JPH11309846A - プログラマブル温度検知装置を備えた液体インクプリントヘッド - Google Patents

プログラマブル温度検知装置を備えた液体インクプリントヘッド

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JPH11309846A
JPH11309846A JP11075038A JP7503899A JPH11309846A JP H11309846 A JPH11309846 A JP H11309846A JP 11075038 A JP11075038 A JP 11075038A JP 7503899 A JP7503899 A JP 7503899A JP H11309846 A JPH11309846 A JP H11309846A
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のインクジェットプリントヘッドのフュ
ージブルリンク回路は、その出力がヒュージブルリンク
の物理的状態に完全に左右され、溶断後のヒュージブル
リンクをシミュレートすることができなかった。 【解決手段】 インクジェットプリントヘッド１２は、
それを上回るとしきい値条件が与えられて開状態にされ
るヒュージブルリンクと、ヒュージブルリンクに接続さ
れ、入出力を含み、入力端子に印加される信号に応じて
出力上に出力信号を発生し、出力信号はプレビュー機能
としてヒュージブルリンクの開状態をシミュレートする
出力状態を与える回路とを含むヒュージブルリンク回路
３０を備える。ヒュージブルリンク回路３０はプレビュ
ー機能をもつため、較正もしくはプログラムが必要な、
またはその出力が所定値に設定された、任意の回路をシ
ミュレートまたはプレビューして、正しい出力が得られ
るかどうかをヒュージブルリンクを破壊することなく判
定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にインクジェッ
トプリンタおよびインクジェットプリントヘッドに関
し、より特定的には、温度検知装置および該装置の出力
を調整するためのヒュージブルリンク回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、紙等の印刷
媒体上に密な間隔のドットからなる制御されたパターン
でインクを噴射する。カラー画像を形成するには、それ
ぞれ関連のインク槽から異なるインクが供給される複数
のインクジェットプリントヘッドが使用される。この印
刷システムはキャリッジ型プリンタまたはページ幅型プ
リンタに組み入れることができる。キャリッジ型プリン
タは例えば米国特許第４，５７１，５９９号および再発
行特許第３２，５７２号に開示され、これは一般にイン
ク通路とノズルとを含む比較的小型のプリントヘッドを
備える。これら特許の内容は本願に引用して援用する。
プリントヘッドは通常、インク供給槽に封止状態で取り
付けられ、このプリントヘッドとインク槽とを組み合わ
せたものがカートリッジアセンブリとなり、往復移動し
て、静止状態に保持される紙等の記録媒体上に一度に一
掃分の情報を印刷する。一掃分が印刷されると、用紙は
プリントヘッドの一掃分の高さと同じ距離だけ段階的に
進められ、次に印刷される一掃分が続く。この手順はペ
ージ全体が印刷されるまで繰り返される。ページ幅プリ
ンタは用紙の幅以上の長さをもつ静止プリントヘッドを
備える。印刷工程中、用紙はページ幅プリントヘッドを
プリントヘッドの長さと垂直方向に一定速度で通過し続
ける。ページ幅プリンタの一例は米国特許第５，２２
１，３９７号に記載されており、当該特許の内容は本願
に引用して援用する。
【０００３】サーマルインクジェットプリンタの公知の
問題点は、プリントヘッドの温度の変動に起因する、プ
リントヘッドノズルから噴射されるインク量の変化によ
る出力印刷品質の劣化である。温度変化は、噴射される
インク滴のサイズにばらつきを生じ印刷品質を劣化させ
る。噴射されるインク滴のサイズはプリントヘッドの温
度によって変化する。これはインク滴のサイズを制御す
る２つの特性、すなわちインク粘度と、印刷用パルスに
よる駆動時に噴射抵抗器によって気化されるインク量と
が、プリントヘッドの温度によって変化するためであ
る。プリントヘッドの温度変動は、通常、プリンタの起
動時、周囲の温度が変化する際、およびプリンタ出力が
変化する際に生じる。
【０００４】テキスト、グレースケール画像、またはカ
ラー画像の少なくともいずれかを印刷する場合、暗さ、
コントラスト、および色の再現はプリントヘッドの温度
によって変化しうる。テキスト、グラフィックス、また
は最高品質の画像を印刷するには、プリントヘッドの温
度は一定のままでなければならない。また、プリントヘ
ッドの温度が一定であるだけでなく、一台の印刷装置内
または多数の印刷装置内の各プリントヘッドが、プリン
トヘッド間で同じように印刷を行い、装置の印刷出力が
一定となるようにする必要がある。このため、プリント
ヘッド間で温度センサの較正を行わなければならない。
【０００５】先行技術ではプリントヘッドの温度を検知
し、検知した温度信号を用いて温度の変動または上昇を
補償する様々なプリントヘッド温度制御システムおよび
方法が公知である。同様に、ヒューズプログラマブル回
路およびヒュージブルリンクもまた公知である。
【０００６】カーンズ・ジュニアらによる米国特許第
４，５５１，６８５号には、プログラマブルゲインフィ
ードバック増幅器が記載されている。入力プログラミン
グ命令信号を受信するデコーディングおよびプログラミ
ング回路を用いて、適切なヒューズを選択的に溶断すな
わち開くことによって、規定のネットワーク内で希望の
信号減衰を確立する。プログラミング後、ネットワーク
の総減衰に関係する増幅器回路の利得は永久設定され、
プログラミング信号を連続して供給する必要はない。
【０００７】ジャーマン等による米国特許第４，８７
９，５８７号はヒュージブルリンクを開示している。ヒ
ュージブルリンクは、半導体基板と、基板上の電気的絶
縁層と、絶縁層の基板と反対側の表面上の一対の導電素
子と、絶縁層の基板と反対側の表面上で導電素子を電気
的に接続するヒューズ導電体層と、を含む。
【０００８】ビリング等による米国特許第５，０２５，
３００号は、レーザエネルギによって溶断しうる導電性
ヒュージブルリンクを含む集積回路を開示している。ヒ
ューズを覆う誘電体材はエッチングされてヒューズを露
出する。
【０００９】クニーツェルによる米国特許第５，０７
５，６９０号は、プリントヘッド基板上に抵抗器と同一
のポリシリコン材からなるサーミスタを形成し、これら
を加熱してプリントヘッドノズルからインク滴を排出す
ることによってより正確な応答を得る、インクジェット
プリントヘッド用のアナログ温度センサを開示してい
る。
【００１０】アシザワによる米国特許第５，３８７，８
２３号は、ヒューズプログラマブルメモリへの電力供給
を制御する第１のヒュージブルリンクを有するマスター
制御回路を含む、ヒューズプログラマブル制御回路を記
載している。ヒューズプログラマブルメモリからの信号
出力が必要ない場合は、第１のヒュージブルリンクは切
断される。当該メモリからの出力信号が必要な場合は、
第１のヒュージブルリンクは切断されずに残され、ヒュ
ーズプログラマブルメモリは、多数のヒュージブルリン
ク対の各一方のヒュージブルリンクを切断することによ
ってプログラムされる。
【００１１】ダグラス等による米国特許第５，３８８，
１３４号は、温度依存型の発振器を利用してある一定数
までカウントし、これにより温度を示す時間間隔を発生
する集積回路温度検知器（温度対時間間隔変換器）を開
示している。
【００１２】イシナガ等による米国特許第５，４６７，
１１３号は、基板を加熱するヒータ群と基板の温度を検
知するセンサ群とを含むインク排出用インクジェット記
録ヘッドを開示している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図２には、先行技術の
ヒュージブルリンク回路が示されている。先行技術のヒ
ュージブルリンク回路は、該回路の出力が完全にヒュー
ジブルリンク３６の状態に依存するという問題があっ
た。このような構成では、出力４０の出力レベルがヒュ
ージブルリンクの物理的状態に完全に左右されるため、
溶断後のヒュージブルリンクをシミュレートすることは
できない。従って、ヒュージブルリンク３６の破壊後に
該素子を開状態にするべきではなかったとわかっても、
特に集積回路においてはヒュージブルリンクを修復して
元の状態に戻すことは不可能であった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施形態で
は、プレビュー機能を備えたヒュージブルリンク回路が
提供される。ヒュージブルリンク回路は、しきい値を有
し、しきい値条件が加えられ前記しきい値を超えるとヒ
ュージブルリンクが開状態にさせられるヒュージブルリ
ンクと、前記ヒュージブルリンクに接続され、入出力を
もち、前記入力に与えられる信号に応じて前記出力に出
力信号を発生する回路であって、前記出力信号はプレビ
ュー機能としてヒュージブルリンクの開状態を非破壊的
にシミュレートする出力状態を与える回路と、を含む。
【００１５】本発明の他の実施形態では、第１の端子を
含む抵抗装置と、前記第１の端子に接続される第２の端
子を含むトランジスタと、前記抵抗装置および前記トラ
ンジスタに接続されて入力信号を受け取る入力端子と、
前記抵抗装置および前記トランジスタに接続されて、前
記入力信号に応じて出力信号を発生し、前記出力信号は
プレビュー機能としてヒュージブルリンク回路の開状態
を非破壊的にシミュレートする出力状態をもつ出力端子
と、を含むプレビュー機能を備えたヒュージブルリンク
回路が提供される。
【００１６】本発明のさらに他の実施形態では、１つ以
上の開状態のヒュージブルリンクをシミュレートするプ
レビュー機能を備えたヒュージブルリンク回路が提供さ
れる。この回路は、それぞれ第１または第２の入力信号
を受信する複数の入力端子と、複数のヒュージブルリン
クであって、このそれぞれのヒュージブルリンクは前記
複数の入力端子の各々に接続され、それぞれしきい値を
有しており、前記関連した複数の入力端子の各々から与
えられる前記第１の入力信号が加えられ前記しきい値を
超えると開状態にされる前記ヒュージブルリンクと、複
数の出力端子であって、それぞれが複数のヒュージブル
リンクに接続されて、１つ以上の開状態のヒュージブル
リンクのプレビュー機能としてそれぞれ関連のヒュージ
ブルリンクの開状態をシミュレートする出力状態を有す
る出力信号を送信する複数の出力端子とを含む。
【００１７】本発明のさらに他の実施形態では、所望の
出力信号を送信する出力端子と、入力端子およびヒュー
ジブルリンクを含むヒュージブルリンク回路とを含む電
子回路のプログラミング方法が提供され、この方法は、
前記入力端子に入力信号を与えるステップと、前記与え
られた入力信号に応じて出力端子で発生する出力信号を
検査するステップと、前記出力端子にて前記検査された
出力信号を希望の出力信号と比較して、検査された出力
信号が希望の出力信号に対応するかどうかを判定するス
テップと、前記検査された出力信号が前記希望の出力信
号に対応していると前記比較ステップが示す場合、入力
端子に強制信号を与えてヒュージブルリンクを開状態に
させるステップと、を含む。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施形態に
関して説明を行うが、本発明はこの実施形態に限定され
るものではないことを理解されたい。本発明は、前掲の
特許請求の範囲で規定されるあらゆる代替例、変形例お
よび等価物を含みうる。
【００１９】まず図１には、本発明のヒュージブルリン
ク回路および温度検知技術を用いるサーマルインクジェ
ットプリンタの一部の概略ブロック図を示す。本発明
は、米国特許第４，９８０，７０２号および米国再発行
特許第３２，５７２号に記載される種類のプリンタを本
発明の原理に従って以下に説明するように変形したもの
に使用できる。これらの特許は本願に引用して援用す
る。コントローラ１０はコンピュータ（図示せず）等の
画像データソースから入力画像データ信号を受信する。
コントローラはデータ変換回路で印刷データを処理し
て、プリントヘッド１２に印刷制御情報を与える。従来
と同じく、コントローラ１０はＣＰＵ、プログラム記憶
用のＲＯＭ１４、およびＲＡＭを含む。コントローラ
は、以下に説明する温度検知機能および修正機能に加え
て、プリントヘッド１２が搭載されているプリントキャ
リッッジの動作、記録媒体の移動、およびシステムタイ
ミング機能を制御する。
【００２０】コントローラ１０は、図のようにプリント
ヘッド１２基板上に形成されうるドライバ回路１６に、
ヒータ抵抗器駆動パルスおよびパワーレベル信号を送
る。ドライバ回路１６はコントローラ中に組み入れても
よい。ドライバ回路１６は、関連した抵抗器ヒータ１８
に駆動信号を与える複数のドライバトランジスタを含
む。ドライバ回路１６はまた、抵抗器ヒータに与えられ
る駆動信号のパワーレベルを制御する複数のパワートラ
ンジスタを含む。なお、駆動信号およびパワーレベル信
号は、従来と同じく可撓電気線ケーブルを介してコント
ローラ１０から直接与えてもよい。
【００２１】印刷動作が開始されると、関連の抵抗器ヒ
ータがドライバ回路１６からの信号によってパルスを受
けたとき、プリントヘッド１２を有する走査キャリッジ
は、プリントヘッドのノズルからインクを噴射しなが
ら、走査経路を前後に移動させられる。印刷動作が進む
につれ、プリントヘッド１２の温度は上昇をはじめ、ノ
ズルから排出されるインク量に影響をおよぼして、記録
紙上に噴射されるインクスポットのサイズを増大させ
る。温度制御型発振器２０はプリントヘッド１２基板上
でプリントヘッドの温度変化を受ける位置に設置され
る。発振器２０はコントローラ１０からの関数クリア
（ＦＣＬＲ）信号によって使用可能な状態にされ、温度
に依存する周波数をもつ一連の出力パルスを発生しはじ
める。これはまた自己発振する、つまり、ゲートがかけ
られないクロックを含みうる。
【００２２】図１を参照すると、発振器２０は、ＦＣＬ
Ｒがハイレベルに維持されている間は矩形波、三角波、
または正弦波等の周期的信号を発生する。これら３〜５
ボルトの比較的高振幅の出力パルスはカウンタ２２に送
られる。カウンタ２２はプリントヘッドに位置しなくて
もよく、コントローラ１０等の他の場所に設置されても
よい。カウンタは、コントローラ１０中のシーケンサ
（ステートマシーン）からの開始信号がシンクロナイザ
２４から与えられると使用可能な状態にされる。シンク
ロナイザ回路の役割は、タイミング動作を同期させ、カ
ウンタが準安定化するのを防ぐことである。開始および
停止期間中、カウンタ２２は開始信号によって始まり停
止信号によって終了する所定周期中に発生するパルス数
を累算（カウント）する。カウンタ２２の内容は、時間
を記録され、読み出し制御論理回路（以下、読み出し／
制御とする）２６中にＮ（Ｔ）として取り出される。読
み出し／制御のデジタル出力は、プリントヘッドの温度
を直接二進数で表したものである。発振器については、
本願に引用して援用する１９９７年８月１９日付けで許
可された米国特許出願番号第０８／５７０，０２４号に
さらに記載されている。
【００２３】ＴＣＯの周波数および周期は（ＴＣＯとい
う名称が示すとおり）、該回路中に集積された各検知素
子の温度によって変化する。ＩＯＴ中の電子機器サブシ
ステム（ＥＳＳ）に所定のＴＩＪダイモジュールに所定
の温度になるように与えられる適切なエネルギーを調整
させるため、そのダイの温度はいつも同じアナログ量
（ＴＣＯ周期）で表されると仮定する。例えば、集積さ
れたＴＣＯの出力周期を５５０ナノ秒（ｎｓ）と測定す
るＥＳＳは、ルックアップテーブルを参照してダイモジ
ュールの温度を３５℃と判定する。ＴＣＯ期間が６００
ｎｓであれば、ルックアップテーブルをもう一度参照し
て、ダイモジュールの温度を２５℃と判定しうる。
【００２４】プリントヘッドの温度を表すデジタル温度
信号、またはデジタル語もしくはバイトは、ＲＯＭ１４
に送られる。ＲＯＭ１４には抵抗器ヒータ１８の温度検
知特性に対応するルックアップテーブルが搭載される。
コントローラ１０は、検知されたプリントヘッド温度の
デジタル語表現を読みとって、温度変化の影響を補償す
るためにドライバ回路１６に与えるべきパルス持続期間
とパワーレベルとの適当な組み合わせを「調べる」。Ｒ
ＯＭ１４のローディングの詳細は、上記の米国特許第
５，２２３，８５３号にさらに記載されている。
【００２５】本発明は、検知期間は印刷動作中、さらに
は印刷一掃中のどの時間でもよく、温度制御信号の発生
は印刷一掃の終了時だけに限定されないことを特徴とす
る。
【００２６】図１にさらに示すように、ヒュージブルリ
ンク回路３０は温度制御型発振器２０に電気的に接続さ
れている。上述のように温度制御型発振器は、周波数が
温度に依存する周期的信号を発生する。ただし発振器の
出力は、プリントヘッド上に温度制御型発振器２０を形
成するのに用いられる製造工程の違いによって変化しう
る。このため、ヒュージブルリンク回路を用いて温度制
御型発振器の元の出力を調整し、調整後の温度制御型発
振器がその温度センサに関係した出力を正確に提供でき
るようにする。この結果、温度制御型発振器中にヒュー
ジブルリンク回路を組み入れることによって、プリント
ダイ間、プリントヘッド間、およびプリンタ間で出力値
が一定となるように出力調整を行うことができる。
【００２７】温度制御型発振器２０の出力値を調整する
ために、ヒュージブルリンク回路は出力信号ｆ（Ｔ）調
整用の入力信号を受信する複数の入力３２を含む。先行
技術のヒュージブルリンク回路の一例を図２に示す。こ
の先行技術のヒュージブルリンクは、一方端が接地に接
続され、他方端がバッファ３８に取り付けられたヒュー
ジブルリンク３６に接続されブロー入力３４を含み、バ
ッファ３８の出力はバッファ論理出力４０となってい
る。抵抗器４１は供給電圧ＶCCとバッファ３８への入力
との間に接続される。この回路では、入力信号がブロー
入力３４に与えられ、該信号のパワーが十分大きけれ
ば、ヒュージブルリンク３６が溶断つまり開状態にされ
る。これに対応して、出力４０の論理出力は供給電圧Ｖ
CCに設定される。だがもしヒュージブルリンク３６がそ
のままの状態の場合は、バッファ論理出力４０は接地に
接続されているためローレベルに駆動される。
【００２８】このタイプの先行技術の回路では、バッフ
ァ論理出力４０における出力信号は、入力３４への入力
信号に関係なくヒュージブルリンク３６の状態に完全に
左右される。例えば、ブロー入力３４に与えられる信号
がヒュージブルリンク３６を開状態にさせるには不十分
な場合、バッファされた論理出力４０上の出力の値はほ
ぼ０となる。しかし供給電圧ＶCCに応じて、バッファさ
れた論理出力４０がハイレベルに駆動される場合は、ヒ
ュージブルリンク３６はブロー入力３４の入力信号によ
って開状態にされる。このため、先行技術のヒュージブ
ルリンク回路は、該回路の出力が完全にヒュージブルリ
ンク３６の状態に依存するという問題があった。このよ
うな構成では、出力４０の出力レベルがヒュージブルリ
ンクの物理的状態に完全に左右されるため、溶断後のヒ
ュージブルリンクをシミュレートすることはできない。
従って、ヒュージブルリンク３６の破壊後に該リンクを
開状態にするべきではなかったとわかっても、特に集積
回路においてはヒュージブルリンクを修復して元の溶断
されていない状態に戻すことは不可能である。
【００２９】図３は本発明の一実施形態を示す。ヒュー
ジブルリンク回路４２が示され、これは「通常の」入力
論理電圧レベルを用いてヒュージブルリンク４４の開状
態または元の溶断されていない状態に対応する状態をシ
ミュレートできるプレビュー機能を含む。ヒュージブル
リンク回路４２は、第１の電界効果トランジスタ４６の
ような抵抗素子と、第２の電界効果トランジスタ４８の
ようなスイッチイング素子とを含み、各トランジスタは
それぞれゲート５０および５２をもち、これらゲートは
相互接続されて、供給電圧ＶCCに接続される。抵抗素子
は、図示するトランジスタ４６以外に、抵抗をもつ抵抗
器を含んでもよい。入力端子５４は入力信号を受信し、
この信号はヒュージブルリンク４４を介して第１のトラ
ンジスタ４６と第２のトランジスタ４８とを接続する共
通ノードへ送られる。このノード５５はバッファ５６に
接続され、バッファ５６は入力端子５４と出力端子５８
との間に緩衝機能または電源遮断機能を提供する。
【００３０】図３に示すように、２つのトランジスタ４
６および４８は、ヒュージブルリンク４４およびトラン
ジスタ４８を含む回路の下部レグがトランジスタ４６を
含む上部レグより抵抗が低くなるように選択されたオン
抵抗値または抵抗値／オン抵抗値をもつ抵抗分割器とし
て機能する。一実施形態では、トランジスタ４６の抵抗
はトランジスタ４８の５倍以上である。抵抗器を用いて
も、この比率は変わらない。従って、出力バッファ５６
に接続されるソース端子６０の電圧は、入力端子５４に
入力が与えられない場合は出力端子５８におけるバッフ
ァ出力が論理「０」状態に設定されるように十分低い。
この状態はヒュージブルリンクが溶断されていない状態
の場合に対応する。しかし入力端子５４に入力信号が与
えられ、これがかなり高い電圧レベルをもつ場合は、出
力端子５８のバッファ出力信号は、ヒュージブルリンク
４４が開状態にされた状態に対応する論理「１」にされ
る。この回路は、「通常の」電圧レベル（例えば公称５
ＶＴＴＬおよびＣＭＯＳ論理回路では約３．０〜５．０
ボルト）では、回路素子の完全性と信頼性が損なわれな
いように設計されている。出力を論理０レベルにするに
は、入力端子５４に与えられる入力信号を上述のように
浮動状態のままにするか、論理ローレベルを与えて出力
電圧レベルを０にする。
【００３１】本実施形態の出力端子５８は図１の温度制
御型発振器２０に接続され、上述したレベルの入力信号
を入力端子５４へ与えることによってヒュージブルリン
ク４４の溶断状態または溶断されていない状態がシミュ
レートできるようにする。このように本発明は、電子回
路の１つまたは１つ以上のヒュージブルリンクの溶断状
態または溶断されていない状態を非破壊的にシミュレー
トできる。
【００３２】このようなヒュージブルリンクは、温度制
御型発振器２０だけでなく集積回路を含む様々な公知の
回路に適用できる。例えばＡＳＩＣにおける論理ネット
ワーク合成、シリアル番号、パスワード、もしくは電子
的な「コンビネーション」データのエンコードまたは書
き込み（インスクリプション）、および測定された性能
データをエンドユーザへの納品前に製品中に記憶する等
の機能が含まれる。公知の回路においては、一般に所定
のヒュージブルリンクが開状態にされるか、または溶断
されていない状態のままであるかは、ヒュージブルリン
ク自体とは無関係に決定される。例えば、プログラマブ
ル論理装置における論理ネットワークの合成は、コンパ
イラが生成するアルゴリズムに基づいて必要なヒューズ
を溶断すなわち開状態にさせることによって実現され
る。シリアル番号は装置中にエンコードされる公知のデ
ジタル量である。装置の測定出力パワーは複数のヒュー
ジブルリンク中にエンコードされるデジタル量で表すこ
とができる。このような場合の一般的なヒュージブルリ
ンク回路構成は、図２に示す先行技術の構成のように接
地ノードと「溶断」ノードとの間にヒューズ素子が配置
される。かかる構成では、入力に与えられる「通常の」
論理電圧がヒューズ素子を破壊しうるので、溶断状態の
ヒューズをシミュレートすることはできない。
【００３３】しかし本発明は、ヒューズの各組み合わせ
ごとに正規電圧レベルのハイまたはローの入力論理レベ
ルを与えることによってヒューズの溶断状態または溶断
されていない状態をシミュレートして、回路動作の測定
値または変化を観察できる。シミュレートされたヒュー
ズの状態の組み合わせに対する回路動作の測定値は、そ
の後、所定の基準値と比較されうる。希望の溶断状態に
関連したヒュージブルリンクまたは素子群の破壊には十
分だが他の残りの回路素子群にはダメージを与えない程
度の、通常の論理電圧を上回る電圧入力レベルを与える
ことによって、希望の基準出力信号にもっとも近い溶断
ヒューズと溶断前のヒューズとの組み合わせが、回路に
永久に書き込まれるか、もしくは、プログラムされる。
【００３４】希望の出力状態のうちどの状態を出力端子
５８で発生させるのかが決定されると、開状態または溶
断後のヒュージブルリンク４４に対応するために、ヒュ
ージブルリンク４４の破壊に十分な振幅をもつ電圧が十
分な持続期間だけ入力端子５４に印加される。この入力
信号は、トランジスタの場合は上部トランジスタ４６
と、バッファ５６への入力とにダメージを与えない程度
に低い振幅をもつ。下部トランジスタ４８はなだれ降伏
モードに入って有効な短絡回路を構成し、これによりヒ
ュージブルリンクを破壊する。図４に示すようにヒュー
ジブルリンクは十分に高い入力振幅信号によって破壊さ
れているため、ノード５５を介してドレインに印加され
る電圧はヒュージブルリンク４４を溶断すなわち開かせ
るのに十分高い電流をもつ。他の素子を損傷せずにヒュ
ージブルリンクを開くまたは破壊するには、約１３〜１
５ボルトの入力信号で十分なことがわかっている。
【００３５】図５は本発明の他の実施形態を示し、ここ
では溶断後のヒュージブルリンクをシミュレートするた
めに、５ボルトの入力信号を入力端子に印加して論理１
の出力を発生するように各トランジスタの位置を変更し
ている。同一素子なので参照番号は図３および図４のま
まであるが、各トランジスタおよびヒュージブルリンク
の位置は図のように変更されている。トランジスタ４６
は以前と同じくトランジスタ４８の５倍の相互コンダク
タンスをもつ。出力状態を非破壊的にシミュレートする
には、０ボルトの入力信号は論理０の出力を発生しう
る。ヒュージブルリンクはマイナス１０ボルト未満の電
圧が入力端子にかけられた場合に開状態にされる。この
ため、ヒューズが溶断されていない状態で入力が浮動状
態の時は出力は論理０となり、ヒューズが溶断して入力
が浮動状態の時は出力は論理１となる。
【００３６】図３〜図５の実施形態はＮＭＯＳトランジ
スタを含むが、図６はＰＭＯＳトランジスタを含む本発
明の他の実施形態を示す。図示するように、第１のトラ
ンジスタ６８のゲート６６および第２のトランジスタ７
２のゲート７０のそれぞれが接地に接続される。入力端
子７４は共通ノード７６に接続され、これはバッファ７
８に接続され、バッファ７８の出力は出力端子８０に接
続される。ヒュージブルリンク８２はトランジスタ６８
とノード７６との間に接続される。図４の実施形態と同
じく、入力端子７４には、ヒュージブルリンク８２を開
状態にさせるのに十分高い入力電圧が印加されうる。
【００３７】図７は本発明の同調可能な温度制御型発振
器（ＴＣＯ）回路を示す。ＴＣＯ回路９０は、第１のヒ
ュージブルリンク回路９２、第２のヒュージブルリンク
回路９４、第３のヒュージブルリンク回路９６、第４の
ヒュージブルリンク回路９８、および第５のヒュージブ
ルリンク回路１００に接続される。各ヒュージブルリン
ク回路は、図３〜図６で説明した等のヒュージブルリン
ク回路の１つとして実現できる。各ヒュージブルリンク
回路には、それぞれ１つずつアクセス可能テスト入力端
子１０２，１０４，１０６，１０８および１１０が接続
される。各テスト入力端子はヒュージブルリンク回路の
入力端子の１つ、例えば図３の入力端子５４に接続され
る。各ヒュージブルリンク回路は、上述のように出力端
子５８を含み、これは関連したＭＯＳトランジスタ１１
２，１１４，１１６，１１８および１２０のゲートにそ
れぞれ接続される。各ＭＯＳトランジスタ１１２，１１
４，１１６，１１８および１２０は、それぞれ関連した
キャパシタ１２２，１２４，１２６，１２８および１３
０に接続される。これら５つのキャパシタはまた、シュ
ミットトリガ１３４の入力１３２に接続される。シュミ
ットトリガ出力１３６上の出力信号は、少なくとも部分
的にはキャパシタ１２２，１２４，１２６，１２８およ
び１３０の有無状態によって決定され、これらキャパシ
タの状態は関連のヒュージブルリンク回路９２，９４，
９６，９８および１００のシミュレートした状態または
実際の状態によって決定される。
【００３８】図３、図５、および図６のヒュージブルリ
ンク回路を参照して説明したように、該回路の出力は、
ヒュージブルリンクが開にされた状態または溶断されて
いない元の状態をシミュレートするために入力に入力信
号を与えることによって決定されるか、または上述のよ
うに各入力に電圧レベルを印加することによって永久確
立されうる。
【００３９】ＴＣＯ回路は、出力端子１４０の出力信号
と比較される所定の基準値に従って、同調される。ＴＣ
Ｏ回路は、供給電圧ＶCCとシュミットトリガ１３４の入
力１３２との間に接続される第１の温度検知抵抗器１４
２と、ＮＯＴゲート１４７およびトランジスタ１４９を
介してシュミットトリガ１３４の出力１３６からの出力
をを受ける第２のシュミットトリガ１４８の入力１４６
に接続される第２の検知抵抗器１４４とを含む。本実施
形態では、第２のシュミットトリガ１４８は、入力１４
６と接地との間に接続されるキャパシタ１５０と、やは
り入力１４６と接地との間に接続されるＮＭＯＳトラン
ジスタ１５２とを含む。分割器回路１５４はＮＭＯＳト
ランジスタ１５８に接続される出力１５６を含み、これ
は、図示するＮＯＲゲート群、インバータ、およびフリ
ップフロップまたは小数点２カウンタとして知られるカ
ウンタを用いて回路内周波数を２分割することによっ
て、出力端子１４０の周波数を設定するのに用いられ
る。
【００４０】回路９０は、各検知温度を示す所定の周波
数を含む信号を出力端子１４０に発生するように設計さ
れるが、集積回路製造方法の違いのために、出力端子１
４０は必要に応じて所定の基準信号に対して決定かつ同
調されなければならない。このため、出力端子１４０
は、必要ならば５つの入力信号をヒュージブルリンク回
路の各入力に同時に印加して、その後、各入力の論理状
態を変えてある範囲の出力が生成されるようにし、これ
ら出力を出力端子１４０の所定値と比較するようにして
もよい。
【００４１】図８に示すように、ヒュージブルリンクを
含む回路の動作特性決定用のフローチャートは、ステッ
プ１６０で希望の出力信号を決定することから始まる。
ステップ１６２では、上記のヒュージブルリンク回路９
２，９４，９６，９８および１００を含みうるヒュージ
ブルリンク回路に１つ以上の信号を与える。例えば入力
端子１０２に信号が印加されない、またはローレベルの
信号が印加される場合、ヒュージブルリンク回路９２の
出力は論理「０」レベルとなる。なぜなら、図３のトラ
ンジスタ４８は２つのトランジスタ間の設計比によって
図３のトランジスタ４６より強力に導通するためであ
る。その後、トランジスタ１１２はオフにされ、キャパ
シタ１２２はシュミットトリガ１３４への入力回路中に
電気的に存在しなくなる。ただし入力端子１０２の入力
信号が十分高い場合は、図３のトランジスタ４８の状態
は重要でなく、オーバライド入力信号が出力を論理
「１」に設定し、これによりトランジスタ１１２をオン
にするため、キャパシタ１２２はシュミットトリガ１３
４への入力回路中に電気的に存在する。
【００４２】各ヒュージブルリンク回路の出力は該回路
に入力を与えることによってシミュレートできるため、
各入力に信号を与えてステップ１６４で出力端子１４０
に発生する出力信号を検査し、これをステップ１６６で
希望の出力信号と比較する。発生した出力信号が希望の
出力信号に対応または一致しない場合は、ステップ１６
８で各ヒュージブルリンク回路に第２の入力信号の組を
与えて、新たな出力信号を発生させる。例えば、第１の
入力信号の組は各ヒュージブルリンク回路への入力信号
なし、第２の入力信号の組でヒュージブルリンク回路１
００だけにハイレベルの信号を印加してもよい。このや
り方では、入力の組み合わせ数が２N（Ｎは入力端子
数、すなわち図７で説明した回路９０では５つ）となる
ように、異なる入力信号の組が決定される。発生した出
力信号がステップ１６６で希望の出力信号に対応すると
判定されると、ステップ１７０で適切な強制信号が１つ
以上のヒュージブルリンク回路に印加されて、該ヒュー
ジブルリンク回路を永久に希望の出力状態に設定する。
一例として、もし５つのヒュージブルリンク回路のうち
ヒュージブルリンク回路１００のヒュージブルリンクだ
けが開状態にされると判定されれば、ヒュージブルリン
ク回路を開状態にさせるように十分高い入力信号が入力
端子１１０にかけられる。このため、キャパシタ１３０
がシュミットトリガ１３４への入力回路中に位置する。
【００４３】ＴＩＪヒータウェハの製造に関わる多数の
工程ステップにばらつきがあるため、回路のダイごと、
ウェハごと、およびロットごとのＴＣＯの固有周波数の
差は該回路の同調または較正が必要なほど大きい。それ
ぞれ「選択および溶断」回路に結合された複数の適切な
大きさのキャパシタは、ＴＣＯ周期のほぼ直線状の同調
を可能にする。テスト装置（例えば、ウェハプローブま
たはプリントヘッド後段カートリッジアセンブリ工程の
間に使用されるテスト装置）は、これら複数の入力の２
N個のシミュレートされた開／溶断の組み合わすべてを
試して、基準値にもっとも近い組み合わせを見つける。
その後、正しい出力ＴＣＯ周期に対応する関連の状態
が、上述したようにチップ中に書き込まれる。
【００４４】本明細書に開示した実施形態が好適である
が、当業者には本教示から様々な他の変形例、代替例、
または改善が可能であることが理解できると思われる。
例えば、図１に示す本発明の実施形態はプリントヘッド
基板上に形成される温度検知機能（発振器２０、カウン
タ２２、読み出し／制御２６、およびシンクロナイザ２
４）の実現に使用される回路を含むプリントヘッド１２
を開示している。ルックアップおよびパルス発生の調整
は、コントローラ１０中の回路を用いて行われる。図９
はプリントヘッド１２の変形例を示し、上記の全機能
は、データ変換１７２、発振器２０、ヒュージブルリン
ク回路３０、カウンタ２２、シンクロナイザ２４、読み
出し／制御２６、およびＲＯＭ１４を含むチップ１７１
等の、シングルチップの集積回路上に形成される。こう
して温度検知機能の全集積が可能となる。しかし、回路
およびサブ回路の一部は、コントローラ１０およびプリ
ントヘッド１２のいずれかまたは両方の上に含まれても
よい。
【００４５】以上、具体例を用いて本発明を説明した
が、当業者には多数の代替例、変形例、および変更例が
あることが明白と思われる。例えば、本発明は上記の実
施形態だけでなく、電子回路のプログラミングまたは出
力決定に有用な任意のヒュージブルリンク回路に適用で
きる。また、本発明はサーマルインクジェットプリント
ヘッドに関して説明したが、説明した温度制御型発振器
以外にも適用できる。また、本発明のインクジェットプ
リントヘッドは、サーマルインクジェットプリンタに使
用されるのが好適である。さらに、本発明は上述のよう
に製造されるトランジスタを含む集積回路だけでなく、
他のタイプの電気回路も含む。従って、前掲の特許請求
の範囲に含まれるすべての代替例、変形例、および変更
例を含むことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のプログラマブルヒュージブルリンク
回路を含むプリントヘッド温度変化検知回路を示す電気
的ブロック図である。
【図２】 先行技術のヒュージブルリンク回路の図であ
る。
【図３】 本発明のヒュージブルリンク回路の図であ
る。
【図４】 図３のヒュージブルリンク回路においてヒュ
ージブルリンクが開状態に強制された様子を示す図であ
る。
【図５】 本発明のヒュージブルリンク回路の他の実施
形態を示す図である。
【図６】 本発明のヒュージブルリンク回路の他の実施
形態を示す図である。
【図７】 本発明の複数のヒュージブルリンク回路を組
み入れる温度制御型発振器の回路図である。
【図８】 本発明のヒュージブルリンク回路およびプロ
グラマブル温度検知装置のプログラミング動作のフロー
チャートである。
【図９】 すべての温度検知機能がプリントヘッド上の
１つの集積回路チップ上に形成される、図１に示す実施
形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
４２ ヒュージブルリンク回路、４４ ヒュージブルリ
ンク、４６，４８ トランジスタ、５４ 入力端子、５
６ バッファ、５８ 出力端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュアン ジェイ ベセラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター クラレンドン コート 453 (72)発明者 クリストファー アール モートン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター イースト アベニュー 2101 ア パートメント ディー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクジェットプリントヘッドであっ
    て、 前記インクジェットプリントヘッドの検知温度に対応す
    る出力信号を送信する出力を有する温度検知装置と、 前記温度検知装置に接続されて前記出力信号を調整し、
    それを越えるとしきい値条件が与えられて開状態にされ
    るしきい値を含むヒュージブルリンクと、前記ヒュージ
    ブルリンクに接続され、入力および出力を含み、前記入
    力に与えられる信号に応じて前記出力上に出力信号を発
    生し、前記出力信号はプレビュー機能として、前記ヒュ
    ージブルリンクの前記開状態を非破壊的にシミュレート
    する出力状態を与える回路とを有するヒュージブルリン
    ク回路と、を含むインクジェットプリントヘッド。
  2. 【請求項２】 サーマルインクジェットプリンタであっ
    て、 選択的に与えられる電気入力信号に応じてインク滴を噴
    射するプリントヘッドと、 前記プリントヘッドに接続され、前記インクジェットプ
    リントヘッドの検知温度に対応する出力信号を送信する
    出力を含む温度検知装置と、 前記温度検知装置に接続されてその前記出力信号を調整
    し、第１の端子を有する第１のスイッチイング装置と、
    前記第１の端子に接続された第２の端子を有する第２の
    スイッチイング装置と、前記第１のスイッチイング装置
    および前記第２のスイッチイング装置に接続されて入力
    信号を受信する入力端子と、前記第１のスイッチイング
    装置および前記第２のスイッチイング装置に接続されて
    前記入力信号に応じた出力信号を発生し、前記出力信号
    はプレビュー機能として前記ヒュージブルリンクの開状
    態を非破壊的にシミュレートする出力状態をもつ出力端
    子とを有するヒュージブルリンク回路と、を含むサーマ
    ルインクジェットプリンタ。
  3. 【請求項３】 希望の出力信号を送信する出力端子を有
    するインクジェットプリントヘッド上の温度検知装置の
    出力を調整する方法であって、前記インクジェットプリ
    ントヘッドは入力端子とヒュージブルリンクとを有する
    ヒュージブルリンク回路を含み、前記方法は、 前記入力端子に入力信号を与えるステップと、 前記与えられた入力信号に応じて前記出力端子に発生し
    た出力信号を検査するステップと、 前記検査した出力信号を前記希望の出力信号と比較し
    て、前記検査した出力信号が前記希望の出力信号に対応
    しているかどうかを判定するステップと、 前記比較ステップで前記検査した出力信号が前記希望の
    出力信号に対応していると示されると、前記入力端子に
    前記ヒュージブルリンクを開状態にさせる強制信号を与
    えるステップと、を含むインクジェットプリントヘッド
    上の温度検知装置の出力を調整する方法。
JP07503899A 1998-03-30 1999-03-19 プログラマブル温度検知装置を備えた液体インクプリントヘッドとこれを備えるサーマルインクジェットプリンタ、及び温度検知装置の出力を調整する方法 Expired - Fee Related JP4565676B2 (ja)

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