DE69936901T2

DE69936901T2 - Flüssige Tinte verwendender Druckkopf mit einer programmierbaren Temperaturmessvorrichtung

Info

Publication number: DE69936901T2
Application number: DE69936901T
Authority: DE
Inventors: Thomas E. Penfield Watrobski; Juan J. Webster Becerra; Christopher R. Rochester Morton
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP4565676B2; JPH11309846A; DE69936901D1; EP0947326A2; US6278468B1; EP0947326B1; EP0947326A3

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein einen Tintenstrahldrucker und einen Tintenstrahl-Druckkopf und genauer eine Temperaturmessvorrichtung und einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis zum Einstellen des Ausgangs der Temperaturmessvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Tintenstrahldrucker stoßen Tinte auf ein Druckmedium, wie z. B. Papier, in gesteuerten Mustern von eng beabstandeten Punkten aus. Um Farbbilder zu bilden, werden Mehrfachtintenstrahl-Druckköpfe verwendet, wobei jeder Druckkopf mit Tinte einer anderen Farbe aus einem verbundenen Tintenbehälter versorgt wird. Das Drucksystem kann entweder in einen Laufwagendrucker oder einen Seitenbreiten-Drucker eingebaut sein. Ein Laufwagendrucker, wie der Typ, der zum Beispiel in den US-Patenten 4,571,599 und Re. 32,572 offenbart ist, umfasst im Allgemeinen einen relativ kleinen Druckkopf, der Tintenkanäle und Düsen enthält. Der Inhalt dieser Patente wird hiermit durch diesen Verweis aufgenommen. Der Druckkopf ist üblicherweise dichtend an einem Tintenzuführbehälter befestigt und die Kombination aus Druckkopf und Behälter bildet eine Patronenanordnung, die hin- und herbewegt wird, um jeweils eine Informationsbahn auf ein unbeweglich gehaltenes Aufzeichnungsmedium, wie Papier, zu drucken. Nachdem die Bahn gedruckt wurde, wird das Papier um eine Entfernung gleich der Höhe der gedruckten Bahn vorwärtsbewegt, so dass die nächste gedruckte Bahn daran angrenzt. Der Vorgang wird wiederholt, bis die gesamte Seite bedruckt ist. Der Seitenbreiten-Drucker umfasst einen feststehenden Druckkopf mit einer Länge, die gleich oder größer als die Breite des Papiers ist. Das Papier wird während des Druckvorgangs ständig an dem Seitenbreiten-Druckkopf vorbei in einer Richtung senkrecht zur Druckkopflänge mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Ein Beispiel eines Seitenbreiten-Druckers ist im US-Patent 5,221,397 zu finden, dessen Inhalt hiermit durch Verweis aufgenommen wird.
Einbekanntes Problem bei thermischen Tintenstrahldruckern ist die Verschlechterung der Ausgabedruckqualität aufgrund einer Veränderung im Volumen der an den Tintenkopfdüsen ausgestoßenen Tinte aufgrund von Schwankungen der Druckkopftemperaturen. Diese Temperaturen erzeugen Veränderungen in der Größe der ausgestoßenen Tropfen, was zu der verschlechterten Druckqualität führt. Die Größe der ausgestoßenen Tropfen verändert sich durch die Druckkopftemperatur, da sich zwei Eigenschaften, welche die Größe der Tropfen steuern, mit der Druckkopftemperatur verändern: Die Viskosität der Tinte und die Menge an Tinte, die durch einen Heizungswiderstand verdampft, wenn dieser durch einen Druckimpuls angesteuert wird. Druckkopftemperaturschwankungen treten häufig beim Einschalten des Druckers auf, bei Änderungen in der Umgebungstemperatur, und wenn sich die Druckerausgabe verändert.
Wenn Text, Graustufenbilder und/oder Farbbilder gedruckt werden, können sich Dunkelheit, Kontrast und Farbwiedergabe durch die Druckkopftemperatur verändern. Um Text, Graphiken oder Bilder von höchster Qualität zu drucken, muss die Druckkopftemperatur konstant gehalten werden. Außerdem muss nicht nur die Druckkopftemperatur konstant gehalten werden, jeder der Druckköpfe, entweder innerhalb einer einzelnen Druckeinrichtung oder unter einer Vielzahl von Einrichtungen, muss von Druckkopf zu Druckkopf einheitlich drucken, so dass die gedruckte Ausgabe solcher Einrichtungen einheitlich bleibt. Folglich muss die Kalibrierung der Temperatursensoren zwischen den verschiedenen Druckköpfen durchgeführt werden.
Verschiedene Druckkopftemperatur-Steuersysteme und -verfahren sind im Stand der Technik bekannt, um die Druckkopftemperatur zu messen und um die gemessenen Temperatursignale zu verwenden, um Temperaturschwankungen oder -anstiege zu kompensieren. Ebenso sind auch programmierbare Schmelzsicherungsschaltkreise und Schmelzsicherungsverbindungen bekannt.
Im US-Patent Nr. 4,551,685 wird ein programmierbarer Verstärkungsrückkopplungsverstärker beschrieben. Ein Dekodier- und Programmierschaltkreis zum Empfangen eines Eingangs-Programmierbefehlssignals wird verwendet, um wahlweise die geeignete Sicherung durchzubrennen, oder zu öffnen, um eine gewünschte Signalabschwächung in einem beschriebenen Netzwerk zu erhalten. Nach der Programmierung wird die Verstärkung des Verstärkerschaltkreises, die mit der Gesamtabschwächung des Netzwerks zusammenhängt, dauerhaft festgelegt und es ist nicht nötig, dass das Programmierungssignal ständig angelegt wird.
Das US-Patent Nr. 4,879,587 beschreibt eine Schmelzsicherungsverbindung. Die Schmelzsicherungsverbindung umfast ein Halbleitersubstrat, eine elektrisch isolierende Schicht auf dem Substrat, ein Paar von Leiterelementen auf der Oberfläche der isolierenden Schicht gegenüber dem Substrat und eine Schmelzsicherungs-Leiterschicht auf der Oberfläche der isolierenden Schicht gegenüber dem Substrat, das die Leiterelemente elektrisch verbindet.
Das US-Patent Nr. 5,025,300 beschreibt eine integrierte Schaltung mit einer leitfähigen Schmelzsicherungsverbindung, die mit Laserenergie durchbrennen kann. Ein dielektrisches Material, das die Sicherung bedeckt, wird weggeätzt, um die Sicherung freizulegen. Das US-Patent 5,075,690 von Kneezel offenbart einen analogen Temperatursensor für einen Tintenstrahl-Druckkopf, der eine genauere Reaktion erzielt, indem der Thermistor auf dem Druckkopfsubstrat ausgebildet ist und aus dem gleichen Polysiliziummaterial gebildet ist, wie die Widerstände, die erwärmt werden, um Tröpfchen aus den Druckkopfdüsen auszustoßen.
Das US-Patent Nr. 5,387,823 beschreibt einen programmierbaren Schmelzsicherungs-Steuerschaltkreis mit einem Haupt-Steuerschaltkreis mit einer ersten Schmelzsicherungsverbindung, welche die Zufuhr von Strom zu einem programmierbaren Schmelzsicherungsspeicher steuert. Wenn keine Ausgabe von Signalen von dem programmierbaren Schmelzsicherungsspeicher erforderlich ist, wird die erste Schmelzsicherungsverbindung unterbrochen. Wenn die Ausgabe von Signalen von dem programmierbaren Schmelzsicherungsspeicher erforderlich ist, bleibt die erste Schmelzsicherungsverbindung nicht unterbrochen und der programmierbare Schmelzsicherungsspeicher wird programmiert, indem eine Schmelzsicherungsverbindung in jeder aus einer Vielzahl von Paaren von Schmelzsicherungsverbindungen unterbrochen wird.
Das US-Patent Nr. 5,388,134 beschreibt einen IC-Temperaturdetektor, der einen temperaturabhängigen Oszillator verwendet, um bis zu einer festgelegten Zahl zu zählen und somit ein Zeitintervall zu erzeugen, das die Temperatur angibt (ein Temperatur-Zeitintervall-Wandler).
Das US-Patent Nr. 5,467,113 beschreibt einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zum Ausgeben von Tinte mit Heizeinrichtungen zum Erwärmen einer Platine und Sensoren zum Erfassen der Temperatur der Platine.
Die EP-A-0526223 offenbart einen Tintenstrahl-Druckkopf mit einem Temperaturerfassungselement und einer Einrichtung zum Kalibrieren des Temperaturerfassungselements.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahl-Druckkopf bereitgestellt, umfassend eine Temperaturmessvorrichtung mit einem Ausgang, der ein Ausgangssignal gemäß einer gemessenen Temperatur des Druckkopfs überträgt, wobei der Druckkopf ferner einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis umfasst, der ein Vorschaumerkmal enthält. Der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis umfasst eine Schmelzsicherungsverbindung mit einem Schwellenwert, über welchem die Schmelzsicherungsverbindung bei Aufbringung einer Schwellenwertbedingung an dieser in einen offenen Zustand gezwungen wird, und einen Schaltkreis, der mit der Schmelzsicherungsverbindung verbunden ist, mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei ein Ausgangssignal am Ausgang in Reaktion auf ein Signal, das am Eingang angelegt ist, erzeugt wird, wobei das Ausgangssignal einen Ausgangszustand bereitstellt, der zerstörungsfrei den offenen Zustand der Schmelzsicherungsverbindung als ein Vorschaumerkmal simuliert.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Umschaltvorrichtung einen ersten Transistor.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Eingang mit dem ersten Transistor und der Schmelzsicherungsverbindung verbunden.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Widerstandsvorrichtung mit der Schmelzsicherungsverbindung verbunden, wobei der erste Transistor und die Widerstandsvorrichtung einen Widerstand umfasst, der sich von dem Ein-Widerstand der Umschaltvorrichtung unterscheidet.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Widerstandsvorrichtung einen zweiten Transistor.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Temperaturmessvorrichtung einen temperaturgesteuerten Oszillator.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein thermischer Tintenstrahldrucker vorgesehen, umfassend einen Druckkopf, um Tintentropfen in Reaktion auf selektiv angelegte elektrische Eingangssignale auszustoßen; eine mit dem Druckkopf verbundene Temperaturmessvorrichtung mit einem Ausgang, der ein Ausgangssignal gemäß einer gemessenen Temperatur des Tintenstrahl-Druckkopfs überträgt; und einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis, der mit der Temperaturmessvorrichtung verbunden ist, um deren Ausgangssignal einzustellen, einschließlich einer ersten Umschaltvorrichtung mit einem ersten Anschluss, einer zweiten Umschaltvorrichtung mit einem zweiten Anschluss, der mit dem ersten Anschluss verbunden ist, einem Eingangsanschluss, der mit der ersten Umschaltvorrichtung und der zweiten Umschaltvorrichtung verbunden ist, um ein Eingangssignal zu empfangen; und einem Ausgangsanschluss, der mit der ersten Umschaltvorrichtung und der zweiten Umschaltvorrichtung verbunden ist, wobei ein Ausgangssignal in Reaktion auf das Eingangssignal erzeugt wird, wobei das Ausgangssignal einen Ausgangszustand umfasst, der zerstörungsfrei einen offenen Zustand des Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises als ein Vorschaumerkmal simuliert.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das elektrische Signal einen Stromwert.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schaltkreis eine integrierte Schaltung.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen die erste Umschaltvorrichtung und die zweite Umschaltvorrichtung einen ersten Ein-Widerstand und einen zweiten Ein-Widerstand mit jeweils unterschiedlichen Werten.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen die erste Umschaltvorrichtung und die zweite Umschaltvorrichtung einen Widerstandsteiler, wobei der zweite Ein-Widerstand geringer als der erste Ein-Widerstand ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Ausgangssignal einen Ausgangszustand, der zerstörungsfrei einen offenen Zustand des Transistors als ein Vorschaumerkmal simuliert.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Temperaturmessvorrichtung einen temperaturgesteuerten Oszillator.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Tintenstrahl-Druckkopf vorgesehen, umfassend eine Temperaturmessvorrichtung mit einem Ausgang, der ein Ausgangssignal entsprechend einer gemessenen Temperatur des Tintenstrahl-Druckkopfs ausgibt; eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen, wobei jeder der Vielzahl von Eingangsanschlüssen jeweils ein erstes Eingangssignal oder ein zweites Eingangssignal empfängt, eine Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen, wobei jede der Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen jeweils mit der Vielzahl von Eingangsanschlüssen verbunden ist, die jeweils einen Schwellenwert aufweisen, über welchem die Schmelzsicherungsverbindung bei Anlegen des ersten Eingangssignals, das durch die entsprechend verbundene Vielzahl von Eingangsanschlüssen angelegt wird, in einen offenen Zustand gezwungen wird, und eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen, wobei jeder der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen mit der Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen und der Temperaturmessvorrichtung verbunden ist, wobei jeder der Vielzahl von Ausgangsanschlüssen ein Ausgangssignal überträgt, das einen Ausgangszustand enthält, welcher den offenen Zustand der jeweils verbundenen Schmelzsicherungsverbindung als ein Vorschaumerkmal von einer oder mehreren der offenen Schmelzsicherungsverbindungen simuliert, um das Ausgangssignal der Temperaturmessvorrichtung einzustellen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen eine Vielzahl von Leitern.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen eine Vielzahl von Transistoren.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst jede der Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen einen ersten Transistor mit einem ersten Anschluss und einen zweiten Transistor mit einem zweiten Anschluss, wobei der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss verbunden ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der erste Transistor mit dem zweiten Transistor über einen der Vielzahl von Leitern verbunden.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen der erste Transistor und der zweite Transistor einen ersten Ein-Widerstand und einen zweiten Ein-Widerstand mit jeweils unterschiedlichen Werten.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen der erste Transistor und der zweite Transistor einen Widerstandsteiler, wobei der zweite Ein-Widerstand geringer als der erste Ein-Widerstand ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Einstellen des Ausgangs einer Temperaturmessvorrichtung auf einem Tintenstrahl-Druckkopf vorgesehen, der einen Ausgangsanschluss, der ein gewünschtes Ausgangssignal überträgt, umfasst, wobei der elektronische Schaltkreis einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis mit einem Eingangsanschluss und einer Schmelzsicherungsverbindung umfasst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Anlegen eines Eingangsignals am Eingangsanschluss, Überprüfen eines Ausgangssignals, das am Ausgangsanschluss in Reaktion auf das angelegte Eingangssignal erzeugt wird, Vergleichen des geprüften Ausgangssignals mit dem gewünschten Ausgangssignal, um zu bestimmen, ob das geprüfte Ausgangssignal dem gewünschten Ausgangssignal entspricht; und Anlegen eines Erzwingungssignals am Eingangsanschluss, um die Schmelzsicherungsverbindung in einen offenen Zustand zu zwingen, wenn der Vergleichsschritt anzeigt, dass das geprüfte Ausgangssignal dem gewünschten Ausgangssignal entspricht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Überprüfungsschritt ein Überprüfen des Ausgangssignals am Ausgangsanschluss in Reaktion auf die angelegte Vielzahl von Eingangssignalen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein gleichzeitiges Anlegen einer unterschiedlichen Vielzahl von Eingangssignalen jeweils an der Vielzahl von Eingangsanschlüssen, wenn der Vergleichsschritt anzeigt, dass das geprüfte Ausgangssignal nicht dem gewünschten Ausgangssignal entspricht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Anlegen einer Vielzahl von Erzwingungssignalen jeweils an der Vielzahl von Eingangsanschlüssen, um Ausgewählte der Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen in einen offenen Zustand zu zwingen, wenn der Vergleichsschritt anzeigt, dass das geprüfte Ausgangssignal dem gewünschten Ausgangssignal entspricht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein elektrisches Blockdiagramm mit einem Schaltschema, um Veränderungen der Druckkopftemperatur zu messen, mit einem programmierbaren Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis des Standes der Technik.
3 zeigt einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt den Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis der 3, wobei die Schmelzsicherungsverbindung in einen offenen Zustand gezwungen wurde.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt einen temperaturgesteuerten Oszillator, der eine Vielzahl von Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreisen der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
8 zeigt ein Flussdiagramm einer Programmieroperation für den Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis und die programmierbare Temperaturmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der 1, wobei alle Temperaturmessschaltkreise auf einem einzelnen integrierten Schaltkreischip auf dem Druckkopf ausgebildet sind.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Bezugnehmend auf 1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Bereichs eines thermischen Tintenstrahldruckers gezeigt, der einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis und Temperaturmesstechniken der Erfindung verwendet. Die Erfindung kann in einem Drucker der Art, wie sie im US-Patent Nr. 4,980,702 und Re. 32,572 offenbart ist, verwendet werden, modifiziert gemäß den Prinzipien der nachfolgend beschriebenen Erfindung. Diese Patente werden hiermit durch Verweis aufgenommen. Eine Steuerung 10 empfängt Eingangs-Bilddatensignale von einer Bilddatenquelle, wie einem Computer (nicht gezeigt). Die Steuerung verarbeitet die Druckdaten in einem Datenumwandlungs schaltkreis, um eine Drucksteuerinformation an einen Druckkopf 12 zu liefern. Die Steuerung 10 umfasst üblicherweise eine CPU, einen ROM 14 zum Speichern von Programmen und einen RAM. Die Steuerung steuert, neben der Durchführung der nachfolgend beschriebenen Temperaturmess- und -korrekturfunktionen, auch die Funktion des Druckwagens, auf dem der Druckkopf 12 befestigt ist, die Bewegung des Aufzeichnungsmediums wie auch die Zeitablauffunktionen des Systems.
Die Steuerung 10 sendet Heizwiderstands-Ansteuerimpulse und Strompegelsignale an eine Treiberschaltung 16, die, wie gezeigt, auf dem Substrat des Druckkopfs 12 ausgebildet sein kann, oder alternativ in der Steuerung liegen kann. Der Treiber 16 umfasst eine Vielzahl von Treibertransistoren zum Anlegen der Treibersignale an die verbundenen Widerstandsheizeinrichtungen 18. Der Treiber 16 umfasst außerdem eine Vielzahl von Stromtransistoren, um den Strompegel der Treibersignale, die an den Widerstandsheizeinrichtungen angelegt werden, zu steuern. Es ist klar, dass die Treiber- und Strompegelsignale direkt von der Steuerung 10 über flexible elektrische Leitungskabel angelegt werden könnten, wie es im Stand der Technik üblich ist.
Wenn ein Druckvorgang gestartet wird, wird ein den Druckkopf 12 tragender Abtastwagen auf einem Abtastpfad vorwärts und rückwärts bewegt, wobei Tinte durch Druckkopfdüsen ausgestoßen wird, wenn verbundene Widerstandsheizeinrichtungen durch Signale von der Treiberschaltung 16 gepulst werden. Wenn der Druckvorgang weiter voranschreitet, kann die Temperatur des Druckkopfs 12 ansteigen, was das Volumen der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte beeinträchtigen kann und zu einer vergrößerten Punktgröße der Tinte, die auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßen wird, führt. Ein temperaturgesteuerter Oszillator 20 liegt auf dem Substrat des Druckkopfs 12 an einer Stelle, welche die Temperaturveränderungen des Druckkopfs er fährt. Der Oszillator 20 wird durch ein Signal „Funktion frei" (FCLR) von der Steuerung 10 aktiviert und beginnt, eine Reihe von Ausgangsimpulsen zu erzeugen, deren Frequenz temperaturabhängig ist. Er kann außerdem einen freischwingenden, d. h. einen nicht gate-gesteuerten Taktgeber umfassen.
Bezugnehmend auf 1 erzeugt der Oszillator 20 ein periodisches Signal, z. B. mit rechteckigen, dreieckigen oder sinusförmigen Wellenformen, in dem Zeitraum während FCLR auf hohem Niveau gehalten wird. Diese Ausgangsimpulse mit einer relativ hohen Amplitude von 3-5v werden an einen Zähler 22 gesandt. Der Zähler 22 muss nicht am Druckkopf angeordnet sein, sondern kann an anderer Stelle liegen, zum Beispiel an der Steuerung 10. Der Zähler wird durch ein Startsignal von einer Folgesteuerung (Zustandsmaschine) in der Steuerung 10, das durch einen Synchronisationsschaltkreis 24 angelegt wird, aktiviert. Die Funktion des Synchronisationsschaltkreises ist, die Taktfunktion zu synchronisieren und zu verhindern, dass der Zähler ein Sättigungsgleichgewicht einnimmt. Während der Start- und Stopzeiten sammelt (zählt) der Zähler 20 die Anzahl der Impulse, die während des vorbestimmten Zeitraums, der durch das Startsignal gestartet und durch ein Stopsignal beendet wird, auftreten. Der Inhalt des Zählers 22 wird als N(T) in einem Lese-Steuerlogikschaltkreis 26 ausgelesen. Der digitale Ausgang des Lese-/Steuerschaltkreises ist eine direkte binäre Darstellung der Druckkopftemperatur. Eine weitere Beschreibung des Oszillators ist in der US-Patentanmeldung Seriennummer 08/570,024 , erteilt 19. August 1997, zu finden, die hier durch Verweis aufgenommen wird.
Die Frequenz und die Periode des TCO (temperaturgesteuerter Oszillator) verändern sich mit der Temperatur (wie der Name TCO impliziert) der Messelemente, die in diesem Schaltkreis enthalten sind. Damit das Elektronik-Subsystem (ESS) in einem IOT die geeignete Energie, die einem vorgegebenen TIJ-Rohchip modul für eine vorgegebene Temperatur zugeführt wird, einstellen kann, nimmt es an, dass die Temperatur dieses Rohchips durch die gleiche analoge Menge (TCO-Periode) in jedem Moment dargestellt wird. Zum Beispiel kann das ESS, das die Ausgangsperiode des integrierten TCO bei 500 ns misst, eine Verweistabelle konsultieren, um eine Rohchipmodultemperatur von 35°C zu bestimmen. Wenn die TCO-Periode 600 ns misst, kann eine weitere Konsultation der Verweistabelle eine Rohchipmodultemperatur von 25°C ergeben.
Das digitale Temperatursignal oder ein digitales Wort oder Byte, welches die Druckkopftemperatur darstellt, wird an den ROM 14 gesandt. Der ROM 14 enthält Verweistabellen, welche den temperaturempfindlichen Eigenschaften für die Widerstandsheizvorrichtung 18 entsprechen. Der Prozessor 10 liest das digitale Wort, das die gemessene Druckkopftemperatur darstellt, und „schlägt" die geeignete Kombination von Impulsdauer und Strompegel, die an der Treiberschaltung 16 angelegt werden sollen, „nach", um die Wirkungen der Temperaturveränderung zu kompensieren. Weitere Einzelheiten zum Laden des ROM 14 sind in der o.g. US 5,223,853 zu finden.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung kann der Messzeitraum jeder beliebige Zeitraum während des Druckvorgangs, sogar während des Druckens einer Bahn, sein und ist nicht auf die Erzeugung von Temperatursteuersignalen nur am Ende einer Druckbahn begrenzt.
Wie weiter in 1 dargestellt, ist ein Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis 30 gezeigt und elektrisch mit dem temperaturgesteuerten Oszillator verbunden. Wie beschrieben, erzeugt der temperaturgesteuerte Oszillator ein periodisches Signal, dessen Frequenz temperaturabhängig ist. Die Ausgabe des temperaturgesteuerten Oszillators kann jedoch aufgrund von Abwandlungen in den Herstellungsvorgängen, die verwendet wer den, um den temperaturgesteuerten Oszillator 20 auf dem Druckkopf auszubilden, variieren. Folglich wird der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis verwendet, um die ursprüngliche Ausgabe des temperaturgesteuerten Oszillators einzustellen, so dass der eingestellte temperaturgesteuerte Oszillator genau eine Ausgabe bereitstellt, die mit den Temperatursensoren des temperaturgesteuerten Oszillators in Verbindung stehen. Folglich kann durch Einbau eines Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises in den temperaturgesteuerten Oszillator die Ausgabe eingestellt werden, so dass die Ausgabewerte von Drucker-Rohchip zu Drucker-Rohchip, Druckkopf zu Druckkopf und von Drucker zu Drucker einheitlich sind.
Um den Ausgabewert des temperaturgesteuerten Oszillators 20 einzustellen, umfasst der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis eine Vielzahl von Eingängen 32, welche Eingangssignale zum Einstellen des Ausgangssignals f(T) empfangen. Ein Beispiel eines Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises gemäß dem Stand der Technik ist in 2 dargestellt. Der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis des Standes der Technik umfasst einen Durchbrenn-Eingang 34, der mit einem Schmelzsicherungselement 36 verbunden ist, dessen eines Ende mit Masse verbunden ist und dessen anderes Ende an einem Puffer 38 befestigt ist, dessen Ausgang ein Pufferlogikausgang 40 ist. Ein Widerstand 41 ist zwischen eine Spannungszufuhr V_CC und den Eingang zum Puffer 38 geschaltet. Wenn in diesem Schaltkreis ein Eingangssignal in den Durchbrenn-Eingang 34 eingegeben wird und eine ausreichende Menge an Strom enthält, brennt das Schmelzsicherungselement 36 durch oder wird in einen offenen Zustand gezwungen. In Reaktion darauf wird die Logikausgabe des Ausgangs 40 bei einer Zufuhrspannung V_CC eingerichtet. Wenn jedoch das Schmelzsicherungselement 36 intakt bleibt, dann wird der Pufferlogikausgang 40 wegen der Verbindung mit Masse auf niedrigem Niveau angesteuert.
In dieser Art von herkömmlichem Schaltkreis ist das am Pufferlogikausgang 40 vorhandene Ausgangssignal vollständig vom Zustand der Schmelzsicherungsverbindung 36 abhängig, ungeachtet eines Eingangssignals am Eingang 34. Wenn zum Beispiel ein am Durchbrenn-Eingang 34 angelegtes Signal unzureichend ist, um das Schmelzsicherungselement 36 in einen offenen Zustand zu zwingen, dann wäre die Ausgabe am Pufferlogikausgang 40 ein Wert von ungefähr Null. Wenn jedoch der Pufferlogikausgang 40 auf ein hohes Niveau angesteuert werden soll, abhängig von der Zufuhrspannung V_CC, dann wird das Schmelzsicherungselement 36 durch das Eingangssignal am Durchbrenn-Eingang 34 in einen offenen Zustand gezwungen. Folglich leiden die Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise des Standes der Technik daran, dass die Ausgabe solcher Schaltkreise vollständig vom Zustand des Schmelzsicherungselements 36 abhängt. Bei solchen Konstruktionen ist ein Simulieren eines durchgebrannten Schmelzsicherungselements nicht möglich, da das Ausgabeniveau am Ausgang 40 vollständig vom physikalischen Zustand der Schmelzsicherungsverbindung abhängt. Wenn nach der Zerstörung des Schmelzsicherungselements 36 herausgefunden wird, dass das Schmelzsicherungselement nicht in einen offenen Zustand hätte gezwungen werden sollen, dann ist es folglich nicht möglich, das Schmelzsicherungselement zu reparieren, um den vorherigen Zustand zu erreichen, insbesondere in einer integrierten Schaltung.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis 42 ist dargestellt, der ein Vorschaumerkmal beinhaltet, um die Simulation des Zustands einer Schmelzsicherungsverbindung 44 zu ermöglichen, welcher entweder einem offenen Zustand oder einem intakten Zustand entspricht, indem „normale" Eingangslogik-Spannungspegel verwendet werden. Der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis 42 umfasst eine Widerstandsvorrichtung, wie einen ersten Feldeffekttransistor 46, und eine Umschaltvor richtung, wie einen zweiten Feldeffekttransistor 48, von denen jeder entsprechende Gates 50 und 52 aufweist, die miteinander und mit einer Spannungszufuhr V_CC verbunden sind. Die Widerstandsvorrichtung kann einen Widerstand mit einem Widerstandswert sowie einen Transistor 46 umfassen, wie dargestellt. Ein Eingangsanschluss 54 empfängt ein Eingangssignal, das zu einem gemeinsamen Knoten übertragen wird, welcher den ersten Transistor 46 über eine Sicherung 44 mit dem zweiten Transistor 48 verbindet. Ein Puffer 56 ist mit dem Knoten 55 verbunden und bietet eine Puffer- oder Isolierfunktion zwischen dem Eingang 54 und einem Ausgang 58.
Wie in 3 gezeigt, dienen die zwei Transistoren 46 und 48 als ein Widerstandsteiler mit entsprechenden Ein-Widerständen oder Widerständen/Ein-Widerständen, die so gewählt sind, dass der untere Zweig des Schaltkreises mit der Schmelzsicherungsverbindung 44 und dem Transistor 48 weniger resistiv ist als der obere Zweig mit dem Transistor 46. In einem Ausführungsbeispiel soll der Transistor 46 fünf Mal so resistiv sein wie der Transistor 48. Wenn ein Widerstand verwendet würde, wäre das Verhältnis genauso. Folglich hat ein Quellanschluss 60, der mit dem Ausgangspuffer 56 verbunden ist, eine ausreichend niedrige Spannung, so dass der gepufferte Ausgang am Ausgang 58 auf einen logischen „Null"-Zustand gesetzt wird, wenn kein Eingangssignal am Eingang 54 angelegt ist. Dieser Zustand entspricht der Situation, in der die Schmelzsicherungsverbindung intakt bleibt. Wenn jedoch ein Eingangssignal am Eingangsanschluss 54 angelegt wird und einen bedeutsam hohen Spannungspegel aufweist, dann wird das gepufferte Ausgangssignal am Ausgang 58 zu einer logischen „Eins" gezwungen, welche dem Zustand entspricht, wenn die Schmelzsicherungsverbindung 44 in einen offenen Zustand gezwungen wird. Der Schaltkreis ist so ausgelegt, dass bei „normalen" Spannungspegeln (ungefähr 3,0 bis 5,0 Volt, zum Beispiel in nominalen 5VTTL und CMOS-Logikschaltkreisen) die Integrität und Verlässlichkeit der Schalt kreiselemente nicht gefährdet sind. Um den Ausgang in einen logischen Null-Zustand zu zwingen, kann das am Eingang 54 angelegte Eingangssignal entweder linksfließend sein, wie vorher beschrieben, oder ein niedriger logischer Spannungspegel kann angelegt werden, um einen Ausgangsspannungspegel von Null sicherzustellen.
Der Ausgangsanschluss 58 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist mit dem TCO-Schaltkreis 20 der 1 so verbunden, dass ein durchgebrannter Zustand oder ein intakter Zustand der Schmelzsicherungsverbindung 44 simuliert werden kann, indem ein Eingangssignal der beschriebenen Pegel am Eingang 54 angelegt wird. Folglich kann die vorliegende Erfindung entweder durchgebrannte oder intakte Zustände von einem oder mehreren Schmelzsicherungselementen eines elektronischen Schaltkreises zerstörungsfrei simulieren.
Solche Schmelzsicherungsverbindungen sind jedoch nicht auf die Anwendung beim temperaturgesteuerten Oszillator 20 beschränkt, sondern können auch bei einer Vielzahl von bekannten Schaltkreisen, einschließlich integrierten Schaltungen, verwendet werden. Funktionen wie logische Netzwerksynthese in ASICs, Kodieren oder Beschriftung von Seriennummern, Passwörtern oder elektronischen „Kombinationssperrungs"-Daten und die Speicherung von Leistungsdaten in einem Produkt, die gemessen wurden, bevor es den Endverbraucher erreicht. In solchen bekannten Schaltkreisen wird typischerweise unabhängig vom Schmelzsicherungselement selbst bestimmt, ob eine vorgegebene Schmelzsicherungsverbindung in einen offenen Zustand gezwungen wird oder intakt gelassen wird. Zum Beispiel wird in programmierbaren Logikvorrichtungen ein synthetisches logisches Netzwerk realisiert, indem die erforderlichen Sicherungen auf der Grundlage von Algorithmen, die von einem Compiler erzeugt werden, durchbrennen oder in einen offenen Zustand gezwungen werden. Eine Seriennummer ist eine bekannte digitale Größe, die in ein Gerät kodiert wird. Die gemessene Ausgangsleistung eines Geräts kann durch eine digitale Größe dargestellt werden, die in einer Vielzahl von Schmelzsicherungselementen kodiert ist. In diesen Fällen wird die typische Konfiguration eines Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises durch ein Schmelzsicherungselement beschrieben, das zwischen einem Masseknoten und einem „Durchbrenn"-Knoten liegt, wie in der Darstellung des Standes der Technik in 2 gezeigt. In diesen Konfigurationen ist eine Simulation einer durchgebrannten Sicherung nicht möglich, da eine „normale" logische Spannung, die am Eingang angelegt wird, das Schmelzsicherungselement zerstören würde.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht jedoch die Beobachtung einer Messung oder von Veränderungen im Verhalten eines Schaltkreises durch Simulieren von entweder durchgebrannten oder intakten Sicherungen, indem hohe oder niedrige logische Eingangspegel bei normalen Spannungspegeln für jede der verschiedenen Kombinationen von Sicherungen angelegt werden. Die gemessenen Werte des Verhaltens des Schaltkreises über die Kombinationen von simulierten Sicherungszuständen können dann mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen werden. Die Kombination von durchgebrannten und intakten Sicherungen, die sehr eng mit dem gewünschten Referenzausgangssignal in Verbindung steht, kann dauerhaft in einen Schaltkreis geschrieben oder programmiert werden, indem ein Eingangsspannungspegel über den normalen logischen Spannungen angelegt wird, der ausreichend ist, um das Sicherungselement oder die Elemente, die mit den gewünschten durchgebrannten Zuständen in Verbindung stehen, zu zerstören, aber niedrig genug ist, um die anderen verbleibenden Schaltkreiselemente nicht zu schädigen.
Sobald bestimmt wurde, welcher der gewünschten Ausgangszustände am Ausgang 58 erzeugt werden muss, um einer offenen oder durchgebrannten Schmelzsicherungsverbindung 44 zu ent sprechen, wird eine Spannung, die in Amplitude und Dauer ausreichend ist, um das Schmelzsicherungselement 44 zu zerstören, am Eingang 54 angelegt. Dieses Eingangssignal sollte eine Amplitude aufweisen, die niedrig genug ist, um den oberen Transistor 46, im Falle eines Transistors, und den Eingang zum Puffer 56 nicht zu schädigen. Der untere Transistor 48 gelangt in einen Lawinendurchbruchmodus, was einen wirksamen Kurzschluss verursacht, der wiederum die Schmelzsicherungsverbindung oder den Ausgangspuffer 56 zerstört. Die Spannung, die über den Knoten 54 am Drain angelegt wird, sollte einen ausreichend hohen Strom beinhalten, um das Schmelzsicherungselement 44 zu schmelzen oder in einen offenen Zustand zu zwingen, der in 4 gezeigt ist, da das Schmelzsicherungselement durch ein ausreichend hohes Eingangsamplitudensignal zerstört wurde. Es wurde herausgefunden, dass ein Eingangssignal von ungefähr 13 bis 15 Volt ausreichend ist, um die Schmelzsicherungsverbindung zu öffnen oder zu zerstören, ohne andere Bauteile zu schädigen.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Lage der einzelnen Transistoren verändert ist, so dass ein Eingangssignal von 5 Volt, das am Eingang angelegt wird, eine Ausgabe einer logischen Eins für die Zwecke der Simulation einer durchgebrannten Schmelzsicherungsverbindung erzeugt. Die Bezugszeichen bleiben die gleichen wie in 3 und 4, da die Bauteile die gleichen sind, aber die Lage jedes Transistors sowie der Schmelzsicherungsverbindung wurde verändert, wie dargestellt. Der Transistor 46 hat, wie bisher, eine Transkonduktanz, die fünf Mal so hoch ausgewählt ist wie die Transkonduktanz des Transistors 48. Um die zerstörungsfreie Simulation der Ausgangszustände zu erzielen, würde ein Eingangssignal von null Volt eine Ausgabe einer logischen Null erzeugen. Die Schmelzsicherungsverbindung wird in einen offenen Zustand gezwungen, wenn eine Spannung mit negativen 10 Volt oder weniger am Eingang angelegt wird. Wenn die Sicherung intakt ist und die Eingabe linksfließend ist, ist die Ausgabe folglich eine logische Null, und wenn die Sicherung durchbrennt und die Eingabe linksfließend ist, dann ist die Ausgabe eine logische Eins.
Während die Ausführungsbeispiele der 3, 4 und 5 NMOS-Transistoren beihalten, zeigt 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das PMOS-Transistoren beinhaltet. Wie dargestellt, wird eine Masseverbindung jeweils zu einem Gate 66 eines ersten Transistors 68 und einem Gate 70 eines zweiten Transistors 72 hergestellt. Ein Eingangsanschluss 74 ist mit einem gemeinsamen Knoten 76 verbunden, der mit einem Puffer 78 verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Ausgangsanschluss 80 verbunden ist. Eine Schmelzsicherungsverbindung 82 ist zwischen den Transistor 68 und den Knoten 76 geschaltet. Wie beim Ausführungsbeispiel der 4 kann ein ausreichend hoher Eingangsspannungspegel am Eingangsanschluss 74 angelegt werden, um die Schmelzsicherungsverbindung 82 in einen offenen Zustand zu zwingen.
7 zeigt einen einstellbaren temperaturgesteuerten Oszillator-Schaltkreis (TCO-Schaltkreis) der vorliegenden Erfindung. Der TCO-Schaltkreis 90 ist jeweils mit einem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis 92, 94, 96, 98 bzw. 100 verbunden. Jeder der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise wird durch einen der vorher in 3, 5 und 6 beschriebenen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise verkörpert. Ein einzelner zugänglicher Testeingangsanschluss 102, 104, 106, 108 und 110 ist jeweils mit jedem der verbundenen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise verbunden. Jeder der Testeingangsanschlüsse ist mit einem der Eingangsanschlüsse eines Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises, zum Beispiel Eingangsanschluss 54 der 3, verbunden. Jeder der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise umfasst einen Ausgangsanschluss 58, wie vorher be schrieben, der jeweils mit dem Gate eines dazugehörigen MOS-Transistors 112, 114, 116, 118 bzw. 120 verbunden ist. Jeder der MOS-Transistoren 112, 114, 116, 118 und 120 ist jeweils mit einem dazugehörigen Kondensator 122, 124, 126, 128 und 130 verbunden. Diese fünf Kondensatoren sind ebenfalls mit einem Eingang 132 eines Schmitt-Triggers 134 verbunden. Ein Ausgangssignal an einem Schmitt-Trigger-Ausgang 136 wird zumindest teilweise durch den anwesenden oder abwesenden Zustand jedes der Kondensatoren 122, 124, 126, 128 und 130 bestimmt, deren Zustand durch den simulierten oder tatsächlichen Zustand des Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises jedes der jeweils verbundenen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise 92, 94, 96, 98 und 100 bestimmt wird.
Wie vorher in Bezug auf die Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise der 3, 5 und 9 beschrieben, kann deren Ausgang entweder durch die Anlegung eines Eingangssignals am Eingang, um eine Schmelzsicherungsverbindung zu simulieren, die entweder in einen offenen Zustand gezwungen wird oder intakt ist, bestimmt werden, oder deren Ausgang kann dauerhaft durch Anlegen eines Spannungspegels an den jeweiligen Eingängen, wie vorher beschrieben, festgelegt werden.
Der TCO-Schaltkreis wird gemäß einem vorbestimmten Referenzwert abgestimmt, der mit einem Ausgangssignal an einem Ausgang 140 verglichen wird. Der TCO-Schaltkreis umfasst einen ersten Temperaturmesswiderstand 142, der zwischen eine Spannungszufuhr VCC und den Eingang 132 des Schmitt-Triggers 134 geschaltet ist, und einen zweiten Messwiderstand 144, der mit einem Eingang 146 eines zweiten Schmitt-Triggers 148 verbunden ist, der eine Ausgabe von einem Ausgang 136 über ein NICHT-Gate 147 und einen Transistor 149 empfängt. Der zweite Schmitt-Trigger 148 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Kondensator 150, der zwischen den Eingang 146 und Masse geschaltet ist, und einen NMOS-Transistor 152, der ebenfalls zwischen den Ein gang 146 und Masse geschaltet ist. Ein Teilerschaltkreis 154 umfasst einen Ausgang 156, der mit einem NMOS-Transistor 158 verbunden ist, der verwendet wird, um die Frequenz am Ausgang 140 durch Teilen der internen Schaltkreisfrequenz durch zwei unter Verwendung der dargestellten WEDER-NOCH-Gates, eines Inverters und eines Zählers, auch bekannt als Flip-Flop oder dezimaler 2-Zähler, festzulegen.
Während der Schaltkreis 90 ausgelegt ist, um ein Signal am Ausgang 140 einschließlich einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen, welche die gemessenen Temperaturen darstellt, muss der Ausgang 140 aufgrund von Abwandlungen der Herstellung der integrierten Schaltungen, falls notwendig, in Bezug auf das vorbestimmte Referenzsignal bestimmt und abgestimmt werden. Folglich kann der Ausgang 140 eingestellt werden, falls notwendig, indem fünf Eingangssignale gleichzeitig an den Eingängen der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise angelegt werden und dann der logische Zustand jeder der Eingänge variiert wird, so dass ein Ausgabebereich erzeugt werden kann, der dann mit dem vorbestimmten Wert am Ausgang 140 verglichen wird.
Wie in 8 dargestellt, beginnt ein Flussdiagramm zum Festlegen der Betriebseigenschaften eines Schaltkreises mit Schmelzsicherungsverbindungen mit der Bestimmung eines gewünschten Ausgangssignals in Schritt 160. In Schritt 162 wird bzw. werden ein oder mehrere Eingangssignal(e) an dem Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis angelegt, der, wie beschrieben, jeden der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise 92, 94, 96, 98 und 100 enthalten kann. Wenn zum Beispiel kein Signal oder ein Signal mit niedrigem Pegel am Eingang 102 angelegt wird, dann wäre die Ausgabe am Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis 92 eine Ausgabe auf Pegel einer logischen „0", da der Transistor 48 der 3 aufgrund des Konstruktionsverhältnisses zwischen den zwei Transistoren stärker leitet als der Transistor 60 der 3. Der Transistor 112 wird dann ausgeschaltet gelassen und der Kondensator 122 ist im Eingangsschaltkreis zum Schmitt-Triggers 134 elektrisch abwesend. Wenn jedoch das Eingangssignal am Eingang 102 ausreichend hoch ist, dann ist der Zustand des Transistors 48 in 3 belanglos, da das übergeordnete Eingangssignal die Ausgabe auf eine logische „1" setzt, wodurch der Transistor 112 eingeschaltet wird. Der Kondensator 122 ist im Eingangsschaltkreis zum Schmitt-Trigger 134 elektrisch anwesend.
Da die Ausgänge jedes Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises simuliert werden können, indem Eingänge daran angelegt werden, wird ein Signal an jedem der Eingänge angelegt und ein Ausgangssignal, das am Ausgang 140, wie in Schritt 164 überprüft, erzeugt wurde, wird mit dem gewünschten Ausgangssignal in Schritt 166 verglichen. Wenn das erzeugte Ausgangssignal nicht mit dem gewünschten Ausgangssignal übereinstimmt oder nicht zu diesem passt, dann wird ein zweiter Satz von Eingangssignalen an jedem der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise angelegt, um in Schritt 168 ein neues Ausgangssignal zu erzeugen. Zum Beispiel könnte der erste Satz von Eingangssignalen keine Eingangssignale zu jedem der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise sein. Ein zweiter Satz von Eingangssignalen könnte ein Signal mit hohem Pegel beinhalten, das nur am Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis 100 angelegt wird. Auf diese Weise wird ein anderer Satz an Eingangssignalen festgelegt, so dass die Anzahl von Kombinationen der Eingänge gleich 2^N wäre, wobei N gleich der Anzahl der Eingangsanschlüsse ist, oder fünf wie im beschriebenen Schaltkreis 90 in 7. Sobald das erzeugte Ausgangssignal dem gewünschten Ausgangssignal, wie in Schritt 166 bestimmt, entspricht, dann werden entsprechende Erzwingungssignale an einem oder mehreren der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise angelegt, um die Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreise zu programmieren, um den gewünschten Ausgangszustand in Schritt 170 dauerhaft festzulegen. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis 100 der einzige Schaltkreis unter den fünf Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreisen ist, für den bestimmt wurde, dass seine Schmelzsicherungsverbindung in einen offenen Zustand gezwungen wird, dann wird ein ausreichend hohes Eingangssignal am Eingang 110 angelegt, um den Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis in einen offenen Zustand zu zwingen. Somit wird der Kondensator 130 im Eingangsschaltkreis zum Schmitt-Trigger 134 platziert.
Aufgrund von Variationen in den vielen Schritten, die bei der Herstellung von TIJ-Heiz-Wafern involviert sind, sind die Variationen in der natürlichen Frequenz der TCOs von Rohchip zu Rohchip, Wafer zu Wafer und Charge zu Charge groß genug, um eine Abstimmung oder Kalibrierung dieses Schaltkreises zu erfordern. Die Vielzahl von geeignet bemessenen Kondensatoren, jeder verbunden mit einem „Such- und Durchbrenn"-Schaltkreis, ermöglicht eine nahezu lineare Abstimmungsmöglichkeit der TCO-Periode. Eine Testvorrichtung (z. B. während der Waferuntersuchung oder nach der Montage des Druckkopfs) würde alle 2^N simulierten Kombinationen aus offen und durchgebrannt der Vielzahl von Eingängen durchlaufen, um zur engsten Übereinstimmung mit dem Referenzstandard zu gelangen. Die dazugehörigen Zustände, die dem korrekt ausgegebenen TCO-Zeitraum entsprechen, werden dann auf den Chip geschrieben, wie vorher erläutert.
Während die hier offenbarten Ausführungsbeispiele bevorzugt sind, wird aus dieser Lehre anzuerkennen sein, dass verschiedene alternative Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen durch die Fachleute auf dem Gebiet durchgeführt werden können. Zum Beispiel offenbart das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung den Druckkopf 12, der die Schaltung umfasst, die zur Implementierung der Temperaturmessfunktion (Oszillator 20, Zähler 22, Lesesteuerung 26 und Synchronisierer 24) verwendet wird, die auf dem Druckkopfsubstrat ausgebildet ist. Die Verweis- und Impulserzeugungseinstellung wird unter Verwendung der Schaltung in der Steuerung 10 erreicht. 8 zeigt einen Druckkopf 12, der so modifiziert ist, dass alle der oben beschriebenen Funktionen auf einem einzigen IC-Chip 170 auf dem Druckkopf ausgebildet sind; zum Beispiel enthält der Chip 171 den Datenwandler 172, den Oszillator 20, den Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis 30, den Zähler 12, den Synchronisierer 24, die Lesesteuerung 26 und den ROM 14. Eine vollständige Integration der Temperaturmessfunktion wird somit ermöglicht. Jedoch können wesentliche Bestandteile der Schaltkreise und Unter-Schaltkreise entweder auf der Steuerung (10) und/oder dem Druckkopf 12 beinhaltet sein.
Während diese Erfindung in Verbindung mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel derselben beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen für die Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich sind. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern ist bei jedem beliebigen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis, der zum Programmieren oder Festlegen des Ausgangs eines elektronischen Schaltkreises verwendbar ist, anwendbar. Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung, auch wenn sie in Bezug auf einen thermischen Tintenstrahl-Druckkopf beschrieben wurde, nicht hierauf beschränkt, da die vorliegende Erfindung Anwendungen neben dem beschriebenen temperaturgesteuerten Oszillator umfasst. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein Ausführungsbeispiel einer integrierten Schaltung mit den beschriebenen hergestellten Transistoren beschränkt, sondern kann andere Arten von elektrischen Schaltungen umfassen.

Claims

Tintenstrahl-Druckkopf, umfassend: eine Temperaturmessvorrichtung mit einem Ausgang, der ein Ausgangssignal gemäß einer gemessenen Temperatur des Tintenstrahl-Druckkopfs überträgt; einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis, der mit der Temperaturmessvorrichtung verbunden ist, um deren Ausgangssignal einzustellen, einschließlich einer Schmelzsicherungsverbindung mit einem Schwellenwert, über welchem die Schmelzsicherungsverbindung bei Aufbringung einer Schwellenwertbedingung an dieser in einen offenen Zustand gezwungen wird; und einen Schaltkreis, der mit der Schmelzsicherungsverbindung verbunden ist, mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei ein Ausgangssignal am Ausgang in Reaktion auf ein Signal, das am Eingang angelegt ist, erzeugt wird, wobei das Ausgangssignal einen Ausgangszustand bereitstellt, der zerstörungsfrei den offenen Zustand der Schmelzsicherungsverbindung als ein Vorschaumerkmal simuliert.
Tintenstrahl-Druckkopf nach Anspruch 1, wobei der Schaltkreis eine integrierte Schaltung umfasst.
Tintenstrahl-Druckkopf nach Anspruch 1, wobei der Schaltkreis eine Umschaltvorrichtung umfasst, wobei die Umschaltvorrichtung elektrisch mit der Schmelzsicherungsverbindung verbunden ist.
Thermischer Tintenstrahldrucker, umfassend: einen Druckkopf, um Tintentropfen in Reaktion auf selektiv angelegte elektrische Eingangssignale auszustoßen; eine mit dem Druckkopf verbundene Temperaturmessvorrichtung mit einem Ausgang, der ein Ausgangssignal gemäß einer gemessenen Temperatur des Tintenstrahl-Druckkopfs überträgt; einen Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis, der mit der Temperaturmessvorrichtung verbunden ist, um deren Ausgangssignal einzustellen, einschließlich einer ersten Umschaltvorrichtung mit einem ersten Anschluss, einer zweiten Umschaltvorrichtung mit einem zweiten Anschluss, der mit dem ersten Anschluss verbunden ist, einem Eingangsanschluss, der mit der ersten Umschaltvorrichtung und der zweiten Umschaltvorrichtung verbunden ist, um ein Eingangssignal zu empfangen; und einem Ausgangsanschluss, der mit der ersten Umschaltvorrichtung und der zweiten Umschaltvorrichtung verbunden ist, wobei ein Ausgangssignal am Ausgang in Reaktion auf das Eingangssignal erzeugt wird, wobei das Ausgangssignal einen Ausgangszustand umfasst, der zerstörungsfrei einen offenen Zustand des Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreises als ein Vorschaumerkmal simuliert.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 4, wobei der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis einen Einspeisungseingang umfasst, der mit dem ersten Eingang und dem zweiten Eingang verbunden ist, um ein elektrisches Signal zu empfangen.
Tintenstrahldrucker nach Anspruch 5, wobei das elektrische Signal einen Spannungswert umfasst.
Verfahren zum Einstellen des Ausgangs einer Temperaturmessvorrichtung auf einem Tintenstrahl-Druckkopf nach Anspruch 1 mit einem Ausgangsanschluss, der ein gewünschtes Ausgangssignal überträgt, wobei der elektronische Schaltkreis einen Schmelzsicherungs- Verbindungsschaltkreis mit einem Eingangsanschluss und einer Schmelzsicherungsverbindung umfasst, umfassend die Schritte: Anlegen eines Eingangssignals am Eingangsanschluss; Überprüfen eines Ausgangssignals, das am Ausgangsanschluss in Reaktion auf das angelegte Eingangssignal erzeugt wird; Vergleichen des geprüften Ausgangssignals mit dem gewünschten Ausgangssignal, um zu bestimmen, ob das geprüfte Ausgangssignal dem gewünschten Ausgangssignal entspricht; und Anlegen eines Erzwingungssignals am Eingangsanschluss, um die Schmelzsicherungsverbindung in einen offenen Zustand zu zwingen, wenn der Vergleichsschritt anzeigt, dass das geprüfte Ausgangssignal dem gewünschten Ausgangssignal entspricht.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der zweitgenannte Schritt des Anlegens ein Erzwingungssignal am Eingangsanschluss umfasst, das sich vom vorher angelegten Eingangssignal unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schmelzsicherungs-Verbindungsschaltkreis eine Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen und eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen umfasst, die jeweils mit der Vielzahl von Schmelzsicherungsverbindungen verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der erstgenannte Schritt des Anlegens ein gleichzeitiges Anlegen einer Vielzahl von Eingangssignalen jeweils an der Vielzahl von Eingangsanschlüssen umfasst.