND 로직을 포함하는데, 그 출력은 입력 라인 모두가 액티브 또는 신호 값인 것에 응답하여 나온다. 다른 구현형태들에서, 어드레스 디코딩 논리 소자(682)는 비트 라인(680 및 682)을 따라 송신되는 어드레스를 디코딩하는 다른 전자 회로를 포함할 수 있다. 또 다른 구현형태에서, 어드레스는 다른 개수 또는 조합의 비트 라인 및 다른 어드레스 인코딩 회로 또는 소자를 사용하여 어드레스 데이터 라인(624)을 따라 송신될 수 있다.
도 4 및 도 5 및 도 8에 도시되는 예에서, 임베딩된 어드레싱 스킴의 예들이 설명된다. 다른 구현형태들에서는, 임베딩된 어드레싱 스킴 이외의 다른 어드레싱 스킴이 채용될 수 있다. 예를 들어, 어드레스 라인의 직접 배선을 채용하는 어드레싱 스킴이 채용될 수 있는데, 이러한 경우 유체 액츄에이터의 프리미티브의 이네이블링 또는 점화 순서가 전술된 바와 같이 교번된다.
비록 본 개시물이 예시적인 구현형태를 참조하여 설명되었지만, 당업자들은 청구된 기술 요지의 사상 및 범위에서 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항에 있어서 변경이 가해질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 상이한 예시적인 구현형태들이 하나 이상의 장점들을 제공하는 하나 이상의 특징을 포함하는 것으로 기술되었지만, 설명된 특징들은 설명된 예시적인 구현형태 또는 다른 대안적 구현형태에서 서로 교환되거나 또는 서로 결합될 수 있다는 것이 이해된다. 본 개시물의 기술이 상대적으로 복잡하기 때문에, 기술의 모든 변경예가 예견가능한 것은 아니다. 예시적인 구현형태에 대해서 기술되고 후속하는 청구항에서 진술되는 본 발명의 개시 내용은 가능한 한 광의로 해석될 것이 명백하게 의도된다. 예를 들어, 그렇지 않다고 구체적으로 지적되지 않으면, 하나의 특정 구성 요소에 대해 진술하는 청구항은 복수 개의 이러한 특정 구성 요소들도 역시 망라한다. 청구항에서 "제 1", "제 2", "제 3" 등의 용어는 단지 상이한 요소를 구별하는 것이고, 그렇지 않다고 진술되지 않으면, 본 명세서의 구성 요소의 특정 순서 또는 특정 번호와 특별히 연관되지 않는다.

Claims (15)

  1. 유체 다이로서,
    유체 액츄에이터 어드레스 라인을 지지하는 기판;
    상기 유체 액츄에이터 어드레스 라인에 연결된 유체 액츄에이터의 제 1 세트 - 상기 유체 액츄에이터의 제 1 세트는,
    제 1 타입의 유체 액츄에이터의 유체 액츄에이터의 제 1 서브세트, 및
    상기 제 1 타입의 유체 액츄에이터와 상이한 동작 특성을 가지는 제 2 타입의 유체 액츄에이터의 유체 액츄에이터의 제 2 서브세트를 포함함 -; 및
    상기 유체 액츄에이터 어드레스 라인에 연결된 유체 액츄에이터의 제 2 세트 - 상기 유체 액츄에이터의 제 2 세트는,
    제 1 타입의 유체 액츄에이터의 제 3 서브세트, 및
    제 2 타입의 유체 액츄에이터의 제 4 서브세트를 포함함 -를 포함하고,
    상기 유체 액츄에이터의 제 1 서브세트 중 하나 및 상기 유체 액츄에이터의 제 4 서브세트 중 하나는 상기 유체 액츄에이터 어드레스 라인 상의 단일 어드레스 이네이블링 이벤트(single address enabling event)에 의해서 양자 모두 이네이블되기 위한 어드레스를 가지는, 유체 다이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 액츄에이터의 제 1 서브세트 및 상기 유체 액츄에이터의 제 4 서브세트는 제 1 세트의 어드레스를 각각 가지고,
    상기 유체 액츄에이터의 제 2 서브세트 및 상기 유체 액츄에이터의 제 3 서브세트는 제 2 세트의 어드레스를 각각 가지는, 유체 다이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 어드레스는 짝수 어드레스이고, 상기 제 2 세트의 어드레스는 홀수 어드레스인, 유체 다이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 타입의 유체 액츄에이터는 제 1 작동 에너지 수요를 가지고, 상기 제 2 타입의 유체 액츄에이터는 상기 제 1 작동 에너지 수요와 상이한 제 2 작동 에너지 수요를 가지는, 유체 다이.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 타입의 유체 액츄에이터는 유체를 대응하는 노즐을 통해 분사시키기 위한 것이고,
    상기 제 2 타입의 유체 액츄에이터는 유체를 점화 챔버(firing chamber)로 순환시키기 위한 것인, 유체 다이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 타입의 유체 액츄에이터는 유체를 대응하는 노즐을 통해 분사시키기 위한 것이고,
    상기 제 2 타입의 유체 액츄에이터는 유체를 점화 챔버로 순환시키기 위한 것인, 유체 다이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 다이는, 상기 유체 액츄에이터의 제 2 세트에 인접하고 상기 유체 액츄에이터 어드레스 라인에 연결되는 유체 액츄에이터의 제 3 세트를 더 포함하고,
    상기 유체 액츄에이터의 제 2 세트는 상기 유체 액츄에이터의 제 1 세트와 상기 유체 액츄에이터의 제 3 세트 사이에 있으며,
    상기 유체 액츄에이터의 제 3 세트는,
    제 1 타입의 유체 액츄에이터의 유체 액츄에이터의 제 5 서브세트, 및
    제 2 타입의 유체 액츄에이터의 유체 액츄에이터의 제 6 서브세트를 포함하고,
    상기 유체 액츄에이터의 제 5 서브세트 중 하나는 상기 유체 액츄에이터 어드레스 라인 상의 단일 이네이블링 이벤트에 의해서 이네이블되기 위한 어드레스를 가지는, 유체 다이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 액츄에이터 어드레스 라인은 제 1 세트의 비트 라인 및 제 2 세트의 상보적 비트 라인을 포함하고,
    상기 유체 액츄에이터의 제 1 서브세트 중 하나 및 상기 유체 액츄에이터의 제 4 서브세트 중 하나는, 상기 제 1 세트의 비트 라인의 동일한 조합 및 상기 제 2 세트의 상보적 비트 라인의 동일한 조합에 커플링되는 로직을 각각 가지는, 유체 다이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 액츄에이터의 제 1 서브세트의 유체 액츄에이터는 상기 유체 액츄에이터의 제 1 세트 내의 상기 유체 액츄에이터의 제 2 서브세트의 유체 액츄에이터와 교번하고,
    상기 유체 액츄에이터의 제 3 서브세트의 유체 액츄에이터는 상기 유체 액츄에이터의 제 2 세트 내의 상기 유체 액츄에이터의 제 4 서브세트의 유체 액츄에이터와 교번하는, 유체 다이.
  10. 유체 다이로서,
    유체 액츄에이터 어드레스 라인을 지지하는 기판;
    상기 유체 액츄에이터 어드레스 라인에 연결되는 유체 액츄에이터의 제 1 세트 - 상기 유체 액츄에이터의 제 1 세트는,
    유체 분사기의 제 1 서브세트, 및
    유체 펌프의 제 1 서브세트를 포함함 -; 및
    상기 유체 액츄에이터 어드레스 라인에 연결되는 유체 액츄에이터의 제 2 세트 - 상기 유체 액츄에이터의 제 2 세트는,
    유체 분사기의 제 2 서브세트, 및
    유체 펌프의 제 2 서브세트를 포함함 -를 포함하고,
    상기 유체 분사기의 제 1 서브세트의 유체 분사기 및 상기 유체 액츄에이터의 제 2 서브세트의 유체 분사기는 제 1 세트의 어드레스를 가지고,
    상기 유체 펌프의 제 1 서브세트의 유체 펌프 및 상기 유체 분사기의 제 2 서브세트의 유체 펌프는 제 2 세트의 어드레스를 가지는, 유체 다이.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 분사기의 제 1 서브세트 및 상기 유체 분사기의 제 2 서브세트의 유체 분사기는 제 1 작동 에너지 수요를 각각 가지고,
    상기 유체 분사기의 제 1 서브세트 및 상기 유체 분사기의 제 2 서브세트의 유체 펌프는 상기 제 1 작동 에너지 수요보다 적은 제 2 작동 에너지 수요를 각각 가지는, 유체 다이.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 어드레스는 짝수 어드레스이고, 상기 제 2 세트의 어드레스는 홀수 어드레스인, 유체 다이.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 분사기의 제 1 서브세트의 유체 분사기는 상기 유체 액츄에이터의 제 1 세트 내의 상기 유체 펌프의 제 1 서브세트의 유체 펌프와 교번하고,
    상기 유체 분사기의 제 2 서브세트의 유체 분사기는 상기 유체 액츄에이터의 제 2 세트 내의 상기 유체 펌프의 제 2 서브세트의 유체 펌프와 교번하는, 유체 다이.
  14. 유체 다이의 유체 액츄에이터 어드레스 라인 상의 단일 어드레스를 이네이블시키는 어드레스 이네이블링 신호를 유체 액츄에이터의 제 1 세트 및 유체 액츄에이터의 제 2 세트 각각에 송신하는 단계;
    상기 어드레스 이네이블링 신호에 응답하여, 상기 유체 액츄에이터의 제 1 세트 내의 어드레스를 가지는, 제 1 타입의 유체 액츄에이터 중 제 1 유체 액츄에이터를 이네이블하는 단계; 및
    상기 어드레스 이네이블링 신호에 응답하여, 상기 유체 액츄에이터의 제 2 세트 내의 어드레스를 가지는, 제 2 타입의 유체 액츄에이터 중 제 2 유체 액츄에이터를 이네이블하는 단계 - 상기 제 2 타입의 유체 액츄에이터는 상기 제 1 타입의 유체 액츄에이터의 동작 특성과 상이한 동작 특성을 가짐 -;
    프리미티브 이네이블링 신호(primitive enabling signal)를 상기 유체 액츄에이터의 제 1 세트 및 상기 유체 액츄에이터의 제 2 세트에 송신하는 단계;
    상기 제 1 유체 액츄에이터가 상기 어드레스 이네이블링 신호 및 상기 프리미티브 이네이블링 신호의 조합을 수신하는 것에 응답하여, 상기 제 1 유체 액츄에이터를 작동시키는 단계; 및
    상기 제 2 유체 액츄에이터가 상기 어드레스 이네이블링 신호 및 상기 프리미티브 이네이블링 신호의 조합을 수신하는 것에 응답하여, 상기 제 2 유체 액츄에이터를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 액츄에이터는 유체 분사기를 포함하고, 상기 제 2 유체 액츄에이터는 유체 펌프를 포함하는, 방법.
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