УСТРОЙСТВО ВЫБРОСА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С ОДНОСТОРОННИМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ ДАТЧИКОМ
DEVICE FOR FLUID EMISSION WITH SINGLE-SIDE TEMPERATURE SENSOR

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Некоторые системы струйной печати и сменные компоненты принтеров, например некоторые узлы струйных печатающих головок, могут содержать температурный датчик для обеспечения определения принтером температуры узла печатающих головок. Во время функционирования система печати может отслеживать температурный датчик и управлять функционированием системы печати на основе зарегистрированных температур. Например, система печати может останавливать или регулировать печать в случае, если узел печатающих головок перегрет, или может нагревать узел печатающих головок, температура которого ниже требуемой рабочей температуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0002] Раздел «Подробное описание» для примера ссылается на все прилагаемые чертежи, на которых могут быть реализованы различные варианты осуществления.
[0003] Фиг. 1 представляет собой блок-схему примера системы выброса текучей среды.
[0004] Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе примера картриджа выброса текучей среды.
[0005] Фиг. 3а представляет собой вид сверху примера устройства выброса текучей среды, имеющего щель подачи текучей среды и температурный датчик на одной стороне щели для текучей среды.
[0006] Фиг. 3b представляет собой вид в разрезе устройства выброса текучей среды, изображенного на фиг. 3а.
[0007] Фиг. 4 представляет собой структурную диаграмму примера способа одностороннего измерения температуры печатающей головкой.
[0008] Некоторые примеры приводятся на вышеуказанных чертежах и подробно описываются ниже. Для ясности и/или краткости чертежи не обязательно выполнены в масштабе, а различные признаки и виды чертежей могут быть изображены увеличенными в масштабе или в схематическом виде.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0009] Элементы устройств продолжают уменьшаться в размере. Печатающие головки, например, могут реализовывать повышенное качество печати с увеличением числа сопел. Устройства, которые содержат микроэлектромеханические и более малогабаритные системы (в настоящем документе в целом называемые “MEMS”), по определению являются чрезвычайно малогабаритными и продолжают служить широкому спектру применений в широком спектре отраслей промышленности.
[0010] Однако, изготовление малогабаритных элементов устройств экономически эффективно и с высокими эксплуатационными характеристиками и надежностью может представлять проблему. В продолжение примера с печатающей головкой - увеличенное число сопел и/или уменьшенный размер печатающей головки. Для некоторых печатающих головок струйной печати основным влияющим на стоимость геометрическим параметром регулировки является ширина печатной матрицы, поскольку длина матрицы по различным причинам может являться фиксированной. Однако ширина печатной матрицы может быть ограничена контактными площадками, управляющими схемами и схемой движения текучей среды, но при устранении этих ограничений оставшимся ограничением может являться ширина, необходимая для установки матрицы в остальную часть печатающей головки.
[0011] Для матрицы печатающей головки с одной щелью подачи текучей среды узкость матрицы может препятствовать расположению управляющих схем на конце матрицы, поэтому схемы вместо этого могут располагаться на одном из двух ребер, с двух сторон охватывающих щель подачи текучей среды. Однако в данной последней конфигурации щель подачи текучей среды может быть смещена относительно центра таким образом, что одно из ребер уже, чем другое из ребер. В некоторых случаях узкость более узкого ребра может ограничиваться механической прочностью, требуемой для исключения разрушения при подвергании напряжению и деформации во время сборки, изменениям температуры и механическому удару. Кроме того, может потребоваться минимальная площадь для обеспечения герметизации остальной части печатающей головки для предотвращения вытекания чернил во время изменений давления и предотвращения втягивания воздуха в картридж ввиду отрицательного обратного давления, которое сохраняется для удержания чернил в картридже, пока действие печатающей головки не выбросит каплю.
[0012] Для некоторых узлов печатающих головок, содержащих отслеживание температуры, эксплуатационные характеристики могут быть повышены за счет измерения температуры матрицы по всей длине множества сопел, которые могут проходить по длине щели подачи чернил, при этом в некоторых случаях эксплуатационные требования могут препятствовать использованию малого числа точечных датчиков для регистрации температуры. Некоторые узлы печатающих головок содержат термочувствительный резистор (TSR), проходящий по обоим ребрам однощелевой матрицы, для отслеживания температуры по всей печатающей головке. В некоторых из этих конфигураций TSR может воспринимать температуру по длине множества сопел, при этом измерения температуры могут усредняться по длине множества сопел за счет геометрии TSR. Однако прокладка TSR по обоим ребрам может приводить к большой разнице в величинах ширины ребер. Например, одно более узкое ребро может содержать TSR, а другое более широкое ребро может содержать управляющую схему и TSR.
[0013] В настоящем документе описываются различные реализации устройства выброса текучей среды, выполненного с возможностью отслеживания температуры матрицы печатающей головки с одной стороны щели подачи текучей среды матрицы печатающей головки. В различных реализациях устройство выброса текучей среды может содержать щель подачи текучей среды для подачи текучей среды во множество выбрасывателей капель, первое ребро, расположенное на первой стороне щели подачи текучей среды и служащее опорой для схемы выброса капель для управления выбросом капель текучей среды из множества выбрасывателей капель, и второе ребро, расположенное на второй стороне, противоположной первой стороне, щели подачи текучей среды, и служащее опорой для температурного датчика, чтобы способствовать определению температуры первого ребра. В различных из указанных реализаций первое ребро лишено температурных датчиков. В различных реализациях первое ребро шире, чем второе ребро, но разница в ширине ребер может быть меньше, чем для конфигураций, в которых температурный датчик расположен на первом ребре вместе со схемой выброса капель. В различных реализациях устройство выброса капель может содержать контроллер для определения температуры первого ребра, по меньшей мере, частично на основании температуры, регистрируемой на втором ребре температурным датчиком, и управления функционированием печатающей головки, по меньшей мере, частично на основании определенной температуры.
[0014] Фиг. 1 иллюстрирует пример системы 100 выброса текучей среды, подходящей для введения в ее состав устройства выброса текучей среды, содержащего односторонний датчик температуры, как описывается в настоящем документе. В различных реализациях система 100 выброса текучей среды может быть выполнена в виде системы струйной печати. Система 100 выброса текучей среды может содержать узел 102 печатающих головок, узел 104 подачи текучей среды, опорный узел 106, узел 108 перемещения носителей, электронный контроллер 110 и, по меньшей мере, один источник 112 питания, который может подавать питание в различные электрические компоненты системы 100 выброса текучей среды.
[0015] Узел 102 печатающих головок может включать в себя, по меньшей мере, одну печатающую головку 114, содержащую основание, имеющее первое ребро, имеющее схему выброса капель для управления выбросом капель из множества выбрасывателей 116 капель, например, отверстий или сопел, и второе ребро, имеющее температурный датчик, а также щель подачи текучей среды, расположенную между первым ребром и вторым ребром, для подачи текучей среды во множество выбрасывателей 116 капель, как подробнее описывается в настоящем документе. Множество выбрасывателей 116 капель может выбрасывать капли текучей среды, например, чернил, в направлении печатного носителя 118 для печати на печатном носителе 118. Печатный носитель 118 может представлять собой любой тип подходящего листового или рулонного материала, например, бумагу, стопку карточек, диапозитивы, полиэстер, фанеру, пенопласт, ткань, холст и тому подобное. Выбрасыватели 116 капель могут размещаться в одном или более из столбцов или матриц таким образом, что осуществляемый в надлежащей последовательности выброс текучей среды из выбрасывателей 116 капель может приводить к печати букв, символов и/или иной графики или изображений на печатном носителе 118 по мере того, как узел 102 печатающих головок и печатный носитель 118 движутся относительно друг друга.
[0016] Узел 104 подачи текучей среды может подавать текучую среду в узел 102 печатающих головок и может содержать резервуар 120 для хранения текучей среды. Как правило, текучая среда может протекать из резервуара 120 в узел 102 печатающих головок, при этом узел 104 подачи текучей среды и узел 102 печатающих головок могут образовывать одностороннюю систему подачи текучей среды или рециркуляционную систему подачи текучей среды. В односторонней системе подачи текучей среды практически вся текучая среда, подаваемая в узел 102 печатающих головок, может потребляться во время печати. Однако в рециркуляционной системе подачи текучей среды только часть текучей среды, подаваемой в узел 102 печатающих головок, может потребляться во время печати. Текучая среда, не потребляемая во время печати, может возвращаться в узел 104 подачи текучей среды. Резервуар 120 узла 104 подачи текучей среды может сниматься, заменяться и/или повторно наполняться.
[0017] В некоторых реализациях узел 104 подачи текучей среды может подавать текучую среду под положительным давлением через узел 122 обработки текучей среды в узел 102 печатающих головок посредством согласующего соединения, такого как подающий патрубок. Обработка в узле 122 обработки текучей среды может включать в себя фильтрацию, предварительный подогрев, поглощение скачков давления и дегазацию. Текучая среда может забираться под отрицательным давлением из узла 102 печатающих головок в узел 104 подачи текучей среды. Разность давлений между впускным отверстием и выпускным отверстием узла 102 печатающих головок может выбираться для достижения необходимого обратного давления на выбрасывателях 116 капель и может, как правило, представлять собой отрицательное давление между минус 1 дюймом (2,54 см) и минус 10 дюймами (25,4 см) водяного столба.
[0018] Опорный узел 106 может размещать узел 102 печатающих головок относительно узла 108 перемещения носителей, а узел 108 перемещения носителей может размещать печатный носитель 118 относительно узла 102 печатающих головок. В данной конфигурации зона 124 печати может быть задана вблизи выбрасывателей 116 капель в области между узлом 102 печатающих головок и печатным носителем 118. В некоторых реализациях узел 102 печатающих головок представляет собой узел печатающей головки сканирующего типа. В этой связи опорный узел 106 может содержать каретку для перемещения узла 102 печатающих головок относительно узла 108 перемещения носителей для сканирования печатного носителя 118. В других реализациях узел 102 печатающих головок представляет собой узел печатающей головки несканирующего типа. В этой связи опорный узел 106 может фиксировать узел 102 печатающих головок в заданном положении относительно узла 108 перемещения носителей. Таким образом, узел 108 перемещения носителей может размещать печатный носитель 118 относительно узла 102 печатающих головок.
[0019] Электронный контроллер 110 может содержать процессор (CPU) 126, память 128, микропрограммные средства, программные средства и прочую электронику для связи с узлом 102 печатающих головок, опорным узлом 106 и узлом 108 перемещения носителей и управления ими. Память 128 может включать в себя как энергозависимые (например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)), так и энергонезависимые (например, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), жесткий диск, CD-ROM и т.д.) компоненты памяти, содержащие пригодные для ввода в компьютер/процессор носители, которые предусматривают хранение исполнимых компьютером/процессором команд, представленных в виде кода, структур данных, программных модулей и прочих данных для системы 100 печати. Электронный контроллер 110 может принимать данные 130 от центральной системы, такой как компьютер, и временно хранить данные 130 в памяти 128. Как правило, данные 130 могут отправляться в систему 100 печати по электронному, инфракрасному, оптическому или иному тракту передачи информации. Данные 130 могут представлять собой, например, документ и/или файл, подлежащий печати. В этой связи, данные 130 могут формировать задание на печать для системы 100 печати и могут включать в себя одну или более из команд и/или параметров команд задания на печать.
[0020] В различных реализациях электронный контроллер 110 может управлять узлом 102 печатающих головок для выброса капель текучей среды из выбрасывателей 116 капель. Таким образом, электронный контроллер 110 может задавать рисунок выбрасываемых капель текучей среды, которые образуют буквы, символы и/или иную графику или изображения на печатном носителе 118. Рисунок выбрасываемых капель текучей среды может определяться командами или параметрами команд задания на печать по данным 130. В различных реализациях электронный контроллер 110 может определять температуру первого ребра, расположенного на первой стороне щели подачи текучей среды печатающей головки 114, по меньшей мере, частично на основании температуры, регистрируемой на втором ребре на второй стороне, противоположной первой стороне, щели подачи текучей среды печатающей головки 114, с помощью температурного датчика и управлять функционированием печатающей головки 114, по меньшей мере, частично на основании определенной температуры.
[0021] В различных реализациях система 100 печати представляет собой капельно-импульсную термографическую струйную систему печати с использованием термографической струйной (TIJ) печатающей головки 114, подходящей для реализации одностороннего температурного датчика, описываемого в настоящем документе. В некоторых реализациях узел 102 печатающих головок может содержать одну TIJ печатающую головку 114. В других реализациях узел 102 печатающих головок может содержать широкий спектр TIJ печатающих головок 114. Несмотря на то, что процессы изготовления, связанные с TIJ печатающими головками 114, вполне пригодны для интеграции одностороннего измерения температуры, такое односторонне измерение температуры могут также реализовывать иные типы печатающих головок, например, пьезоэлектрическая печатающая головка. Таким образом, описываемый односторонний температурный датчик не ограничивается реализацией в TIJ печатающей головке 114.
[0022] В различных реализациях узел 102 печатающих головок, узел 104 подачи текучей среды и резервуар 120 могут размещаться вместе в съемном устройстве, таком как интегрированный картридж печатающей головки. Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе примера струйного картриджа 200, который может содержать узел 102 печатающих головок, узел 104 подачи текучей среды и резервуар 120 в соответствии с одной из реализаций изобретения. В дополнение к одной или более из печатающих головок 214 струйный картридж 200 может содержать электрические контакты 232 и камеру 234 подачи чернил (или иной текучей среды). В некоторых реализациях картридж 200 может иметь камеру 234 подачи, которая хранит один цвет чернил, а в других реализациях он может иметь несколько камер 234 подачи, каждая из которых хранит свой цвет чернил. Электрические контакты 232 могут передавать электрические сигналы на контроллер и от контроллера (например, электрического контроллера 110, описываемого в настоящем документе со ссылкой на фиг. 1), например, чтобы инициировать выброс капель чернил через выбрасыватели 116 капель и одностороннее измерение температуры печатающей головки 214.
[0023] Фиг. 3а и 3b иллюстрируют виды примера устройства 300 выброса текучей среды, имеющего одну щель 336 подачи текучей среды, образованную в матрице/основании 338 печатающей головки. В различных реализациях устройство 300 выброса текучей среды может быть выполнено, по меньшей мере, частично в виде печатающей головки или узла печатающих головок. В некоторых реализациях, например, устройство 300 выброса текучей среды может представлять собой струйную печатающую головку или узел струйной печати.
[0024] Как показано на чертеже, устройство 300 выброса текучей среды имеет одну щель 336 подачи текучей среды, образованную в матрице/основании 338 печатающей головки. Различные компоненты устройства 300 выброса текучей среды включают в себя слой 340 выбрасывателя текучей среды, содержащий множество выбрасывателей 316 капель текучей среды, первое ребро 342 на первой стороне щели 336 подачи текучей среды и второе ребро 344 на второй стороне, противоположной первой стороне, щели 336 подачи текучей среды таким образом, что щель 336 подачи текучей среды расположена между первым ребром 342 и вторым ребром 344. В различных реализациях множество выбрасывателей 316 капель может включать в себя первое множество выбрасывателей 316 капель над первым ребром 342 и второе множество выбрасывателей 316 капель над вторым ребром 344. В различных из этих реализаций множество выбрасывателей 316 капель может включать в себя множество столбцов выбрасывателей 316 капель, причем, по меньшей мере, один столбец выбрасывателей 316 капель расположен над первым ребром 342, а второй столбец выбрасывателей 316 капель расположен над вторым ребром 344. Следует отметить, что хотя в приведенном примере показаны лишь два столбца выбрасывателей 316 капель, многие реализации могут включать в себя больше столбцов и/или столбцы с большим или меньшим числом выбрасывателей 316 капель, чем изображено на чертеже.
[0025] Как показано на фиг. 3b, слой 340 выбрасывателя текучей среды может находиться на определенном расстоянии от основания 338, при этом между слоем 340 выбрасывателя текучей среды и основание 338 находится барьерный слой 346. В различных реализациях устройство 300 выброса текучей среды может содержать один или более изолирующих слоев 348 на основании 338. Как показано на чертеже, слой 340 выбрасывателя текучей среды, барьерный слой 346 и изолирующий слой 348/основание 338 определяют, по меньшей мере, частично зарядную камеру 350. Устройство 300 выброса текучей среды может дополнительно содержать привод 352 вблизи каждой зарядной камеры 350. Приводы 352 могут быть выполнены с возможностью инициирования выброса текучей среды через соответствующий один из выбрасывателей 316 капель. В некоторых реализациях приводы 352 могут содержать резистивные или нагревательные элементы. В некоторых реализациях приводы 352 содержат разделенные резисторы или отдельные прямоугольные резисторы. В других реализациях в качестве приводов 352 могут использоваться иные типы приводов, например, пьезоэлектрические приводы или иные приводы.
[0026] Щель 336 подачи текучей среды может обеспечивать подачу текучей среды в выбрасыватели 316 капель через зарядные камеры 350. Во многих реализациях устройство 300 выброса текучей среды может содержать множество зарядных камер 350, каждая из которых соединена по текучей среде, по меньшей мере, с одним из множества выбрасывателей 316 капель, подобных иллюстрированным выбрасывателям 316 капель, а, по меньшей мере, в некоторых из этих реализаций щель 336 подачи текучей среды может подавать текучую среду во все или большинство из множества выбрасывателей 316 капель через соответствующие из зарядных камер 350.
[0027] В соответствии с фиг. 3а и фиг. 3b, первое ребро 342 может служить опорой для схемы 354 выброса капель для управления выбросом капель текучей среды из множества выбрасывателей 316 капель над первым ребром 342 и вторым ребром 344, а второе ребро 344 может служить опорой для температурного датчика 356. В различных реализациях температурный датчик 356 может способствовать определению температуры первого ребра 342 и второго ребра 344 основания 338 путем замера только температуры второго ребра 344, а не температуры и первого ребра 342, и второго ребра 344. В этой связи, в различных вариантах осуществления первое ребро 342 может быть лишено температурных датчиков. Следует отметить, что схема 354 выброса капель и температурный датчик 356 для наглядности изображены в упрощенном виде, при этом специалистам будет понятно, что схема 354 выброса капель и/или температурный датчик 356 могут иметь любую из различных конфигураций в пределах объема настоящего изобретения.
[0028] Как показано на чертеже, щель 336 подачи текучей среды смещена относительно центра в основании 338 таким образом, что первое ребро 342 шире, чем второе ребро 344, ввиду, по меньшей мере, частично схемы 354 выброса капель, занимающей более значительную площадь основания 338 по сравнению с температурным датчиком 356. В других реализациях первое ребро 342 и второе ребро 344 могут иметь значения ширины, которые являются одинаковыми или практически одинаковыми. В любом случае, разница в значениях ширины ребер 342, 344 может быть меньше по сравнению с конфигурациями, в которых второй температурный датчик расположен на первом ребре 342 вместе со схемой 354 выброса капель. В различных реализациях эта уменьшенная разница может обеспечивать более узкую печатающую головку, чем это было бы возможным в иных случаях. Кроме того, в некоторых реализациях второе ребро 344 может быть выполнено минимальной ширины, чтобы придать второму ребру надлежащую механическую прочность, позволяющую выносить транспортировку и эксплуатацию устройства 300. В этих реализациях размещение температурного датчика 356 на втором ребре 344 может обеспечивать эффективное использование минимальной ширины для измерения температуры в отличие от размещения температурного датчика 356 на первом ребре 342, которое увеличит общую ширину устройства 300 по сравнению с описанными реализациями.
[0029] В различных реализациях температурный датчик 356 может содержать термочувствительный резистор или иного подходящего термочувствительного устройства. Для различных реализаций, в которых температурный датчик 356 содержит термочувствительный резистор, температурный датчик 356 может содержать змеевидную конструкцию, имеющую множество вытянутых участков 358, проходящих по длине второго ребра 344, и множество переходных областей 360, проходящих по ширине второго ребра 344 вблизи верхней части и нижней части вытянутых участков 358, как показано на чертеже. В различных реализациях ток может поступать в температурный датчик 356 через один из выводов 362, 364 и выходить через другой один из выводов 362, 364. Возможны различные другие конфигурации в пределах объема настоящего изобретения.
[0030] Фиг. 4 представляет собой структурную схему примера способа 400, относящегося к действию устройства выброса текучей среды с односторонним измерением температуры, в соответствии с различными реализациями, описываемыми в настоящем документе. Способ 400 может быть связан с различными реализациями, описываемыми в настоящем документе со ссылкой на фиг. 1, 2, 3а и 3b, при этом подробности действий, изображенных в способе 400, можно найти в соответствующем рассмотрении таких реализаций. Действия способа 400 могут осуществляться в виде программных команд, хранящихся на пригодном для ввода в компьютер/процессор носителе, таком как память 128, описываемая в настоящем документе со ссылкой на фиг. 1. В одной из реализаций действия способа 400 могут обеспечиваться путем считывания и исполнения таких программных команд процессором, таким как процессор 126, описываемый в настоящем документе со ссылкой на фиг. 1. Следует отметить, что различные рассматриваемые и/или иллюстрируемые действия, в свою очередь, в общем смысле могут называться совмещенными во времени действиями, чтобы помочь в понимании различных реализаций. Порядок описания не должен трактоваться как предполагающий, что эти действия зависят от порядка, если это прямо не указано. Кроме того, некоторые реализации могут включать в себя большее или меньшее число операций, чем может описываться.
[0031] В соответствии с фиг. 4, способ 400 может начинаться или возобновляться с подачи текучей среды с помощью щели подачи текучей среды в матрице печатающей головки на множество выбрасывателей капель - в блоке 402. Способ 400 может переходить к блоку 404 с управлением выбросом капель из множества выбрасывателей капель с помощью схемы выброса капель, расположенной на первом ребре матрицы печатающей головки на первой стороне щели подачи текучей среды. В различных реализациях схема выброса капель может управлять одним или более из приводов, например, резистивных элементов, нагревательных элементов или пьезоэлектрических элементов вблизи зарядных камер и выбрасывателей капель для инициирования выброса текучей среды через соответствующий один из выбрасывателей капель. В различных реализациях подача текучей среды во множество выбрасывателей капель может включать в себя подачу текучей среды в первое множество выбрасывателей капель над первым ребром на первой стороне щели подачи текучей среды матрицы печатающей головки и второе множество выбрасывателей капель над вторым ребром на второй стороне, противоположной первой стороне, щели подачи текучей среды.
[0032] Способ 400 может продолжаться в блок 406 с регистрацией температуры первого ребра температурным датчиком, расположенным на втором ребре матрицы печатающей головки на второй стороне, противоположной первой стороне, щели подачи текучей среды. В различных реализациях температурный датчик содержит термочувствительный резистор. В различных реализациях регистрация температуры первого ребра может включать в себя регистрацию температуры второго ребра температурным датчиком и определение температуры первого ребра, по меньшей мере, частично на основе температуры второго ребра. В различных реализациях управление выбросом капель может включать в себя управление выбросом капель из первого множества выбрасывателей капель, по меньшей мере, частично на основе температуры второго ребра. Например, выброс капель может быть остановлен, либо печать может регулироваться в случае, если матрица печатающей головки перегрета. В различных реализациях устройство выброса текучей среды может нагревать узел печатающих головок, температура которого ниже требуемой рабочей температуры.
[0033] Несмотря на то что в настоящем документе проиллюстрированы и описаны некоторые реализации, специалистам буде понятно, что целый ряд альтернативных и/или эквивалентных реализаций, рассчитанных на достижение тех же целей, может использоваться вместо изображенных и описанных реализаций в пределах объема данного изобретения. Специалисты без труда поймут, что реализации могут быть реализованы целым рядом способов. Предполагается, что данная заявка охватывает любые варианты или изменения рассматриваемых в настоящем документе реализаций. Исходя из вышеизложенного, с очевидностью предполагается, что реализации ограничены только формулой изобретения и ее эквивалентами.