TWI499515B - 發射致動器電力供應系統 - Google Patents
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Description
本發明係有關於發射致動器電力供應系統。
噴墨印表機可利用例如電阻器致動器、或壓電式致動器的發射致動器於列印頭,以選擇性地噴出列印流體。傳遞至發射致動器的電力有時候導致寄生電壓損失,其引起傳遞在發射致動器的電壓有顯著變化,其可能導致不可靠的墨滴噴出。雖然對於發射致動器之過能應用可解決此類在發射致動器傳遞的電壓變化,但是過能可能減少印表機的可靠度、可能引起性能的限制、且可能減少印表機的設計彈性。
根據本發明之一實施例,係特地提出一種裝置,包含:一第一噴嘴;一與該第一噴嘴相關聯的第一發射致動器;及一發射致動器電力供應系統,包含:一內部電力供應路徑;一成一源極隨耦器配置的第一高側開關(HSS)電晶體,該第一HSS電晶體具有一電性連接至該內部電力供應路徑的汲極、及一電性連接至該第一發射致動器之一第一端的源極;及一電壓調節器,具有一電性連接至該內部電力供應路徑的輸入端、及一電性連接至該第一HSS電晶體之一閘極的輸出端,該電壓調節器以不大於在該汲極的一並流電壓之一受控制電壓來提供給該第一HSS電晶體
之該閘極。
20、220、320、420‧‧‧列印系統
22‧‧‧墨滴/液滴/噴嘴
24‧‧‧列印媒體
30‧‧‧媒體傳送器
32、232‧‧‧列印單元
34‧‧‧流體供應器
36‧‧‧滑架
38‧‧‧控制器
40‧‧‧記憶體
42‧‧‧發射致動器電力供應系統
44‧‧‧列印頭/列印頭晶粒
46‧‧‧流體供應器/流體儲器
50‧‧‧腔室
52‧‧‧噴嘴
54‧‧‧噴墨發射致動器
55‧‧‧指令
57‧‧‧圖像資料
60‧‧‧電力供應器
62‧‧‧內部電力供應路徑
64‧‧‧高側開關(HSS)電晶體閘極
70、170‧‧‧電壓調節器
72、382‧‧‧源極
74‧‧‧汲極
76、386‧‧‧閘極
100‧‧‧方法
102、104‧‧‧步驟
172‧‧‧線性調節器
173‧‧‧分路調節器
174‧‧‧反饋電阻器
222‧‧‧數位邏輯
242‧‧‧發射噴墨電阻器電力供應系統
244、344‧‧‧列印頭晶粒
245‧‧‧電阻
280、480‧‧‧電平位移器
282、482‧‧‧鉗位電路
332‧‧‧列印單元/列印頭總成
342‧‧‧發射噴墨電阻器電力供應系統/發射噴墨致動器電力供應系統
345‧‧‧插槽
345A、345B、345C、345D‧‧‧電阻/電阻器
380‧‧‧低側開關(LSS)電晶體
384‧‧‧汲極/LSS電晶體
483‧‧‧電晶體
圖1是包括一噴墨發射致動器電力供應系統之列印系統例子的示意圖。
圖2是圖1之噴墨發射致動器電力供應系統的示意圖。
圖3是用以供應電力至一噴墨發射致動器之方法例的流程圖。
圖4是圖2之噴墨發射致動器電力供應系統的一電壓調節器例子的電路圖。
圖5是包括另一噴墨發射致動器電力供應系統例的圖1之列印系統另一例的電路圖。
圖6是包括另一噴墨發射致動器電力供應系統例的圖1之列印系統另一例的電路圖。
圖7是包括另一噴墨發射致動器電力供應系統例的圖1之列印系統另一例的電路圖。
圖1示意地說明一列印系統20例子。列印系統20係被組配來選擇性地遞送流體或液體之墨滴22到一列印媒體24之上。列印系統20利用按需噴墨技術。如此後將描述的,列印系統20包含一發射致動器電力供應系統42(如圖2所示),其以較少的電壓變化供應電力至該噴墨發射致動器,達到增強的印表機可靠度、性能、及設計彈性。
列印系統20包含媒體傳送器30、列印頭總成或列印單元32、流體供應器34、滑架36、控制器38、記憶體40、及發射致動器電力供應系統42。媒體傳送器30包含一組配來使列印媒體24相對於列印單元32傳送或移動的機構。在一個例子中,列印媒體24可包含一捲筒紙。在另一個例子中,列印媒體24可包含個別的片體。在一個例子中,列印媒體24可包括纖維素為基礎的材料,例如紙張。在另一個例子列印媒體24可包含有墨水或其它液體沈積於其上的其它材料。在一個例子中,媒體傳送器30可包含一系列之滾筒及一壓盤,其組配來於該液體被沈積在該列印媒體24之上時支撐媒體24。在另一個例子中,媒體傳送器30可包含一感光鼓,係於液體被沈積在媒體24之上時使媒體24被支撐。
列印單元32把液滴22噴在一媒體24上。雖然為了便於說明僅一個單元32被畫出,但列印系統20可包括多個列印單元32。每一列印單元32包含列印頭44、及流體供應器46。列印頭44包含一個或多個腔室50、一個或多個噴嘴52、及一噴墨發射致動器54。每一腔室50包含一連接至供應器46的流體體積以從供應器46接收流體。每一腔室50係位於一個或多個噴嘴52及致動器54之間且與其相關聯。所述一個或多個噴嘴52各自包含使流體或液體通過被噴在列印媒體24上的小開口。
致動器54包含一在腔室50對面的發射致動器,其導致墨水或其它液體被強力地噴出或驅出以響應跨越流過
該致動器54的電流。列印頭44的每一腔室50具有一專用的致動器54。每一致動器54是連接至由導電跡線所提供的電極。供應至該等導電跡線及每一電阻器的電力係由發射致動器電力供應系統42(如圖2所示)來提供,其中,與個別噴嘴52相關聯的個別致動器54是選擇性地被發射以響應來自控制器38的控制信號。在一個例子中,控制器38致動一個或多個例如薄膜電晶體的開關,以選擇性地控制跨越每一致動器54的電力傳輸。
在圖示的例子中,致動器54包含一熱噴墨式(TIJ)發射電阻器。跨越致動器54的電力傳輸把致動器54加熱至足夠高溫,藉此致動器54把腔室50內的液體氣化,製造出一快速擴大的氣泡迫使液滴22掉出噴頭52。在另一個例子中,致動器54可包含一壓電電容式發射致動器,其中,跨越壓電式致動器之電壓的應用導致一彈性薄膜改變形狀或曲撓,以強迫地驅出墨水或液體通過噴嘴52。如此後將描述的,發射致動器電力供應系統42以較少的電壓變化供應電力至每一致動器54(示出了其中之一),解決了作為寄生電壓損失之結果而發生的電壓變化。
流體供應器46包含一容納流體而鄰近列印頭44之板上體積、容器、或儲器。流體供應器34包含一遠端或離軸之流體的體積、容器、或儲器,其經由一個或多個流體導管被施加至流體供應器46。在某些例子中,流體供應器34可被省略,其中用於列印頭44之液體或流體的全部供應是由流體儲器46來提供。在某些例子中,例如列印單元
32可包含一列印墨水盒,當來自供應器46的流體已耗盡時其係為可替換的或可再填充的。
滑架36包含一被組配來相對於列印媒體24及媒體傳送器30線性地轉換或掃描列印單元32的機構。在某些列印單元32跨越媒體傳送器30及媒體24的例子中,例如具有頁寬陣列之印表機,滑架36可被省略。
控制器38包含一個或多個處理單元,係組配來生成控制信號以指示媒體傳送器30、流體供應器34、滑架36、及列印頭44的致動器54之運作。為此應用之目的,”處理單元”一詞應是指用來執行載於記憶體中的指令序列之一種目前開發的或未來開發的處理單元。指令序列的執行使該處理單元來進行諸如產生控制信號的步驟。該等指令可從唯讀記憶體(ROM)、大容量儲存裝置、或某些其他永續性儲存體被載入隨機存取記憶體(RAM)而藉由處理單元執行。在其他例子中,硬接線電路可被使用來代替或結合軟體指令以實行所描述的功能。例如,控制器38可被實施作為一個或多個特殊應用積體電路(ASICs)之部件。除非另有特別說明,該控制器不限於硬體電路或軟體之任何特殊組合,也不限於由處理單元執行的指令之任何特定來源。
所示的例子中,控制器38執行或遵循載於記憶體40中的指令55。在運作中,控制器38生成控制信號至流體供應器34以確保流體供應器46有用於列印的足夠流體。在流體供應器34被省略的這些例子中,此類控制步驟也被省略。為了使列印基於至少暫時儲存在記憶體40中的圖像資
料57被實現,控制器38生成用以指示媒體傳送器30相對於列印單元32到列印媒體24的控制信號。控制器38也生成使滑架36跨越列印媒體24而來回地掃描列印單元32的控制信號。在這些列印單元32充分地跨越媒體24(諸如具有頁寬陣列)的例子中,由控制器38控制之滑器36可被省略。為了使流體沈積在媒體24上,控制器38根據圖像資料57生成控制信號以選擇性地將在選定噴嘴52對面之致動器54加熱,而噴出或發射液體到媒體24上來形成圖像。
圖2更詳細地示意說明發射致動器電力供應系統42。發射致動器電力供應系統42供應電力到每一列印頭晶粒44的致動器54。如前所述,到每一致動器54的電力供應係由一個或多個開關或電晶體(未示於圖2)選擇性地控制,以響應於來自控制器38(如圖1所示)之控制信號。發射致動器電力供應系統42以較少的電壓變化供應電力到每一致動器54(示出了其中之一),解決了作為寄生電壓損失之結果而發生的電壓變化。發射致動器電力供應系統42包含電力供應器60、內部電力供應路徑62、高側開關電晶體64、及電壓調節器70。
電力供應器60包含用於致動器54的一電力源。電力供應器60可額外地供應列印系統20的其它組件電力。內部電力供應路徑62包含用以從電力供應器60電性傳導或傳輸電力到致動器54的導電接線、跡線或類似物。內部電力供應路徑62從電力供應器60發送電力到致動器54時可能沿著一電纜、一印刷電路板、一可撓性電纜、及/或積體電路電力跡線延伸。在該傳輸期間,內部電力供應路徑62、以
及其它結構可能會帶來寄生電壓損失。如前所述,該寄生電壓損失可能導致沿著內部電力供應路徑62之電壓變化。
高側開關(HSS)電晶體64包含成源極隨耦器配置的電晶體。特別是如圖2所示,電晶體64具有一電性連接至致動器54的源極72、一電性連接至內部電力供應路徑62的汲極74、及一電性連接至電壓調節器70的閘極76。換句話說,源極72是與致動器54更緊密地電性接近、或汲極74是與路徑62更緊密地電性接近。成”源極隨耦器配置”時,在源極72所見的電壓會跟隨在閘極76的電壓。
根據一個例子,電晶體64包含例如MOSFET電晶體的一功率場效電晶體。根據一個例子,電晶體64包含一LDMOS電晶體。在其它例子中,電晶體64可包含其他形式的電晶體,其同樣選擇性地傳輸一跟隨閘極76所呈現之電壓的電壓到致動器54。
電壓調節器70包含一電路或其它電壓調節裝置,被組配或建構來提供不大於汲極74之並流電壓的一控制電壓給電晶體64之閘極76。因此,電晶體64吸收包括有路徑62之電壓波動的主電力系統軌道上的電壓波動。因此,電晶體64及電壓調節器70合作來遞送恆定能量到一個或多個致動器54。藉由遞送更穩定或均勻的電壓到該噴墨發射致動器54,電力供應器60提供了更均勻的發射能量,且減少任何在致動器54可見的過能範圍,以增加可靠度與性能。
此外,在利用不同於所需的噴墨電阻器發射電壓
之電壓的馬達或其它各種機構系統之列印系統中,電壓調節器70及電晶體64的配合,也允許電阻器發射電壓能從用來驅動列印系統20的馬達及機構系統之該等列印系統20電壓被隔離出來。透過跨越所有負載條件在每一致動器54有可預期的穩定電壓,印表機可利用增加噴嘴的壽命與性能之合適有活力的設定。藉由把電阻器發射電壓從驅動其它列印系統組件的電壓隔離出來,電力供應器60促進不同於目標電阻器發射電壓的機構系統電壓之利用,增進印表機的設計彈性。
在所示的例子中,電壓調節器70提供一控制電壓,其小於在最大負載下最小系統電力供應電壓。在所示的例子中,電壓調節器70提供低於主電力供應器、電力供應器60之電壓幾個伏特的一單獨調節電壓。在其它例子中,電壓調節器70可提供其它電壓到閘極76。在所示的例子中,電壓調節器70係作為在列印單元32之列印頭總成的部件來實施。在其它例子中,電壓調節器可兼以直接在列印頭44或在其它位置來實施。
圖3是說明被列印系統20(如圖1所示)利用來遞送電力到一個或多個致動器54的流程或方法100的一流程圖。如步驟102所指出,電力是跨越一呈源極隨耦器(SF)配置的HSS電晶體而供應到致動器54。如圖2所示的例子中,電力是跨越呈源極隨耦器配置的電晶體64而供應到致動器54。如步驟104所指出,控制或調節電壓進一步供應到該高側開關電晶體之閘極,其中,該控制或調節電壓不大於該
高側開關電晶體汲極所經受的並流電壓。如圖2所示的例子中,電壓調節器70供應控制調節電壓到電晶體64的閘極76,其中,該調節器控制電壓不大於電晶體64之汲極74所見的並流電壓。
圖4是電壓調節器170的一電路圖,可被發射致動器電力供應系統42採用之電壓調節器70的一例。如電壓調節器70般,電壓調節器70包含一電氣電路,以提供一不大於汲極74之並流電壓的控制電壓給電晶體64之閘極76(如圖2所示)。電壓調節器170包含線性調節器172、分路調節器173、及反饋電阻器174。反饋電阻器174係連接於線性調節器172,且與線性調節器172及分路調節器173相配合,藉此使提供到閘極76(如圖2所示)的調節器172之輸出電壓會小於在最大負載下的最小系統供應電壓。如所示的例子,線性調節器172包含一市售的德州儀器之LM317調節器。分路調節器173包含一部分可用的德州儀器之TL431分路調節器。在其它例子,電壓調節器170可具有不同於如圖4所示的其它組態。
圖5示意地說明列印系統20之一例的列印系統220。列印系統220包含媒體傳送器30(如圖1所示)、列印頭總成或列印單元232、流體供應器34(如圖1所示)、滑架36(如圖1所示)、包括有數位邏輯222的控制器38、記憶體40(如圖1所示)、及發射噴電墨電阻器力供應系統242。列印單元232係類似於列印單元32(相對於圖1所示及描述),因為列印單元32包括流體供應器46(如圖1所示)、及一列印頭晶粒244。
如圖5所示,列印頭晶粒244包含多個噴嘴52(N1-NN)(示意示出)、及特別表示為發射電阻器R之相關聯的發射致動器54。每一發射致動器54從發射噴墨電阻器電力供應系統242接收電力。
發射噴墨電阻器電力供應系統242類似於系統42。儘管沿內部電力供應路徑62之電阻245(以電阻器符號來功能性地表示)可能產生寄生電壓損失,但電阻器電力供應系統242能以較少的變化來供應電力到每一致動器54。電阻器電力供應系統242包含電力供應器60、內部電力供應路徑62、高側開關(HSS)電晶體64、電壓調節器70、電平位移器280、及鉗位電路282。電力供應器60、路徑62、電晶體64、及電壓調節器70分別相對於圖2如上所述。
電平位移器280被設置在晶粒244上,且其作為電壓轉換機構,其中控制器38的低電壓數位邏輯222選擇性地供應較高之閘極電壓到電晶體64的閘極76,以選擇性地發射相關聯的致動器54及相關聯的噴嘴52。特別是在響應於接收自數位邏輯222的一低電壓數位信號,電平位移器280以調節器70建立的較高之控制或調節電壓(VPP邏輯)來供應閘極64(及鉗位電路282)。因為電晶體64是成源極隨耦器配置,致動器54所見之電壓對應於該調節器在閘極提供的控制VPP邏輯,以響應於電平位移器280的作動或開關。
鉗位電路282係針對每一HSS電晶體64而設置在晶粒244上。每一鉗位電路282包含二極體連接裝置,其在該閘極-至-源極電壓因源極電壓拉高以匹配閘極電壓(在閘
極76之電壓)(減去一些二極體壓降)而變得過高時會響應開通。在其它的例子,鉗位電路282可具有其它組態、或可被省略。
如圖5所示,在晶粒244上的每一發射致動器54具有一專用HSS電晶體64、一專用電平位移器280、及一專用鉗位電路282。圖6是說明列印系統320的電路圖,即列印系統20的另一例。不像列印系統20係採用有時被稱作為完整式之HSS系統,列印系統320則是採用被稱為混合式之HSS系統。列印系統320的混合式HSS系統藉由促進使用單一HSS電晶體於多個發射致動器54及噴嘴22來節約寶貴的晶粒空間。
圖6示意地說明列印系統20之另一例的列印系統320。列印系統320包含媒體傳送器30(如圖1所示)、列印頭總成或列印單元332、流體供應器34(如圖1所示)、滑架36(如圖1所示)、包括有數位邏輯222的控制器38、記憶體40(如圖1所示)、及發射噴墨電阻器電力供應系統342。列印單元或列印頭總成332係與列印單元32相似(相對於圖1所示與描述),因為列印單元232包括流體供應器46(如圖1所示)、及列印頭晶粒344。如圖6所示,列印頭晶粒344包含多個噴嘴22(示意示出)、及相關聯的發射致動器54(以發射電阻器顯示),係沿著一供應墨水或其它流體到致動器54及噴嘴22的墨水插槽(插槽345)排列。每一發射致動器54從噴墨電阻器電力供應系統342接收電力。
發射噴墨電阻器電力供應系統342類似於系統
42。儘管沿著內部電力供應路徑62之電阻345A、345B、345C、及345D可能會產生寄生電壓損失,但電阻器電力供應系統342以較少的變化供應電力到每一致動器54。特別是,電阻器345A代表經由電纜到該印刷電路板的電阻。電阻器345B代表在該印刷電路板上的路徑62的電阻。電阻器345C代表在連接印刷電路板與晶粒344之可撓性電路上的路徑62的電阻。電阻器345D代表在晶粒344上從可撓性電路至電晶體64之佈線(跡線)的電氣電阻。在晶粒344上之佈線或跡線的電氣電阻可能取決於特定噴嘴52及相關聯的致動器54之位置而變化。例如,位在接近於列印插槽(插槽345)之中間的致動器54可能經受較之位在接近於插槽345之末端的致動器54還高的寄生電壓降。這種列印頭或晶粒引起的變化,可能隨著列印頭變小且包括更少金屬層來發送電力而惡化。
噴墨發射致動器電力供應系統342包含電力供應器60、內部電力供應路徑62、高側開關(HSS)電晶體64、電壓調節器70、及低側開關(LSS)電晶體380。電力供應器60、路徑62、電晶體64、及電壓調節器70各自相對圖2如上所述。每一LSS電晶體380包含諸如LDMOS電晶體的一功率場效電晶體,其具有一連接至接地點的源極382、一電性連接至致動器54之末端的汲極384、及一電性連接至噴嘴驅動邏輯與電路、數位邏輯222的閘極386。為了便於說明,圖6僅顯示在數位邏輯222之間的一些電連接點、及少數LSS電晶體380的一些閘極386。
如圖6所示,每一噴嘴52及相關聯的致動器54具有一專用的LSS電晶體380。每一LSS電晶體380作為開關機構來選擇性地發射其相關聯的致動器54與噴嘴52以響應於來自數位邏輯222的控制信號。因為噴墨發射致動器電力供應系統342包括LSS電晶體380,來選擇性地致動以發射電阻器、及噴嘴22顯示的個別致動器54,該HSS電晶體54可在多個噴嘴22及致動器54之間共享。根據一個示例,單一的HSS電晶體係在12噴嘴22及致動器54之間共享(用來共享一HSS電晶體的噴嘴22及發射致動器54組有時簡稱為主要者)。因為LSS電晶體380與HSS致動器54相比,係佔用空間較少且較便宜,成本及晶粒佔用空間可減少。
圖7如圖1所示列印系統20之一例的列印系統420的電路圖。列印系統420是類似於列印系統320,除了列印系統420係額外顯示包括一範例之電平位移器480、及一範例之鉗位電路482。當共享電晶體64的其中一致動器54及其相關聯的噴嘴52將被發射時,電平位移器480作為切換機構經由控制器38的數位邏輯222(示於圖6)選擇性地施加一閘極電壓到每一電晶體64的閘極76。特別是響應於從數位邏輯222接收的低電壓數位信號,電平位移器280會以調節器70建立之較高的控制或調節電壓(VPP邏輯)供應到閘極76(及鉗位電路482)。因為電晶體64是成源極隨耦器配置,在致動器54所見之電壓會對應於在閘極76所提供之調節器控制VPP邏輯以響應於電平位移器280的作動或開關。注意圖7所示的配置,依電平位移器480之作動而供應到閘極76的電壓
不會導致動器54或噴嘴52(如圖6所示)發射,直到LSS電晶體380被致動或開啟時才會。進一步注意,雖然電平位移器480係功能性地以單一的電晶體483來表示,以作為高電壓PMOS裝置,但在所示例子中電平位移器480包括多個高電壓電晶體,亦即兩個高電壓PMOS裝置、兩個LDMOS電晶體、及數位CMOS閘極。
鉗位電路482係針對每一HSS電晶體64而設置在晶粒244上。每一鉗位電路282包含二極體連接裝置,於電壓被拉高以匹配該閘極電壓時(在閘極76的電壓)(減去一些二極體壓降),其會於閘極-至-源極電壓變得過高時響應開啟以限制該閘極-源極電壓。在其它例子中,鉗位電路282可具有其它組態、或可被省略。
因為印刷系統420係針對每一發射致動器54及相關聯之噴嘴52採用一LSS電晶體384,多個噴嘴22或主要者可能共享單一的HSS電晶體64。因此,該等主要者的噴嘴22可能也共享單一的電平位移器480、及單一的鉗位電路482。所以,額外的成本與空間被節省了。
雖然本揭露內容經參考實施例已被描述,但孰於此技藝之工作者將認識到在不脫離請求的標的之精神與範圍下於形式及細節上可進行改變。例如,雖然不同實施例可由包括一個或多個特徵來提供一個或多個好處而被描述,但可以預期的是所描述的特徵可彼此互換、或替換地與另一個被描述的實施例或其他代替的實施例相結合。因為本揭露內容的技術係相對複雜,並非所有的變化在技術
上為可預見的。經參考實施例所描述的本揭露內容以及闡述於以下申請專利範圍係顯然意欲儘可能廣泛。例如,除非特別另有說明,申請專利範圍敘述單一特定元件也包含多個此等特定元件。
42‧‧‧發射致動器電力供應系統
44‧‧‧列印頭/列印頭晶粒
50‧‧‧腔室
52‧‧‧噴嘴
54‧‧‧噴墨發射致動器
60‧‧‧電力供應器
62‧‧‧內部電力供應路徑
64‧‧‧高側開關(HSS)電晶體/閘極
70‧‧‧電壓調節器
72‧‧‧源極
74‧‧‧汲極
76‧‧‧閘極
Claims (15)
- 一種列印裝置,包含:一第一噴嘴;與該第一噴嘴相關聯的一第一發射致動器;及一發射致動器電力供應系統,包含:一內部電力供應路徑;呈一源極隨耦器配置的一第一高側開關(HSS)電晶體,該第一HSS電晶體具有一電性連接至該內部電力供應路徑的汲極、及一電性連接至該第一發射致動器之一第一端的源極;及一電壓調節器,具有一電性連接至該內部電力供應路徑的輸入端、及一電性連接至該第一HSS電晶體之一閘極的輸出端,該電壓調節器以不大於在該汲極的一並流電壓之一受控制電壓來提供給該第一HSS電晶體之該閘極。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,更包含:一第二噴嘴;與該第二噴嘴相關聯的一第二發射致動器;呈一源極隨耦器配置的一第二HSS電晶體,該第二HSS電晶體具有一電性連接至該內部電力供應路徑的汲極、及一電性連接至該第二發射致動器的源極,其中,該電壓調節器的該輸出端係電性連接至該第二HSS電晶體之一閘極,該第二調節器以不大於在該第二HSS電晶體之汲極的一第二並流電壓之一第二受控制電壓 來提供給該第二電晶體的該閘極。
- 如申請專利範圍第2項之裝置,更包含:噴嘴驅動邏輯與電路;及一電平位移器,在該噴嘴驅動邏輯與電路的控制下將該調節器的該輸出端電性連接至該第一HSS電晶體的該閘極。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,更包含:一噴嘴驅動邏輯與電路;一第一低供應側(LSS)電晶體,具有一電性連接至該第一發射致動器的汲極、一連接至接地點的源極、及一電性連接至該噴嘴驅動邏輯與電路的閘極。
- 如申請專利範圍第4項之裝置,更包含:一第二噴嘴;與該第二噴嘴相關聯的一第二發射致動器,該第二發射致動器具有一電性連接至該第一HSS電晶體之該源極的第一端;及一第二LSS電晶體,具有一電性連接至該第二發射致動器之一第二端的汲極、一連接至接地點的源極、及一電性連接至該噴嘴驅動邏輯與電路的閘極。
- 如申請專利範圍第5項之裝置,更包含:一第三噴嘴;與該第三噴嘴相關聯的一第三發射致動器;一第四噴嘴;與該第四噴嘴相關聯的一第四發射致動器; 一呈一源極隨耦器配置的第二HSS電晶體,該第二HSS電晶體具有一電性連接至該內部電力供應路徑的汲極、一電性連接至該第三發射致動器之一第一端與該第四發射致動器之一第一端的源極、及一電性連接至該電壓調節器之該輸出端的閘極,該電壓調節器以不大於在該第二HSS電晶體之汲極的一第二並流電壓之一受控制電壓來提供給該第二HSS電晶體的該閘極;一第三LSS電晶體,具有一電性連接至該第三發射致動器之一第二端的汲極、一連接至接地點的源極、及一電性連接至該噴嘴驅動邏輯與電路的閘極;及一第四LSS電晶體,具有一電性連接至該第四發射致動器之一第二端的汲極、一連接至接地點的源極、及一電性連接至該噴嘴驅動邏輯與電路的閘極。
- 如申請專利範圍第6項之裝置,更包含一具有一插槽的列印頭晶粒,其中該第一發射致動器與第二發射致動器是在該插槽的一第一端,且其中該第三發射致動器與該第四發射致動器是在該第一端對面之該插槽的一第二端。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,更包含一鉗位電路,其具有輸入端電氣連接至該第一電晶體之該閘極與一源極,該鉗位電路用來限制該第一電晶體之該閘極與該源極之間的一電壓差。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,更包含一承載該第一調節器的列印頭晶粒。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中,該第一電晶體包含一功率場效電晶體。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中,由該調節器提供的該受控制電壓包含小於在最大負載下之最小系統電力供應電壓的一輸出電壓。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中,該第一調節器包含:一線性調節器,提供該電壓調節器的該輸入端及該輸出端;及反饋電阻器,連接至該線性調節器,且組配來產生小於在最大負載下之最小系統電力供應電壓的一輸出電壓。
- 一種電力供應方法,包含:跨越呈一源極隨耦器配置的一高側開關(HSS)電晶體而供應電流至一列印頭晶粒的一發射致動器;及把不大於在該HSS電晶體的一汲極之一並流電壓的一受調節電壓供應至該高側開關電晶體的一閘極。
- 如申請專利範圍第13項之方法,包含:跨越該高側開關電晶體而供應電流至一列印頭晶粒的數個發射致動器;及利用一低供應側電晶體選擇性地令該等數個發射致動器噴發。
- 一種用於液體發射致動器的電力供應系統,該電力供應系統包含: 一內部電力供應路徑;呈一源極隨耦器配置的一高側開關(HSS)電晶體,該HSS電晶體包含一功率場效電晶體,其具有一電性連接至該內部電力供應路徑的汲極、及一將電性連接至該液體發射致動器之一端點的源極;及一電壓調節器,具有一電性連接至該內部電力供應路徑的一輸入端、及一電性連接至該HSS電晶體之一閘極的輸出端,該電壓調節器用來產生小於在最大負載下之最小系統電力供應電壓的一輸出電壓。
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WO2019221707A1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluidic die with low voltage monitoring circuit including high voltage tolerant transistor |
WO2019221706A1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluidic die with monitoring circuit fault protection structure |
US11827512B2 (en) | 2018-09-24 | 2023-11-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Connected field effect transistors |
US11633949B2 (en) | 2018-09-24 | 2023-04-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid actuators connected to field effect transistors |
WO2020145970A1 (en) | 2019-01-09 | 2020-07-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printhead voltage regulators |
CN113993706A (zh) * | 2019-06-19 | 2022-01-28 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 打印头高侧开关控制装置 |
WO2021101533A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Input voltage agnostic fluidic devices with clamp circuits |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030081028A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-01 | Feinn James A. | Injet printhead assembly having very high drop rate generation |
TW200710625A (en) * | 2005-07-15 | 2007-03-16 | Semiconductor Components Ind | Power supply controller and method therefor |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW293226B (zh) * | 1993-07-14 | 1996-12-11 | Seiko Epson Corp | |
JPH11157076A (ja) * | 1997-09-22 | 1999-06-15 | Ricoh Co Ltd | インクジェット記録装置 |
US6755495B2 (en) | 2001-03-15 | 2004-06-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Integrated control of power delivery to firing resistors for printhead assembly |
US6439678B1 (en) * | 1999-11-23 | 2002-08-27 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for non-saturated switching for firing energy control in an inkjet printer |
JP3610279B2 (ja) | 2000-04-03 | 2005-01-12 | キヤノン株式会社 | 記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えた記録装置 |
US6726300B2 (en) | 2002-04-29 | 2004-04-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fire pulses in a fluid ejection device |
US6789871B2 (en) * | 2002-12-27 | 2004-09-14 | Lexmark International, Inc. | Reduced size inkjet printhead heater chip having integral voltage regulator and regulating capacitors |
US7175248B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-02-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device with feedback circuit |
US7549715B2 (en) * | 2004-05-27 | 2009-06-23 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printer controller for causing expulsion of ink from nozzles in groups, starting at outside nozzles of groups |
US7390071B2 (en) * | 2004-05-27 | 2008-06-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printer controller for supplying data to a printhead module having a dropped row |
US9283750B2 (en) * | 2005-05-20 | 2016-03-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Constant current mode firing circuit for thermal inkjet-printing nozzle |
US7249830B2 (en) | 2005-09-16 | 2007-07-31 | Eastman Kodak Company | Ink jet break-off length controlled dynamically by individual jet stimulation |
KR101257839B1 (ko) | 2006-02-20 | 2013-04-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | 잉크젯 방식을 이용한 컬러 필터의 제조방법 |
US7410231B2 (en) * | 2006-03-20 | 2008-08-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Pen voltage regulator for inkjet printers |
JP2007276359A (ja) | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Canon Inc | インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 |
KR20100069210A (ko) | 2008-12-16 | 2010-06-24 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 장치 및 잉크 분사량 제어 방법 |
US8109591B2 (en) | 2009-01-23 | 2012-02-07 | Xerox Corporation | System and method for protecting a printer from an over-temperature condition in a printhead |
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-
2012
- 2012-09-24 TW TW101134925A patent/TWI499515B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030081028A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-01 | Feinn James A. | Injet printhead assembly having very high drop rate generation |
TW200710625A (en) * | 2005-07-15 | 2007-03-16 | Semiconductor Components Ind | Power supply controller and method therefor |
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