DE19837891B4 - Thermischer Tintenstrahldruckkopf und Druckertemperatursteuer-Vorrichtung und -Verfahren - Google Patents

Thermischer Tintenstrahldruckkopf und Druckertemperatursteuer-Vorrichtung und -Verfahren Download PDF

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Abstract

Thermische Tintenstrahldruckvorrichtung mit folgenden Merkmalen:
einem Chip (11);
einer Mehrzahl von Abfeuerelementen (13) auf dem Chip;
einem Temperatursensor (44) auf dem Chip, der ein Sensorspannungsausgangssignal (46) aufweist, das proportional zu einer erfaßten Temperatur ist;
einem Digital-zu-Analog-Wandler (34), der einen digitalen Eingang (32) und ein Wandlerspannungsausgangssignal (40) aufweist, das proportional zu dem Wert eines digitalen Worts ist, das durch den digitalen Eingang empfangen wird; und
einem Komparator (50), der einen ersten Eingang, der mit dem Sensorspannungsausgang (46) verbunden ist, und einen zweiten Eingang aufweist, der mit dem Wandlerspannungsausgang (40) verbunden ist, und der betreibbar ist, um ein Äquivalenzsignal ansprechend darauf zu erzeugen, daß die Wandlerausgangsspannung (40) die Sensorausgangsspannung (46) überschreitet,
wobei das digitale Wort, das beim Erzeugen des Äquivalenzsignals an dem digitalen Eingang (32) empfangen wurde, als Temperaturwertcode verwendet wird.

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf thermische Tintenstrahldrucker und insbesondere auf die Steuerung der Druckkopftemperatur.
  • Tintenstrahldruckvorrichtungen verwenden Stifte, die Farbstofftröpfchen auf eine bedruckbare Oberfläche schießen, um ein Bild zu erzeugen. Derartige Vorrichtungen können in einer breiten Vielfalt von Anwendungen, einschließlich Computerdrucker, Plotter (Zeichengeräte), Kopierer und Faksimilegeräte, verwendet werden. Zur Zweckmäßigkeit werden die Konzepte der Erfindung in Zusammenhang mit einem Drucker erörtert. Ein Tintenstrahldrucker umfaßt typischerweise einen Druckkopf, der eine Vielzahl von unabhängig adressierbaren Abfeuereinheiten aufweist, die auf einem Siliziumchip zusammen mit einer Verbindungsschaltungsanordnung positioniert sind. Jede Abfeuereinheit umfaßt eine Tintenkammer, die mit einer allgemeinen Tintenquelle und mit einer Tintenauslaßdüse verbunden ist. Ein Wandler innerhalb der Kammer liefert den Impuls zum Ausstoßen von Tintentröpfchen durch die Düsen. Bei thermischen Tintenstrahldruckern sind die Wandler Dünnfilmabfeuerwiderstände, die ausreichend Wärme während des Anlegens eines kurzen Spannungspulses erzeugen, um eine Tintenmenge zu verdampfen, die ausreicht, um ein flüssiges Tröpfchen auszustoßen.
  • Es ist wichtig, eine gesteuerte Temperatur des Chips bei thermischen Tintenstrahldruckern aufrecht zu erhalten. Unterhalb einer normalen Betriebstemperatur werden Widerstandsabfeuercharakteristika beeinflußt, und die Tintenviskosität beeinträchtigt den normalen Fluidfluß. Folglich werden die Gesamtdruckleistung und die Gesamtdruckgleichmäßigkeit beeinträchtigt, und es ist eine thermische Steuerung erforderlich. Eine thermische Steuerung ist ferner erforderlich, um übermäßige Stifttemperaturen zu erfassen, die z. B. bei Fällen auftreten können, bei denen ein extrem anspruchsvolles durchgehendes Drucken mit hoher Geschwindigkeit auftritt, oder wenn eine Entleerung des Tintenvorrats erfolgt, ohne daß dies erfaßt wird. Derartige übermäßige Temperaturen können einen katastrophalen Stiftfehler aufgrund eines thermischen Weglaufens erzeugen, was einen kostspieligen Komponentenersatz oder eine kostspielige Wartung erforderlich macht.
  • Existierende Tintenstrahldrucker überwachen die Chiptemperatur unter Verwendung eines Dünnfilmsensorwiderstands auf dem Chip. Der Drucker ist mit einem Sensorwiderstand über eine Leitung in dem Verbindungssatz verbunden, der ferner verwendet wird, um Leistung und Druckdaten zu dem Chip zu liefern. Die Druckerschaltungsanordnung umfaßt im wesentlichen ein digitales Ohmmeter, das den Widerstandswert des Sensorwiderstands liest und die Widerstandstemperatur basierend auf dem Prinzip ableitet, daß der Widerstandswert proportional zu der Temperatur ist. Dieses System weist eine begrenzte Genauigkeit auf, da der Sensorwiderstand lediglich eine schwache analoge Signalspannung liefert, die sich lediglich leicht ansprechend auf die Temperatur ändert, wobei eine typische Spannungsänderung 5 mV/°C ist. Dies ist eine besondere Sorge, da die zahlreichen anderen Leitungen der Verbindungs- und Flex-Schaltung, die den Drucker mit dem Chip verbinden, elektrisch sehr rauschig sind, wobei Ströme bis zu 8 A einem Hochgeschwindigkeitshartschalten während normaler Druckeroperationen unterzogen werden. Folglich kann die relativ schwache Spannung, die die Temperatur anzeigt, verzerrt werden oder in dem EMI-Rauschen (EMI = Electro-Magnetic Interference = Störstrahlung) verloren gehen, das während des Druckens erzeugt wird. Zusätzlich können die Druckeroperationen zum Messen der Chiptemperatur einen zusätzlichen Berechnungsmehraufwand erfordern, der die Steuerungsresourcen verlangsamen kann oder dieselben von der Druckoperation abzweigt.
  • Aus der EP 0 658 429 A2 ist eine Steuerschaltung zum Regeln der Temperatur in einem Tintenstrahldruckkopf bekannt. Die Ausgangsspannung einer programmierbaren Spannungsquelle wird an einem Komparator mit dem Ausgangssignal eines thermischen Sensors verglichen, wobei auf der Basis des Ausgangssignals des Komparators ein Düsentreiber angesteuert wird.
  • Aus der JP 2-78570 A ist eine Druckvorrichtung bekannt, bei der eine Druckkopftemperatur, die über einen Thermistor erfasst wird, über einen A/D-Wandler gelesen wird. Wenn die Kopftemperatur geringer als eine untere Grenztemperatur ist, wird ein Heizer mit Energie versorgt. Wenn die Temperatur die untere Grenztemperatur übersteigt, wird der Betrieb des Heizers gestoppt. Ferner wird, wenn die Kopftemperatur eine obere Grenztemperatur übersteigt, für eine spezifische Zeit gewartet, um ein natürliches Abkühlen des Kopfes zu bewirken.
  • Die US 4,910,528 befasst sich mit einem thermischen Steuerungssystem für einen Tintenstrahldrucker, bei dem die momentane Temperatur gemessen wird, eine Wärmebelastung bei einem nachfolgenden Durchlauf über ein Druckmedium vorhergesagt wird und eine Temperatursteuerung bzw. eine Modifikation des Betriebs des Druckers, wenn nötig, entsprechend durchgeführt wird.
  • Die US 5,223,853 befasst sich mit einer elektronischen Punktgrößensteuerung in einem thermischen Tintenstrahldrucker, der einen Druckkopf aufweist. In dem Druckkopf umfasst jede Ausstoßeinrichtung ein Heizelement, das ansprechend auf elektrische Eingangssignale betätigbar ist, wobei jedes Eingangssignal eine Amplitude und eine Zeitdauer aufweist, die wählbar an das Heizelement angelegt werden können, um eine temporäre Dampfblase zu erzeugen und zu bewirken, dass eine Tintenmenge ausgestoßen wird. Die Temperatur der Tinte in dem Druckkopf wird erfasst, wobei eine Kombination des Leistungspegels und der Zeitdauer des elektri schen Eingangssignals für das Heizelement, um eine gewünschte Größe einer Markierung auf einem Aufzeichnungsmedium zu bewirken, ausgewählt wird, indem die erfasste Temperatur der Tinte in eine vorbestimmte Funktion eingesetzt wird, die die Energie des elektrischen Eingangssignals mit der entsprechenden Markierungsgröße in Beziehung setzt.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine thermische Tintenstrahlvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Druckchips eines thermischen Tintenstrahldruckers zu schaffen, die eine genauere, weniger störanfällige Erfassung und Steuerung der Temperatur des Chips, ohne den Druckerbetrieb zu beinträchtigen, ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine thermische Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 11 und ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Druckchips eines thermischen Tintenstrahldruckers gemäß Anspruch 7 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung überwindet die Beschränkungen des Stands der Technik durch Schaffen eines thermischen Tintenstrahldruckkopfs mit zahlreichen Abfeuerelementen auf einem Chip, und durch einen Temperatursensor auf dem Chip mit einem Sensorspannungsausgangssignal, das proportional zu einer erfaßten Temperatur ist. Ein Digital-zu-Analog-Wandler weist eine digitale Eingangs- und eine Ausgangs-Spannung auf, die proportional zu dem Wert eines digitalen Worts ist, das durch den digitalen Eingang empfangen wird, und ein Komparator weist einen ersten Eingang, der mit dem Sensorspannungsausgang verbunden ist, und einen zweiten Eingang auf, der mit dem Wandlerspannungsausgang verbunden ist. Der Komparator erzeugt ein Äquivalenzsignal, wenn die Wandlerausgangsspannung die Sensorausgangsspannung überschreitet. Der Druckkopf kann eine Temperatursteuerung aufweisen, die das digitale Wort mit einem vorausgewählten Temperaturschwellenwert vergleicht, um zu bestimmen, ob die Temperatur innerhalb eines ausgewählten Bereichs liegt, und die die Temperatur des Chips ansprechend auf eine Bestimmung ändert, daß die Temperatur außerhalb des ausgewählten Bereichs liegt.
    •
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Drucksystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 2 ein schematisches Blockdiagramm einer Temperaturmeß- und Steuer-Schaltung eines thermischen Tintenstrahls des Ausführungsbeispiels von 1.
  • 1 zeigt eine Temperaturmeß- und Steuer-Schaltung 10, die sich auf einem Chip 11 eines thermischen Tintenstrahldruckkopfs befindet, der aus einem Drucker 12 entfernbar ist. Der Chip 11 umfaßt eine Abfeuerschaltungsanordnung 13 mit einem Array von herkömmlichen Tintenstrahlabfeuerwiderständen, die multiplexiert sind, und die mit der Druckerelektronik über einen Mehrleitungsbus verbunden sind, und eine Logiksteuerschaltungsanordnung 14, die mit den verschiedenen Elementen der Temperaturschaltungsanordnung 10 und der Abfeuerschaltungsanordnung 13 verbunden ist, und die mit dem Drucker durch eine einzige serielle Datenbefehlsleitung verbunden ist.
  • Wie in 2 gezeigt, umfaßt die Temperaturschaltungsanordnung 10 einen Meßabschnitt 15 und einen Steuerabschnitt 16. Der Meßabschnitt 15 umfaßt einen digitalen Zähler 20 mit einem Freigabeeingang 22, einem Takteingang 24 und einem Neueinstelleingang 26. Der Zähler 20 weist einen 7-Bit-Ausgangsbus 30 und einen 7-Bit-Steuerbus 32 auf. Der Zähler 20 ist betreibbar, um ein 7-Bit-Digitalwort in einem inneren Register zu erzeugen, das ansprechend auf Pulse, die auf der Taktleitung 24 empfangen werden, inkrementiert, während die Freigabeleitung 22 in einem niedrigen Zustand gehalten wird. Wenn sich das Freigabesignal in einem hohen Zustand befindet, werden die Registerinhalte konstant gehalten. Wenn die Neueinstelleitung 26 gepulst ist, wird das Zählerregister auf Null gelöscht. Die Registerinhalte werden als hohe oder niedrige logische Zustände auf den jeweiligen Leitungen der Ausgangsbusse 30, 32 ausgedrückt.
  • Der Steuerbus 32 des Zählers 20 ist mit den Eingängen eines Digital-zu-Analog-Wandlers (DAC; DAC = Digital to Analog Converter) 34 verbunden, der eine Analogbezugsspannungseingangsleitung 36 und eine Analogspannungsausgangsleitung 40 aufweist. Der DAC erzeugt eine Ausgangsspannung, die proportional zu der Spannung auf der Eingangsleitung 36 und zu dem Wert des digitalen Worts ist, das an dem Steuerbus 32 empfangen wird. Wenn der Steuerbus nur Nullen empfängt, ist die Ausgangsspannung die Hälfte der Bezugsspannung, und wenn der Steuerbus nur Einsen empfängt, ist die Ausgangsspannung gleich der Bezugsspannung auf der Leitung 36. Ein Bezugsspannungsgenerator 42 erzeugt die Bezugsspannung und umfaßt eine herkömmliche Schaltungsanordnung, um eine stabile Spannung ungeachtet der Temperaturvariationen oder der Herstellungsprozeßvariationen beizubehalten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Bezugsspannung 5,12V ± 0,1 V.
  • Der Meßabschnitt 15 umfaßt einen Spannungsgenerator 44 auf dem Chip, der eine Meßspannung auf der Leitung 46 erzeugt. Die Meßspannung ist proportional zu der absoluten Temperatur des Chips und weist eine im wesentlichen lineare Ausgangsspannung relativ zu der Temperatur auf. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Meßspannung gleich 2,7 V + (10 mV × T), wobei die Temperatur in Grad Celsius ausgedrückt wird, derart, daß beispielsweise die Spannung 2,7V bei dem Gefrierpunkt von Wasser ist.
  • Ein Spannungskomparator 50 weist einen ersten Eingang, der mit der DAC-Ausgangsspannungsleitung 40 verbunden ist, und einen zweiten Eingang auf, der mit dem Spannungsgeneratorausgang 46 verbunden ist. Wenn die Spannung des DAC die Meßspannung auf der Leitung 46 überschreitet, wird der Komparator einen logisch hohen Zustand auf einer Wandlerausgangsleitung 52 ausdrücken, die mit der Steuerlogikschaltungsanordnung 14 und mit der Freigabeleitung des Zählers 22 verbunden ist.
  • Die Temperaturerfassungsschaltungsanordnung kann kontinuierlich und unabhängig von den Druckoperationen auf dem gleichen Chip 12 arbeiten. Wenn der Druckkopf gerade in einen Drucker eingebaut wird, oder wenn der Drucker gerade eingeschaltet wird, wird beim Betrieb der Zähler neu auf Null eingestellt, so daß eine Temperaturmessung beginnen kann. Wenn das digitale Wort Null zu dem DAC übertragen wird, wertet der Komparator 50 aus, ob das Ausgangssignal des DAC 34 das Ausgangssignal des Spannungsgenerators 44 überschreitet. Wenn dies der Fall ist, schaltet das Wandlerausgangssignal auf einen hohen Zustand um, was der Logikschaltungsanordnung 14 signalisiert, daß eine Messung abgeschlossen ist, und den Zähler 20 bezüglich eines weiteren Inkrementierens durch Übertragen dieser Spannung zu dem Freigabeeingang 22 sperrt. Wenn die DAC-Spannung unterhalb der Temperaturmeßspannung ist, verbleibt das Komparatorausgangssignal in einem niedrigen Zustand, was den Zähler 20 in einem freigegebenen Zustand hält. In diesem Zustand spricht der Zähler 20 auf den nächsten Taktpuls durch Inkrementieren des digitalen Worts in dem Register desselben durch ein einziges Bit an. Ansprechend darauf wird die DAC-Ausgangsspannung durch einen Schritt inkrementiert, und der Komparator wertet aus, ob das erhöhte DAC-Ausgangssignal die Meßspannung überschreitet. Der Inkrementierungsprozeß fährt solange nach oben fort, bis die DAC-Spannung gerade die Meßspannung überschreitet. Wenn dies auftritt, schaltet der Wandlerausgang in einen hohen Zustand um, was der Logikschaltungsanordnung 14 signalisiert, daß eine Messung abgeschlossen ist, und den Zähler 20 bezüglich eines weiteren Inkrementierens durch Übertragen dieser Spannung zu dem Freigabeeingang 22 sperrt. Wenn die DAC-Spannung gerade die Meßspannung überschritten hat, wird unter normalen Umständen das Zählerregister das digitale Wort enthalten und aufrechterhalten, das dem Temperaturniveau des Chips entspricht. Nachdem dieser codierte Temperaturwert von dem Zähler gelesen wurde, kann die Logikschaltungsanordnung 14 den Zähler 20 neu einstellen, derart, daß eine weitere Messung beginnen kann.
  • Der Temperatursteuerabschnitt 16 der Schaltung 10 dient dazu, um den berechneten Temperaturwertcode von dem Zähler zu lesen, um zu bestimmen, ob derselbe innerhalb eines vorausgewählten Bereichs liegt, und um den Chip zu wärmen, wenn derselbe zu kalt ist, oder um die Druckoperationen zu sperren oder zu verlangsamen, wenn die Temperatur zu hoch ist. Der Steuerabschnitt umfaßt ein Sensorausgaberegister 60, das mit dem Ausgangsbus 30 verbunden ist, um das digitale Wort zu empfangen und zu speichern, das von dem Zähler 20 empfangen wurde. Das Register 60 weist einen Ausgangsbus 62 auf, der mit einer digitalen Komparatorschaltung 64 verbunden ist. Das Register 60 ist mit einer Logikschaltungsanordnung verbunden, so daß die Logikschaltungsanordnung das Speichern des digitalen Worts einleiten kann, wenn das Signal "Messung abgeschlossen" von dem Wandler 50 empfangen wird, und so daß der Zähler 20 neu eingestellt und neu freigegeben werden kann, nachdem das Wort in dem Register 60 gespeichert wurde.
  • Der Komparator 64 weist drei Eingangsbusse auf: einen Bus 62 plus einem zweiten und einem dritten Bus, die mit einem Einstellpunktregister für eine untere Temperatur 66 bzw. mit einem Fehlereinstellpunktregister 70 verbunden sind. Jedes Einstellpunktregister ist mit einer Logikschaltungsanordnung auf dem Chip verbunden, die die Einstellpunktdaten von dem Drucker über die serielle Befehlsleitung empfängt. Die Einstellpunktwerte sind 7-Bit-Digitalworte, die auf dem gleichen Maßstab wie die gemessenen Temperaturdaten codiert sind. Der Einstellpunktwert der unteren Temperatur entspricht der minimalen akzeptierbaren Betriebstemperatur, unterhalb derer der Chip als nicht aufgewärmt betrachtet wird. Der Fehlertemperatureinstellpunktwert entspricht der maximalen akzeptierbaren Betriebstemperatur, über der der Chip als zu heiß betrachtet wird, um sicher und zuverlässig betrieben zu werden.
  • Der Komparator 64 weist eine Fehlerausgangsleitung 72 auf, die mit der Logikschaltungsanordnung 14 verbunden ist, und die auf einen niedrigen Zustand eingestellt ist, wenn der Wert des Sensorausgangsworts kleiner als der Wert des Fehlereinstellpunktwerts ist, und auf einen hohen Zustand eingestellt ist, wenn der Wert des Sensorausgangsworts größer als der Wert des Fehlereinstellpunktwerts ist. Eine Wärmeausgangsleitung 74 von dem Komparator 64 ist ferner mit der Logikschaltungsanordnung verbunden, und ist auf einen niedrigen Zustand eingestellt, wenn der Wert des Sensorausgangsworts größer als der Wert des Temperatureinstellpunktwerts ist, und auf einen hohen Zustand eingestellt, wenn der Wert des Sensorausgangsworts kleiner ist als der Wert des Temperatureinstellpunktwerts.
  • Die Logikschaltungsanordnung spricht auf ein niedriges Signal von beiden Ausgängen 72, 74 mit einem normalen Betrieb an. Wenn die Logikschaltungsanordnung einen hohen Pegel auf der Fehlerleitung erfaßt, signalisiert dieselbe dem Drucker über die Befehlsleitung entweder das Drucken zu stoppen und eine Fehlernachricht anzuzeigen oder das Drucken zu verlangsamen, um die Wärmeansammlung zu reduzieren. Die Logikschaltungsanordnung kann ferner direkt mit der Abfeuerschaltungsanordnung 13 verbunden sein, um Sperrfähigkeiten auf dem Chip für den Fall eines Druckerfehlers vorzusehen. Wenn die Logikschaltungsanordnung einen hohen Pegel auf der Wärmeleitung 74 erfaßt, aktiviert dieselbe die Wärmeschaltungsanordnung auf dem Chip, die solange fortfährt den Chip zu wärmen, bis das Wärmesignal ansprechend auf die gemessene Temperatur, die unter den ausgewählten Einstellpunkt fällt, in einen niedrigen Zustand fällt. Das Drucken wird verschoben oder eingestellt, bis das Wärmen abgeschlossen ist.
  • Beim normalen Betrieb wird die Temperatur unterhalb des unteren Einstellpunkts sein, wenn der Drucker gerade eingeschaltet wird, derart, daß das Wärmen für mehrere Temperaturmeßzyklen auftreten wird, bis der Einstellpunkt erreicht ist. Wenn der Drucker ein ist und sich in einem Leerlaufzustand befindet, wird das Wärmen das Zyklieren beginnen, sowie die Temperatur des Chips unter den Einstell punkt fällt, und das Zyklieren beenden, sowie die Temperatur den Einstellpunkt überschreitet, wodurch aufgrund des fortlaufenden und schnellen Meßzyklierens eine Temperatur innerhalb eines engen Bereichs beibehalten wird, der nicht breiter ist als es für ein ordnungsgemäßes Drucken erforderlich ist. Wenn das Drucken beginnt, wärmt sich der Chip durch den normalen Betrieb auf, was ein weiteres Wärmen unnötig macht, bis der Drucker sich in einem Leerlaufzustand befindet oder eine sehr spärliche Struktur druckt, bei der lediglich wenige Düsen abgefeuert werden. Wenn das Drucken sehr dicht ist, wobei die meisten oder alle Düsen für eine verlängerte Zeitdauer abfeuern, kann die Chiptemperatur die Fehlerschwelle erreichen, und das Drucken kann verlangsamt oder solange unterbrochen werden, bis die Chiptemperatur unter den Fehlerpegel fällt, oder insgesamt angehalten werden.
  • Um eine zusätzliche Steuerung vorzusehen, kann der Komparator 64 den Betrag, mit dem das Meßspannungswort von dem gewünschten Bereich abweicht, auswerten, und eine Handlung eines variierenden Betrags dementsprechend vornehmen. Ein leichtes Überschreiten des Fehlereinstellpunkts kann ein verlangsamtes Drucken einleiten, während ein größerer Abweichungsspielraum bewirkt, daß das Drucken angehalten wird. Ähnlich kann bei dem unteren Einstellpunkt eine schnellere Rate des Wärmens vorgesehen werden, bis eine erste Temperatur erreicht ist, und es kann eine langsamere Wärmrate vorgesehen werden, bis eine höhere Temperatur erreicht ist. Diese Merkmale erfordern es, daß die Ausgangsleitungen 72, 74 Mehrbitbusse sind.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das System einen Erfassungsbereich von 0°C bis 120°C und eine Nennumwandlungszeit von etwa 120 μs für 40°C bei 4 MHz Taktfrequenz auf. Der DAC ist ein 128-Elemente-Präzisionspolysiliziumstreifen mit 127 Abgriffen. Jeder Abgriff wird durch eine Serie von analogen Schaltern geleitet, die durch eine decodierte Version des Eingangsworts gesteuert werden. Die Bezugsspannung wird aus einem Bandlückenbezug abgeleitet und variiert um lediglich ±4% über mögliche Permutationen von Prozeß- und Betriebs-Temperaturen. Der DAC weist einen Offset von 2,56 V auf, um Entwurfsbeschränkungen des Sensors und der Komparatorschaltungen zu erleichtern, und derselbe weist eine Auflösung von 20 mV pro Inkrement auf, was eine Temperaturauflösung von ±2°C und von 2°C pro Zählwert in dem Ausgangsregister ergibt.

Claims (11)

  1. Thermische Tintenstrahldruckvorrichtung mit folgenden Merkmalen: einem Chip (11); einer Mehrzahl von Abfeuerelementen (13) auf dem Chip; einem Temperatursensor (44) auf dem Chip, der ein Sensorspannungsausgangssignal (46) aufweist, das proportional zu einer erfaßten Temperatur ist; einem Digital-zu-Analog-Wandler (34), der einen digitalen Eingang (32) und ein Wandlerspannungsausgangssignal (40) aufweist, das proportional zu dem Wert eines digitalen Worts ist, das durch den digitalen Eingang empfangen wird; und einem Komparator (50), der einen ersten Eingang, der mit dem Sensorspannungsausgang (46) verbunden ist, und einen zweiten Eingang aufweist, der mit dem Wandlerspannungsausgang (40) verbunden ist, und der betreibbar ist, um ein Äquivalenzsignal ansprechend darauf zu erzeugen, daß die Wandlerausgangsspannung (40) die Sensorausgangsspannung (46) überschreitet, wobei das digitale Wort, das beim Erzeugen des Äquivalenzsignals an dem digitalen Eingang (32) empfangen wurde, als Temperaturwertcode verwendet wird.
  2. Thermische Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 1, die einen Zähler (20) mit einem Ausgang aufweist, der mit dem digitalen Eingang (32) des Wandlers (34) verbunden ist, und der betreibbar ist, um das digitale Wort zu inkrementieren.
  3. Thermische Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der der Zähler (20) einen Signaleingang (22), der mit dem Komparatorausgang verbunden ist, und einen Datenausgang (30) aufweist, und bei der der Zähler (20) auf das Äquivalenzsignal anspricht, um das digitale Wort an dem Datenausgang zu übertragen.
  4. Thermische Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, die eine Temperatursteuereinrichtung (16) zum Vergleichen des digitalen Worts mit einem vorausgewählten Temperaturschwellenwert, um zu bestimmen, ob die Temperatur innerhalb eines ausgewählten Bereichs liegt, und zum Ändern der Temperatur des Chips ansprechend auf eine Bestimmung, daß die Temperatur außerhalb des ausgewählten Bereichs liegt, aufweist.
  5. Thermische Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Temperatursteuereinrichtung (16) ein Einstellpunktregister (66), das den vorausgewählten Wert enthält, ein Sensorregister (60), das das digitale Wort enthält, und einen Komparator (64) aufweist, der mit dem Einstellpunktregister (66) und mit dem Sensorregister (60) verbunden ist.
  6. Thermische Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, bei der sich die gesamte Schaltung auf dem Chip befindet.
  7. Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Druckchips (11) eines thermischen Tintenstrahldruckers, mit folgenden Schritten: Erzeugen einer Meßspannung (46) basierend auf einer Temperatur des Chips (11); Erzeugen eines digitalen Worts; Umwandeln des digitalen Worts in eine Bezugsspannung (40); folgendes Inkrementieren des digitalen Worts, um die Bezugsspannung (40) solange zu inkrementieren, bis die Bezugsspannung (40) die Meßspannung (46) überschreitet; und Kommunizieren des digitalen Worts zu einer Temperatursteuerschaltung (16).
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, das das Vergleichen der Meßspannung (46) mit der Bezugsspannung (40) nach jedem Schritt des Inkrementierens aufweist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 8, das das Anhalten des Inkrementierens ansprechend auf das Erfassen aufweist, daß die Meßspannung (46) die Bezugsspannung (40) überschreitet.
  10. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 9, das das Empfangen des digitalen Worts und das Vergleichen desselben mit einem vorausgewählten Temperaturschwellenwert aufweist.
  11. Thermische Tintenstrahldruckvorrichtung mit folgenden Merkmalen: einem Chip (11); einer Mehrzahl von Abfeuerelementen (13) auf dem Chip; einer Temperaturerfassungsschaltung (15) auf dem Chip, die einen digitalen Ausgang (30) aufweist, der die Temperatur des Chips (11) anzeigt; und einer Temperatursteuerschaltung (16), die mit dem digitalen Ausgang (30) verbunden ist; wobei die Temperatursteuerschaltung (16) einen Komparator (64) aufweist, der einen ersten Eingang, der mit dem digitalen Ausgang (30) der Temperaturerfassungsschaltung (15) verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit einem Einstellpunktbezugselement (66, 70) verbunden ist, und einen Komparatorausgang (74) aufweist, der betreibbar mit dem Chip (11) verbunden ist, und wobei die Temperaturerfassungsschaltung (15) einen zweiten Komparator (50) aufweist, dessen Eingänge mit einem Digital/Analog-Wandler (34) und mit einem Temperatur-Spannungs-Wandler (44) verbunden sind, und der betreibbar ist, um ein Signal zu erzeugen, wenn die Spannung des Digital/Analog-Wandlers (34) die Spannung des Temperatur-Spannungs-Wandlers (44) überschreitet.
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