CN113879007B - 喷头加热自保护电路、喷头、打印机及加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种喷头加热自保护电路、喷头、打印机及加热方法，该自保护电路包括定时器，所述定时器的第二管脚通过第一电阻与定时器供电端相连，所述定时器的第四管脚通过第二电阻与所述定时器供电端相连；所述定时器的第三管脚与喷头加热电路的输入端相连，为所述喷头提供加热电压，在定时器的两个信号控制端失控的情况下，利用定时器单稳态的设定自动停止喷头加热，防止喷头长时间加热导致损坏。

Description

喷头加热自保护电路、喷头、打印机及加热方法

技术领域

本发明涉及加热技术领域，尤其涉及一种喷头加热自保护电路、喷头、打印机及加热方法。

背景技术

近年来数字印刷业发展迅速，国内外数字印刷市场份额均呈现大幅上升趋势，而喷墨技术因其特有的技术特点成为数字印刷发展中最具发展潜力的技术方向。

在进行喷墨的过程中，墨水的温度会对喷墨效果造成影响，需要通过喷头内部或外部加热系统保持墨水在所需温度才能保证高质量打印效果。

目前一般采用电加热系统对喷头进行加热，加热系统包括加热片、温度传感器及加热控制板等组成。电加热系统工作时，加热控制板打开加热开关，加热片对喷头开始加热，并且温度传感器实时向加热控制板反馈喷头温度；当喷头温度达到设定工作温度时，控制板关闭加热开关，停止喷头加热；当喷头温度低于设定工作温度时，控制板再次打开加热开关对喷头进行加热，如此反复循环控制保证喷头温度在设定工作温度范围内。

如图1所示，现有技术中采用FPGA或MCU通过一个光电耦和器U1和场效应晶体管Q1来控制喷头加热。当FPGA或MCU失控且控制信号HEAT_CTRL保持输出低电平时，喷头将持续加热，导致喷头损坏。图2为现有技术中的喷头加热输出端电压HEAT_DRV波形图，当T1时间FPGA或MCU死机，控制信号HEAT_CTRL保持输出低电平时，喷头将持续加热，导致喷头损坏。

发明内容

本发明意在提供一种喷头加热自保护电路、喷头、打印机及加热方法，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

第一个方面，本发明实施例提供一种喷头加热自保护电路，所述自保护电路包括定时器，所述定时器的第二管脚通过第一电阻与定时器供电端相连，所述定时器的第四管脚通过第二电阻与所述定时器供电端相连；所述定时器的第三管脚与喷头加热电路的输入端相连，为所述喷头提供加热电压。

可选地，所述自保护电路还包括继电器，所述继电器的第一管脚通过所述第三电阻与所述定时器相连，所述继电器的第四管脚与喷头加热电路的喷头加热电源相连，所述继电器的第三管脚与喷头相连，为所述喷头提供加热电压。

可选地，所述继电器的第三管脚还通过第五电阻和发光二极管与地相连。

可选地，所述继电器为光耦继电器。

可选地，所述定时器的第七管脚和第六管脚相连，且通过第二电容与地相连。

可选地，所述定时器的第七管脚还通过第四电阻与定时器供电端相连。

可选地，所述喷头加热电路还包括保险丝，所述保险丝分别与喷头加热电源和继电器的第四端相连。

第二个方面，本发明实施例提供一种喷头，包括上述的喷头加热自保护电路。

第三个方面，本发明实施例提供一种打印机，包括上述的喷头。

第四个方面，本发明实施例提供一种加热方法，应用于上述的喷头加热自保护电路，所述方法包括：

在第二管脚的第一控制信号和第四管脚的第二控制信号失控的情况下，所述定时器产生单稳态触发信号；

根据所述单稳态触发信号控制喷头加热，其中，当所述单稳态触发信号为稳态阶段时，停止对喷头加热，当所述单稳态触发信息为暂态阶段时，对喷头进行加热。

本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例提供的喷头加热自保护电路、喷头、打印机及加热方法，该自保护电路包括定时器，所述定时器的第二管脚通过第一电阻与定时器供电端相连，所述定时器的第四管脚通过第二电阻与所述定时器供电端相连；所述定时器的第三管脚与喷头加热电路的输入端相连，为所述喷头提供加热电压，在定时器的两个信号控制端失控的情况下，利用定时器单稳态的设定自动停止喷头加热，防止喷头长时间加热导致损坏。

附图说明

图1为现有技术的喷头加热驱动电路图；

图2为现有技术中在喷头控制端失控下喷头加热输出端电压波形图；

图3为本发明实施例中的喷头加热自保护电路图；

图4为本发明实施例中在控制端失控的情况下喷头加热输出端电压波形图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图3，示出了本发明的一种喷头加热自保护电路实施例的结构示意图，该喷头加热自保护电路包括：定时器，定时器的第二管脚通过第一电阻与定时器供电端相连，定时器的第四管脚通过第二电阻与定时器供电端相连；定时器的第三管脚与喷头加热电路的输入端相连，为喷头提供加热电压。

具体地，定时器为LM555定时器；

可选地，定时器的第七管脚和第六管脚相连，且通过第二电容与地相连。

可选地，定时器的第七管脚还通过第四电阻与定时器供电端相连。

具体的，本发明的喷头加热自保护电路包括一个555定时器U1，555定时器U1的引脚2(TRIG)由控制器控制，并通过第一电阻R1上拉至555定时器供电端VCC；555定时器U1引脚4(RESET)由控制器控制，并通过第二电阻R2上拉至555定时器U1供电端VCC；555定时器U1引脚5(CONTRL VOLTAGE)通过第一电容下C1下拉至接地端(GND)；555定时器U1引脚6(THRESHOLD)、引脚7(DISCHARGE)短接，并通过第四电阻R4上拉至555定时器U1供电端；555定时器U1引脚3(OUTPUT)通过第三电阻R3连接光耦继电器U2的引脚2(控制输入端)。

可选地，自保护电路还包括继电器，继电器的第一管脚通过第三电阻与定时器相连，继电器的第四管脚与喷头加热电路的喷头加热电源相连，继电器的第三管脚与喷头相连，为喷头提供加热电压。

可选地，继电器的第三管脚还通过第五电阻和发光二极管与地相连。

可选地，继电器为光耦继电器。

可选地，喷头加热电路还包括保险丝，保险丝分别与喷头加热电源和继电器的第四端相连。

在本发明实施例中，该喷头加热自保护电路包括一个555定时器U1，第一保险丝F1和第一光耦继电器U2。第一保险丝F1一端接喷头加热输入端电压-VHEAT，另一端接光耦继电器U2的引脚4输入端，光耦继电器U2的引脚3输出端连接喷头，即喷头加热输出端电压HEAT_DRV。

另外，光耦继电器U2的引脚3输出端经过第五电阻R5连接发光二极管，即发光二极管D1阳极，发光二极管D1的阴极接喷头加热输入地端GND_HEAT。

正常工作时，控制器通过控制信号RESET_CTRL控制555定时器U1引脚4(RESET),通过控制信号TRIG_CTRL控制555定时器U1引脚2(TRIG)，通过555定时器U1可重复触发的单稳态触发器控制喷头加热，具体输出电压的波形图如图4所示。

具体过程为：在控制器上电正常工作后，控制信号RESET_CTRL即第一控制信号保持为高电平，TRIG_CTRL第二控制信号保持为高电平，此时555定时器U1处于单稳态，引脚3(OUTPUT)输出低电平，光耦继电器U2断开，喷头加热输出端电压HEAT_DRV为零，喷头不加热；

当TRIG_CTRL转为低电平时，并且当TRIG_CTRL电位低于1/3VCC时，555定时器U1开始一个暂态过程，此时引脚3(OUTPUT)输出高电平，第二电容C2通过第四电阻R4充电，当引脚6(THRESHOLD)电位充电到2/3VCC时(充电时间为T_W＝1.1R₄C₂)，引脚3(OUTPUT)输出低电平，且内部放电管导通，第二电容C2上电荷很快经过内部放电管放电，555定时器U1暂态过程结束，引脚3(OUTPUT)输出低电平的稳态，等待下一个控制信号TRIG_CTRL由高电平向低电平的触发下一个引脚3(OUTPUT)输出高电平的暂态过程。

由此可知，555定时器U1引脚3(OUTPUT)输出高电平的暂态过程是光耦继电器U2开启的过程，也是喷头加热输出端电压HEAT_DRV接通喷头加热输入端电压VHEAT，喷头开始加热的过程。

控制器通过控制信号TRIG_CTRL对555定时器U1进行重复触发，从而使得555定时器U1由单稳态至暂态，再由暂态至单稳态的反复转变，最终完成对喷头的反复PWM形式的加热过程。

当控制器出现异常发明，无论两个信号控制端RESET_CTRL和TRIG_CTRL失控的情况下，555定时器U1经过暂态时间(T_W＝1.1R₄C₂)后恢复稳态，即喷头加热时间为T_W＝1.1R₄C₂后停止喷头加热，防止长时间加热导致喷头损坏。

另外，本发明通过第一保险丝及第一光耦继电器，实现了喷头加热的过流保护及喷头加热的隔离控制。

本发明的喷头加热自保护电路能够在555定时器的两个信号控制端失控的情况下，利用555定时器单稳态的设定自动停止喷头加热，防止喷头长时间加热导致损坏。另外，通过第一保险丝及第一光耦继电器，实现了喷头加热的过流保护及喷头加热的隔离控制。

本发明实施例还提供一种喷头，包括上述的喷头加热自保护电路。

本发明实施例提供一种打印机，包括上述的喷头。

本发明实施例提供一种喷涂方法，应用于上述的喷头加热自保护电路，方法包括：

步骤A1、在第二管脚的第一控制信号和第四管脚的第二控制信号失控的情况下，定时器产生单稳态触发信号；

步骤A2、根据单稳态触发信号控制喷头加热，其中，当单稳态触发信号为稳态阶段时，停止对喷头加热，当单稳态触发信息为暂态阶段时，对喷头进行加热。

本发明实施例提供的喷头加热自保护电路、喷头、打印机及加热方法，该自保护电路包括定时器，定时器的第二管脚通过第一电阻与定时器供电端相连，定时器的第四管脚通过第二电阻与定时器供电端相连；定时器的第三管脚与喷头加热电路的输入端相连，为喷头提供加热电压，在定时器的两个信号控制端失控的情况下，利用定时器单稳态的设定自动停止喷头加热，防止喷头长时间加热导致损坏。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种喷头加热自保护电路，其特征在于，所述自保护电路包括定时器，所述定时器的第二管脚通过第一电阻与定时器供电端相连，所述定时器的第四管脚通过第二电阻与所述定时器供电端相连；所述定时器的第三管脚与喷头加热电路的输入端相连，为所述喷头提供加热电压；所述定时器的第七管脚和第六管脚相连，且通过第二电容与地相连；所述定时器的第七管脚还通过第四电阻与定时器供电端相连；

所述自保护电路还包括继电器，所述继电器的第一管脚通过第三电阻与所述定时器相连，所述继电器的第四管脚与喷头加热电路的喷头加热电源相连，所述继电器的第三管脚与喷头相连，为所述喷头提供加热电压。

2.根据权利要求1所述的喷头加热自保护电路，其特征在于，所述继电器的第三管脚还通过第五电阻和发光二极管与地相连。

3.根据权利要求2所述的喷头加热自保护电路，其特征在于，所述继电器为光耦继电器。

4.根据权利要求1所述的喷头加热自保护电路，其特征在于，所述喷头加热电路还包括保险丝，所述保险丝分别与喷头加热电源和继电器的第四端相连。

5.一种喷头，包括如权利要求1-4任一所述的喷头加热自保护电路。

6.一种打印机，包括如权利要求5所述的喷头。

7.一种基于如权利要求1-4任一所述的喷头加热自保护电路的加热方法，其特征在于，所述方法包括：

在第二管脚的第一控制信号和第四管脚的第二控制信号失控的情况下，所述定时器产生单稳态触发信号；

根据所述单稳态触发信号控制喷头加热，其中，当所述单稳态触发信号为稳态阶段时，停止对喷头加热，当所述单稳态触发信息为暂态阶段时，对喷头进行加热。

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