TW202019715A - 帶有具對應寄生電容的傳輸路徑之流體性晶粒 - Google Patents

帶有具對應寄生電容的傳輸路徑之流體性晶粒 Download PDF

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Abstract

在根據本揭露之一項實例中，說明一流體性晶粒。流體性晶粒包括分組成諸帶域之一發射子總成陣列。各發射子總成包括1)一發射室、2)所設置之一流體致動器、以及3)一感測器板。該流體性晶粒亦包括每個帶域一測量裝置，用以判斷一所選擇感測器板之一狀態。該流體性晶粒包括每個發射子總成一選擇器，用以將該所選擇感測器板耦合至該測量裝置。該流體性晶粒亦在各選擇器與其對應感測器板之間包括一傳輸路徑。一特定感測器板之一第一傳輸路徑具有物理性質，使得沿著該第一傳輸路徑之一寄生電容對應於該帶域中一第二感測器板之一第二傳輸路徑之一寄生電容，與一傳輸路徑長度差異無關。

Description

帶有具對應寄生電容的傳輸路徑之流體性晶粒
本揭示係有關於帶有具對應寄生電容的傳輸路徑之流體性晶粒。
一流體性晶粒係一流體性系統之一組件。該流體性晶粒包括操縱流體流經該系統之組件。舉例而言，一流體性噴出晶粒係一流體性晶粒之一實例，其包括將流體噴到一表面上之若干發射子總成。該流體性晶粒亦包括非噴出致動器，諸如使流體移動通過該流體性晶粒之微型再循環泵。透過這些發射子總成及泵，將諸如墨水及助熔劑之類的流體噴出或移動。這些發射子總成及泵會隨著時間變為堵塞或按其他方式不能操作。舉一特定實例來說，一列印裝置中之墨水會隨著時間而硬化及結殼。這會阻塞該發射子總成並中斷後續噴出事件之操作。影響這些致動器之問題之其他實例包括流體在一噴出元件上熔融、顆粒污染、表面黏閉、以及晶粒結構表面損壞。這些及其他情境可能對內有安裝該流體性晶粒之裝置操作造成負面影響。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種流體性晶粒，其包含：一發射子總成陣列，其係分組成諸帶域，各發射子總成包含：一發射室；一流體致動器，其係設置在該發射室內；以及一感測器板，其係設置在該發射室內；每個帶域一測量裝置，用以判斷一所選擇感測器板之一狀態；以及每個發射子總成一選擇器，用以將該所選擇感測器板耦合至該測量裝置；一傳輸路徑，其係介於各選擇器與其對應感測器板之間，其中：一第一傳輸路徑具有已調整物理性質，使得沿著一第一傳輸路徑之一寄生電容對應於一第二傳輸路徑之一寄生電容，與介於一相應感測器板與選擇器之間的一距離無關。
流體性晶粒於本文中使用時，可說明各種類型之整合裝置，憑此可將小體積之流體泵送、混合、分析、噴出等。此類流體性晶粒可包括噴出晶粒，諸如在列印機中發現之噴出晶粒、加性製造分配器組件、數位滴定組件、及/或可憑以選擇性地及以可控方式將諸體積之流體噴出之其他此類裝置。
在一特定實例中，這些流體性系統是在諸如噴墨印表機、多功能印表機(MFP)、及加性製造設備等任何數量之列印裝置中發現。這些裝置中之流體性系統用於精確且快速地施配少量流體。舉例而言，在一加性製造設備中，流體噴出系統施配助熔劑。助熔劑係沉積在一組建材料上，該助熔劑促進組建材料硬化以形成一三維產品。
其他流體性系統在諸如紙張之一二維列印媒體上施配墨水。舉例而言，在噴墨列印期間，將流體引導至一流體噴出晶粒。取決於要列印之內容，內有設置流體噴出系統之裝置判斷要將墨滴釋放/噴出到列印媒體上之時間及位置。依此作法，流體噴出晶粒在一預定區域上方釋放多顆墨滴以產生要列印之影像內容之一表示型態。除了紙張以外，亦可使用其他形式之列印媒體。
因此，如前述，本文中所述之系統及方法可實施成一二維印刷，亦即將流體沉積在一基板上，以及實施成三維印刷，亦即將一助熔劑或其他功能劑沉積在一材料基座上，用以形成一三維列印產品。
各流體性晶粒包括用以噴出/移動流體之一流體致動器。可將一流體致動器設置在一噴出子總成中，其中除了流體致動器以外，噴出子總成還包括一噴出室及一開口。在這種狀況中，流體致動器可稱為一噴出器，其一經致動便造成一液滴經由開口噴出。
流體致動器亦可以是泵。舉例而言，一些流體性晶粒包括微流體通道。一微流體通道係尺寸足夠小(例如：奈米級、微米級、毫米級等)之一通道，用以促進小體積流體(例如：微微升級、奈升級、微升級、毫升級等)之輸送。可將流體性致動器設置在這些通道內，一經啟動，便可在微流體通道中產生流體位移。
流體致動器之實例包括一基於壓電膜之致動器、一基於熱電阻器之致動器、一靜電膜致動器、一機械/衝擊驅動膜致動器、一磁伸縮驅動致動器、或可造成流體回應於電氣致動而位移之其他此類元件。一流體性晶粒可包括複數個流體致動器，其可稱為一流體致動器陣列。
儘管此類流體性系統及晶粒無疑已經使精確流體遞送領域進步，一些條件仍影響其有效性。舉例而言，一流體性晶粒上之流體致動器經受加熱、驅動泡體形成、驅動泡體破裂、以及來自一流體貯器之流體補充等許多循環。隨著時間流逝，並且取決於其他操作條件，流體致動器可能阻塞或按其他方式出現缺陷。舉例而言，諸如乾化墨水或粉末組建材料等微粒物質會阻塞開口。此微粒物質會對後續流體之形成及釋放造成負面影響。可影響操作之其他情境實例包括致動器元件上流體之一熔融、表面黏閉、以及發射室內組件之一般性損壞。由於將流體沉積在一表面上、或使一流體通過一流體性晶粒移動之程序係一精確操作，這些阻塞對內有設置流體性晶粒之系統之列印品質或其他操作會造成一有害效應。如果這些致動器其中一者故障，並且在故障後持續運作，則其可造成鄰近致動器故障。
因此，本說明書係針對判斷一特定流體致動器之一狀態及/或識別一流體致動器何時出現阻塞或按其他方式失靈。在進行此一識別之後，可進行諸如致動器維修及致動器更換等適當措施。具體而言，本說明書將此類組件描述為位於晶粒上。
為了進行此類識別，本說明書之一流體性晶粒包括若干感測器板，各感測器板係設置在一發射子總成之一發射室中。一測量裝置係耦合至多個感測器板，強制在一所選擇感測器板上施加一電流，並且在一已定時段之後，測量感測器板上檢測到之電壓。此檢測到之電壓可用於判斷發射室內條件之一狀態。
然而，不同發射子總成之評估可受到流體性晶粒布局影響。舉例而言，發射子總成可沿著一流體饋送槽之邊緣對準成一行。與各發射子總成配對之選擇器允許發射子總成耦合至測量裝置以供評估之用，該等選擇器係設置在測量裝置附近，並且比發射子總成本身相隔更密切。從而，這意味著傳輸路徑從選擇器向相應發射子總成扇出。因此，傳輸路徑具有不同長度。不同長度傳輸路徑在一選擇器與其相應發射子總成之間導致一寄生電容，不同發射子總成導致不同寄生電容。此不同電容導致測量結果不同。也就是說，如上述，在一測量裝置處接收一電壓，用於判斷一發射子總成狀態。然而，沿著傳輸路徑之寄生電容將所接收之電壓值更改。從而，帶有不同寄生電容之不同路徑導致測量裝置處接收到之電壓值變化程度不同，端視所測試之發射子總成而定。這種變化可能導致發射子總成狀態之判斷不正確。
舉例而言，某一電壓值可映射至一特定致動器狀態。感測器闆對來自測量裝置之刺激之電壓響應可基於寄生電容而變化。電壓響應差異可足以令測量裝置接收到之電壓值映射至一不同致動器狀態。映射之差異可導致流體致動器分類錯誤。一般而言，一不確定性或誤差程度係基於不同發射子總成之間的小寄生電容變化在判斷子總成狀態時被引進。寄生電容之這種變化係導因於不同長度以及選擇器與相應發射子總成之間傳輸路徑上面或下面之週圍金屬。
從而，本說明書說明流體性晶粒及減輕這些及其他問題之方法。具體而言，本流體性晶粒包括帶有均勻寄生電容之傳輸路徑，使得對於一流體性晶粒上之所有發射子總成，由測量裝置接收之一電壓之任何變化都相同。這可藉由改變一些傳輸路徑之物理性質來完成。舉一特定實例來說，可將金屬添加到在感測器板/選擇器之間帶有最短距離之一傳輸路徑、或添加到貼近於該傳輸路徑之金屬，使得其寄生電容趨向於、並且在一範圍內匹配在感測器板/選擇器之間帶有最大距離之傳輸路徑之寄生電容。
具體而言，本說明書說明一流體性晶粒。流體性晶粒包括分組成諸帶域之一發射子總成陣列。各發射子總成包括1)一發射室；2)設置在該發射室內之一流體致動器；以及3)設置在該發射室內之一感測器板。該流體性晶粒亦包括每個帶域一測量裝置，用以判斷一所選擇感測器板之一狀態。該流體性晶粒亦包括每個發射子總成一選擇器，用以將該所選擇感測器板耦合至該測量裝置。各選擇器在其本身與其對應感測器板之間具有一傳輸路徑。在這項實例中，一特定感測器板之一第一傳輸路徑具有物理性質，使得沿著該第一傳輸路徑之一寄生電容對應於該帶域中一第二感測器板之一第二傳輸路徑之一寄生電容，與一傳輸路徑長度差異無關。
在另一實例中，流體性晶粒包括分組成諸帶域之發射子總成陣列，各發射子總成包括一發射室、流體致動器、以及感測器板。在這項實例中，流體性晶粒每個發射子總成包括該測量裝置及該選擇器。在這項實例中，用於帶域之選擇器與測量裝置相鄰，並且各發射子總成到其對應選擇器具有一不同長度傳輸路徑。在這項實例中，一第一傳輸路徑具有已調整物理性質，使得沿著該第一傳輸路徑之一寄生電容對應於該帶域中一第二傳輸路徑之一寄生電容，與一傳輸路徑長度差異無關。在這項實例中，該第一傳輸路徑係該帶域內在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最短距離之一傳輸路徑，並且該第二傳輸路徑係該帶域內在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最長距離之一傳輸路徑。
本說明書亦說明一方法。根據該方法，針對一群組之各發射子總成判斷沿著一傳輸路徑之一寄生電容。然後判斷在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最長距離之一傳輸路徑、以及在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最短距離之一傳輸路徑。調整帶有最短距離之傳輸路徑之物理性質，使得其寄生電容更密切地匹配帶有最長距離之傳輸路徑之一寄生電容。
在一項實例中，使用此一流體性晶粒1)使一流體性晶粒上各種傳輸路徑之寄生電容均勻；2)提供後續電壓對狀態映射可依賴之一致性資料；3)允許準確、可重複且一致之致動器評估；以及4)利用流體性晶粒上之可用空間。
「流體致動器」於本說明書及隨附申請專利範圍中使用時，意指一噴出流體致動器及/或一非噴出流體致動器。舉例而言，一噴出流體致動器操作以將流體從流體性噴出晶粒噴出。一再循環泵係一非噴出流體致動器之一實例，其使流體移動通過流體性晶粒內之流體槽、通道及路徑。
從而，「發射子總成」一詞於本說明書及隨附申請專利範圍中使用時，意指為將流體噴出/移動之一流體性晶粒之一個別組件。
再者，「流體性晶粒」一詞於本說明書及隨附申請專利範圍中使用時，意指為包括若干流體致動器之一流體性系統之一組件。一流體性晶粒包括流體性噴出晶粒及非噴出流體性晶粒。
「若干」一詞或類似措辭於本說明書及隨附申請專利範圍中使用時，旨在要大致瞭解為包括有1之任何正數到無窮大。
現請參照圖式，圖1根據本文中所述原理之一實例，係帶有傳輸路徑(114)之一流體性晶粒(100)的一方塊圖，該等傳輸路徑(114)帶有對應寄生電容。如上述，流體性晶粒(100)係流體性系統之一部分，其安放用於沿著各種路徑噴出流體及/或輸送流體之組件。在流體性晶粒(100)各處噴出及移動之流體可為各種類型，包括墨水、生化劑、及/或助熔劑。流體係經由一流體致動器(106)陣列移動及/或噴出。可在流體性晶粒(100)上形成任何數量之流體致動器(106)。
流體性晶粒(100)包括一發射子總成(102)陣列。發射組件(102)之發射室(104)包括設置於其中之一流體致動器(106)，流體致動器(106)用於將流體從流體性晶粒(100)噴出、或使流體在流體性晶粒(100)各處移動。流體室(104)及流體致動器(106)可為不同類型。舉例而言，發射室室(104)可以是一噴出室，其中將流體從流體性晶粒(100)逐出到舉例如紙張或一3D組建床之一表面上。在這項實例中，流體致動器(106)可以是透過噴出室(104)之一開口將流體噴出之一噴出器。
在另一實例中，發射室(104)係流體流經之一通道。也就是說，流體性晶粒(101)可包括一微流體通道陣列。各微流體通道包括一流體致動器(106)，其係一流體泵。在這項實例中，流體泵在遭受啟動時，使微流體通道內之流體位移。儘管本說明書可參照特定類型之流體致動器(106)，流體性晶粒(100)仍可包括任何數量及類型之流體致動器(106)。
各發射子總成(102)亦包括一感測器板(108)。在一些實例中，如圖2所示，感測器板(108)係設置在發射室(104)內。感測器板(108)感測一對應流體致動器(106)之一特性。舉例而言，感測器板(108)可測量一流體致動器(106)附近之一阻抗。在一特定實例中，感測器板(108)係驅動泡體檢測器，其在流體致動器(106)之一發射事件期間檢測發射室(104)中是否存在流體。
在這項實例中，一驅動泡體係由一流體致動器(106)產生，用以將流體移入發射室(104)、或將流體從發射室(104)噴出。具體而言，在熱噴墨列印中，一熱噴出器加熱升溫以使一發射室(104)中流體之一部分蒸發。泡體在膨脹時，迫使流體離開發射室(104)。當泡體破裂時，發射室(104)內之一負壓及/或毛細作用力將流體從諸如流體饋送槽或流體饋送孔等流體源抽取至流體性晶粒(100)。感測此一驅動泡體之適當形成及破裂可用於評估一特定流體致動器(106)是否如預期運作。也就是說，發射室(104)中之一阻塞將影響驅動泡體之形成。如果驅動泡體未如預期形成，則可判斷噴嘴阻塞及/或未依照意欲方式工作。
一驅動泡體之存在性可藉由測量發射室(104)內之阻抗值來檢測。也就是說，由於構成驅動泡體之蒸氣與按其他方式設置在腔室內之流體具有一不同傳導率，當發射室(104)中存在一驅動泡體時，將測量一不同阻抗值。從而，一驅動泡體檢測裝置測量此阻抗，並且輸出一對應電壓。如將於下文所述，此輸出可用於判斷一驅動泡體是否適當地形成，並且因此判斷對應噴出器或泵是否處於一作用或失靈狀態。
可將發射子總成(102)分組成諸帶域。舉例而言，可將八個發射子總成(102)之一群組形成為一個帶域。儘管具體參照形成為一帶域之八個發射子總成(102)，仍可將任何數目的發射子總成(102)形成為一帶域。
流體性晶粒(100)亦包括每個帶域一測量裝置(112)。測量裝置(112)評估該帶域中任何感測器板(108)之一狀態，並且產生指出感測器板(108)狀態之一輸出。舉例而言，一感測器板(108)可在不同時間點輸出與一發射室(104)內之阻抗測量對應之多個值。可將這些值與一臨界作比較。該臨界在一適當泡體形成與一故障泡體形成之間劃定界限。
舉一特定實例來說，在一峰值時間與一重新填充時間進行之測量之間計算一電壓差，低於或大於一臨界之一電壓差可指出不適當的泡體形成及破裂。從而，大於或小於臨界之一電壓差可指出適當之泡體形成及破裂。儘管已說明一特定關係，亦即，低電壓差指出不適當之泡體形成，高電壓差指出適當之泡體形成，仍可根據本文中所述之原理來實施任何所欲關係。
當多個發射子總成(102)係耦合至單一測量裝置(112)時，各發射子總成(102)係耦合至將一相應感測器板(108)耦合至測量裝置(112)之一選擇器(110)。舉例而言，其可能太複雜、太昂貴並且太大，以致於不包括每個發射子總成(102)一測量裝置(112)。從而，將測量裝置(112)多工處理至多個發射子總成(102)。因此，一選擇信號被傳遞到將對應發射子總成(102)耦合至測量裝置(112)之一特定選擇器(110)。
一特定感測器板(108)與其選擇器(110)之間的路徑可稱為一傳輸路徑(114)。在一些實例中，各選擇器(110)/感測器板(108)之傳輸路徑(114)可有所不同。舉例而言，選擇器(110)可以是位於測量裝置(112)相鄰處之小組件。在這項實例中，傳輸線從選擇器(110)之區域向發射子總成(102)扇出。此一扇出導致選擇器(110)/感測器板(108)之間的距離不均勻。這些傳輸路徑之不均勻性將變化引進發射子總成(102)狀態判斷。
舉例而言，一第一感測器板(108)可對一所施加之刺激具有一第一電壓響應。將第一電壓響應作為一第一電壓值沿著一對應傳輸路徑(114)傳送至測量裝置(112)。然後，測量裝置(112)使用接收到之第一電壓值來判斷第一發射子總成(102)之一狀態。
在這項實例中，一第二感測器板(108)可具有比與第一感測器板(108)相關聯之傳輸路徑更長之一傳輸路徑，並且因此具有一不同寄生電容。從而，第二感測器板(108)可對刺激具有與第一電壓響應不同之一響應。將此第二電壓響應作為一第二電壓值傳送至測量裝置(102)，該第二電壓值與第一電壓值不同。從而，儘管各感測器板(108)可處於相同狀態，最終在測量裝置(112)處接收到之值仍可與沿著第一傳輸路徑(114)接收到之一值不同。所接收值即使實際上處於相同狀態，亦即阻抗值相同，其差異仍可能導致一不同狀態判斷。換句話說，沿著一傳輸路徑(114)之寄生電容影響接收到的電壓。從而，期望一帶域內所有發射子總成(102)都有相同效果。
因此，在本說明書之流體性晶粒中，一特定感測器板(108)之一第一傳輸路徑(114)具有物理性質，使得沿著第一傳輸路徑(114)之一寄生電容對應於一第二感測器板(108)之一第二傳輸路徑之一寄生電容，與一傳輸路徑長度差異無關。也就是說，已調整第一傳輸路徑及第二傳輸路徑之寄生電容彼此可在5%範圍內，或者彼此可在3%或2%範圍內。也就是說，對應寄生電容可意指為寄生電容彼此在5%範圍內並且一些實例中彼此在3%範圍內之傳輸路徑。在又另一實例中，對應寄生電容可意指為所具寄生電容彼此在2%範圍內之傳輸路徑(114)。
舉例而言，可將金屬添加到第一傳輸路徑(114)，使得其寄生電容與另一傳輸路徑(114)更密切地匹配。這樣做可確保一狀態判斷具有一致性且可重複。也就是說，發射子總成(102)狀態判斷期間有各種變化來源。然而，本文中所述之流體性晶粒(100)藉由消除如從一感測器板(108)接收到的測量值變化來減輕一些那種變化。消除或減小這種變化允許發射子總成(102)健康狀態判斷更準確。
圖2根據本文中所述原理之一實例，係帶有傳輸路徑(114)之一流體性晶粒(100)的一電路圖，該等傳輸路徑(114)帶有對應寄生電容。為了簡便起見，僅用一參考數字符號來說明一特定組件之一項例子。
如上述，流體性晶粒(100)包括一發射子總成(102)陣列。在一些實例中，發射子總成(102)係形成為諸行。為了簡便起見，在圖2中，將發射子總成(102)放大以顯示細節，並且不同組件之間的相對尺寸可不代表實際尺寸。如上述，各發射子總成(102)包括用以將流體噴出/移動之各種組件。在圖2所示之實例中，發射子總成(102)係將流體噴出之一噴出子總成。在這項實例中，子總成(102)包括流體致動器(106)、發射室(104)、以及將流體逐出之一開口(216)。如上述，流體致動器(106)可以是用於透過發射室(104)之開口(216)將流體噴出之一機構。流體致動器(106)可包括一發射電阻器或其他熱裝置、一壓電元件、或用於將流體從發射室(104)噴出之其他機構。
舉例而言，流體致動器(106)可以是一發射電阻器。發射電阻器回應於一所施加電壓而加熱升溫。當發射電阻器加熱升溫時，發射室(104)中流體有一部分汽化而形成一泡體。此泡體將液態流體從開口(216)推出，並且推到列印媒體上。隨著汽化之流體泡體破裂，發射室(104)內之一真空壓力連同毛細作用力將流體從一貯器抽取到發射室(104)內，並且該程序重複進行。在這項實例中，流體性晶粒(100)可以是一熱噴墨流體性晶粒(100)。
在另一實例中，流體致動器(106)可以是一壓電裝置。當施加一電壓時，壓電裝置改變形狀，該形狀在發射室(104)中產生一壓力脈衝，該壓力脈衝將一流體從開口(216)推出並推到列印媒體上。在這項實例中，流體性晶粒(110)可以是一壓電噴墨流體性晶粒(100)。
在結構上，感測器板(108)可包括單一導電板，諸如一鉭板，其可檢測發射室(104)內任何媒體之一阻抗。具體而言，各感測器板(108)測量發射室(104)內媒體之一阻抗，如上述，該阻抗測量可指出一驅動泡體是否有在發射室(104)中適當地形成。感測器板(108)接著輸出電壓值，指出對應流體致動器(106)之一狀態，即是否形成驅動泡體。可將此輸出與臨界值作比較，以判斷流體致動器(106)是否失靈或按其他方式不能操作。
圖2亦繪示用於將一特定發射子總成(102)耦合至測量裝置(110)之選擇器(110)。如圖2所示，選擇器(110)可以是諸如PMOS FET或NMOS FET之場效電晶體(FET)。在這項實例中，將一選擇信號傳遞至一特定選擇器(110)之一閘極，其在發射子總成(102)之感測器板(108)與測量裝置(112)之間產生一封閉路徑，使得可判斷感測器板(108)狀態。
如上述，由於尺寸限制的關係，可將選擇器(110)置放在測量裝置(112)附近。從而，選擇器(110)與其對應之感測器板(108)之間的距離可有所不同。傳輸路徑差異意味著傳遞至測量裝置(112)之電壓可因寄生電容差異而有所不同。也就是說，為了進行一流體致動器(106)測量，致能單一選擇器(110)。結果是，測量裝置(112)僅耦合至一個感測器板(108)。然後，測量裝置(112)將一電流施加到所選擇感測器板(108)上，並且在一預定時間量之後，測量裝置(112)測量電壓。在這項實例中，測量裝置(112)處接收之電壓係發射室(104)中之阻抗、以及1)一選擇器(110)與一感測器板(108)之間的傳輸路徑(114)上之一寄生電容、及2)選擇器(110)與測量裝置(112)之間的路徑上之一寄生電容的一函數。
在任何測量操作中，期望將所測得電壓隔離以具有對所測得阻抗之一可靠映射。從而，期望移除由寄生電容引起之任何變化。選擇器(110)與測量裝置(112)之間的寄生電容由所有選擇器(110)共享，因此其之間同樣沒有變化。然而，如上述，各選擇器(110)與其相關聯感測器板(108)之間的寄生電容可有所不同。從而，將具有更低寄生電容之那些傳輸路徑(114)調整為具有更大寄生電容，並且因此具有與固有地帶有更大寄生電容之傳輸路徑(114)更接近之寄生電容。
除了本文中所示之組件以外，在一些實例中，各傳輸路徑(114)可包括一下拉開關，用以1)在測量之前將感測器板(108)重設為一已知電壓、2)使感測器板(108)在正常發射時維持在一安全電壓、以及3)在鄰近感測器板(108)之間進行漏電測試。為了簡便起見，圖2中繪示一下拉開關(218)之單一例子。
圖3根據本文中所述原理之一實例，係用於一流體性晶粒(圖1之100)上對應寄生電容之一方法(300)的一流程圖。如上述，選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間具有不同傳輸路徑(圖1之114)可不利於流體致動器(圖1之106)之評估。舉例而言，不同長度及形狀傳輸路徑(圖1之114)具有不同寄生電容。舉例而言，16個發射子總成(圖1之102)之一帶域中之最長傳輸路徑(圖1之114)可具有可比最短傳輸路徑(圖1之114)之寄生電容大10倍之一寄生電容。此一電容差異可導致不同狀態判斷，與對應流體致動器(圖1之106)之實際狀態無關。舉例而言，兩發射子總成(圖1之102)都可處於健康狀態，但不同寄生電容可能導致發射子總成(圖1之102)功能之一不正確判斷。為了因應電容變化，可將傳輸路徑(圖1之114)設計成使得寄生電容更相等。
具體而言，對於一帶域之各發射子總成(圖1之102)，針對那個發射子總成(圖1之102)之感測器板(圖1之108)與相關聯選擇器(圖1之110)之間的傳輸路徑(圖1之114)判斷(程序塊301)一寄生電容。各傳輸路徑(圖1之114)可具有獨特性，原因在於其具有不同長度、寬度等。這部分導因於從選擇器(圖1之110)向對應感測器板(圖1之108)扇出，如圖2所示。從而，接著判斷(程序塊302)哪條傳輸路徑在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間具有一最長距離，並且判斷(程序塊303)哪條傳輸路徑(圖1之114)在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間具有最短距離。然後調整(程序塊304)在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最短距離之傳輸路徑(圖1之114)之物理性質，使得其寄生電容更密切地匹配在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最長距離之傳輸路徑之一寄生電容。舉例而言，可更改在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最短距離之傳輸路徑(圖1之114)，使得其寄生電容處於在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最長距離之傳輸路徑(圖1之114)之5%範圍內。亦可施作此類調整，使得寄生電容彼此在3%範圍內對應，或彼此在2%範圍內對應。藉由調整(程序塊304)最短距離路徑，藉此縮減跨帶域之電容性變化範圍，從而減小狀態輸出變化。
可採用若干方式將最低寄生電容值調整(程序塊304)成更接近最高寄生電容值。舉例而言，其可包括將金屬添加到在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最短距離之傳輸路徑(圖1之114)。一物體之電容係其幾何形狀之一函數。從而，將金屬添加到其幾何形狀使電容增大。金屬可採用任意數量的方式來添加。舉例而言，可能調整在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最短距離之傳輸路徑(圖1之114)之長度。更具體而言，可加長此傳輸路徑(圖1之114)。這可藉由在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間以蜿蜒方式纏繞導線來完成。
在另一實例中，可調整傳輸路徑(圖1之114)之一寬度。更具體而言，在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最短距離之傳輸路徑(圖1之114)可在某些部分擴大其表面積以增大寬度，並且藉此增大電容。從本質上講，這些調整(程序塊304)將更多材料添加到傳輸路徑(圖1之114)。增加之材料使流體性晶粒(圖1之100)上最大與最小寄生電容之間的範圍縮短。
在又另一實例中，調整(程序塊304)在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最短距離傳輸路徑(圖1之114)之寄生電容可包括調整傳輸路徑(圖1之114)上面或下面之一層數。舉例而言，傳輸路徑(圖1之114)可位在一層上，並且一通孔可將傳輸路徑(圖1之114)耦合至設置有發射子總成(圖1之102)之一層上。增加或減少一特定區域中之層數可對寄生電容具有一效應。在一些實例中，可為該帶域中之所有發射子總成(圖1之102)重複調整(程序塊304)傳輸路徑(圖1之114)之物理性質，以使傳輸路徑(圖1之114)之一寄生電容與最高寄生電容對應。也就是說，可對一帶域中之所有發射子總成(圖1之102)使用一反覆程序，以使相應寄生電容更加均勻。
在一些實例中，可在一群組子集層級上進行這種方法(300)。也就是說，一發射子總成(圖1之102)群組中可能有不同類型之子集。舉例而言，一流體性晶粒(圖1之100)可包括高滴劑重量發射子總成(圖1之102)及低滴劑重量發射子總成(圖1之102)。如低滴劑重量發射子總成(圖1之102)，可將高滴劑重量發射子總成(圖1之102)分組在一起。在各群組內，可判斷(程序塊302)哪個發射子總成(圖1之102)具有在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最長及最短距離之傳輸路徑(圖1之114)。在各群組中，接著調整在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最短距離之傳輸路徑(圖1之114)，使得其電容更密切地匹配在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間具有最長距離之子集內之相應傳輸路徑(圖1之114)。這樣做可有效益，因為跨發射子總成(圖1之112)類型可不必具有對應寄生電容。
舉例而言，不同測量設定用於不同滴劑重量、或致動器類型等。所以，寄生電容匹配僅需要在相同類型之發射子總成(圖1之102)之間完成。舉一特定實例來說，一16個子總成(圖1之102)之帶域可包括8個高滴劑重量子總成及8個低滴劑重量子總成(圖1之102)。高滴劑重量子總成(圖1之102)之一最大及最小電容分別可為30毫微微法拉及10毫微微法拉。對於低滴劑重量子總成(圖1之102)，最大值及最小值分別是22毫微微法拉及7毫微微法拉。在這項實例中，可調整所有高滴劑重量子總成(圖1之102)傳輸路徑(圖1之114)，使得其寄生電容更接近30毫微微法拉，並且可調整所有低滴劑重量子總成(圖1之102)傳輸路徑(圖1之114)，使得其寄生電容更接近22毫微微法拉。舉例而言，因為低滴劑重量子總成(圖1之102)實施一更小電阻器，將低滴劑重量子總成(圖1之102)調整為30毫微微法拉，亦即與類型無關，可影響到效能。
舉另一例而言，一流體性晶粒(圖1之100)可包括噴出發射子總成(圖1之102)及非噴出發射子總成(圖1之102)，例如泵。在各群組內，可判斷(程序塊302)哪個發射子總成(圖1之102)具有在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最短距離之傳輸路徑(圖1之114)、以及哪個在選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間具有最長距離。在各群組內，接著調整(程序塊304)帶有最短路徑之那條傳輸路徑(圖1之114)，使得其電容更密切地匹配具有最長傳輸路徑之子集內之相應傳輸路徑(圖1之114)。這樣做可有效益，因為可不必有寄生電容跨發射子總成(圖1之102)類型對應，並且在一些狀況中，可能影響一或多個群組子集之品質。
圖4根據本文中所述原理之一實例，係帶有傳輸路徑(114)之一流體性晶粒(圖1之100)的一功能圖，該等傳輸路徑(114)帶有對應寄生電容。具體而言，圖4繪示感測器節點(420)與相應選擇器(110)之間的路徑。在這項實例中，一感測器節點(420)係一硬體組件，其係耦合至可位在流體性晶粒(圖1之100)之一不同層上之發射子總成(圖1之102)內之感測器板(圖1之108)。圖4亦繪示可耦合至為了簡便起見而未在本文中示出之一測量裝置(圖1之112)之選擇器(110)。請注意，如上述，各選擇器(110)可並聯耦合至測量裝置(圖1之112)，使得選擇器(110)與測量裝置(圖1之112)之間的任何寄生電容被共享，並且因此跨各選擇器(110)具有均勻性。由於其具有均勻性/由所有選擇器(110)共享，其並非沿著介於發射子總成(圖1之102)與測量裝置(圖1之112)之間的傳輸路徑之一變化來源。
圖4亦清楚地繪示從各選擇器(110)向耦合至一相應感測器板(圖1之108)之一相應感測器節點(420)之扇出。此一扇出導致長度不相同之傳輸路徑(以虛線顯示)。從而，調整傳輸路徑(114)，使得其電容可更加均等地匹配。如上述，可對除了帶有最長傳輸路徑之一條傳輸路徑外之任何數量之傳輸路徑施作此調整。也就是說，第一選擇器(110-1)到第一感測器節點(420-1)之間的距離可為最短，並且在該帶域內可具有一最小量之寄生電容，而第六選擇器(110-6)到第六感測器節點(420-6)之間的距離可為最長，並且可具有最大量之寄生電容。從而，可將金屬添加到至少第一傳輸路徑(114-1)以產生帶有與第六傳輸路徑(114-6)之寄生電容對應之寄生電容之一傳輸路徑。這可針對各傳輸路徑(114)來完成。也就是說，相應感測器板(圖1之108)之附加傳輸路徑可具有物理性質，使得沿著相應傳輸路徑(114)之寄生電容對應在這種狀況中係為第六傳輸路徑(114-6)之最長傳輸路徑(114)之寄生電容。各選擇器(110)之原始傳輸路徑係以虛線繪示，並且帶有已調整物理性質而更密切地對準所有寄生電容之各選擇器(110)之傳輸路徑(114)係以實線顯示。總之，本發明之流體性晶粒(100)實施與路徑長度無關、由於物理性質已調整而具有相同、或幾乎相同電容之傳輸路徑(114)。請注意，儘管圖4繪示各種元件之七項例子，一流體性晶粒(圖1之100)仍可包括任意數量之這些元件。
圖5根據本文中所述原理之另一實例，係帶有傳輸路徑(圖1之114)之一流體性晶粒(圖1之100)的一功能圖，該等傳輸路徑(圖1之114)帶有對應寄生電容。具體而言，圖5繪示各帶域包括多個發射子總成(圖1之102)子集之一實例。舉例而言，一第一、第三、第五、及第七感測器節點(420-1、420-3、420-5、420-7)可對應於帶有一類流體致動器(圖1之106)之一第一子集，並且第二、第四、及第六感測器節點(420-2、420-4、420-6)可對應於帶有一第二類流體致動器(圖1之106)之一第二子集。在這項實例中，各子集內至少一條傳輸路徑(114)具有物理性質，使得其寄生電容對應於該子集內另一傳輸路徑(114)之一寄生電容，與路徑長度無關。
舉例而言，在第一子集中，第一選擇器(110-1)到其對應感測器節點(420)具有最短距離，並且可具有最小量原始寄生電容，而第七選擇器(110-7)到其對應感測器節點(420)可具有最長距離，並且可具有最大量原始寄生電容。在這項實例中，更改第一傳輸路徑(114-1)以便與第七傳輸路徑(114-7)更密切地對準。可按類似方式調整此群組中之其他傳輸路徑，即第三傳輸路徑(114-3)及第五傳輸路徑(114-5)，使得其寄生電容對應於第七傳輸路徑(114-7)之寄生電容。
按類似方式，在第二子集中，第二選擇器(110-2)到其對應感測器節點(420)具有最短距離，並且可具有最小量原始寄生電容，而第六選擇器(110-6)到其對應感測器節點(420)可具有最長距離，並且可具有最大量原始寄生電容。在這項實例中，更改第二傳輸路徑(114-2)以便與第六傳輸路徑(114-6)更密切地對準。可按類似方式調整此群組中之另一傳輸路徑，即第四傳輸路徑(114-4)，使得其寄生電容對應於第六傳輸路徑(114-6)之寄生電容。
請注意，對第一、第三及第五傳輸路徑(114-1、114-3、114-5)之調整與圖4中所示可有所不同，這是因為最長距離不再是第六傳輸路徑(114-6)，而是可比第六傳輸路徑(114-6)具有一更低電容之第七傳輸路徑(114-7)，因此與其對應之任何調整都可不那麼極端。
可分組成不同子集之流體致動器(圖1之106)類型可包括高滴劑重量流體致動器(圖1之106)、低滴劑重量流體致動器(圖1之106)以及非噴出流體致動器(圖1之106)。
圖6根據本文中所述原理之另一實例，係用於一流體性晶粒(圖1之100)上對應寄生電容之一方法(600)的一流程圖。根據該方法，針對各發射子總成(圖1之102)判斷(程序塊601)寄生電容，判斷(程序塊602、程序塊603)在相應選擇器(圖1之110)與感測器板(圖1之108)之間帶有最長及最短距離之傳輸路徑，以及針對至少一條傳輸路徑調整(程序塊604)物理性質，使得不同寄生電容之範圍縮減。這些操作可如以上搭配圖2所述來進行。在一些實例中，此程序可反覆進行。舉例而言，在調整(程序塊604)最低及/或最短寄生電容路徑之物理性質之後，可判斷(程序塊605)是否所有其他傳輸路徑(圖1之114)都已調整。若否(程序塊605判斷為否)，則可能重新判斷(程序塊603)哪條傳輸路徑(圖1之114)具有最低寄生電容及/或係最短傳輸路徑、以及那條傳輸路徑(圖1之114)之物理性質已調整(程序塊604)。如果各傳輸路徑(圖1之114)已調整(程序塊605判斷為是)，則方法(600)繼續下一步。
除了調整傳輸路徑(圖1之114)使寄生電容對應以外，還可進一步調整(程序塊606)物理性質，使得帶域內所有傳輸路徑(圖1之114)都具有小於一預定寄生電容量。也就是說，目前方法(600)可縮減1)寄生電容之範圍及2)帶域內之最大寄生值。在一些實例中，目標寄生電容量可基於發射子總成類型(圖1之102)來判斷。
在一項實例中，使用此一流體性晶粒1)使一流體性晶粒上各種傳輸路徑之寄生電容均勻；2)提供後續電壓對狀態映射可依賴之一致性資料；3)允許準確、可重複且一致之致動器評估；以及4)利用流體性晶粒上之可用空間。
100:流體性晶粒 102:發射子總成 104:發射室 106:流體致動器 108:感測器板 110、110-1~110-7:選擇器 112:測量裝置 114、114-1~114-7:傳輸路徑 216:開口 218:下拉開關 300、600:方法 301~304、601~606:程序塊 420、420-1~420-7:感測器節點
附圖繪示本文中所述原理之各種實例，並且屬於本說明書的一部分。所示實例僅供說明使用，並未限制請求項之範疇。
圖1根據本文中所述原理之一實例，係帶有傳輸路徑之一流體性晶粒的一方塊圖，該等傳輸路徑帶有對應寄生電容。
圖2根據本文中所述原理之一實例，係帶有傳輸路徑之一流體性晶粒的一電路圖，該等傳輸路徑帶有對應寄生電容。
圖3根據本文中所述原理之一實例，係用於一流體性晶粒上對應寄生電容之一方法的一流程圖。
圖4根據本文中所述原理之一實例，係帶有傳輸路徑之一流體性晶粒的一簡圖，該等傳輸路徑帶有對應寄生電容。
圖5根據本文中所述原理之另一實例，係帶有傳輸路徑之一流體性晶粒的一簡圖，該等傳輸路徑帶有對應寄生電容。
圖6根據本文中所述原理之另一實例，係用於一流體性晶粒上對應寄生電容之一方法的一流程圖。
在所有圖式中，一樣的參考數字符號指定類似但不必然完全相同的元件。該等圖式不必然有按照比例，而且有些部件之尺寸可能經過放大以更清楚地繪示所示實例。此外，該等圖式提供與本說明一致的實例及/或實作態樣；然而，本說明並不受限於該等圖式中所提供的實例及/或實作態樣。
100:流體性晶粒
102:發射子總成
104:發射室
106:流體致動器
108:感測器板
110:選擇器
112:測量裝置
114:傳輸路徑

Claims (15)

  1. 一種流體性晶粒，其包含： 一發射子總成陣列，其係分組成諸帶域，各發射子總成包含： 一發射室； 一流體致動器，其係設置在該發射室內；以及 一感測器板，其係設置在該發射室內； 每個帶域一測量裝置，用以判斷一所選擇感測器板之一狀態；以及 每個發射子總成一選擇器，用以將該所選擇感測器板耦合至該測量裝置； 一傳輸路徑，其係介於各選擇器與其對應感測器板之間，其中： 一第一傳輸路徑具有已調整物理性質，使得沿著該第一傳輸路徑之一寄生電容對應於一第二傳輸路徑之一寄生電容，與介於一相應感測器板與選擇器之間的一距離無關。
  2. 如請求項1之流體性晶粒，其中： 該第一傳輸路徑係該帶域內在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最短距離之一傳輸路徑；以及 該第二傳輸路徑係該帶域內在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最長距離之一傳輸路徑。
  3. 如請求項1之流體性晶粒，其中用於相應感測器板之附加傳輸路徑具有已調整物理性質，使得沿著該等附加傳輸路徑之寄生電容對應於該帶域中該第二感測器板之該第二傳輸路徑之該寄生電容。
  4. 如請求項1之流體性晶粒，其中： 各帶域包含多個發射子總成子集；以及 各子集包含一不同類型之流體致動器。
  5. 如請求項4之流體性晶粒，其中各子集內至少一條傳輸路徑具有已調整物理性質，使得沿著該至少一條傳輸路徑之一寄生電容對應於該子集中另一傳輸路徑之一寄生電容。
  6. 如請求項4之流體性晶粒，其中一類型之流體致動器係選自於下列所組成之群組： 一高滴劑重量流體致動器； 一低滴劑重量流體致動器；以及 一非噴出流體致動器。
  7. 如請求項4之流體性晶粒，其中一子集中各發射子總成具有一傳輸路徑，該傳輸路徑帶有比該子集之一預定量更小之一已調整寄生電容。
  8. 一種流體性晶粒，其包含： 一發射子總成陣列，其係分組成諸帶域，各發射子總成包含： 一發射室； 一流體致動器，其係設置在該發射室內；以及 一感測器板，其係設置在該發射室內； 每個帶域一測量裝置，用以判斷一所選擇感測器板之一狀態；以及 每個發射子總成一選擇器，用以將該所選擇感測器板耦合至該測量裝置，其中： 該帶域之選擇器與該測量裝置相鄰；以及 各發射子總成到其對應選擇器具有一不同長度傳輸路徑；以及 一第一傳輸路徑具有已調整物理性質，使得沿著該第一傳輸路徑之一寄生電容對應於該帶域中一第二傳輸路徑之一寄生電容，與一傳輸路徑長度差異無關，其中： 該第一傳輸路徑係該帶域內在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最短距離之一傳輸路徑；以及 該第二傳輸路徑係該帶域內在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最長距離之一傳輸路徑。
  9. 如請求項8之流體性晶粒，其中該發射子總成陣列係形成為一行。
  10. 一種方法，其包含有： 針對一群組之各發射子總成，判斷沿著介於該發射子總成之一感測器板與其相關聯選擇器之間的一傳輸路徑之一寄生電容； 判斷在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最長距離之一傳輸路徑； 判斷在一相應選擇器與感測器板之間帶有一最短距離之一傳輸路徑； 調整帶有該最短距離之該傳輸路徑之物理性質，使得其寄生電容對應於帶有該最長距離之該傳輸路徑之一寄生電容。
  11. 如請求項10之方法，其中調整帶有該最短距離之該傳輸路徑之物理性質包含將金屬添加到帶有最低寄生電容量之該傳輸路徑。
  12. 如請求項10之方法，其中調整帶有該最短距離之該傳輸路徑之物理性質包含下列至少一者： 調整帶有該最低寄生電容量之該傳輸路徑之一長度； 調整帶有該最低寄生電容量之該傳輸路徑之一寬度；以及 調整帶有該最低寄生電容量之該傳輸路徑上面或下面之一層數。
  13. 如請求項10之方法，其更包含將該群組內之所有傳輸路徑調整為具有小於一預定寄生電容量。
  14. 如請求項13之方法，其中該預定量係基於一發射子總成類型來選擇。
  15. 如請求項13之方法，其中，判斷帶有一最長距離之一傳輸路徑、判斷帶有一最短距離之一傳輸路徑、以及調整帶有該最短距離之該傳輸路徑之物理性質而使得其寄生電容對應於帶有該最長距離之該傳輸路徑之該寄生電容是在一群組子集層級上完成。
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