DE69806756T2

DE69806756T2 - Vorrichtung und verfahren zur steuerung der energie welche einem thermischen tintenstrahldruckkopf zugeführt wird und druckkopf dafür

Info

Publication number: DE69806756T2
Application number: DE69806756T
Authority: DE
Inventors: Renato Conta; Angelo Menegatti
Original assignee: Olivetti Tecnost SpA
Current assignee: Olivetti Tecnost SpA
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: ITTO970321A1; DE69806756D1; US6371589B1; IT1293885B1; EP0984861A1; EP0984861B1; WO1998046430A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Druckkopf, der bei Geräten zum Bilden von schwarzen und farbigen Abbildungen auf einem Druckmedium, im allgemeinen, jedoch nicht ausschließlich, einem Papierblatt, unter Anwendung der Thermotintenstrahltechnologie verwendet wird, und eine Vorrichtung und das dazugehörige Verfahren zum Regulieren der Energie, die den Ausstoßwiderständen des Druckkopfes zugeführt wird.

Relevanter Stand der Technik

Geräte des oben beschriebenen Typs, wie z. B. Drucker, Fotokopierer, Faxmaschinen usw., und insbesondere zum Drucken von Dokumenten verwendete Drucker, die Druckvorrichtungen verwenden, die im allgemeinen aus festen oder austauschbaren Druckköpfen bestehen, sind dem Fachmann bekannt.
Der Aufbau und die allgemeine Arbeitsweise eines Tintenstrahldruckers, wie auch des dazugehörigen Tintenstrahldruckkopfs, sind nach dem Stand der Technik bereits bekannt, so daß hier keine detaillierte Beschreibung sondern nur eine ausführlichere Beschreibung einiger Eigenschaften der Köpfe vorgesehen ist, die für das Verständnis der Erfindung wichtig sind.
Ein typischer Tintenstrahldrucker weist schematisch auf:
- ein System, das wahlweise von einem Motor angetrieben wird, zum Vorschieben eines Papierblatts, auf das die Abbildung gedruckt werden soll, derart, daß das Vorschieben in einer gegebenen Richtung, in diskreten Schritten (Zeilenvorschub) ausgeführt wird,
- einen bewegbaren Schlitten, der sich auf Bahnen in einer Richtung senkrecht zur Papier-Vorschubrichtung bewegt und wahlweise von einem Motor angetrieben wird, um eine Vorwärtsbewegung und eine Rückwärtsbewegung längs der gesamten Breite des Blattes auszuführen,
- eine Druckvorrichtung, üblicherweise z. B. einen Druckkopf, der abnehmbar am Schlitten befestigt ist und mehrere Ausstoßwiderstände aufweist, die auf ein Substrat (üblicherweise eine Siliziumscheibe) abgelagert sind und in mit Tinte gefüllten Zellen angeordnet sind, wobei jeder mit einer entsprechenden Mehrzahl von Düsen verbunden ist, durch die der Kopf Tropfen einer in einem Behälter befindlichen Tinte ausstoßen kann,
- eine elektronische Steuerung, die basierend auf die von einem Computer, mit dem sie verbunden ist, empfangene Information und auf die vom Benutzer festgelegten Voreinstellungen wahlweise sowohl die obigen Motoren als auch den Druckkopf steuert, so dass Letzterer durch das wahlweise Erhitzen der Widerstände dazu veranlasst wird, Tintentropfen auf die Oberfläche des Blattes auszustoßen, wodurch eine sichtbare Abbildung erzeugt wird.
Gemäß einer kürzlichen Weiterentwicklung der bekannten Technologie, haben die Druckköpfe auch zusätzlich zu den Ausstoßwiderständen die aktiven Steuerkomponenten, die wahlweise die Energie zum Erhitzen der Ausstoßwiderstände zuführen, üblicherweise in Form von im Halbleitersubstrat integrierten MOS-Transistoren, die z. B. mittels der bekannten Halbleitertechnologie bei integrierten Schaltungen gebildet sind.
Vom elektrischen Standpunkt aus gesehen sind diese integrierten Steuerkomponenten, da sie alle im wesentlichen identische geometrische und elektrische Eigenschaften haben, und die mit ihnen verbundenen Ausstoßwiderstände, typischerweise in einer Matrix aus Reihen und Spalten gemäß einem bekannten Herstellungsverfahren angeordnet, um die Anzahl der Verbindungen und Kontakte zwischen dem Druckkopf und der elektronischen Steuerung auf ein Minimum zu reduzieren.
Die Energie wird den Ausstoßwiderständen durch die MOS-Transistoren dadurch zugeführt, daß sie wahlweise das Fließen eines Stromes, der von einer Spannungsversorgung zugeführt wird, durch die Widerstände ermöglichen, wobei alle Ausstoßwiderstände an dieser Energieversorgung angeschlossen sind. Im Ausstoßwiderstand wird dieser Strom durch den Joule-Effekt in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch er sehr schnell auf eine Temperatur von mehr als 300ºC erhitzt wird. Ein erster Teil dieser Wärmeenergie wird an die Tinte abgegeben, die sich in der Ausstoßkammer, die den Widerstand umgibt, befindet, so dass sie unter Bildung einer Dampfblase verdampft und folglich das Ausstoßen eines Tropfen mit einem bestimmten Volumen durch die Düse, die mit dieser Ausstoßkammer in Verbindung steht, veranlasst. Ein zweiter Teil dieser Wärmeenergie geht durch Konduktion durch das gemeinsame Substrat (die Siliziumscheibe), auf dem die Ausstoßwiderstände abgelagert sind, verloren, so dass die Temperatur TS des Substrats und somit des Druckkopfes als Ganzes und der darin enthaltenen Tinte bezüglich der Umgebungstemperatur zunimmt.
Das Phänomen des Ausstoßens eines Tintenttropfens wird anhand des Diagramms in Fig. 1 näher beschrieben, das den experimentell ermittelten und durch die Kennlinie 30 dargestellten Verlauf des Volumens VOL des durch eine Düse ausgestoßenen Tintentropfens bezüglich der Wärmeenergie E, die dem Ausstoßwiderstand in der mit der Düse in Verbindung stehenden Zeile zugeführt wird, für eine gegebene konstante Substrattemperatur Ts zeigt.
Wie am Diagramm zu sehen ist, wird der Tropfen unterhalb eines Wertes Es (Schwellenenergie) nicht gebildet, da der Widerstand nicht eine Temperatur erreicht, die groß genug ist, um die umgebende Tinte zu verdampfen. Wenn die dem Widerstand zugeführte Energie E vom Wert Es auf den Wert Eg (Knickenergie) erhöht wird, nimmt das Volumen VOL der ausgestoßenen Tropfen im wesentlichen proportional mit der Zunahme der dem Widerstand zugeführten Energie E zu; andererseits bleibt oberhalb des Eg-Wertes das Volumen VOL bei einer Zunahme der dem Widerstand zugeführten Energie E im wesentlichen unverändert. Dieser Bereich ist der Bereich, der üblicherweise als der Arbeitsbereich verwendet wird.
Die Knickenergie Eg eines thermischen Tintenstrahldruckkopfes ist, abgesehen davon, dass sie auch, wie oben gezeigt, eine Funktion der Arbeitstemperatur TS des Substrats (Siliziumscheibe) ist, charakteristisch für die geometrische Form und dem verwendeten Herstellungsverfahren. Wenn alle anderen Bedingungen gleich sind, variiert sie von Druckkopf zu Druckkopf infolge von Abweichungen, die beim Herstellungsprozeß auftreten. Insbesondere hängt sie bei Druckköpfen mit integrierten Steuerkomponenten größtenteils von den folgenden, für den Herstellungsprozeß typischen Parametern ab:
- die Dicke des Feldoxids SiO&sub2; (Locos - örtliches Oxidieren des Siliziumsubstrats),
- die Dicke der Schutzpassivierung (BPSG - Bor/Phosphor-Siliziumglasschicht),
- die Dicke der SiN- und SiC-Schutzschichten auf den Ausstoßwiderständen,
- die Dicke der Ta-Antiblasenbildungsschicht,
- der Widerstandswert und die geometrischen Abmessungen der Ausstoßwiderstände,
- der RON-Wert der integrierten aktiven MOS-Steuerkomponenten.
Der asymptotische Verlauf der Kennlinie des Tropfenvolumens VOL bezüglich der dem Ausstoßwiderstand zugeführten Energie wird bei der Bestimmung des typischen Arbeitswertes El für die dem Ausstoßwiderstand zuzuführenden Energie E (Energie-Arbeitspunkt) genutzt. In der gegenwärtigen Praxis wird z. B. ein Wert für El genommen, der wesentlich höher ist als Eg, so daß irgendwelche begrenzten Schwankungen der dem Ausstoßwiderstand zugeführten Wärmeenergie E (aus verschiedensten Gründen, wie z. B. die natürlichen Toleranzen der Spannungsversorgung und der Dauer der den Ausstoßwiderständen vom Drucker, an dem der Druckkopf angebracht ist, zugeführten Stromimpulsen) oder Abweichungen des Eg-Wertes infolge der Toleranzen der Herstellungsparameter des Druckkopfes keine wesentlichen Veränderungen des Volumens VOL der ausgestoßenen Tropfen zur Folge hat.
Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass sich der Energie-Arbeitspunkt der Ausstoßwiderstände in jedem Fall innerhalb des asymptotischen Bereichs der Kennlinie 30 befindet, wodurch das Auftreten von instabilen Arbeitsbedingungen vermieden wird, die andererseits auftreten könnten, wenn El unter Eg abfallen und das Tropfenvolumen veränderlich würde.
Die Verwendung eines Energiewertes El, der wesentlich höher ist als Eg, hat jedoch aufgrund des Temperaturanstiegs des Druckkopfes infolge des Teils der Wärmeenergie, der nicht zum Ausstoßen von Tintentropfen verwendet wird, auch eine Reihe von negativen Auswirkungen. Diese negativen Auswirkungen sind unter anderem:
- das Volumen der von den Düsen ausgestoßenen Tintentropfen nimmt für einen gleichen Wert der Arbeitsenergie El mit dem Anstieg der Temperatur des Substrats (und folglich der Tinte) zu und hat, wie vorher beschrieben, eine entsprechende Veränderung des Durchmessers der auf dem Papier gedruckten Elementarpunkte zur Folge und entsprechend verschlechtert sich die Druckgleichmäßigkeit des Ausdrucks. Dieses Phänomen kann so deutlich sein, daß infolge des Anstiegs der Kopftemperatur, der durch das Drucken auf die Seite selbst hervorgerufen wird, merkliche Unterschiede zwischen der optischen Dichte der Schriftzeichen, die am Beginn einer Seite gedruckt werden, und derer, die unten auf der selben Seite gedruckt werden, entstehen;
- darüber hinaus kann das Erreichen von sehr hohen Temperaturen an einigen bestimmten Ausstoßwiderständen, die häufig während des Drückens aktiviert werden, zu einem Phänomen der Ablagerung von Karbonrückständen infolge des Zersetzens der Tinte am Widerstand führen, wodurch sich die Lebensdauer des Druckkopfes drastisch verringert und Störungen des Betriebs des Druckkopfes infolge von Störungen der Düsen betreffend des Tintenausstoßes auftreten.
Um diese negativen Auswirkungen wenigstens teilweise zu vermeiden, wurden Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik vorgeschlagen, mit dem Hauptziel des Stabilisierens der Temperatur Ts des Substrats, d. h. des Betreibens des Kopfes bei einer im wesentlichen konstanten Substrattemperatur Ts.
Z. B. wurde vorgeschlagen, die Druckgeschwindigkeit zu reduzieren (und somit die Häufigkeit, mit der die Tropfen ausgestoßen werden, zu reduzieren), wenn die Temperatur Ts dazu tendiert, einen definierten Grenzwert zu übersteigen, um die Zeit zu verlängern, die dem Kopf zur Verfügung steht, um natürlich abzukühlen und sich auf einen niedrigeren Temperaturwert einzustellen. Oder es wurde vorgeschlagen, den Druckvorgang anzuhalten, wenn die Temperatur des Substrats eine vorgegebene Höhe übersteigt. Diese Lösungen sind jedoch unbefriedigend, da sie der Arbeitsgeschwindigkeit oder dem Durchsatz abträglich sind, eine Forderung, die gegenwärtig bei den Benutzern von Tintenstrahldruckern zunehmend im Vordergrund steht.
Weiterhin wurden Systeme zum Konstanthalten der Substrattemperatur Ts vorgeschlagen, wobei der Kopf z. B. entweder durch die Verwendung von zusätzlichen Widerständen zusätzlich zu den Ausstoßwiderständen zum Erhitzen des Kopfes, falls nötig, oder durch die Verwendung der Ausstoßwiderstände selbst, um den Kopf zu erhitzen, permanent bei einer maximalen vorbestimmten Temperaturhöhe betrieben wird. Im diesem Fall werden die Ausstoßwiderstände derjenigen Düsen, die nicht zum Ausstoßen von Tintentropfen erforderlich sind, noch erhitzt, jedoch mit Energieimpulsen mit einer Frequenz, die zu hoch ist, um das Ausstoßen eines Tropfens herbeizuführen. Beide Lösungen erfordern jedoch, daß der Kopf mit einem Temperatursensor versehen ist, z. B. in Form eines Thermistors, der am Kopf befestigt ist, wodurch der Aufbau des Kopfes komplizierter wird und die Herstellungskosten steigen. Keine dieser Lösungen ist völlig zufriedenstellend, da sie nicht das Problem der Karbonablagerungen an bestimmten Ausstoßwiderständen lösen, da das Stabilisieren Temperatur bei sehr hohen Temperaturwerten durchgeführt wird.
Es ist daher zweckmäßig, eine andere Strategie zu verfolgen, die darin besteht, die Arbeitsenergie El, die den Ausstoßwiderständen zugeführt wird, zu steuern, um jeden Druckkopf, der am Drucker angebracht ist, eine Energie zuzuführen, die lediglich etwas höher ist als die Wirkenergie Eg, die für diesen Druckkopf charakteristisch ist; da jedoch, wie bereits gezeigt wurde, der Energiewert Eg von Druckkopf zu Druckkopf variiert, muss dieser Wert vorher bekannt sein oder es muss alternativ bei dem verwendeten Drucker eine Einrichtung zum Messen einer Kennlinie des Ausstoßwiderstandes des Druckkopfes vorgesehen sein, die als die Grundlage für das Bestimmen der idealen Betriebsbedingungen für den am Drucker angebrachten Druckkopf verwendet wird.
Ein Lösungsbeispiel ist in der Europäischen Patentanmeldung EP626266 für einen Druckkopf beschrieben, der einen "Dummy"-Ausstoßwiderstand aufweist, d. h. einen Ausstoßwiderstand, der nicht zum Erzeugen von Tintentropfen verwendet wird, jedoch genau die selben Eigenschaften, insbesondere den gleichen Widerstandswert, wie die Ausstoßwiderstände hat, und nach dem gleichen Verfahren und den selben Parametern wie die Ausstoßwiderstände hergestellt ist. Abhängig vom Widerstandswert des "Dummy"-Widerstands, der am Ende des Herstellungsprozesses für den Druckkopf gemessen wird, werden die Druckköpfe entsprechend vorgegebener Widerstandsbereiche in Klassen eingeteilt, wobei jeder Druckkopf anschließend bezüglich seiner Klasse mit einem Code versehen wird, der von dem Drucker, an dem der Druckkopf angebracht ist, erfasst wird, um den Strom, der dem Ausstoßwiderstand zugeführt wird, genau einzustellen.
Diese Vorrichtung berücksichtigt jedoch, abgesehen davon, dass sich ihre Genauigkeit verschlechtert je größer das Intervall ist, das jeder Untergruppe des Toleranzbereichs für den Druckkopf-Widerstandswert zugeordnet ist, weder andere Herstellungsfaktoren, die ebenfalls zu Abweichungen zwischen Druckköpfen, die Widerstandswerte in derselben Klasse haben können, beitragen, wie z. B. die Dicke der Isolierschicht, die den Widerstand von der Tinte trennt, noch berücksichtigt sie unterschiedliche Versorgungsspannungen von verschiedenen Druckern, an denen ein Druckkopf angebracht werden kann.
Das letztere Problem wurde z. B. durch das US-Patent 5,083,137 gelöst, bei dem die Versorgungsspannung für die Ausstoßwiderstände, die vom Drucker bereitgestellt wird, veränderlich ist, und mittels eines Gegenkopplungskreises bezüglich eines Signals, das von einer Vergleichsvorrichtung geliefert wird, die die Spannung, die tatsächlich an den Ausstoßwiderständen angelegt wird, mit einem vorgegebenen Referenzwert vergleichen, eingestellt wird.
Die Europäische Patentanmeldung EP 752313 A offenbart eine Lösung, bei der die Substrattemperatur des Druckkopfes mittels eines Rückkopplungskreises, der die Energie einstellt, die von einem zusätzlichen Widerstand in Wärme umgewandelt wird, konstant gehalten wird.
Es ist jedoch offensichtlich, dass, auch wenn die Lehren aller bereits bekannten Lösungen gleichzeitig angewendet werden, das Problem, jedem Druckkopf eine Arbeitsenergie El zuzuführen, die nur etwas größer ist als die für diesen speziellen Druckkopf charakteristische Knieenergie Eg, noch immer nicht vollständig gelöst wäre.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Steuern der Energie zu schaffen, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf, der an einem Drucker angebracht ist, zugeführt wird, wobei der Ausstoßwiderstand eine Dampfblase infolge des Erreichens einer Blasenbildungstemperatur bilden kann, und wobei der Drucker Einrichtungen zum Versorgen des Ausstoßwiderstands mit einer veränderlichen Energiemenge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie integrierte Einrichtungen am Druckkopf zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur, und Einrichtungen zum Regulieren der veränderlichen Energiemenge, die dem Ausstoßwiderstand zugeführt wird, aufweist, so dass der Ausstoßwiderstand abhängig von den Einrichtungen zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur die Blasenbildungstemperatur erreicht.
Auf diese Weise wird eine Kompensation für alle Veränderungen und Abweichungen beim Herstellungsprozeß des Druckkopfes und für die verschiedenen Steuercharakteristiken der verschiedenen Drucker, an denen der Druckkopf angebracht werden kann, geschaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern der Energie zu schaffen, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf, der an einem Drucker angebracht ist, zugeführt wird, wobei der Ausstoßwiderstand eine Dampfblase infolge des Erreichens einer Blasenbildungstemperatur bilden kann, und wobei der Drucker Einrichtungen zum Versorgen des Ausstoßwiderstands mit einer veränderlichen Energiemenge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist:
- Vorsehen von integrierten Einrichtungen am Druckkopf zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur,
- Regulieren der veränderlichen Energiemenge, die dem Ausstoßwiderstand zugeführt wird, so dass der Ausstoßwiderstand in Abhängigkeit der Einrichtungen zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur die Blasenbildungstemperatur erreicht.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern der Energie zu schaffen, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf, der an einem Drucker angebracht ist, zugeführt wird, wobei der Ausstoßwiderstand eine Dampfblase infolge des Erreichens einer Blasenbildungstemperatur bilden kann, und wobei der Drucker Einrichtungen zum Versorgen des Ausstoßwiderstands mit einer veränderlichen Energiemenge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist:
- Vorsehen von integrierten Einrichtungen am Druckkopf zum Feststellen einer Veränderung des positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands infolge des Erreichens der Blasenbildungstemperatur,
- Regulieren der veränderlichen Energiemenge, die dem Ausstoßwiderstand zugeführt wird, so dass der Ausstoßwiderstand in Abhängigkeit von den Einrichtungen zum Feststellen der Veränderung des positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes die Blasenbildungstemperatur erreicht.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen thermischen Tintenstrahldruckkopf zu schaffen, der eine Einrichtung aufweist, um einem Ausstoßwiderstand, der eine Dampfblase infolge des Erreichens einer Blasenbildungstemperatur bilden kann, eine veränderliche Energiemenge zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin eine Einrichtung zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur hat, aufweisend einen ersten Widerstand, der aus einer Schicht aus elektrisch leitendem Material entsprechend einem Testwiderstand, der einen zum Ausstoßwiderstand identischen Aufbau hat, gebildet ist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahldrucker mit einem thermischen Druckkopf zu schaffen, aufweisend eine Einrichtung, um einem Ausstoßwiderstand, der eine Dampfblase infolge des Erreichens einer Blasenbildungstemperatur bilden kann, eine veränderliche Energiemenge zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf weiterhin eine Einrichtung zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur hat, aufweisend einen ersten Widerstand, der aus einer Schicht aus elektrisch leitendem Material entsprechend einem Testwiderstand, der einen zum Ausstoßwiderstand identischen Aufbau hat, gebildet ist.
Die obigen Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zum Steuern der Energie, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf zugeführt wird, dem dazugehörigen Arbeitsverfahren, dem dazugehörigen Druckkopf und dem dazugehörigen Drucker, wie durch die Hauptansprüche gekennzeichnet, gelöst.
Diese und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform durch ein nicht einschränkendes Beispiel anhand der dazugehörigen Zeichnungen.

Figurenliste

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Verlaufs des Volumens der Tropfen, die von einem thermischen Tintenstrahldruckkopf ausgestoßen werden, als Funktion der den Ausstoßwiderständen zugeführten Energie.
Fig. 2 ist teilweise im Schnitt eine vereinfachte Seitenansicht eines integrierten thermischen Tintenstrahldruckkopfes gemäß der Erfindung.
Fig. 3 ist ein vereinfachtes Schaltbild der Vorrichtung zum Steuern der Energie, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf zugeführt wird, gemäß der Erfindung.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Verlaufs von einigen elektrischen Größen als Funktion der Zeit der Vorrichtung zum Steuern der Energie, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf zugeführt wird, gemäß der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In Fig. 2 ist teilweise im Schnitt eine vereinfachte Seitenansicht eines integrierten thermischen Tintenstrahldruckkopfes gezeigt, der gemäß der bekannten CMOS/LDMOS-Technologie in einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung gebildet ist. Durch die Anwendung eines bekannten Verfahrens auf diesem Gebiet wird eine örtliche Oxidation (Locos) auf einem monokristallinen Siliziumsubstrat 10 erzeugt, um eine erste Isolierschicht 11 aus SiO&sub2; zu bilden. Eine Passivierungsschicht wird danach durch die Bildung eines Films 12 aus Bor/Phosphat-Siliziumglas BPSG erzeugt, auf der ein Widerstandsfilm 13 aus Ta/Al, der durch einen leitenden Film 14 aus Al/Cu teilweise abgedeckt ist, abgelagert wird. Der nicht abgedeckte Bereich 15 des Widerstandsfilms aus Ta/Al mit einer Breite W bildet einen Ausstoßwiderstand, wohingegen die Verbindungsleiter von dem leitenden Film 14 aus Al/Cu gebildet werden. Der Ausstoßwiderstand 15 ist gegen Korrosion und Oxidation infolge der Tinte durch eine erste Schutzschicht 16 aus SiN und durch eine zweite Schutzschicht 17 aus SiC geschützt, wohingegen eine Polymerschicht 18 seitlich eine Ausstoßzelle oder -kammer 21 abgrenzt, die Tinte enthält und mit einem Haupt-Tintenbehälter, der nicht in den Figuren gezeigt ist, in Verbindung steht. Die Ausstoßkammer 21 ist nach oben durch eine (nicht in der Figur gezeigten) Düsen- Trägerplatte abgegrenzt, in der die Düsen, durch die die Tintentropfen ausgestoßen werden, ausgebildet sind. Ein Druckkopf hat mehrere (in einigen Fällen mehrere hundert) Ausstoßkammern 21 und dazugehörige Düsen. Im Druckkopf, der die Vorrichtung der Erfindung aufweist, ist ein Temperatursensor RS&sub1; 41 in einer dieser Ausstoßkammern, die folglich nicht zum Erzeugen von Druckerpunkten dient, in Übereinstimmung mit dem Ausstoßwiderstand 15, der in diesem Fall die Funktion des "Test"-Widerstands RT 43 (siehe Fig. 3) übernimmt, vorgesehen. Der Sensor RS&sub1; 41, der auf einer Schicht 19 aus Ta abgelagert ist, besteht aus einem Film 20 aus Au und ist durch die Anwendung eines bekannten photolithographischen technischen Verfahrens in einer Zickzack- oder Spiralform gebildet.
Der Au-Film wird bei integrierten Druckköpfen normalerweise als eine zweite Zwischenverbindungsstufe verwendet, so dass irgendein zusätzlicher Bearbeitungsschritt entfällt, und bildet die äußerste Schicht. Typischerweise ist sie 2000-4000 Å dick, vorzugsweise 2500-3000 Å, mit einem Widerstand von ~130 mΩ/ und einem Temperaturkoeffizienten des Widerstands TCR = 4000 ppm/ºC. Die Auswahlkriterien für die Verwendung eines Au-Films als Temperatursensor RS&sub1; sind wie folgt:
- die photolithographische Technologie kann zur Bildung einer Zickzack- oder Spiralform des Au-Films mit einer Breite von 2 und 10 im, vorzugsweise ≤ 5 m, bei einer optimalen Zeichenschärfe verwendet werden,
- obwohl sein spezifischer Widerstand etwas gering ist, hat Au einen sehr hohen und leicht reproduzierbaren TCR, der nicht durch die kristallographischen Struktur des Films (Ablagerungsparameter) beeinträchtigt wird,
- da es chemisch inaktiv ist, oxidiert oder korrodiert es nicht beim Vorhandensein von Luft oder Tinte, auch bei den Temperaturen, die von einem Ausstoßwiderstand erreicht werden (~320ºC).
Zusätzlich zu den Temperatursensoren RS&sub1; ist ein ebenfalls im Druckkopf gemäß der Erfindung gebildeter Referenz-Temperatursensor RS&sub2; 42 (Fig. 3), dessen gesamten Eigenschaften zu denen des Temperatursensors RS&sub1; 41 identisch sind, vorgesehen, der auf dem Substrat 10 nicht in Übereinstimmung mit dem Ausstoßwiderstand 15 sondern um einen bestimmten Abstand, z. B. einige hundert um, vom Temperatursensor RS&sub1; 41 beabstandet angeordnet ist. Wie im folgenden zu sehen ist, dient er zum Kompensieren aller Abweichungen und Toleranzen des Herstellungsprozesses für den integrierten Druckkopf, durch den der absolute Wert von RS&sub1; zu veränderlich würde, um bei der Messung der von dem "Test"- Widerstand erreichten Temperatur wirksam eingesetzt werden zu können.
Typischerweise sind die Abmessungen des "Test"-Widerstands RT 43 (ähnlich wie die der Ausstoßwiderstände 15) 50 · 50 um, so dass die Sensoren RS&sub1; 41 und RS&sub2; 42 mit einem Widerstandswert von 3-6 Ω, vorzugsweise 4,5-5 Ω, hergestellt werden können, wodurch wiederum ein ΔR &sim; 5,5 Ω für ein ΔT = 300ºC sichergestellt ist, so dass ein Signal von 10-11 mV mit einem Polarisationsstrom von 2 mA zugeführt wird. Dieses Signal wäre jedoch zu klein, um direkt von der elektronischen Steuerung des Druckers, auf dem der Druckkopf angebracht ist, verwendet werden zu können; die CMOS/LDMOS-Technologie, die bei der Herstellung des Druckkopfs angewendet wird, ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Herstellung ohne zusätzliche Bearbeitungsschritte oder "Masken" aller elektronischen Komponenten (wie z. B. Bipolar NPN-Transistoren mit β = 30 ÷ 40, Widerstände in einem Bereich von 10 Ω ÷ 100 kΩ, Polarisations- oder Temperaturkompensierte Dioden in Emitter/Basis-Kollektor Kurzschlußanordnung), die zum Bilden eines integrierten Differentialverstärkers auf dem Druckkopf erforderlich sind, wobei sie elektrisch und thermisch gut kompensiert sind, da sie auf demselben Si-Substrat 10 integriert sind, so dass vom Druckkopf bereits ein verstärktes Signal abgegeben wird.
In Fig. 3 ist als nicht einschränkendes Beispiel das Schaltbild der Vorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, aufweisend einen Schaltkreis-Teil 40, der im Druckkopf integriert ist und aus einem linearen Rückkopplungs- Differentialverstärker A 45, an dessen Eingänge (+) 46 und (-) 47 jeweils ein erster Spannungsteiler, der von einem Widerstand R&sub2; 62 und dem Temperatursensor RS&sub1; 41 gebildet wird, und ein zweiter Spannungsteiler, der von einem Widerstand R&sub3; 63 und dem Referenz-Temperatursensor RS&sub2; 42 gebildet wird, angeschlossen sind, umfasst. Der "Test"-Widerstand RT 43 erhält wahlweise einen Stromimpuls mittels des Transistors T 44, der einen entsprechenden Impuls In an einem Eingang 51 des Druckkopfes verstärkt, der durch die Kennlinie 70 in Fig. 4 dargestellt ist. Ein Ausgang 48 des Verstärkers A 45, dessen Verlauf durch die Kennlinie Out 71 in Fig. 4 angegeben ist, wird mit einem Ausgangsanschluß 52 des Druckkopfes verbunden und wird mittels einer Verbindung 53, die z. B. ein flaches Kabel sein kann, einem Eingangsanschluß 54 der elektronischen Steuerung 60 des Druckers und von dort einem Eingang (+) 56 eines Operationsverstärkers C 55, dessen Eingang (-) 57 an eine Referenzspannung VREF 59 angeschlossen ist und dessen Ausgang 58 durch eine Kennlinie 72 in Fig. 4 angegeben ist, zugeführt.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird im folgenden anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben. Durch den Transistor T 44 werden dem "Test"-Widerstand RT 43 eine Folge von Stromimpulsen 70 von stetig zunehmender Dauer zugeführt, wie z. B. 30 aufeinanderfolgende Impulse in derart, dass der erste eine Dauer von 1,5 us und die nachfolgenden eine Dauer haben, die fortschreitend um 50 ns bis zu 3 us zunimmt; die Wiederholungsfrequenz der Impulsfolge wir auf der Grundlage des "thermischen Speicherns" der Anordnung festgelegt, da der "Test"-Widerstand RT 43 auf die Temperatur des Substrats 10 zwischen einem Impuls und dem nächsten zurückgeführt werden muss. Eine mögliche Wiederholungsfrequenz ist z. B. 1 kHz, bei der der gesamte Meßbereich in 30 ms durchlaufen werden kann.
Bei jedem Stromimpuls 70 gibt es eine Veränderung des Widerstandswerts des Temperatursensors RS&sub1;, der eine Veränderung der Spannung am Eingang 46 des Differentialverstärkers A 45 zur Folge hat; der Eingang 47 bleibt jedoch konstant, da der "Test"-Widerstand RT 43 und der Temperatursensor RS&sub1; um einen bestimmten Abstand, z. B. mehrere hundert um, vom Spannungsteiler RS&sub2;/R&sub3;, der genau symmetrisch zum Spannungsteiler RS&sub1;/R&sub2; im selben Bereich des Si- Substrats 10 integriert ist, und vom Differentialverstärker A 45 beabstandet angeordnet sind, so dass irgendwelche Temperaturunterschiede im Verstärkerbereich ausgeschlossen sind, die die Anpassung und das Ausgleichen beeinträchtigen könnten, wodurch Messfehler entstehen.
Das Signal 71 wird vom Ausgang des linearen Differentialverstärkers A 45 an den Operationsverstärker C 55 übertragen, der den Vergleich mit einer entsprechend festgelegten Referenzspannung VREF 59 durchführt, um ein Signal Out 72 am Ausgang 58 zu erzeugen, wenn der Temperatursensor RS&sub1; 41 entsprechend einer genau festgelegten Dauer der Stromimpulse, die den "Test"-Widerstand RT erhitzen, eine vorgegebene Temperatur feststellt, z. B. 320ºC (Blasenbildungstemperatur). Die elektronische Steuerung des Druckers erhält das Signal 72 und berücksichtigt, falls nötig, bestimmte festgelegte Korrekturfaktoren des verwendeten Erfassungssystems, bestimmt dementsprechend die korrekte Dauer der Impulse, die den Ausstoßwiderständen des Druckkopfes zugeführt werden müssen, um einen optimalen Wert für die Arbeitsenergie El zu bilden, wodurch sowohl die Veränderungen der Betriebsparameter des Druckkopfes als auch die Charakteristiken des Druckers ausgeglichen werden.
Eine zweite Ausführungsform wird im folgenden für das Verfahren zum Steuern der Energie, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf zugeführt wird, beschrieben, welches auf derselben Vorrichtung, wie zuvor beschrieben, basiert.
Es ist bekannt, dass die Oberflächentemperatur der Ausstoßwiderstände an der Grenzfläche zur Tinte zum Zeitpunkt der Bildung der Blase eine deutliche Steigungsänderung vollzieht, da die Wärme nicht an eine flüssige Umgebung sondern an eine gasförmige abgegeben wird, die um einen Faktor-1,6 abnimmt. Dieses Phänomen kann bei der gleichen Vorrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt, genutzt werden, wobei die einzige Abweichung das Verwenden einer Referenzspannung VREF 59 ist, die nicht mehr konstant sondern dahingehend variabel ist, dass sie schrittweise entsprechend der Zunahme der Dauer der Stromimpulse 70, die dem "Test"-Widerstand RT 43 zugeführt werden, zunimmt, was entsprechend einem Gesetz wiederum mehr oder weniger vom Grad der Linearität des Temperatur- Erfassungssystems abhängig ist. Auf diese Weise werden die Veränderungen der Amplitude des Ausgangs 48 des Differentialverstärkers A 45 infolge der Zunahme der Dauer der Stromimpulse 70 solange kompensiert, wie der Wärmeaustausch zwischen dem "Test"-Widerstand RT 43 und der in der Ausstoßkammer 21 enthaltenen Tinte dem Verlauf des Austauschens mit einer Flüssigkeit folgt und daher liefert der Komparator C 55 weiterhin einen Ausgang Null.
Wenn auf der anderen Seite die Dauer des Stromimpulses 70 derart ist, dass eine Arbeitsenergie El erreicht wird, die ausreicht, um die Blasenbildungstemperatur zu erreichen, wird die Veränderung der Wärmeleitungs-Eigenschaften des Ausstoßwiderstandes von einer flüssigen in eine gasförmige Umgebung und die resultierende Zunahme der Amplitude des Ausgangs 48 des Differentialverstärkers 45 nicht mehr durch die entsprechende Zunahme der Referenzspannung VREF 59 kompensiert, so dass folglich der Komparator C 55 ein Signal 72 am Ausgang 58 erzeugt, das anzeigt, dass die Blasenbildungstemperatur erreicht ist. Die elektronische Steuerung des Druckers berücksichtigt im Bedarfsfall bestimmte festgelegte Korrekturfaktoren des verwendeten Erfassungssystems, bestimmt die Dauer der Impulse, die den Ausstoßwiderständen des Druckkopfes zugeführt werden, um einen optimalen Wert der Arbeitsenergie El zu bilden, so dass Veränderungen sowohl der Parameter beim Herstellungsprozeß des Druckkopfes als auch die Eigenschaften des Druckers ausgeglichen werden.
Die zweite Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern der Energie, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf zugeführt wird, ist genauer und direkter als das erste. Jedoch ist es, anders wie beim vorhergehenden, erforderlich, dass sich in der Ausstoßkammer 21, in welcher der "Test"-Widerstand RT 43 angeordnet ist, Tinte befindet, so dass der Letztere und der dazugehörige Temperatursensor RS&sub1; 41 in der Nähe des Tintezufuhrschlitzes angeordnet sind.
Selbstverständlich können an der oben beschriebenen Erfindung Änderungen vorgenommen werden, ohne deren Schutzbereich zu verlassen.
Z. B. kann ein "Test"-Widerstand Ry 43 verwendet werden, dessen Abmessungen sich von denen der Ausstoßwiderstände unterscheiden. In diesem Fall muss selbstverständlich ein Form- oder Flächenkorrekturfaktor K&sub1; berücksichtigt werden, um den Energiewert, der benötigt wird, um den "Test"-Widerstand RT 43 auf die Blasenbildungstemperatur zu bringen, mit dem Wert, der benötigt wird, um die Ausstoßwiderstände 15 auf die gleiche Temperatur zu bringen, zu korrelieren, wobei auch das Verhältnis der Fläche des Temperatursensors RS&sub1; 41 zur Fläche des "Test"-Widerstands RT 43 berücksichtigt wird, da die Oberflächentemperatur des Temperatursensors RS&sub1; 41 nicht homogen ist sondern sich von der Mitte zur Peripherie verändert.
Es kann auch, jedoch nur, wenn die erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Steuern der Energie, die einem Ausstoßwiderstand an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf zugeführt wird, verwendet wird, eine Ausstoßkammer 21 um den "Test"-Widerstand R 43 ohne jegliche Tinte verwendet werden, wobei in diesem Fall ein Umgebungs-Korrekturfaktor K&sub2; berücksichtigt werden muss, dafür gleiche Werte der dem "Test"-Widerstand R 43 zugeführten Energie die von dem Temperatursensor RS&sub1; 41 gemessene Oberflächentemperatur in etwa 1,6 mal größer ist als die entsprechende Temperatur, die von einem mit der Tinte in Kontakt stehenden Ausstoßwiderstand erreicht wird.
Es ist auch möglich, die den Ausstoßwiderständen zugeführte Energie dadurch zu verändern, dass nicht die Dauer der Stromimpulse sondern der Wert der Spannung V+ 50 (Fig. 3) beeinflusst wird, die die geteilte Referenz für alle Widerstände ist, wobei die Impulsdauer unverändert ist. In diesem Fall müssen selbstverständlich zwei getrennte Spannungsversorgungen vorgesehen werden: eine Spannungsversorgung zum Vorsehen der veränderlichen Spannung, auf die sich alle Widerstände beziehen, und eine zweite Spannungsversorgung zum Vorsehen einer Spannung für die integrierten elektronischen Schaltkreise, die konstant gehalten werden muss.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern der Energie, die einem integrierten Ausstoßwiderstand (15) an einem thermischen Tintenstrahldruckkopf, der an einem Drucker angebracht ist, zugeführt wird, wobei der Ausstoßwiderstand (15) eine Dampfblase infolge des Erreichens einer Blasenbildungstemperatur bilden kann, und wobei der Drucker Einrichtungen (44) zum wahlweise Versorgen des Ausstoßwiderstands (15) mit einer bestimmten Energie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie

- integrierte Einrichtungen (41, 42) am Druckkopf zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur, und

- Einrichtungen (40, 60) zum Regulieren der bestimmten Energie, die dem Ausstoßwiderstand (15) zugeführt wird, aufweist, wobei

- das Regulieren abhängig von den Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur ist, so dass der Ausstoßwiderstand (15) die Blasenbildungstemperatur erreicht, wenn diese bestimmte Energie zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur einen ersten Widerstand (41) aufweisen, der aus einer Schicht aus elektrisch leitendem Material entsprechend einem integrierten Testwiderstand (43) am Druckkopf, der einen zum Ausstoßwiderstand (15) identischen Aufbau hat, gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch, leitende Material Gold ist, das auf einer Tantalumschicht aufgebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Goldschicht zwischen 2.000 und 4.000 Å dick ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Widerstand (41), der von der Goldschicht gebildet wird, eine Zickzack- oder Spiralform mit einer Breite von zwischen 2 und 10 um hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Widerstand (41) einen Widerstandswert von zwischen 3 und 6 Ohm hat.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur einen zweiten, zum Widerstand (41) identischen Widerstand (42) aufweisen, der aus einer Schicht aus elektrisch leitendem Material in einem bestimmten Abstand vom ersten Widerstand (41) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Zuführen der bestimmten Energie zum Ausstoßwiderstand (15) aufweisen:

- Einrichtungen zum Zuführen der Energie in Form von Stromimpulsen von konstanter Stärke und veränderlicher Dauer,

- Einrichtungen (40, 60) zum Regulieren dieser veränderlichen Dauer von einer minimalen Dauer bis zu einer maximalen Dauer, wobei das Regulieren abhängig von den Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Dauer 1,5 us beträgt und die maximale Dauer 3 us beträgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (40, 60) zum Regulieren der Dauer einen Differenzverstärker (45) mit einem ersten Eingang (46), der am ersten Widerstand (41) angeschlossen ist, und einem zweiten Eingang (47), der am zweiten Widerstand (42) angeschlossen ist, aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (40, 60) zum Regulieren der Dauer weiterhin einen Komparator (55) mit einem ersten Eingang (56), der am Ausgang (52) des Differenzverstärkers (45) angeschlossen ist, und einem zweiten Eingang (57), der an einer Referenzspannung (59) angeschlossen ist, aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Testwiderstand (43) in einer Ausstoßkammer, die Tinte enthält, angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Testwiderstand (43) in einer Ausstoßkammer, die Luft enthält, angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum wahlweise Zuführen der Energiemenge zum Ausstoßwiderstand (15) aufweisen:

- Einrichtungen (44) zum Zuführen der Energie in Form von Stromimpulseen von konstanter Dauer und veränderlicher Stärke,

- Einrichtungen (40, 60) zum Regulieren der veränderlichen Stärke von einer minimalen Stärke bis zu einer maximalen Stärke, wobei das Regulieren abhängig ist von den Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur.

15. Verfahren zum Steuern der Energie, die einem integrierten Ausstoßwiderstand (15) in einem thermischen Tintenstrahldruckkopf, der auf einem Drucker sitzt, zugeführt wird, wobei der Ausstoßwiderstand (15) eine Dampfblase infolge des Erreichens einer Blasenbildungstemperatur bilden kann, und wobei der Drucker Einrichtungen (44) zum wahlweise Zuführen einer bestimmten Energie zum Ausstoßwiderstand (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist:

- Vorsehen von integrierten Einrichtungen (41, 42) am Druckkopf zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur,

- Regulieren der bestimmten Energie, die dem Ausstoßwiderstand (15) in Abhängigkeit der Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur zugeführt wird, so dass der Ausstoßwiderstand (15) die Blasenbildungstemperatur erreicht, wenn ihm diese bestimmte Energie zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur einen ersten Widerstand (41) aufweisen, der aus einer Schicht aus elektrisch leitendem Material entsprechend dem integrierten Testwiderstand (43) an dem Druckkopf, der einen zum Ausstoßwiderstand (15) identischen Aufbau hat, gebildet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die folgenden Schritte aufweist:

- Vorsehen von integrierten Einrichtungen (41, 42) am Druckkopf zum Feststellen einer Veränderung des positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands infolge des Erreichens der Blasenbildungstemperatur,

- Regulieren der bestimmten Energie, die dem Ausstoßwiderstand (15) zugeführt wird, in Abhängigkeit von den Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Veränderung des positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes, so dass der Ausstoßwiderstand (15) die Blasenbildungstemperatur erreicht, wenn ihm diese bestimmte Energie zugeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Veränderung des positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes infolge des Erreichens der Blasenbildungstemperatur einen ersten Widerstand (41) aufweisen, der aus einer Schicht aus elektrisch leitendem Material entsprechend einen Testwiderstand (43), der einen zum Ausstoßwiderstand (15) identischen Aufbau hat, gebildet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur einen zweiten, zum ersten Widerstand (41) identischen Widerstand (42) aufweisen, der aus der Schicht aus elektrisch leitendem Material in einen bestimmten Abstand von dem ersten Widerstand (41) gebildet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Veränderung des positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandswerts infolge des Erreichens der Blasenbildungstemperatur einen zweiten Widerstand (42), der mit dem ersten Widerstand (41) identisch ist, aufweisen, der aus einer Schicht aus elektrisch leitendem Material in einem bestimmten Abstand von dem ersten Widerstand (41) gebildet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 16 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Material Gold ist, das auf einer Tantalumschicht aufgebracht wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Goldschicht zwischen 2.000 und 4.000 Å dick ist.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Widerstand, der von der Goldschicht gebildet wird, eine Wellen- oder Spiralform mit einer Breite von zwischen 2 und 10 um hat.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Widerstand einen Widerstandswert von zwischen 3 und 6 Ohm hat.

25. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Zuführen der bestimmten Energie zum Ausstoßwiderstand (15) aufweisen:

- Einrichtungen (44) zum Zuführen der Energie in Form von Stromimpulsen konstanter Stärke und veränderlicher Dauer,

- Einrichtungen (40, 60) zum Regulieren der veränderlichen Dauer von einer minimalen Dauer bis zu einer maximalen Dauer, wobei das Regulieren abhängig ist von den Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur.

26. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Zuführen einer veränderlichen bestimmten Energie zum Ausstoßwiderstand (15) aufweisen:

- Einrichtungen (44) zum Zuführen der Energie in Form von Stromimpulsen von konstanter Dauer und veränderlicher Stärke,

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Dauer 1,5 us beträgt und die maximale Dauer 3 us beträgt.

28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (40, 60) zum Regulieren der Dauer einen Differenzverstärker (45) mit einem ersten Eingang (46), der am ersten Widerstand (41) angeschlossen ist, und einem zweiten Eingang (47), der am zweiten Widerstand (42) angeschlossen ist, aufweisen.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Regulieren der Dauer weiterhin einen Komparator (55) mit einem ersten Eingang (54), der an einem Ausgang (52) des Differenzverstärkers (45) angeschlossen ist, und einem zweiten Eingang (57), der an einer konstanten Referenzspannung (59) angeschlossen ist, aufweisen.

30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (40, 60) zum Regulieren der Dauer weiterhin einen Komparator (55) mit einem ersten Eingang (54), der an einem Ausgang (52) des Differenzverstärkers (45) angeschlossen ist, und einem zweiten Eingang (57), der an einer Referenzspannung (59), die im Verhältnis zur veränderlichen Dauer veränderlich ist, angeschlossen ist, aufweisen.

31. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- sie in einem thermischen Tintenstrahldruckkopf enthalten ist, und

- die integrierten Einrichtungen zum Feststellen der Blasenbildungstemperatur einen ersten Widerstand (41) aufweisen, der aus einer Schicht aus elektrisch leitendem Material entsprechend einem integrierten Testwiderstand (43), der einen zum Ausstoßwiderstand (15) identischen Aufbar hat, gebildet ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Material Gold ist, das auf einer Tantalumschicht aufgebracht ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Goldschicht zwischen 2.000 und 4.000 Å dick ist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Widerstand, der von der Goldschicht gebildet wird, eine Wellen- oder Spiralform mit einer Breite von zwischen 2 und 10 um hat.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Widerstand einen Widerstandswert von zwischen 3 und 6 Ohm hat.

36. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (41, 42) zum Feststellen der Temperatur einen zum ersten Widerstand (41) identischen zweiten Widerstand (42) aufweisen, der von einer Schicht aus elektrisch leitendem Material in einem bestimmten Abstand vom ersten Widerstand (41) gebildet ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (44) zum wahlweise Zuführen der bestimmten Energie einen Differenzverstärker (45) mit einem ersten Eingang (46), der am ersten Widerstand (41) angeschlossen ist, und einem zweiten Eingang (47), der am zweiten Widerstand (42) angeschlossen ist, aufweisen.

38. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Tintenstrahldruckkopf, der die Vorrichtung enthält, wiederum an einem Drucker angeordnet ist.