CN103241004A - 墨盒芯片及其发光显示方法、墨盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种墨盒芯片及其发光显示方法、墨盒，该墨盒芯片包括基板，基板上设有通信单元以及电子模块，并设有由电子模块控制发光的发光二极管，其中，电子模块内设有发光控制电路，用于在电子模块接收到控制发光二极管发光的指令后，控制流经发光二极管的电流逐渐增大。该发光显示方法是上述墨盒芯片接收发光控制信号后控制发光二极管的方法。该墨盒具有壳体，壳体的外壁上安装有一块上述的墨盒芯片。本发明能减少避免流经发光二极管的电流瞬间增大或减小，延长发光二极管及墨盒芯片的使用寿命。

Description

墨盒芯片及其发光显示方法、墨盒

技术领域

本发明涉及打印耗材领域，尤其是涉及应用于墨盒上的墨盒芯片以及具有这种墨盒芯片的墨盒、墨盒芯片的发光显示方法。

背景技术

喷墨打印机是常见的打印机，为现代化办公提供了极大的方便。喷墨打印机使用容纳有墨水的墨盒作为耗材容器向纸张喷射墨水，以在纸张上形成需要打印的文字或图案。

参见图1，现有一种彩色喷墨打印机具有机壳11，图1所示的喷墨打印机省略了机壳11的托板。机壳11内设有喷墨打印机的机芯12，并设有一根滑杆10，打印字车14在电机（图1中不可见）的带动下沿着滑杆10往复运动。打印字车14内设有转接板（图1中不可见），转接板通过排线13与机芯12进行通信。

打印字车14上可拆卸地安装有多个墨盒15，不同墨盒15内容纳有不同颜色的墨水。墨盒15的结构如图2所示。墨盒15具有壳体16，壳体16围成容纳墨水的腔体，腔体的下端设有出墨口17，腔体内的墨水通过出墨口17流出，并向打印字车14的供墨针供墨。

墨盒15壳体16的外壁上安装有一块芯片18，芯片18具有基板，基板的一侧设有多个电触点19，用于与转接板电连接。基板的另一侧设有与电触点19电连接的电子模块（图2中不可见）。

现有的电子模块内通常设有存储器，用于存储与墨盒15相关的数据，如墨盒的型号、适用的喷墨打印机型号、墨水颜色、墨盒内剩余墨水量等。墨盒安装到喷墨打印后，喷墨打印机将通过电触点读取存储器中所存储的数据，判断墨盒型号是否合适，并且判断墨盒内剩余的墨水量是否充足，若墨盒内墨水余量不充足，则发出报警信号，使用者更换墨盒后才能进行打印操作。

为了更好地向使用者发出报警信号，现有的部分墨盒芯片上设置有一个发光二极管，在墨盒的腔体内墨水较低时闪烁发光，以提示使用者需要更换墨盒。如图3所示，现有的喷墨打印机20可以同时与多个墨盒芯片21、23、25进行通信，每一墨盒芯片上均设置一个主控制模块以及发光二极管。

墨盒芯片21内设有主控制模块22以及发光二极管LED1，喷墨打印机20通过总线与主控制模块22通信，总线包括四根线，分别是电源线VCC、数据信号线DATA、时钟信号线CLK以及地线GND。发光二极管LED1的阳极通过通信模块的电触点接收电源线VCC的电源信号，阴极与主控制模块21的一个引脚连接。

墨盒芯片23内设有主控制模块24以及发光二极管LED2，而墨盒芯片24内设有主控制模块26以及发光二极管LED3。三块墨盒芯片21、23、25相互并联连接，且均接收喷墨打印机20输出的信号。

喷墨打印机20工作时，将读取存储在主控制模块22内的存储器所述存储的墨盒芯片21对应的墨盒的墨水余量数据，并判断墨盒内的墨水余量是否充足，若判断墨水余量不充足，则向主控制模块22发出指令发光二极管LED1发光的发光控制信号，该信号为闪烁发光信号。

由于喷墨打印机20同时与三个墨盒芯片21、23、25进行通信，因此喷墨打印机20所发送的发光控制信号包含指令发光二极管闪烁发光的信息，还包含墨盒的识别码数据，通常为墨盒所容纳的墨水颜色的数据。墨盒芯片21接收到发光控制信号后，将提取其中的识别码数据，并判断该识别码数据是否与主控制模块22内所述存储的墨盒识别码数据一致，若一致，表示喷墨打印机20发出指令发光二极管LED1闪烁发光的信号，主控制模块22控制发光二极管LED1闪烁发光。

另外，喷墨打印机20为了检测墨盒是否安装正确，通常在墨盒安装到打印字车后，向墨盒芯片发出指令发光二极管长亮的发光控制信号，此时墨盒芯片上的发光二极管将长亮，喷墨打印机通过光敏传感器检测发光二极管发出的光线，以确定墨盒是否安装正确。

由于喷墨打印机20检测墨盒是否安装正确是逐一进行的，因此其发送的指令发光二极管长亮的发光控制信号也是包含墨盒的识别码数据，墨盒芯片21接收到该信号后，需要提取出识别码数据并判断该识别码数据是否与主控制器22中所存储的识别码数据一致，只有在两个识别码数据相同的情况下，主控制器22才会控制发光二极管LED1长亮发光。

因此，现有的墨盒芯片中，主控制器接收到发光控制信号后，不管是控制发光二极管闪烁发光还是控制发光二极管长亮发光，均需要提取出该信号中的墨盒识别码数据，并在对识别码数据进行判断后才控制发光二极管发光。

为了控制发光二极管的发光，每一个主控制模块内均设置发光控制电路，如图4所示，主控制模块22的发光控制电路包括电阻R1以及作为开关器件的场效应管T1，电阻R1的一端与发光二极管LED1的阴极连接，发光二极管LED1的阳极连接至直流电源VCC，电阻R1的另一端通过场效应管T1接地。

主控制模块22需要发光二极管LED1不发光时，控制场效应管T1关断，此时流经发光二极管LED1的电流几乎为零，因此发光二极管LED1不发光。如主控制模块22接收到要求发光二极管LED1发光的信号，如图5所示的波形图，如DAT信号中，在t1时间段发送识别码，在t2时间段内发送控制发光二极管发光的指令，在t3时间段内不发送数据，主控制模块22在t3时间段内控制场效应管T1导通，流经发光二极管LED1的电流瞬间增大，如图5中LED波形图所示。

经过预定的时间后，如100毫秒后，主控制模块22控制场效应管T1关断，流经发光二极管LED1的电流瞬间减小，发光二极管LED1随之熄灭。然而，流经发光二极管LED1的电流长期瞬间增大或减小，对发光二极管LED1造成极大的损坏，导致发光二极管LED1的使用寿命较短。并且，瞬间的大电流也对主控制模块22造成很大的冲击，容易导致主控制模块22烧坏，影响墨盒芯片的使用寿命。

另外，发光二极管的长亮发光只是为了喷墨打印机20检测墨盒是否安装正确，且喷墨打印机20通常是逐一地进行检测。例如，喷墨打印机20移动打印字车，使某一墨盒的发光二极管正对光敏传感器的位置后，发出指令对应墨盒上的发光二极管长亮发光的信号。检测完毕后再次移动打印字车，相邻的墨盒的发光二极管将正对光敏传感器，喷墨打印机20执行下一次的检测。

这样，就要求墨盒芯片必须安装到正确的墨盒上，例如，喷墨打印机20按照红色墨盒、蓝色墨盒、黄色墨盒的顺序依次进行检测，则存储有红色墨盒标识码的芯片必须按照到红色墨盒上，一旦墨盒芯片安装错误，就会导致喷墨打印机20无法检测到墨盒芯片上的发光二极管所发出的光线，喷墨打印机20将判断红色墨盒没有安装正确，无法进行打印操作。

因此，将墨盒芯片安装到墨盒时，需要仔细核对墨盒芯片所适用的墨盒，导致墨盒芯片的安装工作量很大，生产效率低下，且容易出错，影响墨盒的使用。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种避免流经发光二极管的电流瞬间增大或减小的墨盒芯片。

本发明的第二目的是提供一种延长发光二极管使用寿命的墨盒芯片的发光显示方法。

本发明的第三目的是提供一种有效避免芯片烧坏的墨盒。

为实现上述的主要目的，本发明提供的墨盒芯片包括基板，基板上设有通信单元以及电子模块，并设有由电子模块控制发光的发光二极管，其中，电子模块内设有发光控制电路，用于在电子模块接收到控制发光二极管发光的指令后，控制流经发光二极管的电流逐渐增大。

由上述方案可见，发光控制电路控制流经发光二极管的电流逐渐增大，避免流经发光二极管的电流瞬间增大，减少对发光二极管以及墨盒芯片内其他电路的冲击，延长发光二极管以及墨盒芯片的使用寿命。

进一步的方案是，发光控制电路具有与发光二极管阴极连接的第一电阻以及与第一电阻串联连接的第一开关器件，还设有至少一个与第一电阻并联连接的第二电阻，每一第二电阻与一个第二开关器件串联连接。

由此可见，发光控制电路具有多个并联连接的电阻，且每一个电阻均与一个开关器件串联连接，通过控制每一个开关器件的通断，可以控制每一个电阻与其他电阻的并联情况，从而实现发光控制电路的总电阻值可调。发光二极管发光时，可以控制总电阻值逐渐减小，从而使流经发光二极管的电流逐渐增大。发光二极管熄灭时，可以控制总电阻值逐渐增大，流经发光二极管的电流逐渐减小。这样，可以避免流经发光二极管的电流瞬间增大或减小，延长发光二极管以及墨盒芯片的使用寿命。

为实现上述的第二目的，本发明提供的墨盒芯片发光显示方法中，墨盒芯片的基板上设有电子模块以及发光二极管，电子模块内设有发光控制电路，该方法是电子模块接收到控制发光二极管发光的指令后，发光控制电路控制流经发光二极管的电流逐渐增大。

由上述方案可见，通过控制流经发光二极管的电流逐渐增大，有效地避免对发光二极管造成大的冲击，延长其使用寿命。

一个优选的方案是，发光控制电路控制流经发光二极管的电流增大至最大值后，经过预定时间后，控制流经发光二极管的电流逐渐减小。

由此可见，发光二极管熄灭时，流经其中的电流逐渐减小，而不是瞬间减小，也有利于延长发光二极管的使用寿命。

为实现上述的第三目的，本发明提供的墨盒包括壳体，壳体围成容纳墨水的腔体，腔体下设有出墨口，且壳体的外壁上设有墨盒芯片，墨盒芯片具有基板，基板上设有通信单元以及电子模块，并设有由电子模块控制发光的发光二极管，其中，电子模块内设有发光控制电路，用于在电子模块接收到控制发光二极管发光的指令后，控制流经发光二极管的电流逐渐增大。

由上述方案可见，通过对流经发光二极管的电流的控制，从而使流经发光二极管的电流逐渐增大，避免流经发光二极管以及芯片内的电流瞬间增大，减少对发光二极管以及墨盒芯片的冲击，延长发光二极管及墨盒芯片的使用寿命。

附图说明

图1是现有一种喷墨打印机的结构图。

图2是现有一种墨盒的结构放大图。

图3是现有喷墨打印机与多个墨盒芯片的电子模块、发光二极管的电原理框图。

图4是现有墨盒芯片中发光二极管与发光控制电路的电原理图。

图5是现有喷墨打印机发送的信号与墨盒芯片时钟信号、发光二极管电流信号的波形图。

图6是本发明墨盒芯片实施例与喷墨打印机连接的电原理框图。

图7是本发明墨盒芯片实施例中发光控制模块与发光二极管的电路原理图。

图8是本发明墨盒芯片另一个实施例中发光控制模块与发光二极管的电路原理图。

图9是喷墨打印机发送的信号与本发明墨盒芯片实施例的时钟信号、发光二极管电流信号的波形图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的墨盒芯片安装在喷墨打印机使用的墨盒上，接收喷墨打印机输出的信号，并且根据喷墨打印机输出的信号向喷墨打印机返回相应的信号。

如图6所示，喷墨打印机30上安装有多个墨盒，每一个墨盒上均安装有一块墨盒芯片，如墨盒芯片31、34、37等，每一块墨盒芯片均具有一块基板，基板的一面设有作为通信单元的多个电触点，用于与喷墨打印机30的电触点连接，基板的另一面设置有电子模块。

当然，若墨盒芯片为无线芯片，则通信模块为接收喷墨打印机发出的无线信号的天线。

墨盒芯片31的电子模块为微处理器，微处理器内设有主控制模块32以及发光控制模块33，主控制模块32及发光控制模块33均与喷墨打印机30通信。

喷墨打印机30的总线包括四根线，分别是电源线VCC、数据信号线DATA、时钟信号线CLK以及地线GND，主控制模块32及发光控制模块33均通过通信单元上的电触点接收电源线VCC、数据信号线DATA、时钟信号线CLK以及地线GND的信号。

主控制模块32中设有存储器，存储有诸如墨盒型号、墨盒适用的喷墨打印机型号、墨水余量等数据，还设有墨盒的识别码数据，通常是墨盒所容纳的墨水颜色。

墨盒芯片31还设有发光二极管LED4，其阳极连接到通信单元的电源触点并接收喷墨打印机30的电源线VCC提供的电源信号，阴极连接至发光控制模块33的一个引脚K4上。发光控制模块33内设有发光控制电路，参见图7，发光控制电路包括多个并联连接的电阻R4、R5、R6、R7，每一个电阻R4、R5、R6、R7分别与一个作为开关器件的场效应管T4、T5、T6、T7串联连接。

从图7可见，电阻R4的一端连接至发光二极管LED4的阴极，即电阻R4的一端为引脚K4的输出端。电阻R4与场效应管T4串联连接，且场效应管T4串联在电子R4与地之间。

电阻R5与电阻R4并联连接，且电阻R5与场效应管T5串联连接，场效应管T5串联在电阻R5与地之间。相同地，电阻R6也是与电阻R4并联连接，场效应管T6串联在电阻R6与地之间。电阻R7与电阻R4并联连接，场效应管T7串联在电阻R7与地之间。优选地，电阻R5 R6、R7任一个的阻值小于或等于电阻R4的阻值。

喷墨打印机30向墨盒芯片31发出的信号如图9所示，其中CLK为时钟信号，DAT为数据信号。喷墨打印机30发出的数据信号DAT中，在t1时间段内发送开始命令与墨盒颜色代码的命令，在t2时间段内发送指示发光二极管LED4发光的指令。

在t2时间段前，即发光控制模块33接收到控制发光二极管发光指令前，场效应管T4、T5、T6、T7均截止，因此没有电流流经发光二极管LED4，发光二极管LED4熄灭。发光控制模块33接收到控制发光二极管发光指令后，即从t2时间段开始，首先控制场效应管T4导通，此时电流从直流电源VCC流经发光二极管LED4、电阻R4及场效应管T4，但由于电阻R4的阻值较大，流经发光二极管LED4的电流较小，发光二极管LED4的亮度也较小。

随后，发光控制模块33控制场效应管T5导通，此时发光控制电路的电阻值是电阻R4与电阻R5并联连接后的电阻值。这样，流经发光二极管LED4的电流将增大，发光二极管LED4的亮度也随之变大。

然后，发光控制模块33控制场效应管T6、T7依次导通，发光控制电路的电阻值也就逐渐减小，流经发光二极管LED4的电流逐渐增大，如图9的LED波形图所示。发光二极管LED4的发光亮度与流经发光二极管LED4的电流成正比，因此发光二极管LED4是逐渐变亮。

发光控制模块33从t2时间段开始控制流经发光二极管LED4的电流增大，确保在t3时间段内，发光二极管LED4的亮度到达最大值，以便于喷墨打印机对发光二极管LED4的发光情况的检测。

当发光二极管LED4的发光亮度到达最大值后，持续预定的时间，如50毫秒至100毫秒后，发光控制模块33控制场效应管T4、T5、T6、T7依次关断，这样，流经发光二极管LED4的电流逐渐减小，其发光亮度也逐渐变小。

可见，流经发光二极管LED4的电流不会瞬间增大或瞬间减小，而是逐渐增大或逐渐减小，避免过大的电流对发光二极管LED4以及墨盒芯片31内其他电路造成冲击。

需要说明的是，多个场效应管T4、T5、T6、T7的导通顺序与关断顺序可以根据实际情况调节，例如，可以先控制场效应管T5导通或关断，然后控制场效应管T7、T4、T6导通或关断，只要多个场效应管不是同时导通或同时关断即可。

当然，发光控制模块36、39内也设有相同的发光控制电路，以便流经发光二极管LED5、LED6的电流逐渐增大或逐渐减小。

发光控制电路还可以由多个电阻串联实现，如图8所示，电阻R8、R9、R10串联连接，且电阻R8、R9、R10分别与一个作为开关器件的场效应管T8、T9、T10并联连接，电阻R8的一端连接至发光二极管LED4的阴极，电阻R10一端接地。

由于电阻R8、R9、R10的电阻值分别大于场效应管T8、T9、T10的电阻值，因此当场效应管T8、T9、T10导通时，电流分别流经场效应管T8、T9、T10而不是电阻R8、R9、R10。

这样，发光控制模块33接收到控制发光二极管LED4发光的指令前，多个场效应管T8、T9、T10均截止，发光控制电路的总电阻值为电阻R8、R9、R10的阻值之和，因此流经发光二极管LED4的电流较小。发光控制模块33接收到控制发光二极管LED4发光的指令后，控制场效应管T8、T9、T10依次导通，这样发光控制电路的总电阻值逐渐减小，流经发光二极管LED4的电流逐渐增大。

经过预定的时间后，场效应管T8、T9、T10依次截止，流经发光二极管LED4的电流逐渐减小，发光二极管LED4慢慢熄灭。

当喷墨打印机30向某一墨盒芯片发送信号时，通过总线发出信号，因此每一墨盒芯片均接收到喷墨打印机30发出的信号，且多个墨盒芯片之间并联连接。墨盒芯片接收到喷墨打印机30发送的信号后，从该信号中提取出墨盒的识别码数据，并判断该识别码数据是否与墨盒芯片所存储的识别码数据相同，只有在喷墨打印机30发送的信号中的识别码数据与墨盒芯片所存储的识别码数据相同的情况下，墨盒芯片才执行读写操作。

然而，若墨盒芯片判断喷墨打印机30发送的信号是控制某一墨盒芯片的发光二极管长亮发光，则每一墨盒芯片的发光控制模块均控制自身的发光二极管长亮发光。

因此，墨盒芯片接收到喷墨打印机发送的信号后，首先判断喷墨打印机发送的是否为发光控制信号，如是，则进一步判断该发光控制信号是否为指令任一个墨盒芯片的发光二极管长亮的控制信号，如是，控制自身的发光二极管长亮发光，即控制自身的发光控制电路中多个场效应管依次导通，并等待预定的时间后，依次关断多个场效应管。

如墨盒芯片判断发光控制信号不是指令发光二极管持续发光的信号，表示发光控制信号是指令发光二极管闪烁发光的信号，此时发光控制模块在判断发光控制信号中的墨盒识别码数据与墨盒芯片所存储的墨盒识别码数据相同后，控制发光二极管闪烁发光。

应用上述的方法，在喷墨打印机30输出指令任一墨盒芯片上的发光二极管长亮发光的信号时，安装在喷墨打印机30上的所有墨盒芯片上的发光二极管均长亮发光。这样，即使墨盒芯片安装到并不匹配颜色的墨盒上，在喷墨打印机30判断墨盒是否安装正确时，仍可以检测到墨盒已经正确安装。因此，可以将墨盒芯片安装到任意颜色的墨盒上，墨盒芯片的安装工作量大大减小，工作效率较高。

本发明还提供一种具有上述墨盒芯片的墨盒，该墨盒具有壳体，壳体围成一个容纳墨水的腔体，在腔体的下方设有与腔体连通的出墨口，腔体内的墨水可通过出墨口流出。并且，在壳体的一个外壁上可拆卸地安装有一块依据本发明上述实施例的墨盒芯片。

当然，上述实施例仅是本发明较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，使用三极管替代场效应管作为开关器件，且场效应管可以使用P型场效应管或者N型场效应管；或者，电子模块可以不是微处理器，而是使用电子器件构成的具有逻辑功能的集成电路；又或者，使用输出电流幅值可变的电流源向发光二极管供电，通过控制电流源输出的电流幅值来控制流经发光二极管的电流值，这样的改变同样可以实现本发明的目的。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如发光控制电路中电阻与开关器件数量的改变、多个场效应管的开闭顺序的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.墨盒芯片，包括

基板，所述基板上设有通信单元以及电子模块，并设有由所述电子模块控制发光的发光二极管；

其特征在于：

所述电子模块内设有发光控制电路，用于在所述电子模块接收到控制所述发光二极管发光的指令后，控制流经所述发光二极管的电流逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的墨盒芯片，其特征在于：

所述发光控制电路具有与所述发光二极管阴极连接的第一电阻以及与所述第一电阻串联连接的第一开关器件，还设有至少一个与所述第一电阻并联连接的第二电阻，每一所述第二电阻与一个第二开关器件串联连接。

3.根据权利要求1或2所述的墨盒芯片，其特征在于：

所述电子模块包括接收所述通信单元输出的信号的主控制模块以及接收所述通信单元输出的发光控制信号的发光控制模块，所述发光控制电路设置在所述发光控制模块内，且所述发光控制模块在接收到指令任一墨盒芯片的发光二极管长亮发光信号时，控制所述发光二极管长亮发光。

4.墨盒芯片的发光显示方法，该墨盒芯片的基板上设有电子模块以及发光二极管，所述电子模块内设有发光控制电路；

其特征在于：该方法包括

所述电子模块接收到控制所述发光二极管发光的指令后，所述发光控制电路控制流经所述发光二极管的电流逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的墨盒芯片的发光显示方法，其特征在于：

所述发光控制电路控制流经所述发光二极管的电流增大至最大值后，经过预定时间后，控制流经所述发光二极管的电流逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的墨盒芯片的发光显示方法，其特征在于：

所述发光控制电路具有与所述发光二极管阴极连接的第一电阻以及与所述第一电阻串联连接的第一开关器件，还设有至少一个与所述第一电阻并联连接的第二电阻，每一所述第二电阻与一个第二开关器件串联连接；

控制流经发光二极管的电流逐渐增大或减小的步骤是：控制所述第一开关器件与所述第二开关器件依次导通或关断。

7.根据权利要求4至6任一项所述的墨盒芯片的发光显示方法，其特征在于：

所述电子模块接收到指令任一墨盒芯片的发光二极管长亮发光信号时，控制所述发光二极管长亮发光。

8.墨盒，包括

壳体，所述壳体围成容纳墨水的腔体，所述腔体下设有出墨口，且所述壳体的外壁上设有墨盒芯片，所述墨盒芯片具有基板，所述基板上设有通信单元以及电子模块，并设有由所述电子模块控制发光的发光二极管；

其特征在于：

所述电子模块内设有发光控制电路，用于在所述电子模块接收到控制所述发光二极管发光的指令后，控制流经所述发光二极管的电流逐渐增大。

9.根据权利要求8所述的墨盒，其特征在于：

所述发光控制电路具有与所述发光二极管阴极连接的第一电阻以及与所述第一电阻串联连接的第一开关器件，还设有至少一个与所述第一电阻并联连接的第二电阻，每一所述第二电阻与一个第二开关器件串联连接。

10.根据权利要求8或9所述的墨盒，其特征在于：

所述电子模块包括接收所述通信单元输出的信号的主控制模块以及接收所述通信单元输出的发光控制信号的发光控制模块，所述发光控制电路设置在所述发光控制模块内，且所述发光控制模块在接收到指令任一墨盒芯片的发光二极管长亮发光信号时，控制所述发光二极管长亮发光。

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