JP4688415B2 - 交換式プリンタコンポーネント用の可変感熱抵抗素子 - Google Patents

Description

本発明はプリンタに関する。詳しくは、本発明は、交換式プリンタコンポーネント用の可変感熱抵抗素子に関する。

インクジェットテクノロジの技術分野は、比較的よく発展している。コンピュータプリンタ、グラフィックプロッタおよびファクシミリ装置等の製品が、インクジェットテクノロジで実現され、印刷された媒体を生み出している。一般に、インクジェット画像は、インクジェットプリントヘッドアセンブリと呼ばれるインク滴生成装置によって射出されたインク滴を印刷媒体上に正確に配置することによって形成される。インクジェットプリントヘッドアセンブリは少なくとも１つのプリントヘッドを含む。通常、インクジェットプリントヘッドアセンブリは、印刷媒体の表面上を移動する可動キャリッジに支持され、マイクロコンピュータその他のコントローラのコマンドにしたがって適切な時点でインク滴を噴射するように制御される。その場合、インク滴の塗布のタイミングは、印刷中の画像のピクセルパターンに対応するようにしている。

インクジェットプリンタは少なくとも１つのインク供給源を有する。インク供給源は、インク貯蔵器を有するインク容器を含む。インク供給源は、インクジェットプリントヘッドアセンブリと共にインクジェットカートリッジすなわちペンの中に格納することもできるし、別に格納することもできる。インク供給源をインクジェットプリントヘッドアセンブリとは別に収納した場合、ユーザは、インクジェットプリントヘッドアセンブリを交換することなく、インク供給源を交換することができる。そして、インクジェットプリントヘッドアセンブリは、インク供給源を交換する時ではなく、プリントヘッドの寿命またはその付近で交換される。

従来のプリンタシステムは通常、インクジェットカートリッジ、インクジェットプリントヘッドアセンブリ、インク供給源等のような、１以上の交換式プリンタコンポーネントを有する。従来のシステムの中には、交換式プリンタコンポーネントにオンボードメモリを設けることにより、その交換式コンポーネントに関する情報をプリンタに伝達するものがある。例えばインクジェットカートリッジの場合、オンボードメモリは通常、製造日（過度に古いインクがプリントヘッドに損傷を与えないようにするため）、インク色（誤取付を防止するため）、製品識別コード（互換性のないインクや粗悪なインクが他のプリンタ部品に入り込みそれらに損傷を与えないようにするため）等の情報を記憶している。そのようなメモリは、インクレベル情報等のようなインク容器に関する他の情報を更に記憶している場合もある。インクレベル情報をプリンタに送信することにより、インクの残量を示すことができる。ユーザは、そのインクレベル情報を観察することで、空になったインク容器を交換する必要性を予期することができる。

一部のインクジェットプリントヘッドアセンブリ等のように、交換式プリンタコンポーネントの中には、感熱抵抗素子（ＴＳＲ）を有するものがある。ＴＳＲの目的は、プリンタがプリントヘッドアセンブリの温度を判定できるようにすることである。ＴＳＲ材料の濃度が分かれば、熱抵抗係数（ＴＣＲ）を判定することができる。プリンタは、ＴＣＲと測定したＴＳＲの抵抗に基づいてプリントヘッドアセンブリの温度を判定することができる。

一般に、プリントヘッドアセンブリは動作時に温度が上昇する。プリンタは、ＴＳＲを監視し、印刷アルゴリズムを変更してエネルギーを加減することにより、射出インク滴のサイズを変更することができる。ダイが低温の場合（例えばプリンタに新たなカートリッジを取り付けたばかりのとき）、プリンタは、そのプリントヘッドアセンブリが低温であることを認識し、さらにエネルギーを供給して、インク滴をわずかに大きくする。ダイの温度が上昇するのに従って、プリンタはエネルギーの供給を減らしてゆく。システムによっては、プリントヘッドアセンブリの温度を監視して、オーバヒートを防止するものもある。温度が特定の閾値に達するとプリンタは待機モードに入り、プリンタは短時間だけ停止し、プリントヘッドアセンブリが冷却されるようにする。

従来のプリンタシステムでは、アナログハードウェアを用いて既知の温度におけるＴＳＲの抵抗を測定し、それを後の温度判定の際に開始点として使用している。この初期抵抗測定はアナログ測定であり、あまり正確ではない。また、アナログ測定ハードウェアはプリンタの高価な部品でもある。

特定温度におけるＴＳＲ抵抗を符号化し、交換式プリンタコンポーネントに記憶しておくことにより、アナログ測定ハードウェアと、それに関連するコストを不要にすることが望ましい。その後プリンタは、符号化したデータを追加要素とともに使用することで、ＴＳＲ抵抗の初期アナログ測定を実施することなく、プリントヘッドアセンブリの温度を判定できることが望ましい。

通常、交換式プリンタコンポーネントのメモリにおいて使用可能なビットの数は限られている。空きがあればさらにビットを実現することもできるが、ビットの追加により交換式プリンタコンポーネントのコストは増大する。メモリの特定のビットを「二重に使用」し、ある種の情報を表すビットを、符号化したＴＳＲ情報を表すのにも使用することが望ましい。

交換式プリンタコンポーネントメモリにおける特定タイプのビットの場合、「ペン特異」ビットのように、比較的ランダムなビット値の分布を有することが望ましく、同じビット値が頻繁に反復されることなく（もし反復したとしても）、各メモリがペンの一意性に関して一意の値を記憶することが望ましいものがある。しかしながら、特定のウェハ上のＴＳＲをすべて同じ公称抵抗値に設計した場合、ＴＳＲの測定抵抗値を表すビット値は比較的狭い範囲に点在し、そのビット値でペン特異性とＴＳＲ情報とを両方表現したいときに望ましいランダム性が得られなくなる。製造時にＴＳＲの公称抵抗を変化させ、ＴＳＲビット値の範囲を拡大することにより、もっと高いランダム性、すなわちペン特異値に関するもっと高い一意性を得ることが望ましい。

本発明の一形態は、第１の抵抗を有する感熱抵抗素子を備えた交換式プリンタコンポーネントを提供する。感熱抵抗素子に接続された抵抗変更手段は、第１の抵抗を変更する。一実施形態において、メモリは変更した第１の抵抗の大きさを表す抵抗値を記憶する。

好ましい実施形態に関する下記の詳細な説明では、その一部を形成する添付の図面を参照する。そこでは、本発明を実施することが可能な特定の実施形態を例として示す。本発明の範囲から外れることなく、他の実施形態を用いたり、構造的または論理的変更を施す場合もあると考えるべきである。従って、下記の詳細な説明は限定の意味にとるべきでなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。

Ｉ．インクジェットプリンタ
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの主なコンポーネントを示す電気ブロック図である。インクジェットプリンタ１０は、交換式インクジェットカートリッジ１２を有する。インクジェットカートリッジ１２は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４と、メモリ１６と、インク供給源２６とを有する。インクジェットカートリッジ１２は、プリンタ１０からプラグにより取外し可能である。インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４は、少なくとも１つのプリントヘッド１４Ａと、感熱抵抗素子（ＴＳＲ）１４Ｂとを有する。メモリ１６は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のような複数の形態のメモリを含む場合もあり、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４およびインク供給源２６に関するデータを記憶する。一実施形態において、メモリ１６は、工場で書込まれたデータとプリンタが記録したデータとを含む。一実施形態において、メモリ１６は、具体的には、１３個の「ヒュージブル」ビットと１３個の「マスク」ビットとを有する２６ビットＲＯＭ１６Ａを含む。代替実施形態において、ＲＯＭ１６Ａの２６個のビットはすべてヒュージブルビットである場合もある。ヒュージブルビットを用いた場合、製品寿命の任意の時点で適当な装置を用いてヒュージブルビットに書き込みを行なうことができる。そのため、ヒュージブルビットの使用により多大な柔軟性が得られる。これに対し、マスクビットは、製造プロセス中に定義された「ハードコード」ビットである。

各ヒュージブルビットの設定は、ヒュージブルビットを表す回路３００Ａ（図３Ａに示す）において抵抗器を溶断することによって行なうことができる。各マスクビットの設定は、マスクビットを表す回路３００Ｂ（図３Ｂに示す）に抵抗器を追加することによって行なうことができる。一実施形態において、ＲＯＭ１６Ａは、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４と一体化される場合がある。代替実施形態において、ＲＯＭ１６Ａはインク供給源２６と一体化される場合もある。当業者であれば、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４およびインク供給源２６をインクジェットカートリッジ１２に組込むのではなく、個別に収納し、それらが別個のメモリを有していてもよい、ということが分かるであろう。

プリンタ１０は、インクジェットカートリッジ１２とコントローラ３４との間の通信用の通信ライン２０を含む。通信ライン２０は、アドレスライン２０Ａと、第１符号化イネーブルライン２０Ｂと、第２符号化イネーブルライン２０Ｃと、出力ライン２０Ｄとを含み、一実施形態において、それらがすべてＲＯＭ１６Ａに接続される。本発明の一形態において、アドレスライン２０Ａは１３本のアドレスラインを含む。第１符号化イネーブルライン２０Ｂは、ＲＯＭ１６Ａのヒュージブルビットを選択するのに使用され、第２符号化イネーブルライン２０Ｃは、ＲＯＭ１６Ａのマスクビットを選択するのに使用される。アドレスライン２０Ａは、特定のヒュージブルビットまたは特定のマスクビットを選択するのに使用される。選択したヒュージブルビットまたはマスクビットの値は、出力ライン２０Ｄで出力を検出することによって読み出される。

インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４、メモリ１６およびインク供給源２６はコントローラ３４に接続される。コントローラ３４は、様々なプリンタコンポーネントすなわちサブアセンブリを制御するための電子回路とファームウェアとを両方含む。プリンタドライバに組込まれる場合がある印刷制御手順３５により、メモリ１６からデータが読み出され、メモリ１６から取得したデータに従ってプリンタの動作が調節される。コントローラ３４は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４およびインク供給源２６を制御し、インク滴がプリント媒体３２上に所定の様式で噴射されるようにする。

ホストプロセッサ３６は、コントローラ３４に接続され、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３８とソフトウェアプリンタドライバ４０とを含む。モニタ４１は、ホストプロセッサ３６に接続され、インクジェットプリンタ１０の状態を示す様々なメッセージを表示するのに使用される。あるいはプリンタ１０は、スタンドアロンに構成したりネットワーク動作用に構成したりすることもでき、その場合、メッセージはプリンタのフロントパネルに表示される。

ＩＩ．ＴＳＲ情報の符号化
図１に示すように、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４はＴＳＲ１４Ｂを含む。一実施形態において、ＴＳＲ１４Ｂは、０．５％が銅、９９．５％がアルミニウムである。製造プロセス中にＴＳＲ１４Ｂの抵抗を測定し、ＲＯＭ１６Ａ内のいくつかのビットに「書き込み」を行い、測定した抵抗を表す符号化値を記憶させる。

一実施形態において、ウェハ上の各プリントヘッドアセンブリ１４におけるＴＳＲ１４Ｂの抵抗は３２℃で測定される。本発明の一形態では、１つのウェハ上に２８０個のプリントヘッドアセンブリ１４が形成される。測定した抵抗値は切捨てる（例えば２５８．９Ωは２５８Ωになる）。そして、切捨て後の抵抗値を、図２に示す抵抗−符号化値ルックアップテーブル２００の中から見つける。

ルックアップテーブル２００は、列２０２Ａ，２０２Ｂと、複数のエントリ２０４とを含む。ルックアップテーブル２００の各エントリ２０４は、抵抗値（列２０２Ａに示す）をビット値の集合（列２０２Ｂに示す）に関連付ける。測定した抵抗値に対する列２０２Ｂで見つかったビット値に基づき、ＲＯＭ１６Ａの対応するビットに書き込みを行い、ＴＳＲ抵抗情報を記憶する。ＲＯＭ１６Ａの書き込みを行なったビットは、後で試験を行い、正しい符号化ＴＳＲ抵抗値が記憶されたことを確認する。本発明の一形態では、エラーを防止するため、書き込まれたＴＳＲビットが全く無かった場合（すなわち０から１へ変更されたビットが無かった場合）、その部分をウェハ単位で不合格にする。変更されたＴＳＲビットが全くない場合、それは、ビット書き込みプロセス中にその部分が何らかの形でスキップされたか、またはビット書込みプロセスがその部分に対して正しく作用しなかったことを意味する。

ＩＩＩ．ＲＯＭ回路
ＲＯＭ１６Ａに対するビット書き込みプロセスは、そのビットがヒュージブルビットであるかマスクビットであるかによって異なる。図３Ａは、ＲＯＭ１６Ａのヒュージブルビットの状態を規定する回路を示す概略図である。回路３００Ａは、第１符号化イネーブル入力（Ｅ＿ｏｎ）３０２と、出力（ｉｄ＿ｏｕｔ）３０４と、アドレス入力３０６と、トランジスタ３０８と、抵抗器３１０と、トランジスタ３１２と、第２符号化イネーブル入力（Ｅ＿ｏｆｆ）３１４と、トランジスタ３１６と、接地部（ｐ＿ｇｎｄ）３１８とを含む。アドレス入力３０６は、アドレスライン２０Ａ（図１に示す）のうちの１本に接続される。第１符号化イネーブル入力３０２は、第１符号化イネーブルライン２０Ｂ（図１に示す）に接続される。第２符号化イネーブル入力３１４は、第２符号化イネーブルライン２０Ｃ（図１に示す）に接続される。出力３０４は、出力ライン２０Ｄ（図１に示す）に接続される。

一実施形態において、トランジスタ３０８、３１２、３１６はそれぞれ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。アドレス入力３０６は、トランジスタ３０８のドレインに接続される。第１符号化イネーブル入力３０２は、トランジスタ３０８のゲートに接続される。トランジスタ３０８のソースは、トランジスタ３１２のゲートとトランジスタ３１６のドレインに接続される。トランジスタ３１６のゲートは、第２符号化イネーブル入力３１４に接続される。トランジスタ３１６のドレインは、トランジスタ３０８のソースとトランジスタ３１２のゲートに接続される。トランジスタ３１６のソースは、接地部３１８に接続される。出力３０４とトランジスタ３１２のドレインとの間には、抵抗器３１０が配置される。トランジスタ３１２のソースは、接地部３１８に接続される。

回路３００Ａで表されるビット等のような、ＲＯＭ１６Ａのヒュージブルビットは、第１符号化イネーブル入力３０２をハイに設定し、アドレス入力３０６をハイに設定し、出力３０４で信号を検出することにより読み出される。第１符号化イネーブル入力３０２は、第１符号化イネーブルライン２０Ｂをコントローラ３４によりハイに設定することによって、ハイに設定される。アドレス入力３０６は、アドレス入力３０６に接続されたアドレスライン２０Ａをコントローラ３４によりハイに設定することによって、ハイに設定される。出力３０４における出力電圧は、出力ライン２０Ｄの電圧をコントローラ３４で検出することによって、検出される。

トランジスタ３０８は、入力３０２，３０６を有するＡＮＤゲートとして働く。入力３０２と入力３０６がいずれもハイである場合、トランジスタ３０８を通じて電流が流れ、トランジスタ３１２がオンになる。トランジスタ３１２は、出力３０４を駆動する駆動用トランジスタとして働く。抵抗器３１０が溶断されている場合、出力３０４の電圧はハイになり、論理１を示す。抵抗器３１０が溶断されていない場合、出力３０４の電圧はローになり、論理０を示す。一実施形態において、抵抗器３１０は、大電流を流すことによって溶断される。トランジスタ３１６は、トランジスタ３１２がオフでなければならない時にトランジスタ３０８からの漏れ電流がトランジスタ３１２をオンにしてしまうのを防止するための、アクティブプルダウンとして使用される。トランジスタ３１６は、第２符号化イネーブル入力３１４をハイに設定することによってオンになる。トランジスタ３１６がオンになると、トランジスタ３１６は、トランジスタ３０８からの電流を接地部へ流す。

抵抗器３１０を溶断することの他に、機械的切断、レーザ切断および他の方法等のような他の方法を用いて開回路を形成し、ＲＯＭ１６Ａのビットの状態を規定することもできる。

図３Ｂは、ＲＯＭ１６Ａのマスクビットの状態を規定する回路を示す概略図である。回路３００Ｂは、図３Ａに示した回路３００Ａと実質的に同じであるが、抵抗器３１０はスイッチ３２０で置き換えられ、トランジスタ３２２はトランジスタ３１２よりも幅が狭くなっている。一実施形態において、スイッチ３２０は、実際の物理スイッチではなく、抵抗器の有無を表している。本発明の一形態では、製造プロセス中に抵抗器３２０を付加し、論理１ビット値を提供する。スイッチ３２０の位置に抵抗器があれば、その抵抗器は、出力３０４とトランジスタ３２２との間の開回路として働くのに十分な抵抗を有する。スイッチ３２０の位置に抵抗器がなければ、出力３０４とトランジスタ３２２との間に抵抗は付加されない。

アドレス入力３０６は、アドレスライン２０Ａ（図１に示す）のうちの１本に接続される。第１符号化イネーブル入力３０２は、第２符号化イネーブルライン２０Ｃ（図１に示す）に接続される。第２符号化イネーブル入力３１４は、第１符号化イネーブルライン２０Ｂ（図１に示す）に接続される。出力３０４は、出力ライン２０Ｄ（図１に示す）に接続される。

アドレス入力３０６は、トランジスタ３０８のドレインに接続される。第１符号化イネーブル入力３０２は、トランジスタ３０８のゲートに接続される。トランジスタ３０８のソースは、トランジスタ３２２のゲートとトランジスタ３１６のドレインに接続される。トランジスタ３１６のゲートは、第２符号化イネーブル入力３１４に接続される。トランジスタ３１６のドレインは、トランジスタ３０８のソースとトランジスタ３２２のゲートに接続される。トランジスタ３１６のソースは、接地部３１８に接続される。出力３０４とトランジスタ３２２のドレインとの間には、スイッチ３１０が配置される。トランジスタ３２２のソースは、接地部３１８に接続される。

回路３００Ｂで表されるビット等のような、ＲＯＭ１６Ａのマスクビットは、第１符号化イネーブル入力３０２をハイに設定し、アドレス入力３０６をハイに設定し、出力３０４で信号を検出することにより読み出される。第１符号化イネーブル入力３０２は、第２符号化イネーブルライン２０Ｃをコントローラ３４によりハイに設定することによって、ハイに設定される。アドレス入力３０６は、アドレス入力３０６に結合されたアドレスライン２０Ａをコントローラ３４によりハイに設定することによって、ハイに設定される。出力３０４の出力電圧は、出力ライン２０Ｄの電圧コントローラ３４で検出することによって、検出される。

トランジスタ３０８は、入力３０２，３０６を有するＡＮＤゲートとして働く。入力３０２と入力３０６がいずれもハイである場合、トランジスタ３０８を通じて電流が流れ、トランジスタ３２２がオンになる。トランジスタ３２２は、出力３０４を駆動する駆動用トランジスタとして働く。スイッチ３２０が開いている場合（すなわち抵抗器がある場合）、出力３０４の電圧はハイになり、論理１を示す。スイッチ３１０が閉じている場合（すなわち抵抗器が無い場合）、出力３０４の電圧はローになり、論理０を示す。トランジスタ３１６は、トランジスタ３２２がオフでなければならない時にトランジスタ３０８からの漏れ電流がトランジスタ３２２をオンにしてしまうのを防止するための、アクティブプルダウンとして使用される。トランジスタ３１６は、第２符号化イネーブル入力３１４をハイに設定することによってオンになる。トランジスタ３１６がオンとなると、トランジスタ３１６は、トランジスタ３０８からの電流を接地部へ流す。

ＩＶ．ＲＯＭの内容
図４は、本発明の一実施形態によるＲＯＭ１６Ａに記憶された情報を示すテーブルである。テーブル４００は、アドレスライン識別子４０２と、符号化イネーブルライン識別子４０４と、ビットタイプ識別子４０６Ａおよび４０６Ｂ（合せてビットタイプ識別子４０６と呼ぶ）と、ビット値４０８と、フィールド４１０Ａ〜４１０Ｊ（合せてフィールド４１０と呼ぶ）とを含む。テーブル４００は、部分４１２と部分４１４とに分割される。テーブル４００の部分４１２は、ヒュージブルタイプ識別子４０６Ａによって示されるように、ヒュージブルビットに関する情報を表す。テーブル４００の部分４１４は、マスクタイプ識別子４０６Ｂによって示されるように、マスクビットに関する情報を表す。アドレスライン識別子４０２の各々は、アドレスライン２０Ａ（図１に示す）のうちの１本を表し、ヒュージブルビットまたはマスクビットのいずれかに対応する。ヒュージブルビットおよびマスクビットにはいずれも、そのビットに関連する特定のアドレスライン２０Ａを示す１〜１３の番号が付けてある。符号化イネーブルライン識別子４０４は、対応するビットを選択するために設定しなければならない符号化イネーブルライン２０Ｂまたは２０Ｃを示す。符号化イネーブルライン識別子４０４の「１」は、ヒュージブルビットを選択するのに使用される第１符号化イネーブルライン２０Ｂに対応する。符号化イネーブルライン識別子４０４の「２」は、マスクビットを選択するのに使用される第２符号化イネーブルライン２０Ｃに対応する。

ヒュージブルビット１〜１３およびマスクビット１〜１３は、複数のフィールド４１０に分割される。特定のフィールド４１０内の各ビットはビット値４０８を含む。ビットを設定した場合、そのビットは対応するビット値４０８に示された値を有する。ビットを設定していない場合、そのビットは０の値を有する。一実施形態において、ヒュージブルビット１〜１３およびマスクビット１〜１３はＲＯＭ１６Ａの製造時に設定される。代替実施形態において、ヒュージブルビット１〜１３はＲＯＭ１６Ａの製造後に設定される。また、上述したように、ＲＯＭ１６Ａは、代替実施形態において全ビットを製造後に設定できるように全てヒュージブルビットにする場合がある。

ＴＳＲ／ペン特異フィールド４１０Ａはヒュージブルビット１１〜１３を含む。一実施形態において、ヒュージブルビット１１〜１３は、ＴＳＲ１４Ｂの測定された抵抗を表す最上位３ビットである。上述したように、ＴＳＲ１４Ｂの測定された抵抗を表すビットは、ルックアップテーブル２００の列２０２Ｂから取り出される。また、後述するように、これらのＴＳＲビットはペン特異の情報を提供するのにも使用される。

インク充填フィールド４１０Ｂはヒュージブルビット９〜１０を含む。一実施形態においてヒュージブルビット９〜１０は、インク量低下警告を表示すべき場合を判定するための、基準レベルすなわちトリガレベルを提供する。

マーケティングフィールド４１０Ｃはヒュージブルビット５〜８を含む。一実施形態においてヒュージブルビット５〜８は、インクジェットカートリッジを特定のプリンタで使用することができるか否かを識別するために使用される。

ＴＳＲ／ペン特異フィールド４１０Ｄはヒュージブルビット１〜４を含む。一実施形態においてヒュージブルビット１〜４は、ＴＳＲ１４Ｂの測定された抵抗を表す最下位４ビットである。上述したように、ＴＳＲ１４Ｂの測定された抵抗を表すビットは、ルックアップテーブル２００の列２０２Ｂから取り出される。また、後述するように、ＴＳＲビットはペン特異の情報を提供するのにも使用される。

ペン特異フィールド４１０Ｅはマスクビット１２〜１３を含む。一実施形態においてマスクビット１２〜１３は、ＴＳＲ／ペン特異フィールド４１０Ａおよび４１０Ｄに関連して使用されインクジェットカートリッジ１２のペン特異の値を提供する乱数の最上位２ビットである。

フィールド４１０Ｆはマスクビット１１を含む。一実施形態において、マスクビット１１はデータの記憶に使用されないため、フィールド４１０Ｆは文字「ＮＡ」（すなわち、未使用）を含む。

フィールド４１０Ｇはマスクビット１０を含む。一実施形態においてマスクビット１０はノズル位置情報を提供する。

フィールド４１０Ｈはマスクビット９を含む。一実施形態においてマスクビット９は、ペンタイプフィールド４１０Ｉに対応するビットに関して使用されるパリティビットである。

ペンタイプフィールド４１０Ｉはマスクビット５〜８を含む。一実施形態においてマスクビット５〜８は、ＲＯＭ１６Ａに関連するインクジェットカートリッジのタイプの識別を提供する。

ペン特異フィールド４１０Ｊは、マスクビット１〜４を含む。一実施形態では、マスクビット１〜４は、ＴＳＲ／ペン特異フィールド４１０Ａおよび４１０Ｄに関連して使用されインクジェットカートリッジ１２のペン特異値を提供するための乱数の最下位４ビットである。フィールド４１０Ａ、４１０Ｄ、４１０Ｅおよび４１０Ｊから成るペン特異値はインクジェットカートリッジ１２を一意に識別し、それによって新たなインクジェットカートリッジが取付けられた場合をプリンタコントローラ３４が判定できるようにする。一実施形態において、新たに挿入されたカートリッジのペン特異値が最近挿入された３つのカートリッジと異なる場合、プリンタは、新たなカートリッジが挿入されたものとして振る舞い、位置合せ手順、インクレベル検知リセットおよびエネルギー較正を実施する場合がある。

プリンタ１０は、ＲＯＭ１６Ａのフィールド４１０Ａおよび４１０ＤからＴＳＲ抵抗情報を取得し、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１４の温度を判定することができる。従来の印刷システムとは異なり、プリンタ１０は、ＴＳＲ１４Ｂの抵抗の初期アナログ測定を実行する必要がない。、プリンタ１０は、ＴＳＲ１４Ｂの熱抵抗係数（ＴＣＲ）と特定温度での抵抗（ＲＯＭ１６Ａのフィールド４１０Ａおよび４１０Ｄに符号化されている）を知ることにより、他の要素からインクジェットプリントヘッドアセンブリ１４の温度を判定することができる。また、プリンタ１０は、ＲＯＭ１６Ａから、フィールド４１０Ａ，４１０Ｄの符号化ＴＳＲ情報およびフィールド４１０Ｅ，４１０Ｊの乱数を含むペン特異値を取得することができる。

従来のプリンタ製品では、ウェハ上のいずれのインクジェットプリントヘッドアセンブリダイについてもＴＳＲが同じ長さに設計され、約２４０〜２５０Ωの同じ公称抵抗値に設計されていた。ペン特異値に与えるランダム性を高めるため、後で説明するように、本発明の一実施形態では、ＴＳＲ１４Ｂを異なる公称抵抗値で製造することにより、フィールド４１０Ａおよび４１０ＤのＴＳＲ値の範囲を拡大する。

Ｖ．可変ＴＳＲ
図５Ａは、ＴＳＲ１４Ｂの可変長部分５００を示す拡大平面図である。一実施形態において可変長部分５００は、インクジェットプリントヘッドアセンブリダイの左下隅付近に配置される。本発明の一形態において、ＴＳＲ１４Ｂは、可変部分５００に接続されインクジェットプリントヘッドアセンブリダイの他の領域にまで延びる他の部分を更に含む場合がある。

可変ＴＳＲ部分５００は、上端および下端近くに複数の遷移領域５０６を有する蛇行形状領域５０２を含む。一実施形態において、電流は、導体５０８を通ってＴＳＲ部分５００に入り、蛇行領域５０２の複数の脚部を通って上下に移動し、その後導体５０４を通って出てゆく。

本発明の一形態において、ＴＳＲ部分５００に関する設計はインクジェットプリントヘッドアセンブリ１４に関するダイデータベースに含まれる。ＴＳＲ部分５００は、金属層の堆積や、適当なフォトマスクを用いて金属層をエッチングすることにより図５Ａに示す蛇行形状５０２を作成することなどを含む、標準的な製造技術を用いて形成される。

図５Ｂは、図５Ａに示す可変ＴＳＲ部分５００の拡大平面図であり、部分５００の抵抗を変化させ、それに応じてＴＳＲ１４Ｂ全体の抵抗を変化させるために、短絡バーすなわちジャンパ５１０が付加されている。短絡バー５１０は、ＴＳＲ部分５００の下端付近にある第１のいくつかの遷移領域５０６を短絡させることによりＴＳＲ部分５００を有効に短絡させ、それによってＴＳＲ１４Ｂの公称抵抗を変化させる。そのため、電流の大部分は、蛇行部分５０２の第１のいくつかの脚を通して上下に移動する代りに、短絡バー５１０を通して水平に流れ、蛇行部分５０２の幅のほぼ中程に達するまで流れて、その後、蛇行部分５０２の残りの脚を通して上下に流れ始め、導体５０４を通して出てゆく。

一実施形態では、可変長短絡バー５１０を用いて可変ＴＳＲ部分５００の長さを変更することにより、ウェハ上に、長さが異なる４つのＴＳＲ１４Ｂ（および４つの異なる公称抵抗値）を設ける。代替実施形態では、長さが異なる５つのＴＳＲ１４Ｂ（および５つの異なる公称抵抗値）をウェハ上に設ける。さらに他の実施形態では、他の数のＴＳＲ長を与える場合もある。

本発明の一形態は、所望のＴＳＲ公称抵抗値それぞれについて固有のインクジェットプリントヘッドアセンブリダイを設計する必要なく、インクジェットプリントヘッドアセンブリにおいて可変抵抗ＴＳＲを作成する方法を提供する。一実施形態において、可変長短絡バー５１０は、インクジェットプリントヘッドアセンブリダイではなく、マスクフレームに付加する場合がある。従って、ウェハ上のＴＳＲ１４Ｂの長さに関するちょっとした変更は、マスクフレームデータ（ダイデータではなく）を用いて行なわれる。

１つのウェハ（または複数のウェハ）上に、１つの汎用インクジェットプリントヘッドアセンブリダイ設計を複数回複製する。本発明の一形態では、ウェハ上に２８０個のインクジェットプリントヘッドアセンブリダイを形成する。データベースは、汎用ダイ設計のソフトコピーを含む。インクジェットプリントヘッドアセンブリダイを一回設計した後、その設計をウェハ大フォトマスクに２８０回配置する。フォトマスクは、ダイデータの他にフレームデータを更に含む。フレームは一般に各ダイの周囲の縁である。フレームデータは、ダイデータとは別に格納される。フレームは比較的大きく、数個の特徴しかもたず、２８０個のダイについてスポットを有する。フレームは、ダイデータベースに格納された汎用インクジェットプリントヘッドアセンブリダイの２８０個のコピーで占められる。フレームは、可変長短絡バー５１０を作成する特徴を有する。

代替実施形態では、４または５個のダイスポットを備えたフォトマスクを用いる場合がある。そのため、４または５個のインクジェットプリントヘッドアセンブリダイをプリントし、フォトマスクを移動し、さらに４つまたは５つのダイをプリントし、このプロセスを２８０個のダイが形成されるまで繰り返す。あるいは、フォトマスクにおける４または５個のダイをウェハ大フォトマスク等のような比較的大きなフォトマスクに挿入してもよい。フォトマスクにおける４または５個のダイは、上に重ねるフレームにより様々な長さの短絡バー５１０を付加し、様々な公称抵抗のＴＳＲ１４Ｂを作成する場合を除けば、実質的に同一のものにすることが望ましい。

図６は、単一ウェハ上の複数のインクジェットプリントヘッドアセンブリ１４から測定されたＴＳＲ抵抗を示す棒グラフ６００である。水平軸には１〜１００の範囲のペン番号が記され、各番号が単一ウェハ上の１つのインクジェットプリントヘッドアセンブリ１４を表している。一実施形態においてウェハ上には最大２８０個までのインクジェットプリントヘッドアセンブリが存在するが、図６には１００個だけを示している。垂直軸は、ＴＳＲ１４Ｂの抵抗値をオームで示している。

グラフ６００に示すように、ウェハ上のインクジェットプリントヘッドアセンブリ１４について、４つの異なる長さのＴＳＲ１４Ｂ（および４つの異なる公称抵抗値）が存在する（符号６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃおよび６０２Ｄで示す）。４つのグループ６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃおよび６０２Ｄそれぞれの中において、ＴＳＲ抵抗は同じ公称抵抗値に設計されているが、製造誤差が原因で、各グループ内でもばらつきが存在する。そのため、設計上の４個（または５個）の公称抵抗値の違いの他にも、ＴＳＲ１４Ｂの各グループ６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃおよび６０２Ｄ内には、ある範囲のＴＳＲ抵抗値が存在する。ＴＳＲ１４Ｂの厚さ、線幅および材料組成は、ウェハ全体にわたって変化する場合がある。従って、ＴＳＲ１４Ｂを公称点に設計した場合であっても、それらの部品の通常の製造の際には、特定範囲の測定値が生じるであろう。

ＴＳＲ１４Ｂの各グループ６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃまたは６０２Ｄにおいて、あるＴＳＲ１４Ｂの切捨て後の抵抗値が他のＴＳＲ１４Ｂから十分に異なる場合（例えば１オーム以上）、それら２つのＴＳＲ１４Ｂには、ＴＳＲビットの異なる集合（ＲＯＭ１６Ａのフィールド４１０Ａおよび４１０Ｄに記憶されている）が割当てられる。ＴＳＲ１４Ｂの切捨て後の抵抗値間の間隔が１Ω以下である場合、それらのＴＳＲ１４Ｂは、フィールド４１０Ａおよび４１０Ｄに７ビットの同じ集合を有することになるが、フィールド４１０Ｅおよび４１０Ｊにある更なるビットによって、そのペン特異値に変化が生じる。グラフ６００は更に、ＴＳＲ１４Ｂの公称抵抗値が可変でなかった場合、１つのグループ６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃまたは６０２Ｄ内で発生するフィールド４１０Ａおよび４１０Ｄにおける変動だけが、比較的小さな抵抗値変動になるであろう、ということも示している。そして、同じペン特異値を得る可能性は高くなる。

本発明の一実施形態では、交換式プリンタコンポーネントにおける一定温度でのＴＳＲ抵抗を符号化して記憶することにより、アナログ測定ハードウェアおよび関連コストが不要になる。従って、プリンタ１０は、追加の要素とともに符号化データを使用することにより、従来必要とされていたＴＳＲ抵抗の初期アナログ測定を実施することなく、プリントヘッドアセンブリ１４の温度を判定することができる。

また、本発明の実施形態は、いくつかのビットを二重使用することにより、交換式プリンタコンポーネントメモリで通常使用可能なビットの数が制限されるという問題にも対処し、それにより更にビットを追加するための余分なコストを回避している。一実施形態では、１タイプの情報（たとえば、ペン特異の情報）を表すビットを、符号化ＴＳＲ情報を表すのにも使用している。また、本発明の実施形態では、製造時にＴＳＲの公称抵抗を変更し、ＴＳＲビット値の範囲を拡大することにより、ペン特異値のランダム性すなわち一意性を向上させている。

本明細書では好ましい実施形態を説明する目的で具体的な実施形態を例示し説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、図示および説明した特定の実施形態を様々な代替および／または均等の実施態様で置き換えることも可能であることは、明らかであろう。化学、機械、電気機械、電気およびコンピュータ技術分野における当業者であれば、本発明を非常に広い範囲の様々な実施形態で実現することができるということも、容易に分かるであろう。この出願は、本明細書で説明した好ましい実施形態のいかなる応用または変形をもカバーすることを意図している。従って、当然ながら、この発明は、特許請求の範囲の記載した発明およびその均等によってしか限定されないことを意図している。

本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの主なコンポーネントを示す電気ブロック図である。 ＴＳＲ抵抗値に関するビット値を示すルックアップテーブルを示す図である。 インクジェットカートリッジメモリのヒュージブルビットの状態を規定する回路を示す概略図である。 インクジェットカートリッジメモリのマスクビットの状態を規定する回路を示す概略図である。 本発明の一実施形態によるインクジェットカートリッジメモリに記憶された情報を示すテーブルの図である。 本発明の一実施形態によるＴＳＲの可変長部分を示す拡大平面図である。 公称ＴＳＲ抵抗値を変更するための短絡バーを追加した、図５Ａに示す可変長ＴＳＲ部分の拡大平面図である。 単一ウェハ上の複数のインクジェットプリントヘッドアセンブリから測定されたＴＳＲ抵抗を示す棒グラフである。

Claims (10)

1. プリントヘッドと、
   前記プリントヘッドに結合された感熱抵抗素子であって、各グループの感熱抵抗素子が他のグループの感熱抵抗素子とは異なる公称抵抗値を有するように構成された複数グループの感熱抵抗素子のうちの何れか一つである感熱抵抗素子と、
   前記インクカートリッジを一意に特定するペン特異値を記憶するメモリデバイスと
   を含み、
   前記ペン特異値は、乱数、及び、前記感熱抵抗素子の測定抵抗値を表す複数のビットに基づいて生成される、インクカートリッジ。
2. 前記メモリデバイスにおいて前記複数のビットのうちの少なくとも１つがヒュージブルビットであり、該ヒュージブルビットを溶断することにより、前記感熱抵抗素子の前記測定抵抗値を表すビットを調節することができる、請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記測定抵抗値を表す複数のビットは、前記メモリデバイスの製造後に調節可能である、請求項１に記載のインクカートリッジ。
4. 複数のヒュージブルビットが、プリントヘッドに関連するデータの少なくとも一部をさらに表す、請求項２に記載のインクカートリッジ。
5. プリントヘッドと、
   前記プリントヘッドに結合された第１の抵抗値を有する感熱抵抗素子と、
   前記第１の抵抗値を変更するために前記感熱抵抗素子に結合された抵抗値変更手段と、
   変更後の前記第１の抵抗値の測定抵抗値を表す複数のヒュージブルビットを格納するメモリと
   を含み、
   前記メモリは、前記インクカートリッジを一意に特定するペン特異値を記憶し、該ペン特異値は、乱数、及び前記感熱抵抗素子の前記変更後の第１の抵抗値の測定抵抗値に基づいて生成される、インクカートリッジ。
6. 前記複数のヒュージブルビットは、抵抗を溶断し前記変更後の第１の抵抗値の測定抵抗値を表すビットを変更することにより設定される、請求項５に記載のインクカートリッジ。
7. 前記抵抗変更手段は、前記感熱抵抗素子の一部を短絡させるための導体である、請求項５に記載のインクカートリッジ。
8. 前記感熱抵抗素子は、複数の遷移領域を有する蛇行形状部を有する、請求項５に記載のインクカートリッジ。
9. 前記抵抗値変更手段は、前記感熱抵抗素子の一部を短絡させるために前記複数の遷移領域のうちの少なくとも１つの近くに配置された導体である、請求項８に記載のインクカートリッジ。
10. 前記複数のヒュージブルビットが、前記プリントヘッドに関連するデータの少なくとも一部をさらに表す、請求項５に記載のインクカートリッジ。

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