流体喷射头、数字分配系统、及检测是否存在流体的方法技术方案

本发明专利技术提供一种流体喷射头、数字分配系统、和用于检测流体喷射头的流体室中是否存在流体的方法。流体喷射头包含半导体衬底，半导体衬底具有蚀刻穿过其中的细长流体供应通孔。流体喷射器阵列邻近于流体供应通孔而设置，其中，细长流体供应通孔将流体提供到流体喷射器阵列，以从流体喷射头喷射流体。用于流体喷射器阵列的流体感测单元，设置在流体供应通孔的每一端处，其中，流体感测单元中的每一个具有：流体喷射器、设置在流体喷射器的流体室中的电极、以及设置在与流体室相关联的流体通道中的电极。流体检测电路设置为与流体感测单元中的每一个电连通，以检测流体室中是否存在流体。以检测流体室中是否存在流体。以检测流体室中是否存在流体。

【技术实现步骤摘要】
流体喷射头、数字分配系统、及检测是否存在流体的方法


[0001]本公开涉及一种流体喷射头、数字分配系统，且特定来说，涉及一种电路和用于确定所述流体喷射头的流体室中是否存在流体的方法。

技术介绍

[0002]流体喷射头已用于多种打印应用。然而，流体喷射头目前正用于例如药物输送、微量给药和分配到孔板的微孔中、分析载玻片制备、蒸汽疗法以及类似领域的多种其它领域中。尤其在医学领域中，需要自动化样品制备和分析。分析可以是比色分析或需要将样品染色以在显微镜下更好地观察样品。这种分析可包含药物样品分析、血液样品分析以及类似分析。举例来说，血液的化验分析提供用于确定个人健康的数个不同因素。当存在需要进行血液样品分析的大量患者时，程序可极为费时。对于例如药物筛选的化验分析，需要沉积微量的目标试剂以评估其对样品的影响和性能。传统上，手动或机电致动的移液管用于将痕量物质沉积到这些化验样品中。针对化验所产生的测试流体的总体积由相对于最少的试剂实现所需试剂比率的能力来指定。由于移液管的小规模容积限制,通常有必要产生过量的测试流体以达到恰当的试剂比率。
[0003]众所周知，热喷墨技术能够精确地分布喷射流体的皮升大小的液滴。由喷墨技术提供的精度和速度使得其成为在减少样品浪费量的同时提高化验样品通量的有前景的候选。在传统的热喷打印机中，喷射流体通常在到达最终用户之前预填充到打印头中。然而，在需要现场产生测试解决方案的生命科学领域中使用预填充筒是不切实际的。
[0004]因此，移液管可填充筒可与数字分配系统一起使用。移液管可填充筒在使用时填充预定量的流体以进行样品的化学化验。由于待分配的流体量对于正在进行的化验分析是至关重要的，因此重要的是了解是否将流体和适量的流体移入移液管可填充筒的流体保持室中。如果所述室不含流体或在化验完成之前提前用完流体，那么喷射头流体室中将不存在流体。为确定是否恰当地从喷射头分配流体，可使用流体检测电路。传统的流体检测电路用于含有单个流体供应通孔的喷射头以将流体提供到喷射头的流体室，其中在流体室中的流体喷射器激活时，顺序地确定大量流体室的状态。然而，当喷射头中存在大于一个流体供应通孔时，需要确定是否将流体同时提供到流体供应通孔中的每一个和与流体供应通孔相关联的流体室。

技术实现思路

[0005]鉴于前述，本公开的实施例提供一种流体喷射头和检测喷射室中的流体的存在的方法。流体喷射头包含半导体衬底，半导体衬底具有蚀刻穿过其中的细长流体供应通孔。流体喷射器阵列邻近于细长流体供应通孔而设置，其中，细长流体供应通孔将流体提供到流体喷射器阵列，以从流体喷射头喷射流体。用于流体喷射器阵列的流体感测单元，设置在细长流体供应通孔的每一端处，其中，流体感测单元中的每一个具有：流体喷射器、设置在流体喷射器的流体室中的电极、以及设置在与流体室相关联的流体通道中的电极。流体检测
电路设置为与流体感测单元中的每一个电连通，以检测流体室中是否存在流体。
[0006]在另一实施例中，提供一种流体喷射头，所述流体喷射头具有：至少两个流体供应通孔，所述至少两个流体供应通孔蚀刻穿过半导体衬底，以将流体提供到邻近于所述至少两个流体供应通孔中的每一个而设置的流体喷射器阵列。流体喷射器阵列中的每一个流体喷射器具有流体通道，以将来自至少两个流体供应通孔中的每一个的流体引导到流体室以由流体喷射头喷射。针对至少两个流体供应通孔中的每一个设置流体感测单元，所述流体感测单元具有：设置在流体通道中的第一电极、和附接到与流体通道相关联的流体室中的流体喷射器的第二电极，其中，流体感测单元设置在至少两个流体供应通孔中的每一个的近端处。流体检测电路与流体感测单元电连通，以检测流体室中是否存在流体。
[0007]在另一实施例中，提供一种用于检测流体喷射头的流体室中是否存在流体的方法。所述方法包含：提供流体喷射头和其喷射头控制器。流体喷射头具有半导体衬底，所述半导体衬底具有蚀刻穿过其中的至少一个细长流体供应通孔。流体喷射器阵列邻近于至少一个细长流体供应通孔而设置，其中，细长流体供应通孔将流体提供到流体喷射器阵列，以从流体喷射头喷射流体。用于流体喷射器阵列的流体感测单元，设置在至少一个细长流体供应通孔的近端处，其中，流体感测单元具有流体喷射器、设置在流体喷射器的流体室中的第一电极、以及设置在与流体室相关联的流体通道中的第二电极。流体检测电路与流体感测单元电连通，以检测流体室中是否存在流体。将偏置电压施加到流体感测单元的第一电极和第二电极中的每一个。接着，从第二电极去除偏置电压。在从第二电极去除偏置电压后，立即在流体检测电路中捕获电流脉冲。将电流脉冲与流体检测电路中的参考电流进行比较，其中，流体检测电路将数字信号输出到喷射头控制器。
[0008]在另一实施例中，提供一种数字分配系统，具有：移液管可填充筒，所述移液管可填充筒在其中具有流体容纳室，且流体喷射头附接到移液管可填充筒。流体喷射头包含半导体衬底，所述半导体衬底具有蚀刻穿过其中的细长流体供应通孔。流体喷射器阵列邻近于细长流体供应通孔而设置，其中，细长流体供应通孔将流体提供到流体喷射器阵列，以从流体喷射头喷射流体。用于流体喷射器阵列的流体感测单元，设置在细长流体供应通孔的每一端处，其中，流体感测单元中的每一个具有：流体喷射器、设置在流体喷射器的流体室中的电极、以及设置在与流体室相关联的流体通道中的电极。流体检测电路设置为与流体感测单元中的每一个电连通，以检测流体室中是否存在流体。流体喷射器阵列与流体容纳室流体为流动连通。设置控制器以控制从流体喷射头喷射流体。
[0009]在一些实施例中，当流体检测电路信号发出不存在流体的信号时，喷射头控制器终止从每一流体喷射器阵列喷射流体。
[0010]在一些实施例中，提供具有用于并行接收位且将位串行移出到喷射头控制器的多个阶段的数字电路，其中，多个阶段中的每一个接收由流体检测电路产生的位。在其它实施例中，数字电路包括并行输入/串行输出移位寄存器。
[0011]在一些实施例中，流体检测电路产生具有指示流体室中是否存在流体的值的位(bit)。
[0012]在一些实施例中，流体感测单元为电导率感测电路，且流体检测电路在流体通道和流体室中检测到流体时提供数字高输出位，且在流体室不存在流体时提供数字低输出位。
[0013]在一些实施例中，流体喷射头具有第二流体感测单元，其中，第二流体感测单元设置在每一流体喷射器阵列的远端上。
[0014]在一些实施例中，流体喷射头具有至少三个流体供应通孔、用于三个流体供应通孔中的每一个的流体喷射器阵列、以及用于每一流体喷射器阵列的流体检测电路。
[0015]在一些实施例中，流体喷射头具有至少四个流体供应通孔、用于四个流体供应通孔中的每一个的流体喷射器阵列、以及用于每一流体喷射器阵列的流体检测电路。
[0016]在一些实施例中，流体喷射头具有至少六个流体供应通孔、用于六个流体供应通孔中的每一个的流体喷射器阵列、以及用于每一流体喷射器阵列的流体检测电路。
[0017]在一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流体喷射头，其特征在于，包括：半导体衬底，具有蚀刻穿过其中的细长流体供应通孔；流体喷射器阵列，邻近于所述细长流体供应通孔而设置，其中，所述细长流体供应通孔将流体提供到所述流体喷射器阵列，以从所述流体喷射头喷射流体；流体感测单元，用于所述流体喷射器阵列，所述流体感测单元设置在所述细长流体供应通孔的每一端处，其中，所述流体感测单元中的每一个具有：流体喷射器、设置在所述流体喷射器的流体室中的电极、以及设置在与所述流体室相关联的流体通道中的电极；以及流体检测电路，与所述流体感测单元中的每一个电连通，以检测所述流体室中是否存在流体。2.根据权利要求1所述的流体喷射头，其特征在于，所述流体检测电路产生具有指示所述流体室中是否存在流体的值的位。3.根据权利要求2所述的流体喷射头，其特征在于，还包括：数字电路，具有用于并行接收位且将位串行移出到喷射头控制器的多个阶段，其中，所述多个阶段中的每一个接收由所述流体检测电路产生的位。4.根据权利要求3所述的流体喷射头，其特征在于，所述数字电路包括并行输入/串行输出移位寄存器。5.根据权利要求1所述的流体喷射头，其特征在于，所述流体感测单元中的每一个包括电导率感测电路，其中，所述电导率感测电路在所述流体通道和所述流体室中检测到流体时提供数字高输出，且在所述流体室不存在流体时提供数字低输出。6.一种数字分配系统，其特征在于，包括：移液管可填充筒，在其中具有流体容纳室；如权利要求1所述的流体喷射头，附接到所述移液管可填充筒，其中，所述流体喷射器阵列与所述流体容纳室为流体流动连通；以及控制器，用于控制从所述流体喷射头喷射流体。7.一种流体喷射头，其特征在于，包括：至少两个流体供应通孔，蚀刻穿过半导体衬底，以将流体提供到邻近于所述至少两个流体供应通孔中的每一个而设置的流体喷射器阵列，其中，所述流体喷射器阵列中的每一流体喷射器具有流体通道，以将来自所述至少两个流体供应通孔中的每一个的流体引导到流体室以由所述流体喷射头喷射；流体感测单元，针对所述至少两个流体供应通孔中的每一个，而具有：设置在所述流体通道中的第一电极、和附接到与所述流体通道相关联的所述流体室中的流体喷射器的第二电极，其中，所述流体感测单元设置在所述至少两个流体供应通孔中的每一个的近端处；以及流体检测电路，与所述流体感测单元电连通，以检测所述流体室中是否存在流体。8.根据权利要求7所述的流体喷射头，其特征在于，所述流体检测电路产生具有指示所述流体室中是否存在流体的值的位。9.根据权利要求8所述的流体喷射头，其特征在于，还包括：数字电路，具有用于并行接收位且将位串行移出到喷射头控制器的多个阶段，其中，所
述多个阶段中的每一个接收由所述流体检测电路产生的位。10.根据权利要求9所述的流体喷射头，其特征在于，所述数字电路包括并行输入/串行输出移位寄存器。11.根据权利要求7所述的流体喷射头，其特征在于，还包括：第二流体感测单元，其中，所述第二流体感测单元设置在每一所述流体喷射器阵列的远端上。12.根据权利要求7所述的流体喷射头，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬，
申请(专利权)人：船井电机株式会社，
类型：发明
国别省市：