DE60223724T2

DE60223724T2 - Thermischer sensorwiderstand für austauschbare druckereinheit

Info

Publication number: DE60223724T2
Application number: DE60223724T
Authority: DE
Inventors: Simon Corvallis Dodd
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2022-08-31
Also published as: EP1480825B1; AU2002327594B2; DE60223724D1; WO2003029006A2; KR20040083053A; NO335358B1; BR0213605A; ES2294160T3; US20030063297A1; HK1068309A1; NO20041231L; JP4688415B2; NZ531347A; PL367075A1; ZA200401457B; MXPA04002851A; WO2003029006A3; CN100415529C; RU2004113104A; CA2461697C

Description

Das Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Drucker. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen variablen Wärmeerfassungswiderstand für eine auswechselbare Druckerkomponente.
Hintergrund der Erfindung
Das Gebiet einer Tintenstrahltechnologie ist relativ gut entwickelt. Im Handel erhältliche Produkte, wie beispielsweise Computerdrucker, Grafikplotter und Faksimilemaschinen, wurden mit einer Tintenstrahltechnologie zum Erzeugen bedruckter Medien implementiert. Im Allgemeinen wird ein Tintenstrahlbild gemäß einer präzisen Platzierung von Tintentropfen an einem Druckmedium gebildet, die durch eine Tintentropfenerzeugungsvorrichtung emittiert werden, die als eine Tintenstrahldruckkopfanordnung bekannt ist. Eine Tintenstrahldruckkopfanordnung umfasst zumindest einen Druckkopf. Typischerweise ist eine Tintenstrahldruckkopfanordnung an einem beweglichen Wagen getragen, der sich quer über die Oberfläche des Druckmediums bewegt und gesteuert wird, um Tintentropfen zu geeigneten Zeiten gemäß einem Befehl eines Mikrocomputers oder einer anderen Steuerung auszustoßen, wobei die Zeitsteuerung der Aufbringung der Tintentropfen einem Muster von Pixeln des Bilds entsprechen soll, das gedruckt wird.
Tintenstrahldrucker weisen zumindest einen Tintenvorrat auf. Ein Tintenvorrat umfasst einen Tintenbehälter, der ein Tintenreservoir aufweist. Der Tintenvorrat kann zusammen mit der Tintenstrahldruckkopfanordnung in einer Tintenstrahlkassette oder einem Stift gehäust sein oder kann getrennt gehäust sein. Wenn der Tintenvorrat getrennt von der Tintenstrahldruckkopfanordnung gehäust ist, können Benutzer den Tintenvorrat auswechseln, ohne die Tintenstrahldruckkopfanordnung auszuwechseln. Die Tintenstrahldruckkopfanordnung wird dann bei oder nahe dem Ende der Druckkopflebensdauer ausgewechselt, und nicht dann, wenn der Tintenvorrat ausgewechselt wird.
Aktuelle Druckersysteme umfassen typischerweise eine oder mehrere auswechselbare Druckerkomponenten, einschließlich Tintenstrahlkassetten, Tintenstrahldruckkopfanordnungen und Tintenvorräten. Einige bestehende Systeme versehen diese auswechselbaren Druckerkomponenten mit einem eingebauten Speicher, um Informationen über die auswechselbare Komponente an einen Drucker zu übermitteln. Bei einer Tintenstrahlkassette beispielsweise speichert der eingebaute Speicher typischerweise Informationen, wie beispielsweise ein Herstellungsdatum (um sicherzustellen, dass übermäßig alte Tinte den Druckkopf nicht beschädigt), eine Tintenfarbe (um eine Fehlinstallation zu verhindern) und Produktidentifikationscodes (um sicherzustellen, dass inkompatible Tinte oder Tinte von einer minderwertigen Quelle nicht in andere Druckerteile eintritt und dieselben beschädigt). Ein derartiger Speicher kann ferner andere Informationen über den Tintenbehälter speichern, wie beispielsweise Tintenpegelinformationen. Die Tintenpegelinformationen können an den Drucker übertragen werden, um die Menge an verbleibender Tinte anzugeben. Ein Benutzer kann die Tintenpegelinformationen beobachten und den Bedarf nach einem Auswechseln eines erschöpften Tintenbehälters antizipieren.
Einige auswechselbare Druckerkomponenten, wie beispielsweise einige Tintenstrahldruckkopfanordnungen, umfassen einen Wärmeerfassungswiderstand (TSR, TSR = Thermal Sense Resistor). Ein Zweck des TSR besteht darin, zu ermöglichen, dass ein Drucker die Temperatur der Druckkopfanordnung bestimmen kann. Eine Kenntnis der Konsistenz des TSR-Materials ermöglicht, dass ein Wärmewiderstandskoeffizient (TCR, TCR = Thermal Coefficient of Resistance) bestimmt werden kann. Der Drucker kann die Temperatur der Druckkopfanordnung basierend auf dem TCR und einem gemessenen Widerstandswert des TSR bestimmen.
Im Allgemeinen erwärmt sich die Druckkopfanordnung in Betrieb. Ein Drucker kann den TSR überwachen und den Druckalgorithmus verändern, um entweder Energie hinzuzufügen oder abzuziehen, wodurch die Größe der Tintentropfen, die herauskommen, verändert wird. In dem Fall eines kalten Chips (z.B. eine neue Kassette wurde gerade in dem Drucker platziert), erkennt der Drucker, dass die Druckkopfanordnung kalt ist und liefert eine zusätzliche Energie, so dass die Tintentropfen etwas größer werden. Wenn sich der Chip erwärmt, liefert der Drucker immer weniger Energie. Bei einigen Systemen wird die Temperatur der Druckkopfanordnungen überwacht, um ein Überhitzen zu verhindern. Falls die Temperatur eine bestimmte Schwelle erreicht, kann der Drucker in einen Wartemodus übergehen, in dem der Drucker kurz anhält, um zu ermöglichen, dass sich die Druckkopfanordnung abkühlen kann.
Bei bestehenden Druckersystemen wird eine analoge Hardware verwendet, um den Widerstandswert des TSR bei einer bekannten Temperatur zu messen, um dasselbe als einen Ausgangspunkt für spätere Temperaturbestimmungen zu verwenden. Die anfängliche Widerstandsmessung ist eine analoge Messung, die nicht sehr präzise ist. Zusätzlich ist die analoge Messhardware ein teures Teil des Druckers.
Es wäre erwünscht, den TSR-Widerstandswert bei einer bestimmten Temperatur in der auswechselbaren Druckerkomponente zu codieren und zu speichern und dadurch den Bedarf nach einer analogen Messhardware und die zugeordneten Kosten zu beseitigen. Der Drucker wäre dann in der Lage, die codierten Daten zusammen mit zusätzlichen Faktoren zu verwenden, um die Druckkopfanordnungstemperatur zu bestimmen, ohne die anfängliche analoge Messung des TSR-Widerstandswerts durchzuführen.
Es gibt typischerweise eine begrenzte Anzahl von verfügbaren Bits in einem Speicher einer auswechselbaren Druckerkomponente. Zusätzliche Bits könnten implementiert werden, falls ein Platz verfügbar ist, aber zusätzliche Bits würden die Kosten der auswechselbaren Druckerkomponente erhöhen. Es wäre erwünscht, bestimmte Bits des Speichers „doppelt zu verwenden", derart, dass Bits, die einen Informationstyp darstellen, auch verwendet werden, um codierte TSR-Informationen darzustellen.
Bei bestimmten Typen von Bits in Speichern auswechselbarer Druckerkomponenten, wie beispielsweise „Stifteindeutigkeit"-Bits, ist es erwünscht, eine relativ zuverlässige Verteilung von Bitwerten aufzuweisen, derart, dass die gleichen Bitwerte nicht häufig (falls überhaupt) dupliziert sind, und jeder Speicher speichert einen eindeutigen Wert für eine Stifteindeutigkeit. Falls jedoch alle TSRs auf einem speziellen Wafer entworfen sind, um den gleichen nominalen Widerstandswert aufzuweisen, decken die Bitwerte, die den gemessen Widerstandswert der TSRs darstellen, einen relativ schmalen Bereich ab und liefern nicht die erwünschte Zufälligkeit, falls die Bitwerte sowohl eine Stifteindeutigkeit als auch TSR-Informationen darstellen sollen. Es wäre erwünscht, den nominalen Widerstandwert der TSRs bei einem Herstellen zu variieren, um den Bereich von TSR-Bitwerten zu erhöhen, und dadurch mehr Zufälligkeit oder Eindeutigkeit für die Stifteindeutigkeitswerte zu liefern.
Die JP 2000-006459 offenbart einen thermischen Drucker, der einen thermischen Druckkopf mit einer großen Anzahl von Heizwiderständen aufweist, deren Widerstandwerte sich mit einer verändernden Umgebungstemperatur verändern. Es ist ein Widerstandwertdetektor vorhanden, der den Widerstandwert der Widerstände während eines Betriebs für eine Temperaturmessung erfasst, und eine Steuerung erhält Korrekturinformationen von vorbestimmten Gruppen, um die erfassten Werte zu korrigieren und dadurch die geschätzte Effizienz des Druckers basierend auf einer Starttemperatur zu schätzen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine auswechselbare Druckerkomponente, wie dieselbe hierin im Folgenden beansprucht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein elektrisches Blockdiagramm von Hauptkomponenten eines Tintenstrahldruckers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Diagramm einer Nachschlagtabelle, die Bitwerte darstellt, die TSR-Widerstandswerten zugeordnet sind.
3A ist ein schematisches Diagramm einer Schaltung zum Definieren des Zustands eines schmelzbaren Bits eines Tintenstrahlkassettenspeichers.
3B ist ein schematisches Diagramm einer Schaltung zum Definieren des Zustands eines maskierten Bits eines Tintenstrahlkassettenspeichers.
4 ist ein Diagramm einer Tabelle, die Informationen darstellt, die in einem Tintenstrahlkassettenspeicher gespeichert sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5A ist eine vergrößerte Draufsicht eines Abschnitts mit variabler Länge eines TSR gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5B ist eine vergrößerte Draufsicht des TSR-Abschnitts variabler Länge, der in 5A dargestellt ist, wobei eine Verkürzungsleiste hinzugefügt ist, um den nominalen TSR-Widerstandswert zu variieren.
6 ist ein Balkendiagramm, das den gemessenen TSR-Widerstandswert von einer Mehrzahl von Tintenstrahldruckkopfanordnungen an einem einzigen Wafer darstellt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
In der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen durch eine Darstellung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Es ist klar, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet werden können und strukturelle oder logische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung soll deshalb nicht in einem einschränkenden Sinn aufgefasst werden und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.
I. TINTENSTRAHLDRUCKER
1 ist ein elektrisches Blockdiagramm von Hauptkomponenten eines Tintenstrahldruckers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Tintenstrahldrucker 10 umfasst eine auswechselbare Tintenstrahlkassette 12, die eine Tintenstrahldruckkopfanordnung 14, einen Speicher 16 und einen Tintenvorrat 26 umfasst. Die Tintenstrahlkassette 12 ist steckbar aus dem Drucker 10 entfern bar. Die Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 umfasst zumindest einen Druckkopf 14A und einen Wärmeerfassungswiderstand (TSR) 14B. Der Speicher 16 kann mehrere Formen eines Speichers umfassen, einschließlich eines RAM, ROM und EEPROM, und speichert Daten, die der Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 und dem Tintenvorrat 26 zugeordnet sind. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Speicher 16 fabrikgeschriebene Daten und druckeraufgezeichnete Daten. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Speicher 16 genauer gesagt einen 26-Bit-ROM 16A, der 13 „schmelzbare" Bits und 13 „maskierte" Bits aufweist. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel sind alle 26 Bits in dem ROM 16A schmelzbare Bits. Bei schmelzbaren Bits können zu irgendeinem Zeitpunkt in der Lebensdauer des Produkts die schmelzbaren Bits mit der richtigen Ausrüstung durchgebrannt werden. Somit liefert die Verwendung von schmelzbaren Bits ein großes Maß an Flexibilität. Maskierte Bits dagegen sind „hartcodierte" Bits, die während des Fertigungsprozesses definiert werden.
Jedes schmelzbare Bit kann durch ein Durchbrennen eines Widerstands in einer Schaltung 300A (in 3A gezeigt), die das schmelzbare Bit darstellt, gesetzt werden. Jedes maskierte Bit kann durch ein Hinzufügen eines Widerstands in einer Schaltung 300B (in 3B gezeigt), die das maskierte Bit darstellt, gesetzt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der ROM 16A mit der Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 integriert. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der ROM 16A mit dem Tintenvorrat 26 integriert sein. Einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ist klar, dass anstelle eines Eingliederns der Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 und des Tintenvorrats 26 in eine Tintenstrahlkassette 12 die Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 und der Tintenvorrat 26 separat gehäust sein können und getrennte Speicher umfassen können.
Der Drucker 10 umfasst Kommunikationsleitungen 20 für Kommunikationen zwischen der Tintenstrahlkassette 12 und einer Steuerung 34. Die Kommunikationsleitungen 20 umfassen Adressleitungen 20A, eine erste Codierfreigabeleitung 20B, eine zweite Codierfreigabeleitung 20C und eine Ausgangsleitung 20D, die alle bei einem Ausführungsbeispiel mit dem ROM 16A verbunden sind. Bei einer Form der Erfindung umfassen die Adressleitungen 20A 13 Adressleitungen. Die erste Codierfreigabeleitung 20B wird verwendet, um schmelzbare Bits in dem ROM 16A auszuwählen, und die zweite Codierfreigabeleitung 20C wird verwendet, um maskierte Bits in dem ROM 16A auszuwählen. Die Adressleitungen 20A werden verwendet, um ein spezielles schmelzbares Bit oder maskiertes Bit auszuwählen. Der Wert eines ausgewählten schmelzbaren oder maskierten Bits wird durch ein Erfassen der Ausgabe an der Ausgangsleitung 20D gelesen.
Die Tintenstrahldruckkopfanordnung 14, der Speicher 16 und der Tintenvorrat 26 sind mit der Steuerung 34 verbunden, die sowohl Elektronik als auch Firmware für die Steuerung der verschiedenen Druckerkomponenten oder Unteranordnungen umfasst. Eine Drucksteuerprozedur 35, die in dem Druckertreiber enthalten sein kann, bewirkt das Lesen von Daten aus dem Speicher 16 und stellt einen Druckerbetrieb gemäß den Daten ein, auf die von dem Speicher 16 zugegriffen wird. Die Steuerung 34 steuert die Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 und den Tintenvorrat 26, um zu bewirken, dass Tintentröpfchen auf gesteuerte Weise auf ein Druckmedium 32 ausgestoßen werden.
Ein Hostprozessor 36 ist mit der Steuerung 34 verbunden und umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU, CPU = Central Processing Unit) 38 und einen Softwaredruckertreiber 40. Ein Monitor ist mit dem Hostprozessor 36 verbunden und wird verwendet, um verschiedene Nachrichten anzuzeigen, die den Zustand des Tintenstrahldruckers 10 angeben. Alternativ kann der Drucker 10 für einen alleinstehenden oder vernetzten Betrieb konfiguriert sein, wobei Nachrichten an einem Bedienfeld (Front Panel) des Druckers angezeigt werden.
II. CODIEREN VON TSR-INFORMATIONEN
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 den TSR 14B. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der TSR 14B zu 0,5 Prozent aus Kupfer und zu 99,5 aus Aluminium. Der Widerstandwert des TSR 14B wird während des Fertigungsprozesses gemessen und dann werden einige Bits in dem ROM 16A „durchgebrannt", um einen codierten Wert zu speichern, der den gemessenen Widerstandwert darstellt.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Widerstandwert des TSR 14B an jeder Druckkopfanordnung 14 an einem Wafer bei 32 Grad Celsius gemessen. Bei einer Form der Erfindung sind 280 Druckkopfanordnungen 14 an einem einzigen Wafer gebildet. Der gemessene Widerstandwert wird abgeschnitten (z.B. werden 258,9 Ohm zu 258 Ohm). Der abgeschnittene Widerstandwert findet sich dann in einer Widerstandwert-zu-Codierwert-Nachschlagtabelle 200, die in 2 gezeigt ist.
Die Nachschlagtabelle 200 umfasst Spalten 202A und 202B und eine Mehrzahl von Einträgen 204. Jeder Eintrag 204 in der Nachschlagtabelle 200 ordnet einen Satz von Bitwerten (in der Spalte 202B gezeigt) einem Widerstandwert (in der Spalte 202A gezeigt) zu. Basierend auf den Bitwerten, die sich in der Spalte 202B finden, für den gemessenen Widerstandwert, werden entsprechende Bits in dem ROM 16A durchgebrannt, um die TSR-Widerstandswertinformationen zu speichern. Die durchgebrannten Bits in dem ROM 16A werden später geprüft, um sicherzustellen, dass die richtigen codierten TSR-Widerstandswerte gespeichert wurden. Um sich gegen einen Fehler zu schützen, wird in einer Form der Erfindung, falls keines der TSR-Bits durchgebrannt (d.h. von 0 zu 1 geändert) ist, das Teil auf der Waferebene abgewiesen. Falls keine der TSR-Bits verändert sind, gibt dasselbe an, dass das Teil während des Bitdurchbrennprozes ses irgendwie übersprungen wurde oder der Bitdurchbrennprozess für das spezielle Teil nicht korrekt arbeitete.
III. ROM-SCHALTUNGEN
Der Bitdurchbrennprozess für den ROM 16A variiert abhängig davon, ob das Bit ein schmelzbares Bit oder ein maskiertes Bit ist. 3A ist ein schematisches Diagramm einer Schaltung zum Definieren des Zustands eines schmelzbaren Bits in dem ROM 16A. Die Schaltung 300A umfasst einen ersten Codierfreigabeeingang (E_on) 302, einen Ausgang (id_out) 304, einen Adresseingang 306, einen Transistor 308, einen Widerstand 310, einen Transistor 312, einen zweiten Codierfreigabeeingang (E_off) 314, einen Transistor 316 und Masse (p_gnd) 318. Der Adresseingang 306 ist mit einer der Adressleitungen 20A (in 1 gezeigt) gekoppelt. Der erste Codierfreigabeeingang 302 ist mit der ersten Codierfreigabeleitung 20B (in 1 gezeigt) gekoppelt. Der zweite Codierfreigabeeingang 314 ist mit der zweiten Codierfreigabeleitung 20C (in 1 gezeigt) gekoppelt. Der Ausgang 304 ist mit der Ausgangsleitung 20D (in 1 gezeigt) gekoppelt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist jeder der Transistoren 308, 312 und 316 ein Feldeffekttransistor (FET). Der Adresseingang 306 ist mit dem Drain des Transistors 308 gekoppelt. Der erste Codierfreigabeeingang 302 ist mit dem Gate des Transistors 308 gekoppelt. Die Source des Transistors 308 ist mit dem Gate des Transistors 312 und dem Drain des Transistors 316 gekoppelt. Das Gate des Transistors 316 ist mit dem zweiten Codierfreigabeeingang 314 gekoppelt. Das Drain des Transistors 316 ist mit der Source des Transistors 308 und dem Gate des Transistors 312 gekoppelt. Die Source des Transistors 316 ist mit Masse 318 gekoppelt. Der Widerstand 310 ist zwischen dem Ausgang 304 und dem Drain des Transistors 312 positioniert. Die Source des Transistors 312 ist mit Masse 318 gekoppelt.
Ein schmelzbares Bit in dem ROM 16A, wie beispielsweise das Bit, das durch die Schaltung 300A dargestellt ist, wird durch ein Hochsetzen des ersten Codierfreigabeeingangs 302, ein Hochsetzen des Adresseingangs 306 und ein Erfassen des Signals an dem Ausgang 304 gelesen. Der erste Codierfreigabeeingang 302 wird durch die Steuerung 34 durch ein Hochsetzen der ersten Codierfreigabeleitung 20B hochgesetzt. Der Adresseingang 306 wird durch die Steuerung 34 durch ein Hochsetzen der Adressleitung 20A, die mit dem Adresseingang 306 gekoppelt ist, hochgesetzt. Die Ausgangsspannung an dem Ausgang 304 wird durch die Steuerung 34 durch ein Erfassen der Spannung an der Ausgangsleitung 20D erfasst.
Der Transistor 308 wirkt als ein UND-Gatter mit Eingängen 302 und 306. Falls die Eingänge 302 und 306 beide hoch sind, fließt ein Strom durch den Transistor 308, was den Transistor 312 einschaltet. Der Transistor 312 wirkt als ein Treibertransistor, der den Ausgang 304 treibt. Falls der Widerstand 310 durchgebrannt ist, ist die Spannung an dem Ausgang 304 hoch, was eine logische 1 angibt. Falls der Widerstand 310 nicht durchgebrannt ist, ist die Spannung an dem Ausgang 304 niedrig, was eine logische 0 angibt. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Widerstand 310 durch ein Treiben eines großen Stroms durch den Widerstand 310 hindurch durchgebrannt. Der Transistor 316 wird als eine aktive Herunterziehung verwendet, um zu verhindern, dass ein Leckstrom aus dem Transistor 308 den Transistor 312 einschaltet, wenn der Transistor 312 aus sein sollte. Der Transistor 316 wird durch ein Hochsetzen des zweiten Codierfreigabeeingangs 314 eingeschaltet. Wenn derselbe eingeschaltet ist, leitet der Transistor 316 einen Strom von dem Transistor 308 zu Masse um.
Zusätzlich zu dem Durchbrennen des Widerstands 310 können andere Verfahren verwendet werden, um eine offene Schaltung zu erzeugen, um den Zustand eines Bits in dem ROM 16A zu definieren, einschließlich eines mechanischen Schneidens, eines Laserschneidens sowie anderer Verfahren.
3B ist ein schematisches Diagramm einer Schaltung zum Definieren des Zustands eines maskierten Bits in dem ROM 16A. Eine Schaltung 300B ist im Wesentlichen die gleiche wie die Schaltung 300A, die in 3A gezeigt ist, mit den Ausnahmen, dass der Widerstand 310 durch einen Schalter 320 ersetzt ist und ein Transistor 322 eine schmälere Breite als der Transistor 312 aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Schalter 320 kein tatsächlicher physischer Schalter, sondern stellt entweder das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Widerstands dar. Bei einer Form der Erfindung wird der Widerstand 320 während des Fertigungsprozesses hinzugefügt, um einen Bitwert einer logischen 1 bereitzustellen. Falls ein Widerstand an der Stelle des Schalters 320 vorhanden ist, weist der Widerstand einen ausreichenden Widerstandwert auf, um als eine offene Schaltung zwischen dem Ausgang 304 und dem Transistor 322 zu wirken. Falls kein Widerstand an der Stelle des Schalters 320 vorhanden ist, gibt es keinen zusätzlichen Widerstandwert zwischen dem Ausgang 304 und dem Transistor 322.
Der Adresseingang 306 ist mit einer der Adressleitungen 20A (in 1 gezeigt) gekoppelt. Der erste Codierfreigabeeingang 302 ist mit der zweiten Codierfreigabeleitung 20C (in 1 gezeigt) gekoppelt. Der zweite Codierfreigabeeingang 314 ist mit der ersten Codierfreigabeleitung 20B (in 1 gezeigt) gekoppelt. Der Ausgang 304 ist mit der Ausgangsleitung 20D (in 1 gezeigt) gekoppelt.
Der Adresseingang 306 ist mit dem Drain des Transistors 308 gekoppelt. Der erste Codierfreigabeeingang 302 ist mit dem Gate des Transistors 308 gekoppelt. Die Source des Transistors 308 ist mit dem Gate des Transistors 322 und dem Drain des Transistors 316 gekoppelt. Das Gate des Transistors 316 ist mit dem zweiten Codierfreigabeeingang 314 gekoppelt. Das Drain des Transistors 316 ist mit der Source des Transistors 308 und dem Gate des Transistors 322 gekoppelt. Die Source des Transistors 316 ist mit Masse 318 gekoppelt. Der Schalter 310 ist zwischen dem Ausgang 304 und dem Drain des Transistors 322 positioniert. Die Source des Transistors 322 ist mit Masse 318 gekoppelt.
Ein maskiertes Bit in dem ROM 16A, wie beispielsweise das Bit, das durch die Schaltung 300B dargestellt ist, wird durch ein Hochsetzen des ersten Codierfreigabeeingangs 302, ein Hochsetzen des Adresseingangs 306 und ein Erfassen des Signals an dem Ausgang 304 gelesen. Der erste Codierfreigabeeingang 302 wird durch die Steuerung 34 durch ein Hochsetzen der zweiten Codierfreigabeleitung 20C hochgesetzt. Der Adresseingang 306 wird durch die Steuerung 34 durch ein Hochsetzen der Adressleitung 20A, die mit dem Adresseingang 306 gekoppelt ist, hochgesetzt. Die Ausgangsspannung an dem Ausgang 304 wird durch die Steuerung 34 durch ein Erfassen der Spannung an der Ausgangsleitung 20D erfasst.
Der Transistor 308 wirkt als ein UND-Gatter mit Eingängen 302 und 306. Falls die Eingänge 302 und 306 beide hoch sind, fließt ein Strom durch den Transistor 308, was den Transistor 322 einschaltet. Der Transistor 322 wirkt als ein Treibertransistor, der den Ausgang 304 treibt. Falls der Schalter 310 offen ist (d.h. Widerstand vorhanden), ist die Spannung an dem Ausgang 304 hoch, was eine logische 1 angibt. Falls der Schalter 310 geschlossen ist (d.h. Widerstand nicht vorhanden), ist die Spannung an dem Ausgang 304 niedrig, was eine logische 0 angibt. Der Transistor 316 wird als eine aktive Herunterziehung verwendet, um zu verhindern, dass ein Leckstrom aus dem Transistor 308 den Transistor 322 einschaltet, wenn der Transistor 322 aus sein sollte. Der Transistor 316 wird durch ein Hochsetzen des zweiten Codierfreigabeeingangs 314 eingeschaltet. Wenn derselbe eingeschaltet ist, leitet der Transistor 316 einen Strom von dem Transistor 308 zu Masse um.
IV. ROM-INHALTE
4 ist eine Tabelle, die Informationen darstellt, die in dem ROM 16A gespeichert sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Tabelle 400 umfasst Adressleitungsidentifizierer 402, Codierfreigabeleitungsidentifizierer 404, Bittypidentifizierer 406A und 406B (kollektiv als Bittypidentifizierer 406 bezeichnet), Bitwerte 408 und Felder 410A–410J (kollektiv als Felder 410 bezeichnet). Die Tabelle 400 ist in einen Abschnitt 412 und einen Abschnitt 414 unterteilt. Der Abschnitt 412 der Tabelle 400 stellt Informationen dar, die schmelzbaren Bits zugeordnet sind, wie es durch den Schmelzbar-Typ-Identifizierer 406A angegeben ist. Der Abschnitt 414 der Tabelle 400 stellt Informationen dar, die maskierten Bits zugeordnet sind, wie es durch den Maskiert-Typ-Identifizierer 406B angegeben ist. Jeder einzelne der Adressleitungsidentifizierer 402 stellt eine der Adressleitungen 20A (in 1 gezeigt) dar und entspricht entweder einem schmelzbaren Bit oder einem maskierten Bit. Sowohl die schmelzbaren als auch die maskierten Bits sind mit 1–13 nummeriert, was die spezielle Adressleitung 20A angibt, die dem Bit zugeordnet ist. Die Codierfreigabeleitungsidentifizierer 404 geben die Codierfreigabeleitung 20B oder 20C an, die gesetzt werden muss, um das entsprechende Bit auszuwählen. Eine „1" in den Codierfreigabeleitungsidentifizierern 404 entspricht der ersten Codierfreigabeleitung 20B, die verwendet wird, um schmelzbare Bits auszuwählen. Eine „2" in den Codierfreigabeleitungsidentifizierern 404 entspricht der zweiten Codierfreigabeleitung 20C, die verwendet wird, um maskierte Bits auszuwählen.
Die schmelzbaren Bits 1–13 und die maskierten Bits 1–13 sind in eine Mehrzahl von Feldern 410 unterteilt. Jedes Bit in einem speziellen Feld 410 umfasst einen Bitwert 408. Wenn ein Bit gesetzt ist, weist dasselbe den Wert auf, der in dem entsprechenden Bitwert 408 desselben angegeben ist. Wenn ein Bit nicht gesetzt ist, weist dasselbe einen Wert von 0 auf. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die schmelzbaren Bits 1–13 und die maskierten Bits 1–13 während einer Herstellung des ROM 16A gesetzt. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die schmelzbaren Bits 1–13 nach einer Herstellung des ROM 16A gesetzt. Wie es oben erwähnt ist, umfasst bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ferner der ROM 16A nur schmelzbare Bits, so dass alle Bits nach der Herstellung gesetzt werden können.
Das TSR/Stifteindeutigkeitsfeld 410A umfasst die schmelzbaren Bits 11–13. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die schmelzbaren Bits 11–13 die höchstwertigen 3 Bits, die den gemessenen Widerstandwert des TSR 14B darstellen. Wie es oben erwähnt ist, sind die Bits, die den gemessenen Widerstandwert des TSR 14B darstellen, der Spalte 202B der Nachschlagtabelle 200 entnommen. Wie es weiter unten beschrieben wird, werden die TSR-Bits auch verwendet, um Stifteindeutigkeitsinformationen zu liefern.
Das Tintenfüllungsfeld 410B umfasst die schmelzbaren Bits 9–10. Bei einem Ausführungsbeispiel liefern die schmelzbaren Bits 9–10 einen Referenzpegel oder Auslösepegel, um zu bestimmen, wann eine Wenig-Tinte-Warnung angezeigt werden sollte.
Das Vermarktungsfeld 410C umfasst die schmelzbaren Bits 5–8. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die schmelzbaren Bits 5–8 verwendet, um zu identifizieren, ob eine Tintenstrahlkassette in einem speziellen Drucker verwendet werden kann.
Das TSR/Stifteindeutigkeitsfeld 410D umfasst die schmelzbaren Bits 1–4. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die schmelzbaren Bits 1–4 die niederstwertigen 4 Bits, die den gemessenen Widerstandwert des TSR 14B darstellen. Wie es oben erwähnt ist, sind die Bits, die den gemessenen Widerstandwert des TSR 14B darstellen, der Spalte 202B der Nachschlagtabelle 200 entnommen. Wie es weiter unten be schrieben wird, werden die TSR-Bits auch verwendet, um Stifteindeutigkeitsinformationen zu liefern.
Das Stifteindeutigkeitsfeld 410E umfasst die maskierten Bits 12–13. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die maskierten Bits 12–13 die höchstwertigen zwei Bits einer Zufallszahl, die in Verbindung mit den TSR/Stifteindeutigkeitsfeldern 410A und 410D verwendet wird, um einen Stifteindeutigkeitswert für die Tintenstrahlkassette 12 zu liefern.
Das Feld 410F umfasst das maskierte Bit 11. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das maskierte Bit 11 nicht verwendet, um Daten zu speichern, so dass das Feld 410F die Buchstaben „NA" (d.h. nicht zugewiesen = not assigned) umfasst.
Das Feld 410G umfasst das maskierte Bit 10. Bei einem Ausführungsbeispiel liefert das maskierte Bit 10 Düsenpositionsinformationen.
Das Feld 410H umfasst das maskierte Bit 9. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das maskierte Bit 9 ein Paritätsbit, das in Zuordnung zu den Bits verwendet wird, die einem Stifttypfeld 410I entsprechen.
Das Stifttypfeld 410I umfasst die maskierten Bits 5–8. Bei einem Ausführungsbeispiel liefern die maskierten Bits 5–8 eine Identifikation des Typs einer Tintenstrahlkassette, die dem ROM 16A zugeordnet ist.
Das Stifteindeutigkeitsfeld 410J umfasst die maskierten Bits 1–4. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die maskierten Bits 1–4 die niederstwertigen 4 Bits einer Zufallszahl, die in Verbindung mit den TSR/Stifteindeutigkeitsfeldern 410A und 410D verwendet wird, um einen Stifteindeutigkeitswert für die Tintenstrahlkassette 12 zu liefern. Der Stifteindeutigkeitswert, der die Felder 410A, 410D, 410E und 410J aufweist, identifiziert eine Tintenstrahlkassette 12 ein deutig, was ermöglicht, dass die Druckersteuerung 34 bestimmen kann, wann eine neue Tintenstrahlkassette installiert wurde. Bei einem Ausführungsbeispiel, falls der Stifteindeutigkeitswert einer neu eingesetzten Kassette zu den letzten drei eingesetzten Kassetten unterschiedlich ist, wird sich der Drucker verhalten, als ob eine neue Kassette eingesetzt worden wäre, und kann ein Ausrichtungsschema, eine Tintenpegelerfassungsrücksetzung und eine Energiekalibrierung durchführen.
Der Drucker 10 erhält TSR-Widerstandwertinformationen aus den Feldern 410A und 410D in dem ROM 16A und kann die Temperatur der Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 bestimmen. Ungleich vorherigen Drucksystemen muss der Drucker 10 keine anfängliche analoge Messung des Widerstandwerts TSR 14B durchführen. Durch eine Kenntnis des Wärmewiderstandskoeffizienten (TCR) und des Widerstandwerts des TSR 14B bei einer bestimmten Temperatur (die in den Feldern 410A und 410D in dem ROM 16A codiert ist) kann der Drucker 10 aus anderen Faktoren die Temperatur der Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 bestimmen. Der Drucker 10 kann ferner einen Stifteindeutigkeitswert aus dem ROM 16A, der die codierten TSR-Informationen in den Feldern 410A und 410D umfasst, sowie eine Zufallszahl aus den Feldern 410E und 410J erhalten.
Bei bekannten Druckerprodukten wurden die TSRs entworfen, um für jeden Tintenstrahldruckkopfanordnungschip an einem Wafer die gleiche Länge aufzuweisen, und wurden entworfen, um den gleichen nominalen Widerstandwert von etwa 240–250 Ohm aufzuweisen. Um einen höheren Grad an Zufälligkeit bei den Stifteindeutigkeitswerten zu liefern, wird bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Bereich von TSR-Werten in den Feldern 410A und 410D durch ein Fertigen von TSRs 14B mit unterschiedlichen nominalen Widerstandswerten erweitert, wie es unten detaillierter beschrieben ist.
V. VARIABLER TSR
5A ist eine vergrößerte Draufsicht eines Abschnitts 500 mit variabler Länge des TSR 14B. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt 500 mit variabler Länge nahe einer unteren linken Ecke des Tintenstrahldruckkopfanordnungschips positioniert. Bei einer Form der Erfindung umfasst der TSR 14B auch andere Abschnitte, die mit dem variablen Abschnitt 500 gekoppelt sind und die sich auf andere Bereiche des Tintenstrahldruckkopfanordnungschips erstrecken.
Der variable TSR-Abschnitt 500 umfasst eine serpentinenförmige Region 502 mit einer Mehrzahl von Übergangsregionen 506 nahe dem oberen Ende und dem unteren Ende der Serpentinenregion 502. Bei einem Ausführungsbeispiel tritt ein Strom in den TSR-Abschnitt 500 durch einen Leiter 508 ein, bewegt sich durch die mehreren Beine der Serptentinenregion 502 auf und ab und tritt dann durch einen Leiter 504 aus.
Bei einer Form der Erfindung ist der Entwurf für den TSR-Abschnitt 500 in der Chipdatenbank für die Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 enthalten. Der TSR-Abschnitt 500 ist unter Verwendung von Standardfertigungstechniken gebildet, die ein Aufbringen einer Metallschicht und ein Ätzen der Metallschicht unter Verwendung einer geeigneten Photomaske umfassen, um die Serptentinenform 502 zu erzeugen, wie esin 5A gezeigt ist.
5B ist eine vergrößerte Draufsicht des variablen TSR-Abschnitts 500, der in 5A gezeigt ist, wobei eine Verkürzungsleiste oder ein Jumper 510 hinzugefügt ist, um den Widerstandwert des Abschnitts 500 und entsprechend den Widerstandwert des gesamten TSR 14B zu variieren. Die Verkürzungsleiste 510 verkürzt wirksam den TSR-Abschnitt 500 durch ein Verkürzen der ersten paar Übergangsregionen 506 nahe dem unteren Ende des TSR-Abschnitts 500, wodurch der nominale Widerstandwert des TSR 14B verändert wird.
Also fließt anstelle eines Auf- und Abgehens durch die ersten paar Beine des Serpentinenabschnitts 502 das meiste des Stroms horizontal durch die Verkürzungsleiste 510, bis der Strom etwa die halbe Strecke über den Serpentinenabschnitt 502 erreicht, und dann beginnt der Strom, durch die verbleibenden Beine des Serpentinenabschnitts 502 auf- und abzufließen, und tritt durch den Leiter 504 aus.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind vier unterschiedliche Längen des TSR 14B (und vier unterschiedliche nominale Widerstandwerte) an einem Wafer durch ein Modifizieren der Länge des variablen TSR-Abschnitts 500 mit einer Verkürzungsleiste 510 mit variabler Länge vorgesehen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel sind fünf unterschiedliche Längen des TSR 14B (und fünf unterschiedliche nominale Widerstandwerte) an einem Wafer vorgesehen. Andere Anzahlen von TSR-Längen können bei zusätzlichen alternativen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
Eine Form der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zum Fertigen von TSRs mit variablem Widerstandwert in Tintenstrahldruckkopfanordnungen vor, ohne den Bedarf, einen eindeutigen Tintenstrahldruckkopfanordnungschip für jeden erwünschten nominalen TSR-Widerstandwert zu entwerfen. Bei einem Ausführungsbeispiel sind Verkürzungsleisten 510 mit variabler Länge in dem Maskenrahmen anstatt dem Tintenstrahldruckkopfanordnungschip hinzugefügt. Somit werden Maskenrahmendaten (anstelle von Chipdaten) verwendet, um geringfügige Modifikationen an der Länge der TSRs 14B an einem Wafer vorzunehmen.
Ein allgemeiner Tintenstrahldruckkopfanordnungchipentwurf ist mehrere Male an einem Wafer (oder mehreren Wafern) repliziert. Bei einer Form der Erfindung sind an einem Wafer 280 Tintenstrahldruckkopfanordnungschips gebildet. Eine Datenbank beinhaltet flüchtige Kopien (Soft-Copies) des allgemeinen Chipentwurfs. Der Tintenstrahldruckkopfanordnungschip wird ein Mal entworfen und der Entwurf wird 280 Mal in eine Vollwaferphotomaske gelegt. Zusätzlich zu Chipdaten umfasst die Photomaske auch Rahmendaten. Der Rahmen ist im Allgemeinen eine Begrenzung um jeden einzelnen Chip herum. Die Rahmendaten sind getrennt von den Chipdaten gespeichert. Der Rahmen ist relativ groß, weist lediglich wenige Merkmale in demselben auf und weist Plätze für 280 Chips auf. Der Rahmen ist mit 280 Kopien des allgemeinen Tintenstrahldruckkopfanordnungschips bestückt, der in der Chipdatenbank enthalten ist. Der Rahmen umfasst Merkmale zum Erzeugen der Verkürzungsleisten 510 mit variabler Länge.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird eine Photomaske mit vier oder fünf Chipplätzen verwendet. Also würden vier oder fünf Tintenstrahldruckkopfanordnungschips gedruckt, die Photomaske würde bewegt, vier oder fünf weitere Chips würden gedruckt und der Prozess würde wiederholt, bis 280 Chips erzeugt wurden. Alternativ könnten die vier oder fünf Chips in der Photomaske in eine größere Photomaske eingesetzt werden, wie beispielsweise einer Vollwaferphotomaske. Die vier oder fünf Chips in der Photomaske wären im Wesentlichen identisch, außer dass der überlagerte Rahmen Verkürzungsleisten 510 variierender Länge hinzufügt, um TSRs 14B mit variierendem nominalen Widerstandwert zu erzeugen.
6 ist ein Balkendiagramm 600, das den gemessenen TSR-Widerstandwert von einer Mehrzahl von Tintenstrahldruckkopfanordnungen 14 an einem einzigen Wafer darstellt. Auf der horizontalen Achse befindet sich eine Auflistung von Stiftnummern zwischen 1 und 100, von denen jede eine Tintenstrahldruckkopfanordnung 14 an einem einzigen Wafer darstellt. Bei einem Ausführungsbeispiel gibt es bis zu 280 Tintenstrahldruckkopfanordnungen an einem Wafer, aber in 1 sind lediglich 100 gezeigt. Die vertikale Achse zeigt Widerstandwerte in Ohm für die TSRs 14B.
Wie es durch das Diagramm 600 angegeben ist, gibt es vier unterschiedliche Längen an TSRs 14B (und vier unterschiedliche nominale Widerstandwerte) für die Tintenstrahldruckkopfanordnungen 14 an dem Wafer (die durch Bezugszeichen 602A, 602B, 602C und 602D identifiziert sind). Obwohl derselbe für den gleichen nominalen Widerstandwert entworfen ist, variiert der TSR-Widerstandwert innerhalb jeder der vier Gruppen 602A, 602B, 602C und 602D auf Grund von Herstellungstoleranzen. Somit gibt es zusätzlich zu den entworfenen vier (oder fünf) nominalen Widerstandwertunterschieden einen Bereich von TSR-Widerstandwerten innerhalb jeder Gruppe 602A, 602B, 602C und 602D von TSRs 14B. Die Dicke, Leitungsbreite und Materialzusammensetzung der TSRs 14B kann über den Wafer variieren. Obwohl also die TSRs 14B für einen nominalen Punkt entworfen sind, gibt es einen bestimmten Bereich von Messungen, der bei der normalen Herstellung dieser Teile auftreten wird.
Innerhalb jeder Gruppe 602A, 602B, 602C oder 602D von TSRs 14B wird, falls ein abgeschnittener Widerstandwert von einem TSR 14B genug von einem anderen TSR 14B abweicht (z.B. ein Ohm oder mehr), den zwei TSRs 14B ein unterschiedlicher Satz von TSR-Bits (die in den Feldern 410A und 410D des ROM 16A gespeichert sind) zugewiesen. Falls nicht mehr als ein Ohm Trennung zwischen den abgeschnittenen Widerstandwerten der TSRs 14B besteht, werden die TSRs 14B den gleichen Satz von sieben Bits in den Feldern 410A und 410D aufweisen, aber die zusätzlichen Bits in den Feldern 410E und 410J werden eine Variation bei dem Stifteindeutigkeitswert bewirken. Das Diagramm 600 gibt ferner an, dass, falls der nominale Widerstandwert der TSRs 14B nicht variabel wäre, die einzige Variation bei den Feldern 410A und 410D die relativ geringfügige Widerstandwertvariation wäre, die innerhalb einer einzigen Gruppe 602A, 602B, 602C oder 602D auftritt. Und die Wahrscheinlichkeit dessen, dass man Stifteindeutigkeitswerte erhält, die die gleichen sind, würde steigen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung codiert und speichert den TSR-Widerstandwert bei einer bestimmten Temperatur in einer auswechselbaren Druckerkomponente und beseitigt dadurch den Bedarf nach einer analogen Messhardware und die zugeordneten Kosten. Der Drucker 10 ist deshalb in der Lage, die codierten Daten zusammen mit zusätzlichen Faktoren zu verwenden, um die Temperatur der Druckkopfanordnung 14 zu bestimmen, ohne die vorhergehend erforderliche anfängliche analoge Messung des TSR-Widerstandswerts durchzuführen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sprechen auch das Problem der begrenzten Anzahl an Bits, die typischerweise in einem Speicher einer auswechselbaren Druckerkomponente verfügbar sind, durch ein doppeltes Verwenden bestimmter Bits an und vermeiden dadurch die zusätzlichen Kosten für ein Hinzufügen von mehr Bits. Bei einem Ausführungsbeispiel werden Bits, die einen Informationstyp (z.B. Stifteindeutigkeitsinformationen) darstellen, auch verwendet, um codierte TSR-Informationen darzustellen. Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird auch der nominale Widerstandwert der TSRs bei einem Herstellen variiert, um den Bereich von TSR-Bitwerten zu erhöhen und dadurch mehr Zufälligkeit oder Eindeutigkeit für die Stifteindeutigkeitswerte zu liefern.

Claims

Eine auswechselbare Druckerkomponente (12), die folgende Merkmale aufweist: einen Wärmeerfassungswiderstand (14B, 500), der einen ersten Widerstandswert aufweist; einen Widerstandswertmodifizierer (510), der mit dem Wärmeerfassungswiderstand gekoppelt ist und wirksam ist, um den ersten Widerstandswert zu modifizieren; und einen Speicher (16), der eine Mehrzahl von schmelzbaren Bits speichert, die den modifizierten Widerstandswert und Informationen darstellen, die eine Tintenstrahlkassette eindeutig identifizieren.
Die auswechselbare Druckerkomponente gemäß Anspruch 1, bei der die Mehrzahl von schmelzbaren Bits gesetzt ist, um den modifizierten Widerstandswert durch ein Durchbrennen eines Widerstands (310) zu speichern, wie es erforderlich ist.
Die auswechselbare Druckerkomponente gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der Widerstandsmodifizierer (510) ein Leiter ist, der gekoppelt ist, um einen Abschnitt des Wärmeerfassungswiderstands (14B, 500) kurzzuschließen.
Die auswechselbare Druckerkomponente gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Wärmeerfassungswiderstand (14B, 500) einen serpentinenförmigen Abschnitt (502) umfasst, der eine Mehrzahl von Beinen aufweist, wobei benachbarte Beine durch Übergangsregionen (506) gekoppelt sind.
Die auswechselbare Druckerkomponente gemäß Anspruch 4, bei der der Widerstandsmodifizierer (510) ein Leiter ist, der über zumindest zwei der Übergangsregionen (506) positioniert ist, wodurch ein Abschnitt des Wärmeerfassungswiderstands (14B, 500) kurzgeschlossen ist.